电气工程师评职范文浅谈地下水厂的电气自控设计

　　[摘 要]： 文章通过地下水厂水源地电气自控系统的介绍，对于地下水厂工程在设计及实施过程中遇到的一般性问题进行探讨，可以对今后的设计及工程实施工作起到一定的借鉴作用。

　　[关键词]： 地下水厂,电台,组态软件,RTU

　　随着国家对引用水源的重视，在关系国民基本生活保证的市政给水设施建设方面投入很大，近年来新建和改扩建水厂工程项目很多，其中大多以县级中小型供水工程居多，这类工程供水规模一般不大，且水源大多为深井地下水源，水厂占地面积较小，日变化系数和时变化系数均较大，水厂技术力量较薄弱，管理水平较低，财力也较为紧张，这就决定了设计思路有别于大中型水厂，不能搞大而全的工程投资，加之各个县镇具体情况不一，不能生搬硬套。这就对电气自控设计提出许多具体要求，要求在有限的财力下，应坚持设计经济、合理、可靠、安全的原则，设备和系统要能满足当前和未来几年内技术发展趋势。

　　本文结合具体工程对中小型供水系统电气自控设计实践谈几点经验和教训。

　　1.工程介绍

　　某县城区给水扩建工程建设规模为5.0万m3/d。电气自控设计内容主要包括：1.新水源地电气自控工程;2.自来水公司总调自控系统;3.旧水源地电气自控改造。

　　本工程电气自控工程于2001年开始分两期实施。一期工程以新建项目为主，主要包括新水源地11座深井泵房的建设，自来水公司总调自控系统;二期工程以改造项目为主，包括旧水源地10座深井泵房电气自控改造及自来水公司总调自控系统扩充。

　　2.系统介绍

　　根据当前水源地井群监控的技术发展现状，本工程采用水源地井群远程实时监控系统，本系统采用现代化的通讯技术、计算机技术和自动监测仪器，对各远端设备及水质、流量等参数进行远程实时监控，实现了管理的自动化、信息化、网络化。可减少大量值班维护人员，节省运行维护费用，综合造价较低。

　　此系统由计算机控制的监控中心台和若干分台(集中了控制水质、水量的在线检测设备及泵房泵阀控制设备等)组成的一个网络系统。

　　监控中心台包括监控台计算机、打印机、无线数据传输电台等，并可通过计算机网络连接多个中断，实现数据共享。

　　分台包括集中控制器、无线数据传输电台、远程测控终端RTU、泵阀开关控制器、键盘显示器、流量计、PH计、水位、压力检测仪表及水处理设备运行状态监测仪等。

　　由于本系统点多而分散, 地理环境复杂，所以非常适合采用无线数据传输方式，中心台与分台通过无线方式进行通讯连接，具体在中心台和分台各连接一台无线电台，各分台监控设备能实时采集和记录每个点的水处理设备运行情况及水质和流量等数据，并通过无线电台发送给中心台;中心台工作人员作出判断并发出指令，实现控制设备的运行。记录的数据存放在中心台计算机的数据库中，可以随时查询或打印，其它计算机也可以通过网络进行数据查询。

　　3.电气保护

　　电气保护主要包括配电保护及防雷保护。其中设计需要特别注意的保护设置主要有一下几点：

　　水源地井群因为距市区较远，分布比较分散，供电通常采用高压架空线路配电到深井泵房户外，采用杆上变电站方式供电。户外变压器保护采用高压负荷开关加熔断器保护。因为熔断器保护动作通常会某一相提前熔断，造成深井泵电机缺相运行工作，因此电机应设置缺相保护功能，同时根据《通用用电设备配电设计规范》的要求设置过电流和短路保护等。

　　深井泵房选用潜水电机，可配备其专用的继承电子监控装置，用以监控和防护电机，可监控以下参数：在启动前系统对地的绝缘性;电机温度;电机电流及电流不平衡状态;供电电压;相序。可防护以下情况的发生：水泵干转;电机的早期故障，如绝缘等级下降;电机温度过高;电机烧毁，同时对于持续的欠压、过压，欠电流、过电流，冷却不足、过载、超温有可靠的保护。但是，此电子监控装置对于瞬间的电压波动脉冲(如雷电),电机堵转等情况无保护功能，必要时应另外增加相应必要保护措施。

　　水源地井群防雷设计的好坏是保证电气自控系统工作能否正常的重要保证。系统主要包括：变压器高压进线防雷保护，采用高压阀型避雷器保护;低压侧进线的过电压保护，可采用防浪涌电流保护器件SPD;无线电台天线馈线应采用专用避雷器保护，同时应做好天线支架的防雷接地措施。保证天线在避雷针保护范围内。另外，做好泵房的等电位联结，是保证处于经常潮湿环境的泵房的操作维护人员人身安全的重要措施。

　　水源地深井泵房控制柜一般由以下设备组成：配电断路器，SPD元件，电机启动器(如软启动器)，工控设备RTU等，高频开关电源，无功补偿设备，无线电台，电气二次仪表，液位、压力及流量等仪表的二次显示仪表等，通常设计采用一体化控制柜，将所有元件安装在整个柜内，便于运输及安装。一体化控制柜柜内存在多个高频干扰源，其能否保证设备能够正常工作，柜内设备布置应考虑其相互间要有一定防护距离外，还应做好屏蔽措施及良好的接地。控制柜的抗干扰能力和电磁兼容性EMC应在柜体生产出厂前有相关性能测试，应能满足设备正常工作，并且符合环保及对人体健康的要求。

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