自来水厂加压泵站电气自动化控制技术改造

张钰

（山西太水市政工程有限公司，山西 太原 030009）

关于人们日常供给水主要源自自来水厂的集中供应，而自来水的来源范围较广，渠道较多，需要将地表水与地下水进行一系列加工后在传送到各家各户。为保障个居民获得充足的日常用水补给，水泵的应用至关重要。传统的自来水供给主要为加压泵站进行加压后供给，由于住户逐渐增加的用水需求，受配电控设施影响，此种技术无法达到目前的供水标准。所以，许多自来水厂选择了对加压泵站实现电气化自动改造的措施，在此项技术的应用中，研究其中的问题，为人们提供安全、优质以及稳定的供水环境。

1 泵站电气自动化控制系统

1.1 传统自来水厂加压泵站电气控制系统

电机启动方式主要应用于传统的自来水供水中，此种加压泵站需要根据电机的功率以及变压器的容量等方面进行分析来进行最终确定。变压器容量的大小、线路的长短都能决定供水质量[1]。相较于大功率电机，小功率电机一般采用直接启动的形式，并不会对整个系统产生影响。但是大功率电机则不同，一般采用降压或者减压的形式进行启动，在进行稳定电压启动后，电机带动水泵进行抽水，其抽水量受相关阀门的开度大小决定。

由于居民及工厂的用水量数值无法确定，水的压力和用水量大小息息相关。所以专业供水人员需要时可根据压力表参数进行调节，在维持人们日常供水中，为保障各区域的供水环境，采用多区域多台水泵的机组供应的形式进行供水[2]。所以观察每台机器的恒压问题就至关重要，否则很有可能会因为压力问题，造成压力过小，供水量不足，或者因为压力过大产生水管爆裂等状况。如果因为供水问题造成居民投诉，会引起不必要的麻烦。目前，随着我国科技的发展，加泵站多采用变频或者软启动的形式进行供水，主要运行原理为通过感知供水量的变化进行自主调节电机的频率以及水泵的压力，正确方法的应用可以减少水泵机组的台数以及相关阀门的开度调节操作。

传统的加压泵站电气控制需要专业人员进行值班看守，以人工的形式进行调节，及时观察设备状态是否正常[3]。但是为了减少由于人工操作产生的误差以及故障问题，电气自动化应用很好地解决了这种问题的产生，新型设备的应用很好地减少了故障的出现，采取提示与警告的形式进行监控，减少人员等方式实现自动化调节与故障提示与预警。

1.2 泵站电气自动化控制系统的构成

电气自动化技术在水站建设应用中，对于技术类型的选择往往需要基于实际情况进行分析。在供水性质、流量以及提升距离等专业要求[4]。在水站占地方面、工程投入资金等方面进行综合评估。在设计泵站电气自动化控制系统的同时要遵循实用性，可靠性、先进性为原则。泵站自动化系统设计中，需要对水泵的压力进行监控、调度、通信平台、泵站远程测控终端、储水压力数据测量以及摄像等部分。在不同类型设计中，设计结构虽然不同，但是设计目标与设计原则是大体一致的，要求系统满足调控需求为前提，提升系统的运行质量与进行周期，为系统的使用寿命、使用功能等方面添加附加条件。

2 传统自来水厂加压泵站电气控制系统的改造

2.1 泵站电气自动化基础改造

首先，关于泵站信息改造的问题，关于泵站运行系统的信息问题，在泵站中具有关键信息节点，其主要运行的功能是将泵站运行中的数据进行实时监督与记录，在数据库中将压力、流量等数据进行实时报道[5]。提升泵站工作效率，才能够有效提升泵站改造中的细节问题，在详细的安排中，利用事先规划好的计划，才能够对基础信息进行准确计算与应用。

其次，关于泵站规范化改造的问题，如果想要充分实现规范化设计问题，就要从细节处出发，观察目前实践中的操作方面仍然存在哪些不足，进而进行补充，这样才能够保证泵站设备运行状态、做工形式、应用以及泵站管理方面是否与其理想状态相吻合[6]。在我国技术与需求不断提升的基础上，积极加强与国外的沟通与交流，学习国外的管理经验与专业技术，调整固化思维，打开新视野，将国外成功的实践经验作为参考案例，促使泵站在自动化、专业化的道路上不断前行。

最后，在典型的改造案例中进行学习，相较于传统的大、中型泵站比例较小的问题[7]。新型泵站自动化系统建设中，主要针对变化模式固定、比例小等相关问题进行解决。此种解决方案重点关注的涉及内容为自动化机组的排列与数量设置上。所以，针对典型泵站的改造中，设计师可以设计出不同的应用模块，在此基础上，将零散的模块进行联合，完善出一个整体。一般来说，自动化模块的典型设计是将泵站自动化的某一类设备作为独立的整体进行设计，将设计中的所有变量为了某一个设备进行计算与设计，在此基础上，将空装置融入其中，从而完成设计者实时监控目的保障系统的平稳运行，以减少安全事故以及损失与维修成本的增加。

2.2 无人值班自动化系统改造

无人值班系统的建设有效地减少了工作人员精力分配不足的状况，为了专业供水技术人员值夜班、监控精力分配不均的状况，无人值班系统减少了毫无意义的重复性工作[8]。且水泵在供水中会产生一系列的噪声影响，不利于专业人员的身体健康，此种系统可以在远程操控、智能监控、自动化调节等相关方面进行控制，为人们提供生产生活上的便利。

关于智能监控方面的改造与创新，计算机监控系统是提升电气自动化质量的重要环节，主要工作原理是针对泵站中的自控技术应用进行辅助作用，在实际运行中，监控系统主要分为两种，一种是带有监控摄像头的监控系统，其具有通讯效率高的特点。另一种是通讯口形式的监控装置，其发展到目前阶段已经具备一定的发展水平，此技术较为成熟，但是缺点比较影响监控效果，关于通讯及传播效率方面，仍然有待加强。

在远程操控与自动化调节方面，实现无人值班是目前我国追求的监管模式，利用相关自动控制装置以及万能断路器及相关技术的应用可以有效减少干扰的产生。智能控制系统的应用进一步提升了无人值班的技术优化，此种技术的使用，可以对通讯、电气设备转速、机器温度以及非电量测量等功能进行完善，保证泵站功能完整的同时，减少设备的消耗以及使用成本，进而提升设备使用效率。

3 自动化控制系统的实现

在进行自来水厂泵站电气自动化系统升级的同时，需要在自控指导工艺，局部配合全局，管理服从控制等方面进行，建立一套独属于该自来水厂的系统，在经历不断的实践与测验中获得一致肯定。首先，系统在建设中要遵循成本降低原则，在进购设备的同时，加强对于进购渠道的监督，将加强对质量的监控。其次，在系统使用的硬件设备和网络结构都要经过严格的审查，确保可靠性，在保证通讯顺畅的情况下，明确主干网络建设与备用网络建设的重要性，做好系统正常运行的保障。再次，在系统的关联性与整体性方面，为减少系统运行成本，需要尽可能减少控制设备，在确保各线路进行连接，防雷装置等做好准备，降低因为雷电产生造成的风险。

与此同时，在屏蔽设施建设中，将建筑物的门窗、地板等金属物相连接，连接地线防止因为过电对人体产生伤害，甚至到成其他设备损坏。最后，如果出现被雷电击中电网的情况，为防止雷电因利用其他导电物质流通进入机房，从而产生电器设备受到过大电流而受到损坏。可以利用多种方法进行保护措施，采取争取的防雷措施才是降低减少成本的根本方法。

4 结语

综上所述，在自来水泵站的实际运行中，在传统供水模式的基础上进行技术改造，此种改造技术在多方面减少了专业共追人员精力耗费问题，为市民供水提供稳定向保障，减少因为监管不力导致的停水问题。在电气自动化应用过程中，专业设备管理人员与技术维修人员只需要定期对于供水设备进行检查与维护，且关注供水过程中出现的各项问题。利用先进的技术采取预警与监督等方法，实现无人值守、自动控制等技术，提升泵站供水质量与工作效率等方面的更多需求，与此同时，为了进一步提升我国泵站供水质量，可以加强对于其他具有供水先进技术的国家的学习，在不断地输入中，输出优秀的设计。