變電站潛水泵自動控制裝置的研制探討

余潔瑩

摘要：低洼地區變電站容易遭受洪澇災害，為防止水浸，需使用潛水泵進行排水。文章針對固定式潛水泵易銹蝕、故障率高、可靠性低、維護成本高等問題，研制出潛水泵自動控制裝置，順利地解決了上述問題，為變電站的安全可靠運行提供了有力的保障。

關鍵詞：變電站；潛水泵；自動控制裝置；防洪澇設備；自動啟動方式 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）19-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.063

低洼地區變電站場地在雨季容易遭遇水浸風險。為了防止場地水浸，需要在變電站排水井內安裝潛水泵進行排水。但安裝在排水井內的固定式潛水泵，由于長期在水中浸泡，容易嚴重銹蝕，故障率高，工作效率低。如何有效提高低洼變電站潛水泵工作的可靠性，保證排水順利，是擺在變電站運行人員面前的一道難題。

1 目前變電站防洪澇設備存在的問題

以110kV祥龍變電站作為研究對象。安裝在站內排水井中的固定式潛水泵，由于運行環境惡劣，銹蝕情況嚴重，故障率高，是影響防洪設備可靠性的最薄弱環節。

變電站排水井內潛水泵應急啟動過程靠應急人員手動操作。當低洼變電站發生洪澇災害時，由值班門衛電話通知運行人員到場打開排水井蓋觀察水位情況，若水位達到警戒值，由運行人員啟動潛水泵，總耗時約30分鐘，花費時間長，工作效率低，流程繁瑣，不利于設備可靠運行。

針對上述問題，研制一種具有自動控制裝置的新型潛水泵，使其既能避免潛水泵長期在水中浸泡發生銹蝕，降低潛水泵故障率，又能縮短潛水泵應急啟動時間，提高工作效率，同時還具備自動告警功能，確保潛水泵可靠運行，具有非常重要的意義。

2 變電站潛水泵自動控制裝置研發過程

根據35kV及以上變電站運行標準及防洪澇的客觀要求，提出該裝置需滿足如下功能：（1）潛水泵自動控制裝置應用紅外線探測感應實現自動升降及啟動功能；（2）當水位達到告警線時能自動發信至門衛室告警，由門衛電話通知運行人員到站；（3）潛水泵自動啟動前后均能向運行人員手機發送啟動告警短信。

2.1 潛水泵自動啟動方式研制

在排水井內安裝控制電源箱，并在井內頂部加裝微型電動葫蘆。利用電動葫蘆及不銹鋼支架將潛水泵定置在排水井內低于水位警戒線位置，并在潛水泵本體安裝浮球水位檢測裝置及磁吸擋板用以檢測排水井中水位情況。最后在潛水泵本體水位警戒線位置安裝一組紅外線探測探頭，在水位安全線安裝另一組紅外線探測探頭（如圖1所示）。

根據工作原理圖，當排水井內水位上升時，浮球會跟隨水位上升并帶動磁吸擋板上升。當水位上升到①②號紅外探測探頭位置時（即水位警戒線時），磁吸擋板會截斷①②號紅外探測探頭的紅外線感應，繼而觸發控制電源箱中的繼電器，微型電動葫蘆啟動，降下潛水泵，同時潛水泵啟動抽水。當水位下降到③④號紅外探測探頭位置時（即水位安全線時），磁吸擋板會截斷③④號紅外探測探頭的紅外線感應，繼而觸發控制電源箱中的繼電器，微型電動葫蘆啟動，潛水泵上升回到原位，同時潛水泵停止抽水。

經過對實物裝置（如圖2所示）進行50次測試，得出：當水位在告警線時潛水泵感應自動升降啟停裝置的啟動時間平均值僅為18秒，排水速度遠大于排水井的進水速度，未出現故障情況。應用紅外線探測感應自動升降啟停即能解決潛水泵因長期浸泡而出現銹蝕故障的問題，大大降低維護成本，有效降低潛水泵故障率，縮短其應急啟動時間，保證變電站防洪澇工作的有效性及可

靠性。

2.2 潛水泵自動檢測、告警發信系統研制

在門衛室安裝2臺GSM短信報警終端主機，根據潛水泵數量在門衛室安裝含序號有聲告警紅燈。每個排水井內安裝3組紅外檢測探頭，通過RVV8*0.5信號電纜將潛水泵啟動情況傳回GSM短信報警終端主機，進而觸發門衛室有聲告警紅燈，同時向變電站運行人員發出潛水泵裝置啟動相關告警短信（如圖3所示）。

（1）當T80探測器#1檢測到電纜水位漲近啟泵臨界點時，會向指定人員發送自定義短信通知（如第1號排水井水位漲近啟泵臨界點）；（2）當T80探測器#2檢測潛水泵啟動后會向指定人員發送自定義短信通知（如第1號排水井潛水泵啟動中）；（3）當T80探測器#3檢測潛水泵停運后會向指定人員發送自定義短信通知（如第1號排水井潛水泵停止）。

對裝置進行50次反復試驗，未發現發信不成功情況。潛水泵自動檢測、告警發信系統能全面反映潛水泵啟動前后狀態，準確性高，可靠性強，而含序號有聲告警燈能有效反映潛水泵啟停情況，能讓門衛通過亮燈序號得知幾號排水井情況異常，并及時電話通知運行人員到場，起到雙重保障作用。

3 實物應用效果檢查

為了檢驗潛水泵有無銹蝕故障情況發生，半年內每周定期對潛水泵故障情況、啟停情況及告警情況進行檢查，得出：（1）排水井內潛水泵銹蝕率為0，故障率為0，滿足降低故障率，縮減維修成本的要求；（2）水泵能實現自動啟動功能，其應急啟動時間<1min，達到縮短應急啟動時間要求；（3）門衛室有序告警燈及手機短信告警功能均準確無異，不存在錯報漏報現象。

4 制定標準化指引及開展相關培訓工作

4.1 對運行人員進行變電站潛水泵自動控制裝置正確使用及維護培訓

為確保每位運行人員都能熟悉變電站潛水泵自動控制裝置的正確使用及維護方法，編寫出《變電站潛水泵自動控制裝置使用說明書》和《變電站潛水泵自動控制裝置維護指南》。根據相關指引對每位運行人員進行了多次理論及實操培訓，以保證人員對設備的熟悉度。

4.2 對變電站門衛進行潛水泵自動檢測、告警發信系統相關知識培訓

為確保變電站門衛能夠正確使用潛水泵自動檢測、告警發信系統進行告警電話通知反饋，編寫出《潛水泵自動檢測、告警發信系統使用指南》，再由運行人員結合該指南對變電站門衛開展相關知識的培訓工作。

5 變電站潛水泵自動控制裝置效益分析

5.1 大大降低潛水泵維修成本

潛水泵自動控制裝置使用壽命估算約10年，其研發成本相比固定式水泵以往10年的維修費用，大約節省65%，如果能夠在電力系統中廣泛推廣應用，將對變電站防洪澇工作的順利開展發揮良好的經濟效益。

5.2 縮短運行人員防洪澇工作應急啟動時間

潛水泵自動控制裝置從告警到啟動用時約為18秒，大大縮短了運行人員防洪澇工作應急啟動時間，為變電站防洪澇工作的順利開展提供了寶貴的時間支撐。

5.3 提高潛水泵使用可靠性及變電站防洪澇工作穩定性

潛水泵自動控制裝置的成功研制能大幅度提高潛水泵使用可靠性。基于防洪澇工作一直是確保變電站可靠穩定運行的重點工作之一，潛水泵自動控制裝置的可靠穩定能為變電站防洪澇工作的順利開展提供有效的技術性保障。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）