運用分體式電磁流量計測量水流變化判斷水泵是否正常工作

    1 工程概況
    肇源縣中心泵站更新改造工程包括 13 座中型泵站分別 是杏樹園子強排分站、聚寶山強排分站、旭日強排分站、肇源農(nóng)場排水分站和肇源農(nóng)場二級排水分站、立陡山、燎原、民 意、中心、蓮花泡和三站排灌分站、八家河灌溉分站和肇源農(nóng) 場灌溉分站?？傃b機臺數(shù) 61 臺，總裝機容量10 022 kW，總設計流量92. 87 m3 /s。

     一期實施更新改造 6 座泵站，重點進行了泵站機電設備技術更新改造，本次更新改造有 5 座分站分別增設了微機自 動化監(jiān)控屏。電氣設備更新改造使用 GGD 系列開關柜替換淘汰的 PGL 等設備，電氣均采用國內(nèi)較為先進的元件相配 套; 其中觀測儀表采用了 ACR220E 多功能智能網(wǎng)絡儀表，以 便于通過儀表 RS485 接口進行微機監(jiān)控，對設備運行的三相 電壓、三相電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度進行實時監(jiān)控; 總進線柜斷路器選用 CDM 型核心 部件采用智能控制; 各饋電斷路器用電動分、合閘替換手動 操作。用軟啟動器替換老式自耦減壓啟動器，啟動實現(xiàn)“手 動/自動( 鍵盤操作) ”操作，各分泵站新增無功自動補償設施。增設超聲波水位計對抽水站前池水位、出水池水位進行 實時水情監(jiān)測; 增設分體式電磁( 超聲波) 流量計對水泵進行流量及 運行工況的實時監(jiān)測。

    2 更新后的電氣設備運行應用
    肇源縣中心泵站分泵站管理人員對泵站常規(guī)設備的運行雖已具有一定的技術水平和運行管理的經(jīng)驗。如水泵的 運行管理、電動機的運行管理、變壓器的運行管理、10 KV線 路及其附屬設備的運行管理、開關柜的運行管理等。但對于 新產(chǎn)品的運用和管理還缺乏經(jīng)驗和技術水平。為此，特別針 對本次改造所使用的軟啟動設備、微機監(jiān)控設備、信息采集 實時監(jiān)測設備進行運行應用論述。目的是使泵站在安全情 況下運行，同時發(fā)揮其應有的作用。

    1) 軟啟動器的運行應用。是在熟悉其工作原理及其技 術特性的條件下進行的。軟起動器是采用智能化數(shù)字式控 制，以單片機為智能中心，可控硅模塊為執(zhí)行元件對電動機 進行全自動控制，特別適用于泵站的鼠籠型異步電動機控制。軟啟動使電動機在任何工況下均能平滑起動、保護拖動 系統(tǒng)，減少起動電流對電網(wǎng)的沖擊，保證電動機可靠的起動。 平滑減速停車，消除拖動系統(tǒng)的反慣性沖擊。完整的系統(tǒng)保 護功能，延長系統(tǒng)的使用壽命，降低系統(tǒng)造價，提高系統(tǒng)的可 靠性。兼容了所有起動設備的各種功能，是傳統(tǒng)起動星三角 起動、自耦減壓起動等最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。同時軟起動 器是一種集軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎 電機控制裝置。運用串接于電源與被控電機之間的軟起動 器，控制其內(nèi)部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預 設函數(shù)關系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機全電壓。在 軟起動過程中，電機起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加，無 沖擊電流。具有軟停車功能，電機停機時，傳統(tǒng)的控制方式 都是通過瞬間停電完成的。對于泵站來說如果瞬間停機，會 產(chǎn)生巨大的“水錘”效應，使管道，甚至水泵遭到損壞。在泵 站中，應用軟停車技術可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修 費用和維修工作量。軟起動器中的軟停車功能是晶閘管在 得到停機指令后，從全導通逐漸地減小導通角，經(jīng)過一定時 間過渡到全關閉的過程。泵站電機停車的時間根據(jù)實際出水管道長度及實際情況需要可在20 S左右調(diào)整。軟啟動在泵 站運行中還可以實現(xiàn)輕載節(jié)能目的，籠型異步電機是感性負 載，在運行中，定子線圈繞組中的電流滯后于電壓。在電機工作電壓不變，高水位時水泵處于輕載狀態(tài)，功率因數(shù)低，低 水位時水泵處于重載狀態(tài)，功率因數(shù)高。軟起動器能實現(xiàn)在輕載時，通過降低電機端電壓，提高功率因數(shù)，減少電機的銅 耗、鐵耗，達到輕載節(jié)能的目的; 負載重時，則提高電機端電 壓，確保電機正常運行。軟啟動器的保護功能齊全，具有過 載保護功能、缺相保護功能、過熱保護功能。熟悉基本功能 及原理以后，懂得設備調(diào)整程序，并能熟練掌握代碼設置功
能的設置，按操作說明進行操作既可以運行應用。

    2) 微機監(jiān)控屏的運行應用。肇源縣中心泵站各分站管 理水平總體程度上還處于初級管理模式水平，灌區(qū)管理人員 水利現(xiàn)代化意識和技術水平還需亟待提高，就目前看，一期改造的 6 座泵站中有 5 處灌排站安裝了微機自動化監(jiān)控屏， 但由于泵站管理人員技術水平有限，使得建成的自動化系統(tǒng) 使用困難，更談不上向高層次開發(fā)利用了，管理維護也將出 現(xiàn)難題，無法充分發(fā)揮已建成的自動化結(jié)合信息化的開發(fā)利用作用。高新技術產(chǎn)品目前不僅沒有減輕反而加重了泵站工作人員的負擔，這種狀況如果不能得到及時改善，將會造 成泵站趨于逐步老化、落后等問題，人們就會對自動化微機 監(jiān)控設施效益產(chǎn)生懷疑，結(jié)果只能是逐漸淘汰，于是泵站管 理又恢復到原來的狀態(tài)。所以利用好微機監(jiān)控屏是十分必 要的。泵站技術改造新系統(tǒng)采用微機監(jiān)控屏監(jiān)控，加強了系 統(tǒng)的控制、監(jiān)視和保護功能，增強了系統(tǒng)對故障的判斷能力， 提高了泵站樞紐現(xiàn)代化管理水平，為實現(xiàn)無人值守創(chuàng)造了條 件。泵站改造雖然不能達到全方位的泵站管理信息化管理 水平，但確實提高了泵站自動化程度。肇源縣一期泵站的微 機監(jiān)控屏具有數(shù)據(jù)采集與處理功能，有電氣模擬量輸入( 電 壓，電流，功率) 非電氣模擬量( 水位，流量、溫度等) 輸入; 有 斷路器、隔離開關的位置信號開關量輸入; 有有功與無功的 電能量的脈沖量; 有電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因 數(shù)、頻率及電能電量脈沖量; 有泵站的總有功與總無功量的計算量; 有設備操作監(jiān)視的開、停機操作流程圖，實現(xiàn)人機對 話; 微機監(jiān)控屏具備負荷統(tǒng)計、模擬量統(tǒng)計、開關量動作記 錄、報警記錄、電量越限記錄、模擬量越限記錄、事故追憶、事 件順序記錄、控制操作記錄、用戶登錄記錄、設備運行統(tǒng)計等 自動記錄功能，微機監(jiān)控屏的運用減輕以往的人工記錄操 作，減輕人員工作量。掌握微機監(jiān)控屏運行操作上位機的開機流程，即投監(jiān)控屏柜后面的空氣開關 QF1; 然后投 UPS 電 源箱空氣開關，再按 UPS 開機鍵開機; 依次投 2 － 5QF 空氣開 關。打開上位機( 即計算機) 后點擊打開“實時數(shù)據(jù)庫”，再打 開“組態(tài)運行”然后打開“組態(tài)運行”里面的“用戶”，選擇“登 錄”，這樣就完成泵站管理微機監(jiān)控的準備工作，此時就可以 使用微機監(jiān)控屏進行開、停機及數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，達到運行應 用之目的。

    3) 信息采集實時監(jiān)測設備的運行應用，泵站安裝實時監(jiān) 控水情的 CSS － 200K 分體式超聲波液位計，進行泵站前池水 位、出水池水位檢測，通過微機監(jiān)控屏的計算機數(shù)據(jù)存儲有 利于科學分析和調(diào)度水泵運行，特別是江水位低枯情況下進行機組運行的科學調(diào)度更顯得十分必要; 該設備具有數(shù)據(jù) RS232C 串行接口，可選配 RS485 或 CAN 總線; 4 － 20mA 模 擬量輸出均可與微機屏配套使用實現(xiàn)實時監(jiān)控。泵站安裝 實時監(jiān)控流量的 LD 型分體式電磁流量計進行實時監(jiān)測水泵運行流 量，該設備具有數(shù)據(jù) RS232C 串行接口，可選配 RS485 或 CAN 總線; 4 － 20mA 模擬量輸出均可與微機屏配套使用實現(xiàn)實時 監(jiān)控。通過微機監(jiān)控計算機數(shù)據(jù)存儲進行分析可作出科學 判斷水泵運行工況，對機組運行特別是水泵故障及早作出判 斷，是科學診斷水泵維修及運行的保障，有效降低維修頻率，控制維修次數(shù)可以減少灌區(qū)盲目維護而增加費用，減輕職工 勞動強度。

    4) 無功自動補償設備的運行應用。各泵站全部建設在 沿江地帶均處于10 KV供電末端，輸電線路長達十幾公里，供 電線路電壓降大，影響泵站運行，為緩解和提高泵站的用電質(zhì)量增設無功補償設備，有效地提高泵站運行電壓，同時降低泵站的無功消耗，起到節(jié)能增效穩(wěn)定運行目的。無功補償設備的控制系統(tǒng)采用智能控制實現(xiàn)自動切、投，依據(jù)泵站運 行的功率因數(shù)數(shù)據(jù)實行自行調(diào)投入系統(tǒng)的無功補償電容 量，以確保泵站運行功率因數(shù)達到 0. 92 以上。

    3 結(jié) 論
    通過泵站更新改造后的機電設備實際情況，闡述泵站更 新改造建成后電氣設備的使用說明及其運行應用。在提升 泵站管理水平、保障泵站安全運行等方面發(fā)揮重要作用，有 利于泵站安全運行管理的需要。