淺談泵站電氣自動化

周均平

（江蘇省江陰市白屈港水利樞紐工程管理處 江陰市 214434）

1 泵站電氣自動化需要遵循的原則

（1）效益最大化原則。

不管是在進行泵站電氣自動化設計的前期階段，還是在泵站實現電氣自動化后的對設備的更新和維護階段，資金的投入都是巨大的。但因為泵站的職能是固定的，因而泵站的實際運行時間也相對較少，這也就造成了資金投入與泵站的實際運行時間之間的矛盾。因而泵站電氣自動化必須遵循效益最大化原則，否則在不斷的設備更新及養護投入中，不僅泵站的正常運行會受到影響，同時也會給政府及國家的經濟造成巨大負擔。

（2）實事求是原則。

根據泵站電氣自動化程度的差異，可以將其分為三種類型，分別是：數據采集型、部分系統自動化型以及綜合自動化型。可見，泵站電氣自動化是建立在大量現代技術及設備上的，沒有現代技術及設備的支撐，泵站的電氣自動化就無法實現。為此，在進行泵站電氣自動化設計的過程中，必須結合泵站的實際情況，對所需設備進行確定，統籌規劃，切實做好泵站電氣自動化的定位，不能貪大求全，給泵站的運行造成負擔。

（3）先進性、可靠性原則。

泵站電氣自動化的設備和自動化系統是否先進、是否可靠是泵站電氣自動化正常運行的核心。為此，在進行泵站電氣自動化設計的過程中，要對自動化系統及相關設備的先進性及其可靠性進行研究分析，結合泵站的實際，對泵站相關設備的自動化需求進行綜合考量，為實現泵站的電氣自動化奠定基礎。

2 泵站電氣自動化需要注意的問題

雖然泵站電氣自動化進程正在不斷加快，我國一些大型泵站的電氣自動化水平已經得到了較大的提高，但現實中，仍然存在著一些問題，阻礙著泵站電氣自動化的發展。

（1）要正確處理好泵站電氣自動化設計階段的測量、控制、保護三者之間的關系。

由于受到傳統機械設備以及技術的限制，測量、控制、保護逐漸成為傳統泵站電氣二次設計的主要組成部分，但科技、經濟以及電子信息技術的不斷發展以及高新技術在泵站中的應用，間接導致這三者之間的界限變得越來越模糊，且漸漸向融合過渡。例如泵站的運行過程中，繼電保護是其電氣二次的重要部分，它不僅能對非電量進行保護，同時還能對運行中的電氣設備的電量展開測量，這樣既能夠提高設備的使用壽命，同時還有效地減少了不必要設備的投入，對泵站經濟效益的提高起著一定作用。與泵站管理人員一樣，繼電保護的作用對象也是開關設備，都是通過對開關設備進行控制來實現管理，其原理是相同的，但兩者相比較而言，因為管理人員的主觀性較強，因而繼電保護的可靠性更高，也更先進。

（2）要正確劃分泵站電氣自動化過程中需要自動控制的環節或單元。

構成泵站自動控制的結構主要分為兩個部分，分別是1個順序控制以及多個獨立比如循環單元。為此，在設計泵站自動化系統的過程中，必須將系統的層次劃分明確，避免只利用一個控制設備進行整個泵站的控制，其中對輔機系統的處理更是如此。為了降低泵站的運行風險，進行設計時最好利用多個獨立比如控制單元，關鍵控制線路只對這部分單元發出指令和接收指令，各獨立比如控制單元根據設計時制定的設計要求進行獨立操作。

3 關于泵站電氣自動化的設計

3.1 有關泵站電氣自動化的定位

泵站的電氣自動化不僅是一項巨大的工程，同時也是一項具有系統性、綜合性的工程，它的涉及范圍廣，不僅包括了投資額度、設備的情況，同時還包含了人文地理環境等方面。只有將這些方面都考慮到泵站電氣自動化的設計之中，才能對泵站的電氣自動化作出定位。此外，在進行泵站自動化定位的過程中，還要充分結合泵站的實際情況，實事求是把握泵站自動化的需求程度，保證設計出的自動化系統符合泵站的實際需求。

3.2 有關泵站電氣自動化系統結構的選擇

對于泵站電氣自動化系統結構的選擇，筆者列舉了三項系統結構，并對此進行了分析：

（1）監控主機加通訊協議設備結構。

監控主機加通訊協議設備系統結構的對通訊協議及規約的要求較低，完全交由監控主機進行調整。但監控主機是自動化系統的關鍵，若監控主機出現故障，將影響其傳遞指令的功能，對系統的正常運行有著一定的影響。

（2）對于監控主機加以太網通訊可編程序控制器加通訊協議設備結構的選擇。

泵站的電氣自動化系統按其單元構成可分為三個部分，分別是若干可編程控制器PLC、監控下層設備的通訊監控主機以及通過以太網通訊PLC。其中PLC是控制節點，對于提高系統運行的可靠性起著一定作用。但此系統結構也有一定的局限性，就是PLC和下層通訊能力較弱，對通訊速度造成了阻礙。

（3）監控主機加以太網通訊 RTU結構。

監控主機加以太網通訊RTU結構既有繼電保護的作用，同時也有可編程序控制器的功用，不僅如此，還能對開關量輸入、輸出以及模擬量輸入輸出有著保護作用。在該系統結構中，以太網是監控主機進行通訊的主要媒介，對于泵站的自動化控制發揮著巨大作用。但要選用這種系統結構必須投入較多的資金才能實現。

3.3 有關泵站電氣自動化控制的內容

上面提到構成泵站自動控制的結構主要是一個順序控制以及很多獨立比如循環單元，換而言之，泵站的電氣自動化控制其實也就是將這兩者互相結合，通過一對多的形式進行泵站運行的控制和管理。在這個控制過程中，最為理想的方式是利用一個指令啟動設備，而機組的開機臺數、葉片角度（如果可調）由預先建立的最優工況的數學模型自動調整。但這仍然是停留在理想狀態，在現實中還無法達成。為此，在進行泵站電氣自動化控制系統設計的過程中，我們可以將電氣主接線設為控制的主線路，將高壓開關設備設為其控制的主要對象，并將控制主線路的控制分為三個階段，即對變電設備的控制、對輔機設備的控制以及對主機組的控制。對于變電設備的控制主要依靠閉環進行，這一控制范圍較大，包含了除主機及高壓開關設備以外的所有變電設備的控制。而對主機組的控制則包含了對泵站供水、斷流設備以及機組的高壓開關等部分。

4 結 語

綜上所述，要實現泵站電氣自動化，不僅要結合泵站的實際情況，同時還要遵循一定的原則，切實了解泵站電氣自動化需要注意的問題，立足為生產服務的目標，準確對泵站進行定位，優化泵站電氣自動化設計，為泵站電氣自動化的實現及發展創造良好的環境。

1 陳導.泵站電氣自動化的必要性和設計思路[J].中國高新技術企業，2009（13）.

2 葛強.大型泵站的電氣技術改造[J].水泵技術，2010（5）.

3 張信權.時仲同步技術及其在變電站中的應用[J].繼電器,2008（9）.