对泵站供电系统自动化的探讨.doc

对泵站供电系统自动化的探讨摘要：为适应当前的发展，泵站操作和管理应不断更新和提高，逐渐向无人操作监控的方向发展，以提高控制和管理的效率。本文笔者结合多年的工作经验对泵站供电自动化系统进行了阐述，可供同行借鉴。关键词：泵站；供电；自动化；电气；监视系统0 前言泵站在实际运行中，其自动化控制流程设计的正确与否可由其流程图识别，因此，可以通过对流程图进行相关更改，使泵站的改造设计与实际情况操作相吻合，从而使泵站机组能够正常安全运行。泵站自动化的设计以及改造技术将通过利用现代科学技术将泵站提高到管理水平的新峰点，通过高新技术把泵站运行发展到无人值守，自动控制，极大地提稿工作效率和精准度。1概况某泵站按照供配电系统设计规范（GB50052-1995）负荷分级原则，泵站供电等级按二级负荷考虑。泵站采用10kV双电源供电，设1座10kV户内变电站，装设2台SCB11-2000kVA、10/0.4kV主变压器，可满足6台水泵机组运行。另外在10kV侧设置2台SCB11-50kVA、10/0.4kV站用变压器，为整个厂区的泵站用电提供电源。泵站设计排水流量为13.00m3/s，装设6台900QZ-75G型潜水泵，最大运行方式为6台同时运行，其配套电机单机功率为250kW；泵站装机总容量为0.15MW。泵站设置1套计算机监控系统及视频监视系统，计算机监控系统采用分层分布式结构，网络采用实时的自愈型光纤冗余以太环网。泵站采用中控室集中控制与泵组现地机旁控制方式相结合，可实现泵站“无人值班、少人值守”运行方式。2电气一次2.1用电负荷及供电方式泵站按照供配电系统设计规范负荷分级原则，泵站供电等级按二级负荷考虑。经与电力分公司接洽，根据现有供电电网现状，泵站采用10kV双电源供电。两回电源均引自丰通220kV变电站，经5km电缆引至本泵站。泵站装设6台900QZ-75G型潜水泵，最大运行方式为6台同时工作，其配套电机单机功率为250kW；泵站装机总容量为0.15MW。泵站站用电负荷主要包括：进出水闸启闭机、清污机，总用电负荷为64.87kW；计算机监控系统总负荷为10kW；直流系统总负荷为10kW；泵站副厂房照明配电、办公楼照明配电、院区等辅助设备总负荷为30kW；给排水设备总用电负荷为7.5kW。考虑负荷利用系数，站用电总负荷为80kW。2.2电气主接线10kV侧采用单母线接线方式，0.4kV侧采用单母线分段的接线方式。正常情况下，两回电源、两台变压器同时投入运行；当一回电源停电或一侧设备检修时，另一回路带全部负荷。低压侧采用单母线分段的连接方式，通过母联两段母线互为备用，当2台变压器同时运行时，低压母联解列运行；当1台变压器停运时，低压母联闭合，1台变压器带两段低压母线运行。在10kV侧设置2台站用变压器，为整个厂区的站用电提供电源。2.3变压器选择泵站采用10kV双电源进线，2台10/0.4kV的变压器供电。泵站最大用电负荷为250kW6=1500kW。变压器的容量按2台变压器互为热备用进行选择，每台变压器可承担6台250kW水泵机组及1台站用负荷，经计算单台变压器最大承担1758kVA，所以选用2台SCB11-2000kVA、10/0.4kV的干式主变压器。办公楼、计算机监控、主副厂房的照明配电、辅机设备及检修用电等的站用负荷由2台SCB11-50kVA、10/0.4kV站用干式变压器承担。2.4电机启动方式根据泵组启动及供电系统的要求，泵组采用软启动器启动方式，软启动器的启动电流、启动转矩，上升和下降时间均可调，有多种控制方式能够改善母线电压质量，在保证其他用电设备正常运行的情况下电机正常启动。2.5无功补偿为了满足6台水泵电机在工频情况下运行，在两段低压母线各设2面自动无功补偿屏，每面无功补偿容量按300kvar考虑。2.6高低压开关柜选择泵站10kV高压开关柜选用12面KYN28-12中置式金属铠装开关柜，其中包括2面进线隔离柜、2面进线开关柜、2面PT及消谐柜、2面变压器受总柜、2面计量柜和2面站变柜。低压配电柜选用13面GCS抽出式开关柜，其中包括2面受总柜、6面电机出线柜、1面低压联络柜及4面低压无功补偿柜。另设1面PK-10型站用配电屏。2.7防雷和接地泵站配电室及附属建筑物屋顶设置避雷带并引下与接地极相连（防直击雷）。为防感应雷及线路侵入雷电波等产生的过电压，在10kV母线上均装设氧化锌避雷器；为限制真空断路器操作过电压，在10kV断路器柜内装设三相组合式过电压保护器。配电室内的高低压配电柜、配电箱、计算机监控系统、所有可导电设备、金属管道及电缆的金属铠均与接地装置相连。泵站接地极利用泵站底板钢筋和设置2组人工接地极相合，屋顶避雷带及接地线均与接地极相连，形成一个接地系统，其接地电阻不大于1。2.8其他本工程动力电缆选用ZR-YJV22型电力电缆；控制电缆选用ZR-KVV22型控制电缆。配电室采用荧光灯照明；场区采用庭院灯照明；控制室、配电室和重要部位设置应急照明。泵站的配电室内设有配电室、控制室及工具室。10kV高压柜、低压配电柜、主变压器安装在配电室；直流屏、站用配电屏、PLC屏、计算机监控系统、模拟屏及视频监控系统安装在控制室。3电气二次3.1继电保护泵站设置1套微机综合自动化测控系统，10kV进线、变压器等继电保护选用微机保护测控装置。该装置集保护、遥测、遥控、遥信等功能于一体，具备对各种运行参数及故障数据的遥测、对开关量进行远方遥信，完全实现计算机监控。遥测量主要有：U（电压）、I（电流）、cos（功率因数）、P（有功功率）、Q（无功功率）、Wh（有功电度）、VARh（无功计量）及脉冲电度。遥信量主要有：遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并做事件顺序记录。保护方面的主要功能有：进线保护设置速断、过电流保护、低电压保护；变压器设置速断、过电流保护和高温、超高温保护。10kV进线、变压器等微机保护测控装置均就地安装在10kV开关柜上。低压出线侧采用断路器进行操作和保护，设置长延时和短路瞬动保护功能。3.2电度计量主变压器的电度计量表设在10kV高压侧，厂用变压器的电度计量表设在0.4kV低压侧。电度计量方式及计量表的设置均按供电部门规定进行设置。3.3计算机监控系统为全面提高泵站自动化管理水平、确保泵站长期安全可靠、高效运行，本泵站设置1套计算机监控系统。实现计算机监控不仅对泵站的安全运行提供了可靠的保障，对降低事故发生率、缩小事故范围起到至关重要的作用，同时可简化运行工作人员的配置，降低工作人员劳动强度，对提高泵站运行效率、优化调度具有显著的作用。泵站计算机控制系统配置2台主计算机兼操作员工作站，互为热备用，能自动和手动进行切换。其中，1台计算机兼操作员工作站兼作通信及工程师工作站，以实现与上级（远方）调度系统的通信，负责系统管理和故障诊断；同时，具有应用软件开发和修改、数据库修改、图形显示和报告格式生成以及培训仿真等功能。现地控制单元（PLC）通过远程I/O的方式对水泵机组、抽真空装置、渗漏排水泵等进行数据采集及控制。泵站计算机监控系统采用的网络结构为100M自愈型光纤冗余以太环网，泵站级及现地控制单元级均采用工业级交换机，传输介质为光纤。3.4视频监视系统为提高泵站安全运行的可靠性和自动化水平，泵站设置1套视频监视系统，可直观、具体地了解泵站重要场所或关键设备现场实时运行情况。在配电室、场区共设置16个监视点。视频监视系统主要由网络视频编码器、视频存储录像机、监控摄像机等组成。视频监视系统采用两种控制方式：由现地控制人员通过硬盘录像机对各监控点进行监控，并实现图像采集、处理、显示、记录、存储、控制等功能；上级管理单位通过网络视频编码器实现对现地图像的采集、处理、显示等功能。3.5安防及火灾自动报警系统设置电子围栏、双鉴探测器、光电烟雾感应器等安防设备，可警视连动。实现火灾报警和防盗报警自动化，并进行跟踪监视，一旦发生警情，能准确指出报警点的位置，并自动切换报警点的图像显示、录像存盘，并可通过编码传至上级调度中心。3.6模拟屏在控制室增设一面模拟屏，将电气主接线和水泵机组系统图及其相关运行参数实时显示出来。3.7直流装置泵站控制、保护采用220V直流电源，设置1套智能高频开关电源模块1100AH铅酸免维护电