供水泵站电气控制系统的设计与研究

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　　摘 要：水是生命之源，人类的一切生理活动都离不开水的支持，供水泵站作為现代居民的水源提供站，其设计、建设一直受到相关行业的重视。本文主要针对供水泵站的电气控制系统设计进行分析研究，对电气控制系统进行简要概述，并制定供水泵站电气控制系统的设计方案，以实现泵站的高效运转。
　　关键词：供水泵站;电气控制;系统设计
　　随着社会科学技术的不断发展，供水泵站的电气控制系统逐渐得到新技术的改进，使自动化技术控制的愿望得以实现。现如今，自动化的电气控制技术已经无处不在，尤其是在供水的自动化控制领域，近些年来发展十分迅猛。在国家大力推行节水减排的今天，水资源浪费现象仍时有发生，推行自动化的供水控制系统工作已经迫在眉睫。
　　一、电气控制系统概述
　　根据供水泵站的工艺流程进行总体的平面设计，设置电动机控制中心柜和调配供电范围，依据就近采集和单元控制进行区域划分的原则，对区域内的对象、设备进行控制。供水泵站电气控制系统设置中央控制室，由可编程控制器、现场控制站对泵站的各个流程施行分散控制;再由监控计算机和通讯系统构成控制室，对泵站施行集中管理。分控站与中心控制室之间通过网络连接进行交流。监控层配备电脑作为员工操作站点，并由在线式不间断电源来保证系统处于时刻运行状态，此外还可以配备激光打印机，以满足更好的工作需要。[1]
　　二、供水泵站电气控制系统设计方案
　　（一）电源确定
　　1.电源数量确定
　　在设计电气系统的电源数量时，应该严格参照负荷等级分类表，并合理参考相关电力设计要求进行合理设计，将负荷进行三级分类。例如：在北方干旱区域，供水泵站的重要性愈显突出，对于中小型供水泵站可以采用二级负荷考虑，使用双电源进行供电，并使每一回路都可以承担整个线路的电量供应。对于偏僻地区的电源设置，可以采用柴油发电机作为备用电源，以保证设备正常运行。
　　2.确定电压等级
　　电线路中的电压等级受所选用设备的影响，并对整个系统的节能运行水准直接产生影响。在确定电压等级时，应该考量周围的电源电压等级，并结合站内系统所需，确定合适的匹配电压。例如：水泵功率较大时，可以采用6kV或10kV电源，而在电源容量较大时，可以选用最佳的10kV直供电源。
　　（二）电气接线设计
　　随着技术的不断发展，电路设备的可靠性逐步提升，相应的电气接线系统也发生了改变，可以适当参考供水泵站的电气主接线进行更加合理化的设计。
　　在中小型供水泵站电气接线时，因其处于电网末端，综合考虑技术经济，对于负荷容量小的泵站可以选用线路-变压器接线法，在负荷较大泵站，选用单母线接线或单母线分段接线的方法可能会取得更佳的效果。
　　（三）电气设备选择
　　1.变压器选择
　　在变压器的选择工作中，应该依据实际情况合理考量变压器型式和容量。目前的变压器型式主要有低损耗油浸式和干式配电变压器。变压器类型的选择直接关乎配电方式和总工程造价，在选择确立时，应该从安全运行、环境影响、维护成本等多方面进行考虑。前者一般置于户外，离低压进线柜较远，由低压电线或铜母线实现连接，后期维护工作较为繁重;后者多置于配电室内，距低压进线柜较近，可直接由母线连接。对变压器的容量进行选择时，为使选择合理、成本最低，应该经由公式进行科学的计算，本文受篇幅所限，在此不做赘述。
　　2.电机选择
　　在电机选择时，应该全面参考电机类型、容量、电压及启动方式。例如：鼠笼式电机和绕线式电机相比，其具有结构简单、价格低、易维护、坚固、耐用等特点，然而，绕线式电机可以连接频敏变阻器使启动更为平稳、提高启动力矩。所以，在中小型水泵站多采用绕线式电机以提高启动性能。随着启动、变频技术的不断应用，将鼠笼式电机与软启动或变频技术相结合，可以有效改善电机的启动性能，并节约能耗。
　　电机的启动方式分为直接启动、软启动、变频启动三种，变频启动较软启动来讲成本较高。直接启动速度快、设备简单，但对电网冲击较大，易使电路电流增大，造成电机发热、能耗增加，尤其是在频繁的启动时。软启动可以进行一定程度的调节，使启动较为平稳，无明显冲击电流，并可自由地调整启动电流消除启动时的水锤效应，适合负载电机的启动。变频启动可以实现降压启动，在软启动的基础上，还可以对电机实现调速运行。
　　3.配电装置类型选择
　　供水泵站的高压配电装置主要分为户内、户外两种类型。对于配电装置规模较小的一般泵站应优先考虑户外配电装置，以最大程度地减少成本投入。户内的配电装置一般选用成套的开关柜，此外对于工程投资较少的还可以选用低压成套配电柜，其具有操作方便、占地面积小、稳定性高、出线回路多、互换性强等特点，可以有效满足电路配电工作。
　　三、结语
　　在供水泵站的电气系统控制设计时，从节省投资、节约能源的角度，对电路系统进行不间断的优化是一项持续性的工作。这需要设计人员积极开展对于电气控制的研究，并结合当今先进的电气控制技术，对旧有的电气系统设计理念不断改进，以达到降低能耗、减少成本的最终目的，便于供水泵站的长久发展。
　　参考文献：
　　[1]谷明.城市雨水泵电气自动化系统设计研究[J].科技经济导刊，2018，26（16）：82.
　　[2]赵金盈.关于城市排水泵站中应用电气自动化控制简述[J].城市建设理论研究（电子版），2017（04）：280-281.
　　作者简介：王学林（1965-），男，汉族，山东陵县人，本科，高级工程师，研究方向：电气、供排水、机械工程。
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