陳茜　李衛(wèi)東　李汝?yáng)|　馮彥輝

摘要： 隨著公司對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全重視程度的不斷提升，變電站防汛工作備受關(guān)注，傳統(tǒng)排污系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)排污等問(wèn)題亟待解決。以傳統(tǒng)排水系統(tǒng)、PLC技術(shù)、無(wú)線交互技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為支撐，研制了變電站遠(yuǎn)程控制智能排水裝置，采用“遠(yuǎn)程控制智能排水裝置”效果檢驗(yàn)期水位監(jiān)測(cè)和控制準(zhǔn)確率為100%，節(jié)省了設(shè)施費(fèi)用，提高了變電運(yùn)維部門(mén)的工作效率與經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：排水系統(tǒng); 變電站; PLC; 物聯(lián)網(wǎng)云

0 引言

周口市地處沙河、潁河、賈魯河三川交匯之地，歷年夏季防汛工作嚴(yán)峻。每次下雨時(shí)地表水會(huì)在變電站內(nèi)匯集，若不及時(shí)將站區(qū)積水排除站外，將會(huì)給電氣設(shè)備造成損壞以及站區(qū)地面、地基塌陷等問(wèn)題。

傳統(tǒng)的變電站排污系統(tǒng)采用浮球采集液位，雖具有一定的智能性，但仍存在一些弊端。近年來(lái)，隨著公司對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全重視程度的不斷提升，變電站防汛工作備受關(guān)注。文章[1]通過(guò)對(duì)水電站排水系統(tǒng)各數(shù)據(jù)指標(biāo)的趨勢(shì)性、規(guī)律性進(jìn)行智能分析，動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，建立了排水系統(tǒng)的故障分析診斷預(yù)警模型。該模型通過(guò)數(shù)據(jù)分析，能夠提前發(fā)現(xiàn)可能超標(biāo)的異常數(shù)據(jù)，并及時(shí)將數(shù)據(jù)和操作指導(dǎo)發(fā)送給操作人員。文章[2]以PLC（可編程邏輯控制器）為核心，設(shè)計(jì)了一套智能排水系統(tǒng)，有效提高了井下排水效率，提高了排水系統(tǒng)穩(wěn)定性。系統(tǒng)結(jié)合了電子技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的內(nèi)容，在實(shí)現(xiàn)排水功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集顯示、故障預(yù)警、水泵輪換等功能，使工作人員能夠?qū)崟r(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況。

文章以現(xiàn)有智能排水系統(tǒng)、PLC技術(shù)、無(wú)線交互技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為支撐，結(jié)合電力行業(yè)發(fā)展需求，以變電站的遠(yuǎn)程智能排水為創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行查新借鑒。

1 總體方案

為研制一種變電站智能排水裝置，通過(guò)借鑒人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在智能排水系統(tǒng)、井下排水控制系統(tǒng)等方面的應(yīng)用得出創(chuàng)新思路，因此提出研制一種以PLC（可編程邏輯控制器）為主控核心，利用云服務(wù)器平臺(tái)，無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行人機(jī)交互，進(jìn)行變電站的遠(yuǎn)程排水操作。

2 分級(jí)方案

2.1 數(shù)據(jù)采集模塊：液位傳感器的選擇

液位傳感器是一種常見(jiàn)的測(cè)量液位的壓力傳感器，普遍應(yīng)用于石油、化工、電力等場(chǎng)景。液位傳感器能夠?qū)Ω鞣N被測(cè)介質(zhì)的液位進(jìn)行智能感知、測(cè)量。液位傳感器大體上分為兩類(lèi)：接觸式和非接觸式，接觸式有：浮球式液位傳感器、浮筒式液位傳感器、靜壓式液位傳感器、磁性液位變送器、電容式液位變送器等。

為了保證優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性，根據(jù)液位傳感器優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，決定采用壓阻式液位傳感器為最佳選擇。

2.2 操作執(zhí)行模塊：水泵的選擇

水泵作為整個(gè)排水系統(tǒng)的操作執(zhí)行模塊，其性能的大小直接影響排水系統(tǒng)的效果好壞。對(duì)市面上常見(jiàn)的污水泵性能進(jìn)行了對(duì)比知，葉片泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流量大，調(diào)節(jié)方便、軸承使用壽命長(zhǎng)、耐久性好的特點(diǎn)，適用于變電站污水井的工作環(huán)境。

2.3 系統(tǒng)控制模塊

對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)常用的PLC、DSP、MCU三種集成控制器進(jìn)行了性能對(duì)比分析，選擇PLC作為核心控制器。其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。

2.4 基礎(chǔ)電路模塊

漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)：漏電保護(hù)器的參數(shù)是指在一定的試驗(yàn)參數(shù)（電壓、短路電流、功率因數(shù)）條件下，經(jīng)一定的試驗(yàn)程序，能夠接通、分?jǐn)嗟亩搪冯娏?，?jīng)此通斷后，不再繼續(xù)承載其額定電流的分?jǐn)嗄芰?。電壓型保護(hù)器是對(duì)整個(gè)配變低壓網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，不能分級(jí)保護(hù)，因此停電范圍大，動(dòng)作頻繁，所以已被淘汰。脈沖型電流保護(hù)器在漏電時(shí)保護(hù)器的靈敏度和可靠性易被影響，且低壓電網(wǎng)的漏電流值達(dá)不到保護(hù)定值時(shí)保護(hù)器無(wú)法起到保護(hù)觸電者的作用。電流型漏電保護(hù)器能夠規(guī)避上述問(wèn)題，因此選擇電流型漏電保護(hù)器。

交流接觸器：接觸器適用于遠(yuǎn)距離的頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制，是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件之一，在變電站遠(yuǎn)程智能排水系統(tǒng)中至關(guān)重要。因此，文章結(jié)合變電站的電壓情況，對(duì)市面上的接觸器進(jìn)行了調(diào)研，根據(jù)變電站水泵房所用電壓和電流等級(jí)，對(duì)不同品牌接觸器的幾款常用性能指標(biāo)進(jìn)行了綜合對(duì)比。

變壓器：BK（控制）變壓器具有體積小、接線安全可靠、防護(hù)等級(jí)高、性能良好等特點(diǎn)，且能夠的在額定負(fù)載中長(zhǎng)期有效工作。而控制水泵所需電壓與集成控制器所需電壓等級(jí)不同，故在系統(tǒng)控制箱內(nèi)接入BK變壓器，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的電壓需求。根據(jù)系統(tǒng)控制箱所需容量，確定控制變壓器額定容量為50VA，綜合考慮各項(xiàng)性能與用戶(hù)評(píng)價(jià)，德力西控制變壓器具有體積小、接線安全可靠、防護(hù)等級(jí)高、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，故選用德力西BK-50VA。

2.5 物聯(lián)網(wǎng)云模塊

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將具有感知、監(jiān)控能力的各類(lèi)采集、控制傳感器或控制器，以及移動(dòng)通信、智能分析等技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)，從而大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量。

目前市場(chǎng)上已有的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域多種多樣，從官網(wǎng)評(píng)論中對(duì)比主要技術(shù)性能和性?xún)r(jià)比的滿(mǎn)意率，最終選取海為云平臺(tái)。

3 結(jié)論

變電站遠(yuǎn)程智能排水裝置經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，水位監(jiān)測(cè)和控制性能要求后，在周口市多個(gè)變電站進(jìn)行推廣應(yīng)用。

應(yīng)用后能夠節(jié)省值班人員現(xiàn)場(chǎng)值守的人力，定期維修抽水泵的維修費(fèi)由原來(lái)的兩個(gè)水泵兩個(gè)控制箱集合成兩個(gè)水泵一個(gè)控制箱，節(jié)省了設(shè)施費(fèi)用，提高了工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]《水電站排水系統(tǒng)智能故障預(yù)警模型設(shè)計(jì)與應(yīng)用》

[2] 《煤礦井下智能排水控制系統(tǒng)的應(yīng)用》