运用分体式电磁流量计测量水流变化判断水泵是否正常工作

    1 工程概况
    肇源县中心泵站更新改造工程包括 13 座中型泵站分别 是杏树园子强排分站、聚宝山强排分站、旭日强排分站、肇源农场排水分站和肇源农场二级排水分站、立陡山、燎原、民 意、中心、莲花泡和三站排灌分站、八家河灌溉分站和肇源农 场灌溉分站。总装机台数 61 台，总装机容量10 022 kW，总设计流量92. 87 m3 /s。

     一期实施更新改造 6 座泵站，重点进行了泵站机电设备技术更新改造，本次更新改造有 5 座分站分别增设了微机自 动化监控屏。电气设备更新改造使用 GGD 系列开关柜替换淘汰的 PGL 等设备，电气均采用国内较为先进的元件相配 套; 其中观测仪表采用了 ACR220E 多功能智能网络仪表，以 便于通过仪表 RS485 接口进行微机监控，对设备运行的三相 电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度进行实时监控; 总进线柜断路器选用 CDM 型核心 部件采用智能控制; 各馈电断路器用电动分、合闸替换手动 操作。用软启动器替换老式自耦减压启动器，启动实现“手 动/自动( 键盘操作) ”操作，各分泵站新增无功自动补偿设施。增设超声波水位计对抽水站前池水位、出水池水位进行 实时水情监测; 增设分体式电磁( 超声波) 流量计对水泵进行流量及 运行工况的实时监测。

    2 更新后的电气设备运行应用
    肇源县中心泵站分泵站管理人员对泵站常规设备的运行虽已具有一定的技术水平和运行管理的经验。如水泵的 运行管理、电动机的运行管理、变压器的运行管理、10 KV线 路及其附属设备的运行管理、开关柜的运行管理等。但对于 新产品的运用和管理还缺乏经验和技术水平。为此，特别针 对本次改造所使用的软启动设备、微机监控设备、信息采集 实时监测设备进行运行应用论述。目的是使泵站在安全情 况下运行，同时发挥其应有的作用。

    1) 软启动器的运行应用。是在熟悉其工作原理及其技 术特性的条件下进行的。软起动器是采用智能化数字式控 制，以单片机为智能中心，可控硅模块为执行元件对电动机 进行全自动控制，特别适用于泵站的鼠笼型异步电动机控制。软启动使电动机在任何工况下均能平滑起动、保护拖动 系统，减少起动电流对电网的冲击，保证电动机可靠的起动。 平滑减速停车，消除拖动系统的反惯性冲击。完整的系统保 护功能，延长系统的使用寿命，降低系统造价，提高系统的可 靠性。兼容了所有起动设备的各种功能，是传统起动星三角 起动、自耦减压起动等最理想的更新换代产品。同时软起动 器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖 电机控制装置。运用串接于电源与被控电机之间的软起动 器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预 设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压。在 软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加，无 冲击电流。具有软停车功能，电机停机时，传统的控制方式 都是通过瞬间停电完成的。对于泵站来说如果瞬间停机，会 产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。在泵 站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修 费用和维修工作量。软起动器中的软停车功能是晶闸管在 得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时 间过渡到全关闭的过程。泵站电机停车的时间根据实际出水管道长度及实际情况需要可在20 S左右调整。软启动在泵 站运行中还可以实现轻载节能目的，笼型异步电机是感性负 载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。在电机工作电压不变，高水位时水泵处于轻载状态，功率因数低，低 水位时水泵处于重载状态，功率因数高。软起动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜 耗、铁耗，达到轻载节能的目的; 负载重时，则提高电机端电 压，确保电机正常运行。软启动器的保护功能齐全，具有过 载保护功能、缺相保护功能、过热保护功能。熟悉基本功能 及原理以后，懂得设备调整程序，并能熟练掌握代码设置功
能的设置，按操作说明进行操作既可以运行应用。

    2) 微机监控屏的运行应用。肇源县中心泵站各分站管 理水平总体程度上还处于初级管理模式水平，灌区管理人员 水利现代化意识和技术水平还需亟待提高，就目前看，一期改造的 6 座泵站中有 5 处灌排站安装了微机自动化监控屏， 但由于泵站管理人员技术水平有限，使得建成的自动化系统 使用困难，更谈不上向高层次开发利用了，管理维护也将出 现难题，无法充分发挥已建成的自动化结合信息化的开发利用作用。高新技术产品目前不仅没有减轻反而加重了泵站工作人员的负担，这种状况如果不能得到及时改善，将会造 成泵站趋于逐步老化、落后等问题，人们就会对自动化微机 监控设施效益产生怀疑，结果只能是逐渐淘汰，于是泵站管 理又恢复到原来的状态。所以利用好微机监控屏是十分必 要的。泵站技术改造新系统采用微机监控屏监控，加强了系 统的控制、监视和保护功能，增强了系统对故障的判断能力， 提高了泵站枢纽现代化管理水平，为实现无人值守创造了条 件。泵站改造虽然不能达到全方位的泵站管理信息化管理 水平，但确实提高了泵站自动化程度。肇源县一期泵站的微 机监控屏具有数据采集与处理功能，有电气模拟量输入( 电 压，电流，功率) 非电气模拟量( 水位，流量、温度等) 输入; 有 断路器、隔离开关的位置信号开关量输入; 有有功与无功的 电能量的脉冲量; 有电压、电流、有功功率、无功功率、功率因 数、频率及电能电量脉冲量; 有泵站的总有功与总无功量的计算量; 有设备操作监视的开、停机操作流程图，实现人机对 话; 微机监控屏具备负荷统计、模拟量统计、开关量动作记 录、报警记录、电量越限记录、模拟量越限记录、事故追忆、事 件顺序记录、控制操作记录、用户登录记录、设备运行统计等 自动记录功能，微机监控屏的运用减轻以往的人工记录操 作，减轻人员工作量。掌握微机监控屏运行操作上位机的开机流程，即投监控屏柜后面的空气开关 QF1; 然后投 UPS 电 源箱空气开关，再按 UPS 开机键开机; 依次投 2 － 5QF 空气开 关。打开上位机( 即计算机) 后点击打开“实时数据库”，再打 开“组态运行”然后打开“组态运行”里面的“用户”，选择“登 录”，这样就完成泵站管理微机监控的准备工作，此时就可以 使用微机监控屏进行开、停机及数据实时监控，达到运行应 用之目的。

    3) 信息采集实时监测设备的运行应用，泵站安装实时监 控水情的 CSS － 200K 分体式超声波液位计，进行泵站前池水 位、出水池水位检测，通过微机监控屏的计算机数据存储有 利于科学分析和调度水泵运行，特别是江水位低枯情况下进行机组运行的科学调度更显得十分必要; 该设备具有数据 RS232C 串行接口，可选配 RS485 或 CAN 总线; 4 － 20mA 模 拟量输出均可与微机屏配套使用实现实时监控。泵站安装 实时监控流量的 LD 型分体式电磁流量计进行实时监测水泵运行流 量，该设备具有数据 RS232C 串行接口，可选配 RS485 或 CAN 总线; 4 － 20mA 模拟量输出均可与微机屏配套使用实现实时 监控。通过微机监控计算机数据存储进行分析可作出科学 判断水泵运行工况，对机组运行特别是水泵故障及早作出判 断，是科学诊断水泵维修及运行的保障，有效降低维修频率，控制维修次数可以减少灌区盲目维护而增加费用，减轻职工 劳动强度。

    4) 无功自动补偿设备的运行应用。各泵站全部建设在 沿江地带均处于10 KV供电末端，输电线路长达十几公里，供 电线路电压降大，影响泵站运行，为缓解和提高泵站的用电质量增设无功补偿设备，有效地提高泵站运行电压，同时降低泵站的无功消耗，起到节能增效稳定运行目的。无功补偿设备的控制系统采用智能控制实现自动切、投，依据泵站运 行的功率因数数据实行自行调投入系统的无功补偿电容 量，以确保泵站运行功率因数达到 0. 92 以上。

    3 结 论
    通过泵站更新改造后的机电设备实际情况，阐述泵站更 新改造建成后电气设备的使用说明及其运行应用。在提升 泵站管理水平、保障泵站安全运行等方面发挥重要作用，有 利于泵站安全运行管理的需要。