变电站潜水泵自动控制装置的研制探讨

2016-05-30余洁莹

中国高新技术企业 2016年19期

余洁莹

摘要：低洼地区变电站容易遭受洪涝灾害，为防止水浸，需使用潜水泵进行排水。文章针对固定式潜水泵易锈蚀、故障率高、可靠性低、维护成本高等问题，研制出潜水泵自动控制装置，顺利地解决了上述问题，为变电站的安全可靠运行提供了有力的保障。

关键词：变电站；潜水泵；自动控制装置；防洪涝设备；自动启动方式文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）19-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.063

低洼地区变电站场地在雨季容易遭遇水浸风险。为了防止场地水浸，需要在变电站排水井内安装潜水泵进行排水。但安装在排水井内的固定式潜水泵，由于长期在水中浸泡，容易严重锈蚀，故障率高，工作效率低。如何有效提高低洼变电站潜水泵工作的可靠性，保证排水顺利，是摆在变电站运行人员面前的一道难题。

1 目前变电站防洪涝设备存在的问题

以110kV祥龙变电站作为研究对象。安装在站内排水井中的固定式潜水泵，由于运行环境恶劣，锈蚀情况严重，故障率高，是影响防洪设备可靠性的最薄弱环节。

变电站排水井内潜水泵应急启动过程靠应急人员手动操作。当低洼变电站发生洪涝灾害时，由值班门卫电话通知运行人员到场打开排水井盖观察水位情况，若水位达到警戒值，由运行人员启动潜水泵，总耗时约30分钟，花费时间长，工作效率低，流程繁琐，不利于设备可靠运行。

针对上述问题，研制一种具有自动控制装置的新型潜水泵，使其既能避免潜水泵长期在水中浸泡发生锈蚀，降低潜水泵故障率，又能缩短潜水泵应急启动时间，提高工作效率，同时还具备自动告警功能，确保潜水泵可靠运行，具有非常重要的意义。

2 变电站潜水泵自动控制装置研发过程

根据35kV及以上变电站运行标准及防洪涝的客观要求，提出该装置需满足如下功能：（1）潜水泵自动控制装置应用红外线探测感应实现自动升降及启动功能；（2）当水位达到告警线时能自动发信至门卫室告警，由门卫电话通知运行人员到站；（3）潜水泵自动启动前后均能向运行人员手机发送启动告警短信。

2.1 潜水泵自动启动方式研制

在排水井内安装控制电源箱，并在井内顶部加装微型电动葫芦。利用电动葫芦及不锈钢支架将潜水泵定置在排水井内低于水位警戒线位置，并在潜水泵本体安装浮球水位检测装置及磁吸挡板用以检测排水井中水位情况。最后在潜水泵本体水位警戒线位置安装一组红外线探测探头，在水位安全线安装另一组红外线探测探头（如图1所示）。

根据工作原理图，当排水井内水位上升时，浮球会跟随水位上升并带动磁吸挡板上升。当水位上升到①②号红外探测探头位置时（即水位警戒线时），磁吸挡板会截断①②号红外探测探头的红外线感应，继而触发控制电源箱中的继电器，微型电动葫芦启动，降下潜水泵，同时潜水泵启动抽水。当水位下降到③④号红外探测探头位置时（即水位安全线时），磁吸挡板会截断③④号红外探测探头的红外线感应，继而触发控制电源箱中的继电器，微型电动葫芦启动，潜水泵上升回到原位，同时潜水泵停止抽水。

经过对实物装置（如图2所示）进行50次测试，得出：当水位在告警线时潜水泵感应自动升降启停装置的启动时间平均值仅为18秒，排水速度远大于排水井的进水速度，未出现故障情况。应用红外线探测感应自动升降启停即能解决潜水泵因长期浸泡而出现锈蚀故障的问题，大大降低维护成本，有效降低潜水泵故障率，缩短其应急启动时间，保证变电站防洪涝工作的有效性及可

靠性。

2.2 潜水泵自动检测、告警发信系统研制

在门卫室安装2台GSM短信报警终端主机，根据潜水泵数量在门卫室安装含序号有声告警红灯。每个排水井内安装3组红外检测探头，通过RVV8*0.5信号电缆将潜水泵启动情况传回GSM短信报警终端主机，进而触发门卫室有声告警红灯，同时向变电站运行人员发出潜水泵装置启动相关告警短信（如图3所示）。

（1）当T80探测器#1检测到电缆水位涨近启泵临界点时，会向指定人员发送自定义短信通知（如第1号排水井水位涨近启泵临界点）；（2）当T80探测器#2检测潜水泵启动后会向指定人员发送自定义短信通知（如第1号排水井潜水泵启动中）；（3）当T80探测器#3检测潜水泵停运后会向指定人员发送自定义短信通知（如第1号排水井潜水泵停止）。

对装置进行50次反复试验，未发现发信不成功情况。潜水泵自动检测、告警发信系统能全面反映潜水泵启动前后状态，准确性高，可靠性强，而含序号有声告警灯能有效反映潜水泵启停情况，能让门卫通过亮灯序号得知几号排水井情况异常，并及时电话通知运行人员到场，起到双重保障作用。

3 实物应用效果检查

为了检验潜水泵有无锈蚀故障情况发生，半年内每周定期对潜水泵故障情况、启停情况及告警情况进行检查，得出：（1）排水井内潜水泵锈蚀率为0，故障率为0，满足降低故障率，缩减维修成本的要求；（2）水泵能实现自动启动功能，其应急启动时间<1min，达到缩短应急启动时间要求；（3）门卫室有序告警灯及手机短信告警功能均准确无异，不存在错报漏报现象。

4 制定标准化指引及开展相关培训工作

4.1 对运行人员进行变电站潜水泵自动控制装置正确使用及维护培训

为确保每位运行人员都能熟悉变电站潜水泵自动控制装置的正确使用及维护方法，编写出《变电站潜水泵自动控制装置使用说明书》和《变电站潜水泵自动控制装置维护指南》。根据相关指引对每位运行人员进行了多次理论及实操培训，以保证人员对设备的熟悉度。

4.2 对变电站门卫进行潜水泵自动检测、告警发信系统相关知识培训

为确保变电站门卫能够正确使用潜水泵自动检测、告警发信系统进行告警电话通知反馈，编写出《潜水泵自动检测、告警发信系统使用指南》，再由运行人员结合该指南对变电站门卫开展相关知识的培训工作。

5 变电站潜水泵自动控制装置效益分析

5.1 大大降低潜水泵维修成本

潜水泵自动控制装置使用寿命估算约10年，其研发成本相比固定式水泵以往10年的维修费用，大约节省65%，如果能够在电力系统中广泛推广应用，将对变电站防洪涝工作的顺利开展发挥良好的经济效益。

5.2 缩短运行人员防洪涝工作应急启动时间

潜水泵自动控制装置从告警到启动用时约为18秒，大大缩短了运行人员防洪涝工作应急启动时间，为变电站防洪涝工作的顺利开展提供了宝贵的时间支撑。

5.3 提高潜水泵使用可靠性及变电站防洪涝工作稳定性

潜水泵自动控制装置的成功研制能大幅度提高潜水泵使用可靠性。基于防洪涝工作一直是确保变电站可靠稳定运行的重点工作之一，潜水泵自动控制装置的可靠稳定能为变电站防洪涝工作的顺利开展提供有效的技术性保障。