浅谈泵站电气自动化

周均平

（江苏省江阴市白屈港水利枢纽工程管理处 江阴市 214434）

1 泵站电气自动化需要遵循的原则

（1）效益最大化原则。

不管是在进行泵站电气自动化设计的前期阶段，还是在泵站实现电气自动化后的对设备的更新和维护阶段，资金的投入都是巨大的。但因为泵站的职能是固定的，因而泵站的实际运行时间也相对较少，这也就造成了资金投入与泵站的实际运行时间之间的矛盾。因而泵站电气自动化必须遵循效益最大化原则，否则在不断的设备更新及养护投入中，不仅泵站的正常运行会受到影响，同时也会给政府及国家的经济造成巨大负担。

（2）实事求是原则。

根据泵站电气自动化程度的差异，可以将其分为三种类型，分别是：数据采集型、部分系统自动化型以及综合自动化型。可见，泵站电气自动化是建立在大量现代技术及设备上的，没有现代技术及设备的支撑，泵站的电气自动化就无法实现。为此，在进行泵站电气自动化设计的过程中，必须结合泵站的实际情况，对所需设备进行确定，统筹规划，切实做好泵站电气自动化的定位，不能贪大求全，给泵站的运行造成负担。

（3）先进性、可靠性原则。

泵站电气自动化的设备和自动化系统是否先进、是否可靠是泵站电气自动化正常运行的核心。为此，在进行泵站电气自动化设计的过程中，要对自动化系统及相关设备的先进性及其可靠性进行研究分析，结合泵站的实际，对泵站相关设备的自动化需求进行综合考量，为实现泵站的电气自动化奠定基础。

2 泵站电气自动化需要注意的问题

虽然泵站电气自动化进程正在不断加快，我国一些大型泵站的电气自动化水平已经得到了较大的提高，但现实中，仍然存在着一些问题，阻碍着泵站电气自动化的发展。

（1）要正确处理好泵站电气自动化设计阶段的测量、控制、保护三者之间的关系。

由于受到传统机械设备以及技术的限制，测量、控制、保护逐渐成为传统泵站电气二次设计的主要组成部分，但科技、经济以及电子信息技术的不断发展以及高新技术在泵站中的应用，间接导致这三者之间的界限变得越来越模糊，且渐渐向融合过渡。例如泵站的运行过程中，继电保护是其电气二次的重要部分，它不仅能对非电量进行保护，同时还能对运行中的电气设备的电量展开测量，这样既能够提高设备的使用寿命，同时还有效地减少了不必要设备的投入，对泵站经济效益的提高起着一定作用。与泵站管理人员一样，继电保护的作用对象也是开关设备，都是通过对开关设备进行控制来实现管理，其原理是相同的，但两者相比较而言，因为管理人员的主观性较强，因而继电保护的可靠性更高，也更先进。

（2）要正确划分泵站电气自动化过程中需要自动控制的环节或单元。

构成泵站自动控制的结构主要分为两个部分，分别是1个顺序控制以及多个独立比如循环单元。为此，在设计泵站自动化系统的过程中，必须将系统的层次划分明确，避免只利用一个控制设备进行整个泵站的控制，其中对辅机系统的处理更是如此。为了降低泵站的运行风险，进行设计时最好利用多个独立比如控制单元，关键控制线路只对这部分单元发出指令和接收指令，各独立比如控制单元根据设计时制定的设计要求进行独立操作。

3 关于泵站电气自动化的设计

3.1 有关泵站电气自动化的定位

泵站的电气自动化不仅是一项巨大的工程，同时也是一项具有系统性、综合性的工程，它的涉及范围广，不仅包括了投资额度、设备的情况，同时还包含了人文地理环境等方面。只有将这些方面都考虑到泵站电气自动化的设计之中，才能对泵站的电气自动化作出定位。此外，在进行泵站自动化定位的过程中，还要充分结合泵站的实际情况，实事求是把握泵站自动化的需求程度，保证设计出的自动化系统符合泵站的实际需求。

3.2 有关泵站电气自动化系统结构的选择

对于泵站电气自动化系统结构的选择，笔者列举了三项系统结构，并对此进行了分析：

（1）监控主机加通讯协议设备结构。

监控主机加通讯协议设备系统结构的对通讯协议及规约的要求较低，完全交由监控主机进行调整。但监控主机是自动化系统的关键，若监控主机出现故障，将影响其传递指令的功能，对系统的正常运行有着一定的影响。

（2）对于监控主机加以太网通讯可编程序控制器加通讯协议设备结构的选择。

泵站的电气自动化系统按其单元构成可分为三个部分，分别是若干可编程控制器PLC、监控下层设备的通讯监控主机以及通过以太网通讯PLC。其中PLC是控制节点，对于提高系统运行的可靠性起着一定作用。但此系统结构也有一定的局限性，就是PLC和下层通讯能力较弱，对通讯速度造成了阻碍。

（3）监控主机加以太网通讯 RTU结构。

监控主机加以太网通讯RTU结构既有继电保护的作用，同时也有可编程序控制器的功用，不仅如此，还能对开关量输入、输出以及模拟量输入输出有着保护作用。在该系统结构中，以太网是监控主机进行通讯的主要媒介，对于泵站的自动化控制发挥着巨大作用。但要选用这种系统结构必须投入较多的资金才能实现。

3.3 有关泵站电气自动化控制的内容

上面提到构成泵站自动控制的结构主要是一个顺序控制以及很多独立比如循环单元，换而言之，泵站的电气自动化控制其实也就是将这两者互相结合，通过一对多的形式进行泵站运行的控制和管理。在这个控制过程中，最为理想的方式是利用一个指令启动设备，而机组的开机台数、叶片角度（如果可调）由预先建立的最优工况的数学模型自动调整。但这仍然是停留在理想状态，在现实中还无法达成。为此，在进行泵站电气自动化控制系统设计的过程中，我们可以将电气主接线设为控制的主线路，将高压开关设备设为其控制的主要对象，并将控制主线路的控制分为三个阶段，即对变电设备的控制、对辅机设备的控制以及对主机组的控制。对于变电设备的控制主要依靠闭环进行，这一控制范围较大，包含了除主机及高压开关设备以外的所有变电设备的控制。而对主机组的控制则包含了对泵站供水、断流设备以及机组的高压开关等部分。

4 结 语

综上所述，要实现泵站电气自动化，不仅要结合泵站的实际情况，同时还要遵循一定的原则，切实了解泵站电气自动化需要注意的问题，立足为生产服务的目标，准确对泵站进行定位，优化泵站电气自动化设计，为泵站电气自动化的实现及发展创造良好的环境。

1 陈导.泵站电气自动化的必要性和设计思路[J].中国高新技术企业，2009（13）.

2 葛强.大型泵站的电气技术改造[J].水泵技术，2010（5）.

3 张信权.时仲同步技术及其在变电站中的应用[J].继电器,2008（9）.