變電站潛水泵自動(dòng)控制裝置的研制探討

余潔瑩

摘要：低洼地區(qū)變電站容易遭受洪澇災(zāi)害，為防止水浸，需使用潛水泵進(jìn)行排水。文章針對(duì)固定式潛水泵易銹蝕、故障率高、可靠性低、維護(hù)成本高等問題，研制出潛水泵自動(dòng)控制裝置，順利地解決了上述問題，為變電站的安全可靠運(yùn)行提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞：變電站；潛水泵；自動(dòng)控制裝置；防洪澇設(shè)備；自動(dòng)啟動(dòng)方式 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2016）19-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.063

低洼地區(qū)變電站場地在雨季容易遭遇水浸風(fēng)險(xiǎn)。為了防止場地水浸，需要在變電站排水井內(nèi)安裝潛水泵進(jìn)行排水。但安裝在排水井內(nèi)的固定式潛水泵，由于長期在水中浸泡，容易嚴(yán)重銹蝕，故障率高，工作效率低。如何有效提高低洼變電站潛水泵工作的可靠性，保證排水順利，是擺在變電站運(yùn)行人員面前的一道難題。

1 目前變電站防洪澇設(shè)備存在的問題

以110kV祥龍變電站作為研究對(duì)象。安裝在站內(nèi)排水井中的固定式潛水泵，由于運(yùn)行環(huán)境惡劣，銹蝕情況嚴(yán)重，故障率高，是影響防洪設(shè)備可靠性的最薄弱環(huán)節(jié)。

變電站排水井內(nèi)潛水泵應(yīng)急啟動(dòng)過程靠應(yīng)急人員手動(dòng)操作。當(dāng)?shù)屯葑冸娬景l(fā)生洪澇災(zāi)害時(shí)，由值班門衛(wèi)電話通知運(yùn)行人員到場打開排水井蓋觀察水位情況，若水位達(dá)到警戒值，由運(yùn)行人員啟動(dòng)潛水泵，總耗時(shí)約30分鐘，花費(fèi)時(shí)間長，工作效率低，流程繁瑣，不利于設(shè)備可靠運(yùn)行。

針對(duì)上述問題，研制一種具有自動(dòng)控制裝置的新型潛水泵，使其既能避免潛水泵長期在水中浸泡發(fā)生銹蝕，降低潛水泵故障率，又能縮短潛水泵應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間，提高工作效率，同時(shí)還具備自動(dòng)告警功能，確保潛水泵可靠運(yùn)行，具有非常重要的意義。

2 變電站潛水泵自動(dòng)控制裝置研發(fā)過程

根據(jù)35kV及以上變電站運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)及防洪澇的客觀要求，提出該裝置需滿足如下功能：（1）潛水泵自動(dòng)控制裝置應(yīng)用紅外線探測感應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降及啟動(dòng)功能；（2）當(dāng)水位達(dá)到告警線時(shí)能自動(dòng)發(fā)信至門衛(wèi)室告警，由門衛(wèi)電話通知運(yùn)行人員到站；（3）潛水泵自動(dòng)啟動(dòng)前后均能向運(yùn)行人員手機(jī)發(fā)送啟動(dòng)告警短信。

2.1 潛水泵自動(dòng)啟動(dòng)方式研制

在排水井內(nèi)安裝控制電源箱，并在井內(nèi)頂部加裝微型電動(dòng)葫蘆。利用電動(dòng)葫蘆及不銹鋼支架將潛水泵定置在排水井內(nèi)低于水位警戒線位置，并在潛水泵本體安裝浮球水位檢測裝置及磁吸擋板用以檢測排水井中水位情況。最后在潛水泵本體水位警戒線位置安裝一組紅外線探測探頭，在水位安全線安裝另一組紅外線探測探頭（如圖1所示）。

根據(jù)工作原理圖，當(dāng)排水井內(nèi)水位上升時(shí)，浮球會(huì)跟隨水位上升并帶動(dòng)磁吸擋板上升。當(dāng)水位上升到①②號(hào)紅外探測探頭位置時(shí)（即水位警戒線時(shí)），磁吸擋板會(huì)截?cái)啖佗谔?hào)紅外探測探頭的紅外線感應(yīng)，繼而觸發(fā)控制電源箱中的繼電器，微型電動(dòng)葫蘆啟動(dòng)，降下潛水泵，同時(shí)潛水泵啟動(dòng)抽水。當(dāng)水位下降到③④號(hào)紅外探測探頭位置時(shí)（即水位安全線時(shí)），磁吸擋板會(huì)截?cái)啖邰芴?hào)紅外探測探頭的紅外線感應(yīng)，繼而觸發(fā)控制電源箱中的繼電器，微型電動(dòng)葫蘆啟動(dòng)，潛水泵上升回到原位，同時(shí)潛水泵停止抽水。

經(jīng)過對(duì)實(shí)物裝置（如圖2所示）進(jìn)行50次測試，得出：當(dāng)水位在告警線時(shí)潛水泵感應(yīng)自動(dòng)升降啟停裝置的啟動(dòng)時(shí)間平均值僅為18秒，排水速度遠(yuǎn)大于排水井的進(jìn)水速度，未出現(xiàn)故障情況。應(yīng)用紅外線探測感應(yīng)自動(dòng)升降啟停即能解決潛水泵因長期浸泡而出現(xiàn)銹蝕故障的問題，大大降低維護(hù)成本，有效降低潛水泵故障率，縮短其應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間，保證變電站防洪澇工作的有效性及可

靠性。

2.2 潛水泵自動(dòng)檢測、告警發(fā)信系統(tǒng)研制

在門衛(wèi)室安裝2臺(tái)GSM短信報(bào)警終端主機(jī)，根據(jù)潛水泵數(shù)量在門衛(wèi)室安裝含序號(hào)有聲告警紅燈。每個(gè)排水井內(nèi)安裝3組紅外檢測探頭，通過RVV8*0.5信號(hào)電纜將潛水泵啟動(dòng)情況傳回GSM短信報(bào)警終端主機(jī)，進(jìn)而觸發(fā)門衛(wèi)室有聲告警紅燈，同時(shí)向變電站運(yùn)行人員發(fā)出潛水泵裝置啟動(dòng)相關(guān)告警短信（如圖3所示）。

（1）當(dāng)T80探測器#1檢測到電纜水位漲近啟泵臨界點(diǎn)時(shí)，會(huì)向指定人員發(fā)送自定義短信通知（如第1號(hào)排水井水位漲近啟泵臨界點(diǎn)）；（2）當(dāng)T80探測器#2檢測潛水泵啟動(dòng)后會(huì)向指定人員發(fā)送自定義短信通知（如第1號(hào)排水井潛水泵啟動(dòng)中）；（3）當(dāng)T80探測器#3檢測潛水泵停運(yùn)后會(huì)向指定人員發(fā)送自定義短信通知（如第1號(hào)排水井潛水泵停止）。

對(duì)裝置進(jìn)行50次反復(fù)試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)發(fā)信不成功情況。潛水泵自動(dòng)檢測、告警發(fā)信系統(tǒng)能全面反映潛水泵啟動(dòng)前后狀態(tài)，準(zhǔn)確性高，可靠性強(qiáng)，而含序號(hào)有聲告警燈能有效反映潛水泵啟停情況，能讓門衛(wèi)通過亮燈序號(hào)得知幾號(hào)排水井情況異常，并及時(shí)電話通知運(yùn)行人員到場，起到雙重保障作用。

3 實(shí)物應(yīng)用效果檢查

為了檢驗(yàn)潛水泵有無銹蝕故障情況發(fā)生，半年內(nèi)每周定期對(duì)潛水泵故障情況、啟停情況及告警情況進(jìn)行檢查，得出：（1）排水井內(nèi)潛水泵銹蝕率為0，故障率為0，滿足降低故障率，縮減維修成本的要求；（2）水泵能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)功能，其應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間<1min，達(dá)到縮短應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間要求；（3）門衛(wèi)室有序告警燈及手機(jī)短信告警功能均準(zhǔn)確無異，不存在錯(cuò)報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象。

4 制定標(biāo)準(zhǔn)化指引及開展相關(guān)培訓(xùn)工作

4.1 對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行變電站潛水泵自動(dòng)控制裝置正確使用及維護(hù)培訓(xùn)

為確保每位運(yùn)行人員都能熟悉變電站潛水泵自動(dòng)控制裝置的正確使用及維護(hù)方法，編寫出《變電站潛水泵自動(dòng)控制裝置使用說明書》和《變電站潛水泵自動(dòng)控制裝置維護(hù)指南》。根據(jù)相關(guān)指引對(duì)每位運(yùn)行人員進(jìn)行了多次理論及實(shí)操培訓(xùn)，以保證人員對(duì)設(shè)備的熟悉度。

4.2 對(duì)變電站門衛(wèi)進(jìn)行潛水泵自動(dòng)檢測、告警發(fā)信系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)

為確保變電站門衛(wèi)能夠正確使用潛水泵自動(dòng)檢測、告警發(fā)信系統(tǒng)進(jìn)行告警電話通知反饋，編寫出《潛水泵自動(dòng)檢測、告警發(fā)信系統(tǒng)使用指南》，再由運(yùn)行人員結(jié)合該指南對(duì)變電站門衛(wèi)開展相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)工作。

5 變電站潛水泵自動(dòng)控制裝置效益分析

5.1 大大降低潛水泵維修成本

潛水泵自動(dòng)控制裝置使用壽命估算約10年，其研發(fā)成本相比固定式水泵以往10年的維修費(fèi)用，大約節(jié)省65%，如果能夠在電力系統(tǒng)中廣泛推廣應(yīng)用，將對(duì)變電站防洪澇工作的順利開展發(fā)揮良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 縮短運(yùn)行人員防洪澇工作應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間

潛水泵自動(dòng)控制裝置從告警到啟動(dòng)用時(shí)約為18秒，大大縮短了運(yùn)行人員防洪澇工作應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間，為變電站防洪澇工作的順利開展提供了寶貴的時(shí)間支撐。

5.3 提高潛水泵使用可靠性及變電站防洪澇工作穩(wěn)定性

潛水泵自動(dòng)控制裝置的成功研制能大幅度提高潛水泵使用可靠性?；诜篮闈彻ぷ饕恢笔谴_保變電站可靠穩(wěn)定運(yùn)行的重點(diǎn)工作之一，潛水泵自動(dòng)控制裝置的可靠穩(wěn)定能為變電站防洪澇工作的順利開展提供有效的技術(shù)性保障。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）