水利工程自动化预警系统意义
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摘要：
泵站建设是国家公益性事业，自动化控制提高了泵站的技术管理水平和运行效能，但是预警系统又较高的保证了运行的安全性和可靠性，大幅降低了安全生产事故的发生，避免了不必要的损失，在当前泵站自动化应用中具有重要意义。
关键词：
近年来，国家对水利事业高度重视，南水北调、引江济太等一大批水利工程投入建设，泵站自动化控制系统也随之广泛运用。但是，从目前现状来看，由于对自动化认知的不同以及投入的资金和技术的差异，各地水利设施的自动化水平参差不齐，自动化运用程度没有达到预期的效果。又由于运行工况的不同，自动化控制系统存在某些不足，需要因地制宜，在原有基础上进行改进。本文作者所属的水利枢纽对自动化控制系统进行了适当的改进，本文主要从泵站自动化控制系统动态预警的改进及意义方面进行探讨。
一、水利自动化控制应用现状
90年代至今，自动化技术在我国的大中型泵站得到较大的发展和应用，极大的提高了工程运行的安全性、可靠性，节约了人力资源，充分发挥水利工程的最大效能。目前国内最完善的自动化系统既可以实现自动开停机组操作，也能实时监控机组运行的各项数据。随着自动化技术的广泛运用，在运行实践中发现，许多被监控对象，如水泵、辅机设备、清污机、技术供水等设备，其工作环境会受水文、水情等的影响不断的变化，即使进行了自动控制，还是需要值班人员现场巡视、检查；另一方面，水利工程不同于一般的工业生产过程，不需要过高的自动化程度，泵站的自动化系统着重点在微机保护和预警监控系统。控制可靠、运行安全是当前泵站运行的首要任务，如何在最大程度上发挥自动化控制系统的正确性和可靠性，也是我们一直在思考和钻研的课题。
二、当前自动化控制系统的不足之处
泵站机组在运行时，每台机组有近二十六个参数需要监控，这些参数都会跟着当地气候、温度、上下游水位差、流速等发生变化。自动化控制系统只按照设计规程设置固定的报警值，这个报警值一般是根据设备能够承受的最大负荷设定的,设定后不能轻易更改，如需更改，需要和设计单位沟通，设计单位同意后，出具书面意见，方可更改报警值。但是设备在实际运行中，由于不同的运行环境，运行负荷也不同，当天机组运行的稳定数值可能远远低于报警值，于是报警值以下的参数波动只能靠值班人员的双眼密切监控，而在运行过程中的任何数据波动都有可能是设备运行故障的预兆。而大中型泵站在调水运行时，机组出现各种故障和险情，都有可能威胁到广大群众的生命、财产安全。例如作者所在泵站，由于设计单位未曾参与泵站管理，在设计该自动化控制系统时，只按照设计院的设计规程设置固定的报警值，比如绕组的报警温度为105℃，跳闸温度为115℃；电机轴承的报警温度为85℃，跳闸温度为90℃；齿轮箱轴承的报警温度为100℃，跳闸温度为105℃；水导瓦温和油温报警温度为70℃，跳闸温度为80℃。这些温度和机组实际运行的稳定值都相差甚远，寒冷的气候差距更甚。我们的泵站经常长时间处于连续不间断的调水状态，在运行中我们发现在这些报警值以下的数据波动已经反映出了机组运行中出现的问题，必须要改进监控系统才能保证运行的安全性。
三、动态预警系统改造及效果
在工作中，我们摸索出动态预警的思路，根据泵站调水工作实际，主要是利用监控系统自带的工业监控软件、组态软件及PLC编程软件，改写程序，加入动态预警模块。泵站运行人员可以根据泵站运行的现场经验、结合所处区域的常年气候数据，对泵站运行中的电流、电压、循环水水温、电机定子绕组温度，电机定子铁芯温度、水泵振动等的报警值进行动态设置。机组长期连续运行时，运行值班人员按规范要求，每天两次和动态预警系统进行人机对话，随时调整动态预警值，系统一旦发现某项参数达到预警值，该系统自动通过以太网将报警部位、当前数据值、预警数值、设计规划值等重要数据传达至泵站中控室电脑显示器上并通过音响语音报警，数据库软件将完整记录这一信息。报警值的动态设置使得机组运行的各项参数波动都可以及时被运行人员发现，从而排除隐患，最大限度地保障安全运行。例如，高压供电设置了动态报警系统后，有一次主电源电压侧报警持续几秒后恢复正常，我们根据报警的数据记录分析是高压侧间隙性缺相，便果断采取保护措施，之后和供电局联系，证实了当时供电部门方面确实出现了供电故障。又如2013年7月12日，防汛期间，机组处于停机状态，由于太湖侧水位持续升高，值班人员在动态预警系统中根据实际情况调整报警水位值，密切关注水位变化。机坑预留有排风孔，凌晨两点多，本是值班人员最疲劳的时刻，当水位不断升高逼近排风孔的位置时，正是有了动态预警系统的及时报警，值班人员也及时发现并果断采取措施，打开节制闸泄洪，从而保证了三台机组以及主厂房的安全。这样的例子不胜枚举，动态预警系统为单位避免了较大的经济损失。
四、结束语
泵站建设是国家公益性事业，自动化控制提高了泵站的技术管理水平和运行效能，但是预警系统又较高的保证了运行的安全性和可靠性，大幅降低了安全生产事故的发生，避免了不必要的损失，在当前泵站自动化应用中具有重要意义，值得改进和推广。
作者：沈子微 张洪 叶雪芬 单位：江苏省无锡市环湖路大渲河泵站太湖闸站工程管理处