甘肃泵站改建初步设计报告

渠总干三泵站改建初步设计说明白银市水电勘测设计院二0一0年七月1项目背景白银区渠总干三泵站位于白银区白崖子村，属白银区大型泵站更新改造工程2009年实施项目。泵站更新改造方案为更新机组和配电设备。更新后泵站装机5台套，总装机容量3300kw。该项目于2009年9月开工建设，至2010年4月前，泵站机组、配电、自控等主要设备，以及起吊、通风等部分辅助设备安装完成。2010年4月6日凌晨发生泥石流自然灾害，冲毁泵站基坑，吊车梁以下厂房被埋没，使泵站厂房和已安装的设备受到不同程度的损坏。渠泵站下游侧厂房基坑顶部有担负城乡间交通的白（银）金（沟口）公路和白银市动力公司城市供水管道穿过，自然灾害同时也给这两项基础设施造成破坏。事故发生以后，相关部门各自对供水管道和公路进行了抢修，但此次抢修使白金公路底部成为透水的漂石和砼块，失去原来密实路基的挡水作用，白金公路西侧塌陷的凹坑汇集的地表、地下水经由公路下孔隙排泄。正当渠管理单位积极完成基坑清淤、厂房鉴定和机组维护后，准备开展维修加固和机组重新安装之时，5月28日由于降雨再次引起洪水冲毁了基坑西面护坡，淹没厂房内设备，使已经维护的设备受到再次损坏。两次泵站受灾以后，市、区等各级领导和主管部门都非常重视，组织技术人员观看现场和讨论方案。目前提出的处理方案可概括为两类：一是废弃现三泵站，在附近适当的地方重建三泵站，即移址重建方案；二是对现三泵站维修改造，对破坏的建筑部分进行恢复，对受损设备进行维修或更换，即为原址改建方案。我院受白银市白银区渠管理单位的委托，对于二类改建方案进行了二次方案比选。方案比选根据现场勘察和初步设计涉及的建设内容，经过规划，从经济合理性、技术可行性、施工方便程度、长期运行环境、投资等方面进行综合分析。完成比较方案后，白银市、区水利局及渠管理单位于6月24日组织省市水利专家，白银市发改委、财政局、水利局，白银区政府，白银区发改委、财政局、水利局及渠管理入等相关部门进行了方案的论证（见白银市水利局市水发【2010】144号文《关于白银区渠三泵站改建方案论证会议纪要》），与会专家一致认为三泵站受洪水及白银市动力公司供水管道威胁，移址重建解决这一问题彻底，所以移址重建方案较好；在二个移址重建方案中，又确定沿引水暗渠前移的方案Ⅰ为较优方案。达成此共识之后，我院以移址重建方案Ⅰ为改建方案，完成了初步设计。2比较方案主要建设内容2.1移址重建方案2.1.1移址重建方案（方案Ⅰ）.1站址确定现三泵站距离金沟300m，地貌为金沟河道Ⅰ级阶地与山前洪积扇的交汇地带，地形走势向金沟倾斜，现已整理为灌溉农田，地面高程1492.0~1498.0m之间，浅部地层主要为第四系冲、洪积物，岩性为黄土及黄土状粉土，厚度13.0~15.0m。下覆地层为第三系砂质泥岩（详见《白银市白银区渠总干三泵站地质勘察报告》）。地质条件较好，适宜建设永久建筑物。因此可将现三泵站向上游移150m，作为方案Ⅰ的移址重建站址。.2主要建设内容主要建设内容见表1。表2-1主要建设内容及参数（方案Ⅰ）序号主要建设内容参数1基坑土石方开挖基坑底部尺寸400×50m，边坡坡按规范以0.33放坡坡计算2新建泵站主、副厂厂房主、副厂房为一列列式布置，平平面尺寸12.5××44.0m，排架结构，箱形基基础，埋置深深度5.0mm3管槽土石方开挖开挖宽度4.5mm4新建进水池开敞式，宽×长==16.0××20m5增加出水压力钢管管L=2×150mmD=900mmm（δ=10mm）6增加5台水泵进水钢管D=500~8000mm（δ=10mm）W=13..6T7增加泵站金沟防洪洪浆砌石护坡坡长度L=120m，高高度H=8.0mm8增加泵站出水侧浆浆砌石挡水墙墙长度L=120m，高高度H=8.0mm9暗渠改建196mm现浇砼渠道，B××H=1.77×2.2mm10泄水闸改建1座11更换电机5台总装机容量=33300kw12更换SJ11-80//10变压器1台13更换配电盘柜199面包括进线柜、高压压柜等14泵站自动化控制设设备1套15水泵电机安装5台（套）16其它零星工程.3征地范围方案Ⅰ中基坑开挖时占地面积2824m2，约合4.2亩；但征地范围内为农田，征地后不能留有难以耕种的破碎地块，所以考虑以后耕种的完整性，需征地面积7456m2，约合11.2亩。.4沟道洪水计算(1)洪水标准复核三泵站总装机容量为3300kw，设计流量3.0m3/s，按照装机容量确定为Ⅲ等中型，主要建筑物为3级，防洪标准为30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。次要建筑物为4级，防洪标准为20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。方案Ⅰ临近金沟，上游有4条较大的支沟道，分别为西大沟、金沟、西沟和吊地沟（图2-1），各沟道洪水按组合计算。设计洪水水面计算成果见表2-3，水面线和左、右岸相关关系见下图2-2。西大沟西大沟金沟西沟吊地沟金沟202km259.6km224.6km299.2km2图2-1三泵站站址处洪水计算水系图图2-2金沟洪水线及左右岸相关关系图2-2金沟洪水线及左右岸相关关系表2-230年一遇现状金沟洪水计算表断面频率流量河底高程水面高程流速过水面积水面宽水深(m3/s)(m)(m)(m/s)(m2)(m)m0+0003.3﹪329.11487.881490.883.5679.2045.133.000+1001486.761490.732.87114.8240.913.970+2001486.471490.502.95111.4537.594.030+3001485.701490.272.98110.4246.004.570+3201485.921489.443.7169.8130.683.520+3601485.161489.553.7088.8733.824.390+4001485.921489.213.5982.3851.453.290+5001483.931488.552.11156.0565.874.62表2-3100年一遇现状状金沟洪水计计算表断面频率流量河底高程水面高程流速过水面积水面宽水深(m3/s)(m)(m)(m/s)(m2)(m)m0+0001﹪405.11487.881491.233.8395.8248.713.350+1001486.761491.222.97136.4646.454.460+2001486.471490.993.04133.4348.854.520+3001485.701490.763.01134.6149.495.060+3201485.921489.793.8180.7832.203.870+3601485.161489.693.8094.2339.604.530+4001485.921489.463.6794.8051.743.540+5001483.931488.932.23181.4666.555.00移址重建方案（方案Ⅱ）.1站址确定现三泵站管理房后为农田、果园和蔬菜大棚，距离金沟较远，其间地势宽阔平坦，地面高程1493.0m左右，与方案Ⅰ相距40m，地质条件同方案Ⅰ，以此作为方案Ⅱ移址重建站址。.2主要建设内容方案Ⅱ和方案Ⅰ相比由于泵选址不同，引起暗渠（引水渠）长度和出水压力管道长度变化。泵站为正向进水、正向出水形成，其它主要建设内容同方案Ⅰ，见表2-4。表2-4主要建设内容及参数（方案Ⅱ）序号主要建设内容参数1基坑土石方开挖基坑底部尺寸400×50m，边坡坡按规范以0.33放坡坡计算2新建泵站主、副厂厂房主、副厂房为一列列式布置，平平面尺寸12.5××44.0m，排加结构，箱箱形基础，埋埋置深度5..0m3管槽土石方开挖开挖宽度4.5mm4新建进水池3个圆形进水池，DD=6.5m5增加出水压力钢管管L=2×65mD=9000mm（δ=10mm）6增加5台水泵进水钢管D=500~8000mm（δ=10mm）W=13..6T7暗渠改建334mm现浇砼渠道，B××H=1.77×2.2mm8泄水闸改建1座9更换电机5台总装机容量=33300kw10更换SJ11-80//10变压器1台11更换配电盘柜199面包括进线柜、高压压柜等12泵站自动化控制设设备1套13水泵电机安装5台（套）14其它零星工程征地范围方案二中基坑开挖时占地面积2454m2，约合3.7亩；征地范围内为果园、民居和蔬菜大棚，需征地面积4607m2，约合6.9亩。2.2原址改建方案原址重建方案主要针对施工完成的各分部分项工程，根据对建筑部分和已安装设备的检测结果，墙体、屋面及作为现泵站主要受力构件的排架柱损坏严重，必须对建筑部分进行加固维修或拆除重建，对机电设备进行维修或更换。考虑到排架结构和箱形基础整体浇筑，加固维修困难较大，所以本方案中泵站为整体拆除后在原址重建。主要建设内容及相关参数见表2-5。表2-5主要建设内容及参数（方案Ⅲ）序号主要建设内容参数1泵站拆除现泵站平面尺寸331.0×99.5m，箱箱基深2.00m2新建泵站主、副厂厂房主、副厂房为一列列式布置，平平面尺寸12.5××44m，排架结构，箱形基基础，埋置深深度2.0m3新建进水池3个圆形进水池，DD=6.5m4增加泵站基坑砼护护坡及截水墙墙长度L=120m，高高度H=9.0mm5增加泵站基坑地下下滤水、排水水管长度L=120m，DD=10000mm6增加泵站基坑坡面面排水沟长度L=85m，B××H=1.00×0.6m7暗渠改建366mm现浇砼渠道，B××H=1.77×2.2mm8泄水闸改建1座9更换电机5台总装机容量=33300kw10更换SJ11-80//10变压器1台11更换配电盘柜199面包括进线柜、高压压柜等12泵站自动化控制设设备1套13水泵电机安装5台（套）14其它零星工程2.3方案比选结果方案比选内容见表2-6。工程投资估算范围为大型泵站更新改造所涉及内容。投资中的征地和搬迁费用为方案比较中，按国家规定的补助标准计入。上述三个方案在技术上都是可行的，因此各方案的优劣除技术复杂性而外，还应从造价、施工方便程度、泵站装置效率和能耗、泵站长期运行环境、征地搬迁难易程度等方面进行分析（见表2-6）。从上述6个方面来看，三个方案各有优劣，就工程造价而言，最大和最小仅相差13.6%。比较两个移址重建方案，两方案工程造价相差10.7%，方案Ⅰ征地面积较大，但基本为农田；方案Ⅱ泵站长期运行环境较好，征地范围较小，但征地范围位于村庄内，涉及3家居民和4座温室大棚。方案Ⅲ泵站能耗相对最低，符合国家节能减排政策的要求，也不存在征地问题，但此处洪水容易由地表水转化为地下水，地下水处理难度较大，且存在不同单位间的协调问题。在三个方案各有优劣的情况下，应结合本次三泵站改建的目的来确定较优方案。由于原址重建方案（方案Ⅲ）虽然设置了排水设施，但没有从根本上解决三泵站受超标洪水和动力公司供水管道发生意外的威胁（如爆管），相反，移址重建方案却能避开沟道洪水和沟道内产生的流水，所以相比较之下，移址重建方案为更优方案。两个移址重建方案中（方案Ⅰ、Ⅱ），方案Ⅱ占用良田、农户、日光温室和多年生果园，工程建设搬迁矛盾突出，征地、补偿、搬迁难度大、费用高，且难以保证建设工期；而方案Ⅰ最明显优势在于不仅避开了原沟道内洪水和白银市动力公司城区供水管道的威胁，而且征地协调难度小，施工工期有保障，所以方案Ⅰ为推荐方案。表2-6二类（三种）方案综合比较表方案技术复杂性造价（万元）征地搬迁难易程度度泵站效率泵站长期运行环境施工方便程度一⑴常规设计和施工，总总体技术难度度不大。⑵因是长期灌溉农田田，建设前期期需做地质勘勘探工作，设设计阶段需慎慎重处理好地地下水浸渗问问题651.1民居稀疏，征地只只涉及农田，征征地相对容易易出水管路最长，损损失大，水泵泵偏离高效区区运行，泵站站效率相对较较低，能耗大大临近金沟和现泵站站小沟，需处处理两个方向向洪水问题，受受洪水威胁较较大场地宽敞，对外交交通方便，施施工条件较好好二同上587.94在村庄地带，征地地涉及果园、蔬蔬菜大棚和民民居，征地难难度较大出水管路较长，损损失较大，水水泵偏离高效效区运行，泵泵站效率相对对较高，能耗耗较大距离金沟较远，受受大洪水威胁胁小，只需处处理现泵站小小沟洪水问题题和方案一的站址距距离不远，施施工条件相同同三⑴设计和施工总体技技术难度不大大；⑵其难度在于但泵站站基坑顶部有有公路和供水水管道，分属属不同部门，基基坑护坡处理理协调程序复复杂；⑶由于受基坑顶部西西侧洪水影响响大，设计阶阶段需慎重处处理好地表水水冲刷和地下下水浸渗问题题，截水单项项工程建设前前期需做地质质勘探工作572.90不存在征地问题出水管路短，损失失小，水泵在在高效区运行行，泵站效率率相对较高，能能耗少公路抢修后成为透透水路基，白白金公路西侧侧塌陷的凹坑坑汇集的地表表、地下水经经由公路下孔孔隙排泄，泵泵站受洪水威威胁大和方案一的站址距距离不远，施施工条件相同同说明：工程造价中中未计入征地地、搬迁等补补偿费用3泵站改建设计3.1水泵工况点变化复核现三泵站进水池渠底高程4884.5m，泵站改建向前移150m后，渠底高程1484.7m，渠三泵站有5台水泵，其中型号600S75的水泵3台，型号500S98B的水泵2台。水泵并联情况为2台600S75并联，1台600S75和2台500S98B并联（其中1台500S98B备用），其并联情况下的工作点确定过程如下：2台600S75水泵并联时工作点的确定.1支管管路水头损失h损计算（1）进水管水头损失h进沿=10.294n2L进/D进5.33q2=0.0162q2h进局=ζ喇×v喇2/2g+ζ90°×v进2/2g+ζ阀×v进2/2g+ζ渐×v渐2/2g=0.0753q2H损=h进沿+h进局=0.0915q2（2）压力支管水头损失h支沿=10.294n2L支/D支5.33q2=0.0275q2h支局=ζ渐×v渐2/2g+2ζ阀×v阀2/2g+ζ140°×v支2/2gζ渐=0.1，ζ阀=0.25，ζ140°=0.50h支局=0.2657q2h压支=h支沿+h支局=0.2933q2h损=h进+h压支=0.3848q2列表计算支管不同流量q时的h损值，结果见下表3-1。表3-1流量~扬程损失曲线计算表q（m3/s）0.511.522.533.5q20.2512.2546.25912.25h损=0.3848qq2(m)0.0960.3850.8661.5402.4063.4654.716.2绘制水泵并联运行时的流量~扬程关系曲线图2-1中q-H曲线为600S75水泵样本上流量-扬程关系曲线。根据表2-1可绘制支管的q-h损曲线，从q-H曲线减去不同流量时的水头损失值，即得q-Hˊ曲线，再将q-Hˊ曲线流量放大2倍，既得水泵并联运行时的流量-扬程曲线Q-Hˊ。压力总管为钢管，管长为539m，总管水头损失计算如下：h并损=h钢钢管的水头损失h钢=h钢沿+h钢局=10.294n2L钢/D钢5.33Q2+Σζv钢2/2g=1.851Q2总管水头损失h并损=h钢=1.851Q2H净=55.4（m）列表计算不同流量Q时的h并损及H需，并绘制Q-H需曲线。表3-2流量~扬程关系曲线计算表Q（m3/s）0.511.522.533.5Q20.2512.2546.25912.25h并损=1.8511Q2(m)0.461.854.167.4011.5716.6622.67H需=H净+h并损((m)55.9057.2959.6062.8497.0172.1078.11.3确定水泵工作点图3-1中Q-H需曲线与Q-Hˊ曲线的交点A，即水泵并联时的工作点，相应的流量QA=6340m3/s,扬程HA=62.3m，单泵600S75型水泵的流量为3170m3/s，水泵效率η=85%，轴功率N=727kw，小于并且接近配套轴功率761kw，且在各种情形下，水泵均在允许工作范围内工作，既满足泵站设计要求。图3-1水泵工作点求解图（1）3.1.21台600S75和2台500S98B水泵并联时工作点的确定.1600S75水泵支管管路水头损失h损计算（1）进水管水头损失h进沿=10.294n2L进/D进5.33q2=0.0244q2h进局=ζ喇×v喇2/2g+ζ90°×v进2/2g+ζ阀×v进2/2g+ζ渐×v渐2/2g=0.0753q2H损=h进沿+h进局=0.0915q2（2）压力支管水头损失h支沿=10.294n2L支/D支5.33q2=0.0275q2h支局=ζ渐×v渐2/2g+2ζ阀×v阀2/2g+ζ128°×v支2/2gζ渐=0.1，ζ阀=0.25，ζ128°=0.45h支局=0.2556q2h压支=h支沿+h支局=0.2829q2h损=h进+h压支=0.358q2列表计算支管不同流量q时的h损值，结果见下表。表3-3流量~扬程损失曲线计算表q（m3/s）0.511.522.533.5q20.2512.2546.25912.25h损=0.358q22(m)0.0920.3680.8291.4732.3023.3154.512.2500S98B水泵支管管路水头损失h损计算（1）进水管水头损失h进沿=10.294n2L进/D进5.33q2=0.0255q2h进局=ζ喇×v喇2/2g+ζ90°×v进2/2g+ζ阀×v进2/2g+ζ渐×v渐2/2g=0.2827q2H损=h进沿+h进局=0.3082q2（2）压力支管水头损失h支沿=10.294n2L支/D支5.33q2=0.0883q2h支局=ζ渐×v渐2/2g+2ζ阀×v阀2/2g+ζ162°×v支2/2gζ渐=0.1，ζ阀=0.25，ζ162°=0.55h支局=0.3617q2h压支=h支沿+h支局=0.4499q2h损=h进+h压支=0.758q2列表计算支管不同流量q时的h损值，结果见下表。表3-4流量~扬程损失曲线计算表q（m3/s）0.511.522.533.5q20.2512.2546.25912.25h损=0.758q22(m)0.1900.7581.7063.0324.7386.8229.2863.1.2.3绘制水泵并联运行时的流量-扬程关系曲线图3-2中q-H曲线为600S75和500S98B水泵样本上流量~扬程关系曲线。根据表2-3、2-4可绘制各支管的q-h损曲线，从q-H曲线减去不同流量时的水头损失值，即得（q-H）1ˊ和（q-H）2ˊ曲线，再将两曲线沿横坐标对应相加，得到并联时的流量~扬程关系曲线（Q-H）1+2ˊ。压力总管为钢管，管长为539m，总管水头损失计算如下：h并损=h钢钢管的水头损失h钢=h钢沿+h钢局=10.294n2L钢/D钢5.33Q2+Σζv钢2/2g=1.851Q2总管水头损失h并损=h钢=1.851Q2H净=55.4（m）列表计算不同流量Q时的h并损及H需，并绘制Q-H需曲线。表3-5流量~扬程关系曲线计算表Q（m3/s）0.511.522.533.5Q20.2512.2546.25912.25h并损=1.8511Q2(m)0.461.854.167.4011.5716.6622.67H需=H净+h并损((m)55.9057.2959.6062.8497.0172.1078.11.4确定水泵工作点一台600S75型水泵和两台500S98B型水泵并联工作点，如图3-2中Q-H需曲线与Q-Hˊ曲线的交点A，即水泵并联时的工作点，相应的流量QA=5130m3/s,扬程HA=59.5m。600S75型水泵的流量为3350m3/s水泵效率为η=80%，轴功率N=741kw，小于并且更接近配套轴功率761kw；500S98B型水泵的流量为1780m3/s水泵效率η=78%，轴功率N=442kw，小于并且接近配套功率452kw，且在各种情形下，水泵均在允许工作范围内工作，既满足泵站设计要求。图3-2水泵工作点求解图（2）3.2水泵安装高程水泵安装高程按下式进行计算[H吸]＝[Hs]-10.09+H大气-P汽/γ-V12/2g-h吸－0.5水泵安装高程＝[H吸]＋进水池最低设计水位式中：[H吸]—水泵的允许吸水高度（m）；[Hs]—水泵样本上的允许吸上真空高度（m）；[Hs]=3.5m。10.09—指一个标准大气压（相应于10.33m水柱）与20°水温时的饱和蒸汽压力0.24m水柱之差值，单位为m水柱；H大气—水泵安装地点海拔高程所相应的大气压（m）；P汽/γ—在工作水温时饱和蒸汽压力水柱（m）；查表得P汽/ν＝0.24m；V12/2g—水泵进口处的流速水头（m）；h吸—吸水管路的水头损失（m）；0.5—安全余量。泥沙含量5～10kg/m3，水泵允许吸上真空高度降低0.5～0.8m。计算得水泵600S-75安装高程1485.15m，500S-98B安装高程为1485.0m，进水池正常运行水位1486.1m。3.3主、副厂房设计本次改建设计主厂房为干室型泵房和整体钢筋砼箱型基础结构，箱体墙体外边线尺寸为长30.5m，宽12.5m。其下部墙体厚60cm，底板厚80cm，采用C25钢筋砼浇筑。其上部为钢筋砼排架结构，排架底部与封闭圈顶部固接，排架断面尺寸：400×600mm，排架纵向设两道圈梁，断面尺寸：400×400mm，采用C25钢筋砼浇筑。地面以上多孔砖墙体厚度370mm，屋面结构为薄腹梁及槽型屋面板，为预制C30钢筋砼。泵房墙体直接砌筑在封闭圈顶部，机组基础直接与底板现浇成一个整体。检修间设在主厂房左侧端部，顶部高程与室外地坪一致，即为489.90m，现浇钢筋砼梁板结构，板厚为250mm，长度同主厂房宽度为12.5m，宽4.0m。在检修间高程沿厂房前后墙设置1.2m宽运行维护走道板，为悬挑板结构，板厚150～250mm，采用C25钢筋砼浇筑，与检修间相连。在厂房左右两侧分别设集水井，尺寸为：长0.5m×0.5m，深2.0m。每组机组周围及进出水管道下设排水沟，沿厂房后墙汇总至集水井。厂房基础下部地基置于第四系砂砾石层，虽为灌溉农田，但有金沟作为排泄沟道，所以原地下水位并不高，但三泵站发生自然灾害以后，清除的淤泥堆积在金沟左岸，堵塞了地下水的排泄通道，使地下水位有所上升，地下水对基础砼底板有侵蚀。设计水下砼采用抗硫酸盐水泥浇筑。副厂房设置在主厂厂房右侧，与主厂房房呈一列布置，地面高高程与检修平平台一致，采采用砖混结构构，基础采用用C25钢筋砼条形基基础，设计水下砼砼和M7.5水泥砂砂浆采用抗硫硫酸盐水泥浇浇筑。板梁柱柱为C25钢筋砼浇筑筑。副厂房内内主要设有中中控室、配电电间和电容器器室。主、副厂房装饰内内外水泥砂浆浆抹面后，刷刷涂料。外墙墙保温采用外外贴80厚聚苯乙烯烯泡沫塑料板板。外门采用用钢门，内门门采用木门，窗窗采用铝合金金中空悬窗。3.4进出水及压压力管道进出水管道及压力力管道均采用用钢管，设计计更换泵站的的进水管5根，内径分分别DN800mmm钢管3根，DN600mmm钢管2根。出水管管更换5根，内径分分别DN700mmm钢管3根，DN500mmm钢管2根，进出水水管壁厚8mmm。放空管管上设置DN200mmm手动蝶阀阀，共计2套。压力管道2根，内内径DN900mmm，于现三泵站1#镇墩处接原原压力管道，每每根管道新增增150m，利用原原管道389m，单根压力管道道总长度539m，壁厚10mmm。防腐面面积为68552.4m2。每个镇墩墩的下游侧设设有单向伸缩缩节，共计6个。每根压压力管道的出出口设DN900mmm节能型自自由侧翻式拍拍门，共计2扇，重量为1.3t。放空管上上设置DN200mmm手动蝶阀阀，共计2套。3.5附属设施拦污栅拦污栅孔口尺寸为为4.0m×2.0m，栅条形状为为扁钢，栅条条净距50mm，栅条条尺寸为：60×4mm；四周用用角钢焊接，角角钢尺寸为63×4mm，每孔埋埋件及其结构构件合0.114t。起升／检检修设备采用用1台50KN移动式电动动葫芦，扬程程5m，拦污栅配配套选用回转转格栅式清污污机1台。拦污栅桥厂内交通桥设置在在进水池拦污污栅下游侧，桥跨引引水渠而设，与拦污栅桥结合布置，主要解决泵站运行期配电设备维修时出厂运输问题。C25钢筋混凝土桥面板，宽度3.0m，面板厚度25cm。桥墩厚0.5m，基础原土翻夯，深度1.0m，其下设10%水泥土垫层，厚0.5m，为现浇C25钢筋砼结构。桥面板为预制C25钢筋砼桥面板，宽度为4m，长度为4.5m，厚0.2m，桥面两侧增设钢栏杆。4引水渠改建设设计4.1引水渠断断面总干三泵站引水渠渠道断面为圆圆拱直墙式，直墙段净尺寸为宽×深=1.7m×2.2m，纵坡为1/11000，现浇混凝土土衬砌，计算算得正常水深深1.4m，流流速1.0mm/s。引水渠直墙段为现现浇C20砼，侧墙、底板厚均为20cmm，顶部圆拱为为预制C20砼弧形拱拱，厚度20cmm，与侧墙接触触角为45°°，圆弧半径径1.2m（内内径）。进入入厂区内，引引水渠明渠，由由于渠道埋置置深度5.22m，所以渠渠顶要设撑梁梁。4.2引水渠不不冲不淤流速速引水渠流速为1..0m/s，满足混凝凝土衬砌不冲冲流速5.0～8.0m/s范围。渠道不淤流速按以以下经验公式式估算：Vcd—渠道不淤流流速（m/s）C0—不淤流速系数，取取为0.4Q—设计流量（m3//s），为3.0计算得Vcd为00.7m//s，即引水渠渠中水流也满满足不淤流速速要求。综合合上述结果，引引水渠水流流流速满足不冲冲不淤的要求求。5泄水建筑物设计泄水闸没有受到自自然灾害破坏坏，所以改建建设计仍采用用原批准的初初步设计方案案，即拆除原泄水闸后新建泄水闸。新建闸体分为闸室室段、泄水段段和进口段三三段，各段间间设沉降缝。闸闸室段为矩形形断面，断面面尺寸为：宽宽×高=2.0×2.0m，闸室底板板厚0.6m，两侧墩墙厚0.6m，闸室段长3.4m，予留闸门门槽尺寸为宽宽×高=2.25×2.5m，闸门安装装完毕后二期期砼浇筑。两侧墩墙顶部设2根排架柱，断断面尺寸为0.25×0.8m，高2.2m，排架柱顶部部为启闭机台台，为梁板结结构，均为现现浇C25钢筋砼结结构。闸墩后后设交通桥，宽2.0m，钢筋混凝土桥面板厚0.2m，两侧增设钢栏杆。闸基进行原土翻夯，深1m，翻夯后夯填10%水泥土厚0.5m。泄水渠采用矩形断断面，尺寸为为宽×高=2.0×1.8m，纵坡1/60，每5m设一伸缩缝，缝缝宽2cm。泄水渠底板为C20砼，厚0.15m。泄水段基础础原土翻夯00.5m后铺铺垫砂砾石00.3m；侧墙为梯形形断面，上宽宽0.2m，下宽0.66m，为现浇C20砼结构。闸体与渠道间采用用C20砼弧形扭面连连接。泄水闸门尺寸为22.5m×2m，动水启启闭，采用平平板定轮钢闸闸门。闸门及及埋件重量为为2.25t。启闭设备备采用5t螺杆启闭机机，型号为LQD。6电气设计6.1接入系统变变电设计渠电灌工程三泵由由金沟口35/6..3变电所供电电，出线电压压等级为6KV。金沟口变变电所装机容容量为236000KVA，其中156000KVA分三个回路路供渠电灌工工程一～三泵泵，各泵站机机组更换调整整后泵站容量量为9562KKVA；8000KKVA分三个回路路供渠电灌工工程大泵、蒋蒋家湾、强湾湾泵站，各泵泵站机组更换换调整后泵站站容量为4115KKVA。从以上数数字看变电所所容量能够满满足各泵站机机组更换调整整后的运行，不不再更换变电电设备。详见见附表6-1。配电设计渠电灌工程总干三三泵各泵站更更换机组和配配电设备；总总干三泵站高压电电源为6kv的直配电形形式，仍用原原来的线路供供电，泵站进进线采用电缆穿管地埋进线的形形式。新增6kvv输电线路1000m。表6-1渠电灌工程各泵站站及变电所容容量对照表序号变电所名称泵站名称现状容量改造容量变电所容量改造总容量1金沟口变电所一泵1100KW880KW15600KVAA9562KVA二泵3110KW3230KW三泵3470KW3820KW大泵泵站2025KW1249KW8000KVA4115KVA蒋家湾泵站1455KW1455KW强湾泵站2320KW2320KW6.2电气主接线方方式渠三泵站电气主接接线仍采用单单母线、水平平排列、不分分段接线的方方式，进线采采用电缆穿墙管地埋的的方式，设1台6kV进线柜和1台计量柜。为为改善电压质质量和提高功功率因数，采采用在高压侧侧并联电容器器分组自动投投切的方式进进行无功补偿偿，电容柜选选用GR-1型。泵站电电气主接线详详见设计图。6.3主要电气设备选型型(一)电动机选型：渠三泵站更新改造配套套电机采用原设计的电机机，型号详见表6-2。(二)高压开关柜：高压开关柜选用KKYN28AA型高压开关关柜壳体，配配ZN63T型真空断路路器，开关柜柜上安装开关关状态综合显显示器（NYD-SSSD-Ⅱ(G)），这种开关柜柜能满足GB30996、DL/T4404、IEC600298等标准要求求，并具有防防止误操作断断路器，防止止带负荷推拉拉手车，防止带电关关合接地开关关，防止接地地开关在接地地位置送电和和防止误入带带电间隔，即即“五防”功能，并带“五防”闭锁装置，操操作机构采用用220V直流弹簧储储能操作机构构。表6-2渠电灌工程三三泵站机组选选型设备表序号泵站名称机组型号（台数）备注1三泵Y500-6（33）900KWY450-6（22）560KW560KW备用一一台(三)低压开关柜：选用GCS型低压抽出出式交流金属属封闭开关柜柜。该种开关关柜功能单元元之间、隔室室之间的分隔隔清晰、可靠靠，不因某一一单元的故障障而影响其它它单元工作，使使故障局限在在最小范围；；提高了转接接件的热容量量；装置与外外部电缆的连连接在电缆隔隔室中完成，电电缆可以上下下进出；抽屉屉单元有足够够数量的二次次接插件，可可满足计算机机接和自控回回路对接点数数量的要求等等。高、低压压柜上配备数数字式综合仪仪表，并将各各种数字信息息传送到计算算机监控系统统中，并在计计算机监控系系统中显示；；各回路实现现计算机控制制、保护、测测量、远传等等功能。(四)厂用变压器选择厂用变压器选用目目前技术比较较成熟，性能能稳定的6kV级SG10型干式配电变压压器，带保护护外壳，采用用户内安装。该变压压器具有免维维护、安装简简便、综合运运行成本低、损损耗低等特点点。将6kV进线电源降降压为380V，通过电缆到到厂用电低压压配电柜，作作为三泵站厂用电电电源。三泵站厂用电负荷主主要包括通风风机、行车、排排水泵、直流流系统、检修修、照明、其其它等用电，祥祥见表面6-3。经初初步统计，其其高压泵站总总容量约96.8kkW，厂变容量量计算：Sb＝1.05××0.8∑P；选用型号号：SC9-80kkVA变压器各一一台。表6-3三三泵站变负荷荷初步统计表表序号用电负荷（名称）单位容量（kW）总容量（kW）同时负荷（kW）备注1排水泵1.12×1.12.22通风机5.08×5.0403行车1010104消防泵1010105电动闸阀0.212×0.22.46照明2020207整流负荷5558其它555合计=SUM(ABOOVE)94.6（五）无功补偿装装置渠电灌工程各泵站站处于系统末末端，有功负负荷较大，泵泵站又选用异异步电动机。为为保证机组正正常运行，减减少电能损失失，改善电压压质量和提高高功率因数，须须进行无功补补偿，泵站选选用GR-1型高压电容容器柜对泵站站无功补偿进进行控制；电电容器投入采采用PY810GG无功自动补补偿控制器控控制；采用并并联电容器BWF6..3-30--1补偿方式式。电容器容容量按公式：：计算，功率因因数应控制在在0.95以上。无功补补偿容量见表表6-4。表6-4渠工程各泵站无功功补偿容量表表序号泵站名称装机容量(KW))补偿容量(KVAAR)电容柜台数(台))1三泵3505KW12554（六）操作电源操作电源选用1000AH微机机控制型高频频开关电源和和免维护铅酸酸蓄电池组，直直流电压220V。该系统内内配置1套充电浮充充电装置，1组蓄电池组组，单母线不不分段接线方式，供供给泵站控制制、保护系统统直流电源。直直流屏配置33KVA容量的逆变变电源模块和和2个逆变输出出回路，作为为泵站事故照照明电源。本本装置具有整整流模块体积积小、效率高高、噪声低、抗抗冲击能力强强、稳定性高高、外观新颖颖美观，具备备运行安全可可靠，使用、维维护、调试、安安装方便等特特点。泵站主主要设备具体体见材料表66-5。表6-5三三泵站主要电电气设备表序号设备名称型号规格单位数量备注1高压开关柜KYN28A-0003面62高压开关柜KYN28A-0043面13高压开关柜KYN28A-0065面1计量4高压开关柜KYN28A-0025面1进线5高压开关柜KYN28A-0006面1厂变6高压电容柜GR-1面47直流屏PK-10面28保护屏PK-10面1含保护装置9低压配电柜GCS-03B（G）面110低压配电柜GCS-11A（G）面311站用变压器SG10-80/66.3台112动力电缆ZRYJV22--3×706KVm15013动力电缆ZRYJV22--3×25++1×10m5014动力电缆ZRYJV22--3×356KVm10015动力电缆ZRYJV22--3×256KVm5016动力电缆ZRYJV22--3×24006KVVm10017输电线路LJ-120m10018电缆桥架T1.219防雷接地套1祥见表4-66.4过电压保护及防雷雷接地(一)过电压保护泵站6kv系统存存在如下几种种过电压：操操作过电压、工工频过电压和和雷击时产生生的大气过电电压先先等。①系统中的工频过电电压一般由线线路空载、接接地故障和甩甩负荷等引起起，一般主要要采用在线路路上安装并联联电抗器的措措施限制工频频过电压。本本工程线路系系统由供电部部门来完成，本本方案不再考考虑。②操作过电压主要有有设备合闸和和重合闸过电电压、隔离开开关操作空负负荷母线的过过电压、操作作并联电容器器补偿装置的的过电压等。TL系列组合式过电压压保护器采用用三相四柱组组合式结构，适适用于35KV及以下电力力系统，是限限制雷电过电电压和操作过过电压的一种种先进的保护护电器。主要要用于保护发发电机、变压压器、开关、母母线、电动机机等电气设备备的绝缘免受受过电压的损损害，它具有有动作快、伏伏安特性平坦坦、残压低、性性能稳定、组组装维护方便便等优点。对对于相间和相相地过电压都都能起到有效效的保护作用用。③泵站雷电过电压主主要来自雷电电对配电装置置的直接雷击击、反击和架架空进线上出出现的雷电侵侵入波。泵站站直击雷过电电压保护采用用避雷带；泵泵站防止反击击雷的主要措措施是：设备备的接地点尽尽量远离避雷雷带接地引下下线的入地点点；雷电侵入入波的保护，在在泵站内主要要采用避雷器器进行保护。(二)防雷接地①接地：为子保证人人身安全和设设备的正常运运行，各泵站站内所有电气气设备和设备备的可能导电电部分的外壳壳，各种金属属构架，管道道等都必须进进行可靠的工工作接地和安安全接地，为为使各种不同同用途和各种种不同电压的的电气设备便便于接地，在在泵室和配电电间下总设一一个接装置，设设接装置由接接地极(φ50钢管2.5m)和接地线（440×4扁铁铁）组成的接接地网。接地地电阻不大于于1欧。②防雷 泵站监控系统的防防雷和接地是是设备安全运运行的保证，系系统设施的雷雷击过电压及及电磁干扰防防护，是保护护通信线路、设设备及人身安安全的重要技技术手段，是是确保通信线线路畅通、设设备安全运行行不可缺少的的技术环节。1、雷电破坏分析（1）电源系统与外界直直接相联系，易易引雷电流和和电磁干扰进进入系统设备备；（2）雷云直接对泵站站的视频杆、泵泵房、控制室室、值班室等等建筑物放电电产生过电压压；（3）系统中视频等设设备与室外的的塔杆上的设设备有线路连连接，构成引引雷通道；（4）雷电时视频杆、泵泵房、控制室室、值班室、视视频杆等之间间有两个或两两个以上地网网时，没有等等电位连接，会会在电子设备备内出现的信信息传递线路路地电位反击击现象。2、系统防雷措施一个完整的雷电防防护系统是一一项系统工程程，应包括直直接雷击的防防护、雷击感感应过电压、雷雷电电磁脉冲冲、地电位反反击的防护四四个方面，缺缺少任何一面面都是不完整整的、有缺陷陷和有潜在的的危险的。因因此泵站应充充分考虑建筑筑物防雷、交交直流电源防防雷、室外设设备防雷、信信号防雷、等等电位防护等等。（1）直击雷防护直接雷击的防护主主要是运用接接闪、传导和和接地等技术术措施。对泵房、控制室、值值班室房顶装装设避雷带、避避雷网；视频频杆、等室外外设备顶端装装设避雷针；；避雷针、避避雷带、避雷雷网均与地网网进行连接(除视频杆外外，其它避雷雷设施在土建建基础工程中中装设）。电源高（6kv）、低低压（380v）侧安装阀阀型避雷器或或保护间隙（由由供电部门装装设，不包含含在本方案）。（2）雷击感应过电压压防护雷击感应过电压防防护主要是运运用多级分流流、滤波、屏屏蔽和接地等等技术措施。系统电源采用3级级防护，按照照电源系统三三级防护原则则进行设备配配置。重要设备前端加装装串联型多级级保护，保护护等级为D和F级，重要设设备包括工控控机、PLC、视频、通通信、采集终终端等。（3）雷电电磁脉冲防防护雷电电磁脉冲防护护主要是运用用滤波、屏蔽蔽和接地等技技术措施。室外信号线、控制制线、电源线线分别用镀锌锌钢管保护并并地埋，镀锌锌钢管应与接接地网等电位位连接。室内——泵房、监控室和值值班室的电源源、信号、控控制线路根据据其特性分别别用金属管或或金属屏蔽线线槽进行屏蔽蔽，屏蔽管、槽槽应与接地网网等电位连接接；管、槽要要求用镀锌材材料。（4）地电位反击的防护护地电位反击的防护护主要是运用用等电位和接接地等技术措措施。泵房、控制室、值值班室距离较较近，可采用用一个接地网网，视频杆在在泵前池附近近，与控制室室大于20米应单独铺设设接地网，每每处接地网电电阻不大于1欧，接地网网之间采用镀镀锌扁钢等电电位连接，室室内采用紫铜铜带或接地线线与室外接地地网端子相连连（接地极制制作在费用其其它章节给出出，这里仅给给出技术要求求）。室外穿线管、室内内各类线槽分分别采用镀锌锌扁钢、接地地线与接地网网等电位连接接。电源避雷器、信号号避雷器、浪浪涌抑制器均均采用接地线线、接地排与与接地网等电电位连接。以上等电位连接可可采用星行或或网栅形结构构，严禁串行行连接。3、防雷设备配置供电系统6kv高高压侧和低压压侧阀型避雷雷器或保护间间隙采用现有有设备；泵房房、控制室、值值班室房顶装装设避雷针、避避雷带、避雷雷网和接地网网在土建改造造中给出。本本节仅给出泵泵站监控系统统的视频接地地网和监控、通通信及供电设设备的防雷设设施的配置，详详见下表6--6。表6-6三泵泵站防雷设备备配制表序号名称单位数量合计1电源避雷器套222信号避雷器套223浪涌保护器套224金属屏蔽线、槽批115接地体处在其它章节配置要要求接地点住住不大于1欧6.5设备控制及保护6.5.1设备控制及及保护泵站保护设备采用用微机保护形形式，保护屏屏选用PK-10型结构。按《GB500622-92继电保护设设计规程》对对泵站设备配配置综合自动动保护装置，主主要有电动机机、变压器、进线、电容器和绝缘监察，综合自动保护装置选用JTS-8000型系列综合保护器。高压电机控制、保保护方式采用用集成模块的的综合自动化化保护装置，保保护装置具有有过负荷保护护、低电压保保护、逆变保保护、电流速速断保护、单单相接地保护护、冷却水中中断保护、温温度保护等以以及各种测量量功能。低压压电机控制、保保护方式采用用空气开关和和软起动器配配合使用，其其中软起动作作为低压电机机的降压起动动和保护设备备。本系统由由保护装置、站站级计算机、机机组现行控制制单元（LCU），公用就就地控制单元元等部分组成成；所有综合合保护器具有有RS485通讯口，其其遵循Moderrbus通信规约。厂用变保护及主变变采用综合保保护装置保护护，综合保护护装置具有两两段式电流保保护高压侧正正序反时限过过流保护、过过负荷保护、高高压侧零序定定时限过流保保护、低压侧侧零序定时限限过流保护、低低压侧零序反反时限过流保保护、两段式式负序过流保保护(断相,不平衡)、温度跳闸闸或告警(通过开入实实现)、压力释放跳跳闸告警(通过开入实实现)、操作回路路单相接地保保护以及各种种测量功能。电量测量：对电动机的定子电电流、电压、功功率因数、有有无功电度，变变压器的电流流、有无功电电度、电源的的电流、电压压及有无功电电度等进行滥滥测。非电量测量：对电动机的绕组温温度、机组振振动，变压器器油温、油位位、绕组温度度，前池水位位，机组进、出出口压力等进进行滥测。电容器保护采用综综合保护器保保护，综合保保护装置具有有电流速断，过过、欠是电压压保护，不平平衡电流、电电压延时保护护以及各种测测量功能。进线保护采用综合合保护器保护护，综合保护护装置具有三三段低压闭锁锁过流保护（第第三段整定为为反时限，反反时限可经低低电压闭锁），过过负荷保护（整整定选择告警警），三段零零序过流保护护（第三段可可整定为反时时限，可通过过控制字选择择告警或者跳跳闸）。以上保护装置要具具有：㈠遥控：正常断路路器遥控分合合、远方修改改装置参数、定定值、软压板板、控制字。㈡遥信：各种保护护功能信号及及断路器位置置等开入量信信号。㈢网络通讯：有带带网络通讯功功能，该功能能在订货时指指明。6.5.2泵站控制系统6.5.2.1一般要求根据为了减轻工人人的劳动强度度，快速、便便利地控制设设备的设计原原则，泵站监监测、控制采采用计算机监监控系统，本本次改造的总总干三泵站均均采用计算机机综合自动化化人工现地和和网络远程双双重控制的模模式。实现泵站主机机、供排水系系统、风机等等辅机系统以以及户内变电所电气设备的自自动、可靠控制，该系统统由站级计算算机、机组现现地控制单元元（LCU），公用现现地控制单元元等部分组成成。1、数据采集与处理1）模拟量的采集与处处理对电量和非电量进进行周期采集集，越限报警警等，最后经经格式化处理理后形成实时时数据并存入入实时数据库库。泵站主要模拟量有有泵组进出水水压力、泵组组转速等。2）温度量的采集与与处理对温度量进行周期期采集，越限限报警等，最最后经格式化化处理后形成成实时数据并并存入实时数数据库。泵站主要温度量是是机组中水泵泵、电动机轴轴瓦温度、电电动机铁芯温温度或绕组温温度、轴承温温度、环境温温度等。3）SOE开关量的采采集与处理对事故信号、重要要的故障信号号等，应能以中中断方式迅速速响应这些信信号并作出一一系列必要的的反应及自动动操作。中断断开关量信号号输入为无源源接点输入，中中断方式接收收。泵站主要SOE开开关量是：机机组紧急停机机按钮等事故故信号，事故故阀的开、闭闭状态，断路路器的分、合合状态，保护护动作等信号号。4）状态开关量的采采集与处理对各类故障信号、辅辅助设备运行行状态信号、手动/自动方式选选择的位置信信号等非中断断开关量信号号，采用定期扫查查方式。对信号号的处理包括括光电隔离、接接点防抖动处处理、硬件及及软件滤波、基基准时间补偿偿、数据有效效性合理性判判断、启动相相关量功能（如如启动事故顺顺序记录、发发出事故报警音音响、画面自自动推出以及及自动停机等等），最后经经格式化处理理后存入实时时数据库。泵站状态量信息主主要是机组运运行、停机、检检修状态，各各闸阀的开、闭闭状态，刀闸闸的分合状态态，泵站辅机机设备的工作作状态；主变变压器、馈路路的投运、退退出状态，保保护信号装置置的正常与动动作状态等。5）脉冲量的累计与处处理脉冲量的采集处理理包括接点防防抖动处理、数数据有效性合合理性判断、标标度变换、检检错纠错处理理，经格式化化处理后存入入实时数据库库，也可直接接通过串行通通讯采集。6）抽水量、流量及及效率计算根据水泵扬程与流流量的过程曲曲线和实测扬扬程（水位差差）进行计算算，系统需提提供在线流量量、单机与总总抽水量、效效率等，经格格式化处理后后形成实时数数据存入实时时数据库。7）开关量输出指各种操作指令，输输出这些信号号前应进行校校验，经判断断无误后方可可送至执行机机构。为保证信号号电气独立性性及准确性，输输出信号应防防抖动并通过过使用中间继继电器实现物物理隔离。8）信号量值及状态设设定由于设备原因而造造成的信号出出错以及在必必要时要进行行人工设定值值分析处理的的信号量，计计算机监控系系统应允许运运行值班人员员和系统操作作人员对其进进行人工设定定，并在处理理时把它们与与正常采集的的信号等同对对待，计算机机监控系统可可以区分它们们并给出相应应标志。2、运行监视和事故报报警1）运行实时监视计算机监控系统可可以使运行人人员通过屏幕幕对主设备的的运行状态进进行实时监视视。所有要进进行监视的内内容包括当前前各设备的运运行及停运情情况，并对各各运行参数进进行实时显示示。2）参数越限报警记录录计算机监控系统将将对某些参数数以及计算数数据进行监控控，对这些参参数量值可预预先设定其限限制范围，当当它们越限及及复限时要作作相应的处理理。这些处理理包括越限报报警、越复限限时的自动显显示、记录和和打印；对于于重要参数及及数据还应进进行越限后至至复限的数据据存储及召唤唤显示；启动动相关量分析析功能，作故故障原因提示示，对于一些些重要参数要要有趋势报警。3）故障状态显示记录录计算机监控系统定定时扫描检查查各故障状态态信号，一旦旦发生状变化化将在屏幕上即时显显示出来，同同时记录故障障及其发生时时间，并用语语音报警。系系统对故障状状态信号的查查询周期不超超过2秒。4）事故追忆及相关量量记录在发生事故时，由由各现场控制制单元采集继继电保护、自自动装置及各各设备的状态态量传送到控控制中心，完完成事件顺序序排序排列、显显示、打印和和存档。每个个事件的记录录和打印点名名称，状态描描述和时标，记记录的分辩率率不大于5ms。应能记记录事故发生生前10秒和后20秒时间内重重要实时参数数的变化情况况。追忆量包包括母线电流流、电压，机机组电流、电电压，轴瓦温温度、供水压压力等。事故故追忆由自动动控制系统完完成，计算机机将这些追忆忆数据保存于于磁盘中作历历史数据，运运行人员可以以召唤、显示示或打印这些些数据。3、控制与调节总干三泵站需实现现对站内泵组组、辅机、供供电系统等设设备监视与控控制。1）控制与调节对象控制与调节对象主主要为变压器器、主机、辅辅机、高低压压电气设备等等。2）泵站控制模式泵站采用二级控制制模式，即调调度中心、泵泵站主控级和和现地级，现现地级控制权权限最高。控控制权限的切切换采用硬件件闭锁、软件件闭锁结合的的方式，在LCU内设置“现地/远方”切换把手，实实现现地/远方控制权权限的切换。现地模式：LCUU把手切换至至现地位置，系系统即进入现现地控制模式式，通过现地地控制单元（LCU）内的控制制按钮或触摸摸屏控制水泵泵的启停和流流量控制，紧紧急停机不受“现地/远方”把手限制。远方模式：LCUU把手切换至至远方位置，系系统即进入远远方控制模式式，此模式为为正常运行模模式，通过站站级，实现泵泵组及其它设设备的远方启启停和流量控控制。计算机监控系统应应能完成下列列控制（但不限限于此）：◆自动完成开、停主主机机组；◆机组联合运行的投投/切；◆根据河道（或前池池）水位和引引水时间等要要求推荐机组组运行方式，达达到最佳、最最经济运行；；◆电气设备开关合//分操作（变变电所设备、泵泵站主机等）；；◆各种辅助设备的操操作（供排水水泵、主机风风机、开关室室风机、等开开、停自动操操作）；◆各种整定值和限值值的设定；◆各种信息处理；◆其他功能。系统应能根据泵站站前池水位高高低，通过自自动切换（启启动或停止）水水泵机组的个个数来实现出出水流量的调调节。3）泵组控制流程（1）开机流程检查确认泵后阀关关闭――检查确认前前池水位满足足水泵运行条条件――启动水泵机机组――开启泵后闸闸阀。（2）关机流程关闭泵后闸阀―――关闭水泵机机组。4、生产运行与维护护管理1）统计与制表对采集的数据与检检测事件进行行在线计算，打打印输出各种种运行日志和和报表。2）人机接口在线显示实时图形形，使值班人员对运运行过程进行行安全监视，并并通过控制室室计算机键盘盘在线调整画画面、显示数据和和状态、投退测点、修改参数、控制操作等等。3）画面显示画面显示是计算机机监控系统的的主要功能，画画面调用将允允许自动及召召唤方式实现现。自动方式式指当有事故故发生时或进进行某些操作作时有关画面面的自动推出出，召唤方式式指操作某些些功能键或以以菜单方式调调用所需画面面。画面种类类包括动态显显示图、单线线图、立面图图、曲线、各各种语句、表表格等。要求求画面显示清清晰稳定，画画面结构合理理，刷新速度度快且操作简简单。◆单线系统种类主要包括电气主接接线图、低压压系统图、直直流系统图、油油水系统图等等。在这类画画面上能实时时动态显示出出运行设备的的实时状态及及某些重要参参数的实时值值，同时可通通过窗口显示示其它有关信信息。◆立面图在画面上能实时显显示电流、电电压、功率、功功率因数、流流量、效率、温温度、水位、扬扬程等参数，形形象直观；能能点动弹出各各机组、站变变、辅机等设设备的控制画画面。◆表格类包括参数及参数给给定值、特性性表、定值变变更统计表、各各类报警信息息统计表，操操作统计表、各各类运行报表表、运行日志志、水文特征征值等。4）语音提示功能当计算机自动化系统统检测到系统统有事故或故故障时，应能能通过语音报报警装置，准准确、清晰地地向有关人员员发出语音报警。5）系统自检和自动重重启动包括主机自检和过过程故障检测测，通过检测包包括对I/0过程通道在在线自动检测测，检测内容容有通道数据据有效性、合合理性判断，故故障点自动查查找及故障自自动报警。6）仿真培训泵站停运期间，运运行人员可在在主机上进行行操作培训、系系统的维护培培训、事故处处理培训、软软件开发培训训及管理培训训。5、数据通讯1）监控系统内设备备的数据通信信网络内设备之间的的数据通信，其其原则是速度度快、数据处处理能力强、安安全可靠性高高。2）各站内监控系统统与外部设备备的数据通信信总干三泵站计算机机监控控制系系统主要包括括与泵组保护护装置、多功功能电量表等等设备的通信信，拟采用MODBUUS通信。6.5.2.2系统结构总干三泵站计算机机监控系统采采用分层分布布式结构，分分为泵站主控控层和现地层层。泵站主控控层与现地层层之间采用1100M星型型以太网进行行链接。系统统主要由下列列部分组成：：主机兼数据据服务器工作作站（互为热热备）、环网网交换机、现地控制单元（LCU）、液晶触触摸屏、水位位尺、流量计计等。现地级与主控级采用用星型快速以以太网实现数数据通信。微机保护、和和直流系统通通过RS－485串行通信口口方式与现地地级通信，传传感器通过RS－485串行通信口口或4～20mA输出与PLC链接。主控级设于泵站厂房房控制室内，主要由由主机兼数据据服务器工作作站等组成，通过过网络交换机机与现地级建立通信，通通过的主机工工作站的人机机界面，显示示现场设备的的运行参数与与状态，同时时下发控制命命令，监视现地控制单元对控制命令的执执行。主控级设置1套UPPS电源，供上上位机计算机机、现地控制制单元（LCU）使用，总总干三泵站配配置1台10KVAAUPS，备用时间间不少于4小时。现地控制级是系统统最后一级也也是最优先的的一级控制，它它向下接收各各类传感器与与执行机构的的输入、输出信息，采采集设备运行行参数和状态态信号；向上上接收上级控控制主机的监监测监控命令令，并上传现现场的实时信信息，实施对对现场执行机机构的逻辑控控制。为了保证系统的可可靠性、稳定定性，实现泵泵站自动控制制要求，在总总干9个泵站内，根根据泵组台数数，灵活配置置现地控制单单元（LCU），每个泵泵站配置2套LCU，每套LCU控制2~4台泵组，或或控制2台泵组及公公用设备。每每套LCU单独组屏，布布置于控制室室内；每套LCU配置1套智能PLC和液晶触摸摸屏，实现现现地数据监视视与控制操作作功能。图6-1总干一至至九泵站计算算机控制系统统结构图6.5.2.3系统配置1、系统LCU配置置为了保证系统的可可靠性、稳定定性，并满足足泵站自动化化管理要求，本本系统采用成成熟、通用的的控制结构，在在总干三泵站站内配置2套LCU，每套LCU控制2~4台泵组，或或控制2台泵组及公公用设备，负负责监控站内内高、低压供供电系统、集集水井系统等等设备。每套套LCU单独组屏，布布置于控制室室内；每套LCU配置1套智能PLC和液晶触摸摸屏，实现现现地数据监视视与控制操作作功能。采用用国内知名品品牌PLC作为LCU的核心控制制器，每套LCU内主要设备备配置具体见见表6-7：表6-7渠渠灌区泵站LCU设备配置表表序号设备名称数量单位备注一智能PLC1套LCU控制核心1PLC机架1只2PLC电源模块块1块3PLCCPU模模块1块4PLC串口通信模模块1块该模块串口数量不不少于4个5PLCSOE模模块2块该模块事件顺序记记录分辨率<=1mss6PLCDI模块块1块7PLCAI模块块1块8PLCRTD模模块1块9PLCDO模块块1块10PLCAO模块块1块二10.4'液晶显显视屏1块人机界面，用于监监视与操作三中间继电器32只开出驱动继电器，起起到驱动与隔隔离作用四紧停常规回路（含含按钮、指示示灯）1套泵组紧急停机常规规回路五电源防雷器、温湿湿度控制器、AC插座、端子等辅材1套六标准机柜（22660*8000*600）1台2、总干泵站系统配配置总干三泵站，均需需实现计算机机自动监控，在在站内控制室室主控级监视视站内各设备备的运行情况况；控制各台台泵组、辅机机的启、停，断断路器的合、分分操作；对重重要的状态信信号、压力、流流量等运行数数据进行历史史存储，便于于日常运行管管理、分析。为为实现以上功功能，每个泵泵站除需配置置第1项所述的现现地控制单元元（LCU）外，还需需配置以下设设备：主机兼兼数据服务器器工作站2台（热备冗冗余）、GPS装置1套、稳压电电源1套、10KVAAUPS电源1套、中控台1套、自动化化控制系统软软件1套、专用工工具1套、电子水水尺及采集模模块1套、流量计1套（流量计计在其它章节节中配置，本本系统仅考虑虑接入信息）。续表6-7渠工工程三泵站自自控系统设备备表序号设备名称规格单位数量备注1后台监控计算机酷睿双核/2G内内存/250G硬盘/256M显存/双口网卡/21"液晶彩显套22后台监控系统软件件套13标准通讯机柜19"标准机柜台14LCU控制屏含PLC，IO模块块，继电器，端端子，空开，按按钮，指示灯灯，柜体及柜柜内接线，控控制程序，10.4'液晶显视屏屏等套25电子水尺0-6米量程可调，精度++0.5%套36温度巡检仪8点温度检测，1开开关量报警输输出及RS485通讯接口套57中控台套1带三把座椅8烟雾感应器台49压力变送器出水管道安装5台台台510GPS装置套111稳压电源套112打印机套113专用工具台114水位采集模块台115UPS不间断电电源10KVA后备备4小时台116控制电缆RVVP4x11.0米490017辅材套16.5.2.4系系统功能1、计算机监控系统统功能概述监控系统能实时、准准确、有效地地完成对泵站站控制对象的的安全监控。其其主要功能如如下：◆数据采集和处理◆安全运行监视及事事件报警◆事故分析处理◆语音报警◆趋势分析及事故追追忆◆实时控制与调节◆根据总供水流量目目标（或供水水全线的水位位控制目标），确确定开机台数数和开机组合合，确定水泵泵转速达泵组组经济运行及及最优工况运运行◆运行参数统计记录录与生产管理理◆人机接口◆数据通信◆系统自诊断与冗余余切换◆软件开发与维护◆运行及操作指导◆事件、事故及故障障打印功能◆ON-CALLL◆培训2、各级功能的分配泵站计算机监控系系统泵站主控控级和现地控控制单元级组组成，现地控控制级每个泵泵站配置2套LCU，每套LCU控制2~4台泵组，或或控制2台泵组及公公用设备，对对6kV、0.4kV设备、全站站公用设备进进行控制和监监视。LCU既作为全站站监控系统的的现地控制层层，向主控级级上行发送采采集的各种数数据和事件信信息，接受主主控级的下行行命令对设备备进行监控，又又能脱离主控控级独立工作作。因此在系系统总体功能能分配上，数数据采集和控控制操作的主主要功能均由由LCU完成。其它它的功能如全全站运行监视视、事件报警警、水泵机组组经济运行、与与外系统通信信、统计记录录等功能则由由主控级完成成。3、泵站主控级功能主要有以下功能：：1）数据采集和处理2）安全监视及事件报报警3）控制操作4）设备运行统计记录录及生产管理理5）人机接口6）打印功能7）系统诊断8）系统通信泵站监控系统应具具备完善的通通信功能，做做到整个系统统资源、数据据共享，运行行高效、实时时。(1)监控系统统内部计算机机之间的数据据通信系统内各工作站和和LCU之间采用网网络通信，满满足速度快、数数据处理能力力强、安全可可靠的原则。系系统通信规约约基于TCP/IIP协议，遵循循开放系统规规则。(2)与泵站内其它系统统的通信4、泵组现地控制单元元（LCU）的功能泵组现地控制单元元布置在厂房房控制室内，与紧靠相应应泵组低压控控制柜布置，便便于两系统之之间的接线。其监控对象为泵组及其相关辅助设备。LCU监控对象及对外接口结构见图6-3。泵组现地控制单元元能实现的主主要功能如下下，但不限于于此：(1)数据采集集和处理；(2)安全运行行监视；(3)控制与调调节；(4)数据通信信； (5)系统诊断断；(6)人机联系系；(7)其它。1）数据采集(1)采集被控控对象的各模模拟量、温度度量、开关量量、电度量等等类型的实时时数据。包括括机组油系统统的油压、油油位、油温、水泵进出水压力、水泵振动、窜动等信号。(2)通过相关的通信方方式，采集现现地其它智能能装置的数据据；包括以下下：◆泵组综保系统：泵泵组电气量（6kV断路器操作/动作信号，变压器保护信号）；◆泵组交流采样装置置：泵组电气气量（有功及及无功功率，有有功及无功电电度，谐波等等）；(3)自动接接收来自泵站站控制层的命命令信息和数数据。三相交流电主负荷开关指示灯及报警器电动/自动切换开关三相交流电主负荷开关指示灯及报警器电动/自动切换开关手动控制按钮温度传感器工控机交换机AC220VUPS直流电源电机水泵机组过负荷保护软起动器压力计显视屏流量计可编程序控制器（PLC）水位计转速计多功能电表振动、窜动传感器辅助设施~AC图6-3总干三泵泵站现地控制制单元对外接接口结构图2）数据处理(1)模拟量模拟量采集分为电电气模拟量、非非电气模拟量量及温度量的的采集。非电气模拟量和部部分电气模拟拟量采用4~20mmA，部分温度度量采用RTD直接输入。对对模拟量信号号的处理应包包括模拟数据据的滤波、数数据合理性检检查、工程单单位变换、模模拟数据变化化(死区检查)及越限检查查等，并根据据规定产生报报警和记录。对采集的数据进行行计算，得出出机组的水头头、流量、效效率和转速，上上送计算机监监控系统，并并在LCU柜上用表计计显示。(2)开关量开关量包括事件顺顺序记录(SOE)开关量和普普通开关量两两种。SOE开关量指事事故时断路器器分断及电气气、水机保护护的动作信号号。事件记录录分辩率≤2ms。普通开关量是指除除SOE开关量以外外的各类故障障信号、报警警信号、隔离离开关位置、设设备状态等。对开关量信号的处处理包括光电电隔离、硬件件及软件滤波波、基准时间间补偿、数据据有效性合理理性判断、启启动相关量处处理功能(如启动事件件顺序记录、事事故报警、自自动停机等)，最后经格格式化处理后后存入实时数数据库。(3)电度量柜内设电气交流采采样装置，配配备相应的显显示仪表，用用于测量泵组组进线的电压压、电流、有有功、无功、电电度等参量，并并上传LCU。(4)综合量综合量包括综合开开关量和综合合模拟量，是是对上述采集集的量进行四四则逻辑运算算得到的量，如如断路器、泵组组及附属设备备的状态等。3）安全运行监视安全运行监视应包包括本单元的的运行实时监监视及参数在在线修改、状状态变化监视视、越限检查查、过程监视视、趋势分析析和监控系统统异常监视。现地控制单元应能能独立完成对对所控设备的的闭环控制，并并保证设备安安全运行。LCU应配有彩色色液晶触摸显显示屏，可通通过触摸屏进进行现地监控控，触摸屏上上可显示参量量、状态和时时钟等。4）控制和调节水泵机组LCU应应设置必要的的现地监控设设备完成现地地监控功能，也也能接收主控控级的命令完完成远方操作作控制任务，包包括以下内容容：(1)水泵机组组开机、停机机顺序控制；(2)水泵机组组事故、紧急急事故停机控控制，并有独独立于LCU的常规紧急急停机回路；；(3)水泵机组组的泵、阀及及联动控制；；(4)泵组机械保护：①泵组LCU屏上应装设设独立于计算算机监控系统统的泵组紧急急停机的常规规紧急停机回回路，并包括括安装带保护护罩的紧急停停机按钮。常常规紧急停机机回路应能在在水泵机组现现地控制单元元故障情况下下，自动完成成泵组停机的的全过程。②当泵组发生机械紧紧急事故或按按下紧急停机机按钮时，一一方面应将此此紧急事故信信号输入计算算机监控系统统中，启动机机组紧急事故故停机程序进进行紧急停机机；另一方面面应启动常规规保护，直接接作用于关闭闭相关阀门和和跳泵组出口口断路器。④泵组机械保护回路路的电源取自自泵站直流系系统DC2200V或泵站的交流流不停电电源源；(6)音响报警：泵组LLCU上应装设有有反映泵组的的事故、故障障、越限等状状态的不同音音响的报警装装置或蜂鸣器器。5）控制操作安全性的的要求(1)LCU在在收到控制命命令后，即对对该项操作相相关的闭锁条条件进行检查查，只有在符符合要求时才才能允许操作作；(2)当LCUU在线自诊断断到有关模件件故障时，应应自动禁止相相应的控制功功能；(3)操作过程中液晶屏屏上显示操作作监视画面，当当控制过程受受阻时，应给给出受阻原因因；(4)LCU应设有有现地/远方控制方方式切换开关关，以实现现现地和远方控控制互锁（紧紧急停机按钮钮除外）；6）数据通信(1)泵组LCCU作为监控系系统工业以太太网络中的节节点与主控级级进行通信，向向上位机发送送数据采集和和事件信息，接接受其下行的的控制命令并并将执行结果果返送主控级；(2)泵组LCCU通过PLC串口通通信模件采用用RS2322/RS4885接口与以下下各智能装置置进行通信：：◆泵组的电气测量装装置：6kV开关柜设多多功能测量装装置，采集电电流、电压、有有功功率、无无功功率、有有功电度、无无功电度等量量；◆继电保护综保装置置，用以对66kV供电范围内内的故障提供供保护（包括括输入变压器器、电缆和断断路器等）；；◆其它需通信的设备备。7）自诊断(1)LCU应应能在线和离离线进行硬件件诊断，硬件件诊断到板级级或点，在线线诊断到故障障后将报警，并并闭锁相关控控制等一系列列处理。◆CPU模件故障障；◆输入/输出模件故障；◆接口模件故障；◆通信控制模件故障障；◆存储器模块故障；；◆电源故障。(2)进行在线自自诊断时不能能影响LCU的正常监控控功能。5、公用现地控制单单元（LCU）的功能泵站公用现地控制制单元（LCU）布置在厂房房控制室内，其其监控对象为为：变电站的的6kV线路、隔离离开关、接地地开关、厂用用变压器、集水水井排水泵等等高低压供电电系统及辅助助设备。现地控制单元能实实现的主要功功能如下，但但不限于此；；(1)数据采集集和处理；(2)集水井排水水泵、状态监监视及控制；；(3)隔离开关和接地开开关进行分、合合操作；(4)打印事故和运行报报表；(5)事件顺序检测和发发送；(6)数据通信；(7)系统诊断；(8)其他；1）数据采集(1)采集被控控对象的各模模拟量、开关关量、SOE量等类型的的实时数据，包包括泵站进水水源前池水位位、集水井水水位、状态、泵泵站总流量、高高低压供电系系统状态等；；(2)经过通信信方式（现场场总线或串行行通信），采采集现地其它它智能装置的的数据，包括以下：：◆变电站综保系统；；◆多功