黃文文

摘 要：隨著城市的發(fā)展，人們對城市景觀要求越來越高，建設(shè)于城市內(nèi)的泵站要求采用地下式，不但整個泵房設(shè)置地下，配電設(shè)施也要求完全設(shè)置于地下，對電氣設(shè)計提出了一些新的要求和難點。本文以某雨水泵站的為例探討全地下式泵站的電氣及自動控制系統(tǒng)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：全地下式泵站 電氣設(shè)計 控制系統(tǒng)

中圖分類號：TU992 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

引言

本工程泵站位于哈爾濱松北大道與江灣路路口西北側(cè)，負責(zé)即將建成的江灣路下穿通道的汛期排水，江灣路為哈爾濱市政府要道，泵站周邊景觀要求較高，要求整個泵站不能存在突出的構(gòu)筑物，地面上僅有吊裝孔及閘門啟閉機操作設(shè)備。

1、 主要負荷

本泵站主要負荷為三臺55kW潛水離心泵，其他較小負荷有1臺1.1kW排積水用潛水離心泵，3.7kW粉碎性格柵，兩臺手電兩用啟閉機，分別為0.75kW及0.37kW，所有設(shè)備均為380/220V。

2、 電源設(shè)置

該泵站服務(wù)于重要道路下穿通道，為了保障安全，按二級負荷設(shè)置電源。由電力部門提供兩路380/220V進線，一用一備，電力電纜埋地引入泵房。380V側(cè)采用雙電源單母線不分段的結(jié)線方式，兩路電源互為備用，兩路電源進線開關(guān)采用二鎖一鑰匙機械聯(lián)鎖。

3、 配電室布置

傳統(tǒng)的雨水泵站配電裝置一般設(shè)置于泵房地面建筑內(nèi)，本工程泵站處于較繁華地帶，周圍景觀要求較高，對泵站用地限制較大，因此配電室必須與泵站布置緊密結(jié)合，基于這些要求，充分利用泵房的內(nèi)部空間，于主泵房內(nèi)部正上方，設(shè)置一處配電室，這樣既縮短水泵電纜長度，方便出線電纜敷設(shè)，又合理利用空間。配電室內(nèi)設(shè)置4臺低壓配電柜，其中1臺為計量柜；考慮水泵的功率因數(shù)，設(shè)置1臺進線補償柜，補償后功率因數(shù)不小于0.9；設(shè)置2臺出線柜，其中一臺為3臺主泵控制柜，另一臺負責(zé)其他較小電源。考慮泵房的緊湊設(shè)置，節(jié)約用地，配電室兼做控制室，設(shè)置1臺PLC控制柜?？刂乒衽c配電柜并排設(shè)置。配電室為地下陰暗處，為方便工作人員進出及檢修，沿墻壁設(shè)置照明及插座設(shè)備，配置一臺照明配電箱。

圖1 泵站平面布置

4、 設(shè)備及人員進出

配電柜高度為2200毫米，長寬為800X800，考慮配電室內(nèi)設(shè)備的進出，于配電室頂板距離配電柜正上方3米處設(shè)置一處設(shè)置吊裝孔，同時作為人員進出口。這樣保證了吊裝孔一旦發(fā)生漏水不至于產(chǎn)生電氣故障。

5、 配電室防水

基于配電室完全處于地下，為了防止?jié)B水，泵房頂板高于地面0.5米，同時對結(jié)構(gòu)防水要求較高，結(jié)構(gòu)對頂板及側(cè)墻均采取了附加防水層的措施。電纜進出墻壁需做好防水處理，設(shè)置防水堵塞?？紤]萬一發(fā)生滲水，配電室底板設(shè)置一定的泄水孔。地下配電室處于潮濕環(huán)境，對電氣設(shè)備的防水要求較高。配電柜的相對于普通配電柜應(yīng)采用更加高的防水標(biāo)準(zhǔn)，要求配電配電柜防護等級不低于IP36。照明及插座等設(shè)備防水等級不低于IP46。

6、 泵站控制系統(tǒng)

（1）雨水泵站的工藝流程

雨水由進水口流入集水井，進水量由進水閘門控制。進水閘門根據(jù)集水池水位及出水井的液位自動調(diào)整閘門開閉，保持液位正常。雨水經(jīng)進水閘進入安裝有格柵除污機的集水池，格柵在前后液位差或者時間間隔達到設(shè)定值后自動粉碎集水池的雜物。雨水經(jīng)格柵機流入泵坑，安裝在泵坑的水泵根據(jù)液位控制自動運行。經(jīng)水泵提升后的雨水流入出水井方向。當(dāng)進水量過大或是出水不暢時，出水口的液位達到倒灌液位，雨水從出水口流回泵坑。與此同時，進水閘將關(guān)閉，控制進水量。在整個工藝過程中有進出水閘門，格柵機，水泵及配電設(shè)備。

（2）儀表設(shè)置

根據(jù)工藝要求，泵站主要根據(jù)液位進行控制，泵房格柵前設(shè)置一套一體化超聲波液位計，泵房集水井各設(shè)置一套一體化超聲波液位計及一套浮子開關(guān)。

（3）控制系統(tǒng)

泵站控制系統(tǒng)采用PLC控制，PLC的數(shù)字輸入模塊采集水泵的運行/停止，格柵的運行/停止，閘門開閉，浮子開關(guān)的啟停泵液位等信號。數(shù)字輸出模塊主要為水泵的運行/停止，格柵的開閉，閘門的開閉等信號。模擬量主要采集超聲波液位計的液位信號，水泵的電流，進線柜的電流及電壓等。

（4）泵站監(jiān)測內(nèi)容

泵站的進水水位

泵組的狀態(tài)、工況，單泵電機電量參數(shù)

格柵除污一體機、電動閘門的狀態(tài)、工況

電氣主要回路的狀態(tài)、保護動作、電量

（5）泵站控制對象

泵組的啟動與停止

格柵機的啟動與停止

電動閘門的開啟與關(guān)閉

（6）泵站運行控制方式

泵站就地控制具有手動、自動二種模式，模式的切換在泵站控制室就地控制系統(tǒng)的控制操作界面上進行。手動模式下，泵站就地控制系統(tǒng)的操作面板獲得控制權(quán)，操作人員可手操鍵盤控制泵組和其它機械設(shè)備。自動模式下，泵站就地控制系統(tǒng)根據(jù)液位、污水流量、泵組狀態(tài)自動啟動和調(diào)整適當(dāng)數(shù)量的泵組，根據(jù)格柵前后液位差（由PLC計算）自動啟動格柵除機及關(guān)聯(lián)設(shè)備，并隨時檢測和處理各泵組及機械電氣設(shè)備的運行狀況，在故障或事故發(fā)生時給出報警。

泵站內(nèi)各工藝設(shè)備設(shè)手動與自動兩種工作模式。模式的轉(zhuǎn)換在現(xiàn)場控制箱（柜）上進行，手動模式下，泵站就地控制系統(tǒng)對該設(shè)備的自動控制被切斷，檢修、操作人員可以操作現(xiàn)場控制箱（柜）上的按鈕，控制設(shè)備的運行；自動模式下，設(shè)備由泵站就地控制系統(tǒng)直接控制。

7 結(jié)束語

全地下式雨水泵站結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，上部大部分面積可用于景觀綠化等，給城市的面貌帶來新的特點。但是由于其全地下式的結(jié)構(gòu)，給電氣設(shè)計帶來新的要求，對控制系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求，實現(xiàn)無人值守的自動運行模式，降低泵站的維護運行成本。

參考文獻

[1] 胡龍，地下式雨水泵站設(shè)計中應(yīng)注意的問題，給水排水，2010.3

[2] 吳光輝，雨水泵站電氣自動化設(shè)計探討，機電信息，2012.9