泵站的自动化装置常见故障以及处理办法浅析

陈剑，严凯，高民望

（江苏省灌溉总渠管理处，江苏 淮安 223200）

在泵站的实际运行中，自动化控制系统能够提高泵站机组的运行效率。没有自动化控制系统，许多工作无法有效开展。所以，从根源上解决自动化故障，可以大大提高泵站的工作质量和运行可靠性，充分发挥泵站的经济效益、社会效益。

1 泵站机组自动化设备常见故障

1.1 短路故障

泵站机组的自动化装置属于电气设备，有真空断路器和绝缘开关等防护设备，能有效保护泵站机组、相关电气设备以及供电线路等。这设备放在泵站的自动装置上，就如同电缆上的绝缘橡胶一般。一旦这些绝缘防护被破坏，自动化装置会与电网的电气设备发生似有似无地接触，形成短暂的短路故障，导致电压和电流数据出现波动，当波动数据被自动化系统所接收，自动化系统就会作出跳闸保护动作。这类故障存在着一些偶然性，所以技术人员解决故障时，却很难找到产生故障的原因。为了避免这种情况，最好的办法是减少真空断路器和绝缘开关的外部破损。定期对泵站的自动装置进行绝缘开关的检测，确保绝缘断路器不会出现损坏。当出现外部损耗时，要及时替换泵站的自动装置中的绝缘开关。虽然这项工作相当烦琐，又会耗费巨大的人力物力财力，却可以给泵站机组的工作带来更多的安全性。

1.2 错误操作导致的故障

自动化系统误操作的主要原因，一是由于采集的设备运行数据存在问题，致使泵站的运行人员错误地认为泵站的自动化设备出现故障，而后紧急闭合开关，从而影响泵站机组的正常运行。二是泵站的自动化控制设备已经出现运行异常、故障提示，但是，泵站运行值班人员却没有及时关注，致使没能及时操作设备开标，从而引发了安全事件。这两种情况都会影响泵站自动化控制设备的正常运转，甚至威胁到泵站工程的安全。

1.3 雷击故障

雷击在人们的日常生活中很普遍，然而，这样普遍的自然现象却对电气设备有着不小的危害。泵站机组的自动监控装置，许多时候都会裸露在地面或者浸泡在雨水中，因为线路是带电的，输电线路的导电性能通常更高，一旦被电弧击中，很有可能导致线路上的变压设备爆炸起火，更可能引发连锁的破坏导致泵站瘫痪。此类事故通常会带来巨大的经济损失和人员伤害，应及时采取相应的预防措施。

1.4 超温故障

自动化控制设备在实际运行过程中，电压、电流的突然上升会导致自动化模块升温并出现不可预料的损坏。同时，自动化控制设备在运行的过程中，过于频繁地操作启动、停止按钮，也会导致总电流呈现无法控制的状态，以至于影响自动化装置运行的精确度。电气自动化控制设备柜在实操运行中，由于疏于清扫导致透气口被堵，或者内部排气扇电缆老化导致排气扇不能正常工作，致使设备的散热功能无法正常发挥，也会导致设备出现类似烧损等故障。自动化控制设备柜内的排风扇功率虽小，但是，在关闭自动化控制设备柜门的时候，运行的排风扇可以在设备柜内形成对流效果，可以很好的对柜内自动化设备、线路等进行降温。所以，对柜体拦污栅格、排风扇、自动化设备柜内进行及时的清洁很有必要。

1.5 控制硬件本身故障

在自动控制系统工作的过程中，也会发生硬件本身损坏的问题，包括控制器模块损坏、监控数据传输中断(线路断裂和元器件损坏)、水温、气压传感器和转速、计数传感器损坏，造成设备监测数据无法达到工作要求。所以，对关键性的监测数据，要及时向有关单位汇报，并定期地对关键部位进行保养维修和试验监测，以防止上述故障的出现。

2 泵站机组自动化设备常见故障的解决措施

2.1 提高管理人员的专业技能

提升员工的技术技能，是解决泵站自动化控制系统出现问题的一项行之有效的措施。如果技术工人能够了解各种类型的问题，就能迅速地进行处理。员工是直接参加泵站机组运行和维修的，因此，他们的专业技能要高。以前的设备自动化水平较低，维修重点偏向于机械。随着科技的发展，自动化设备使用的普及化和自动化设备的智能化，自动化设备维修对维修人员的要求也越来越高，不但要熟练地操作，还要全面掌握自动化设备知识，他们才能第一时间找到问题所在，然后，做出最合适的应对。所以，技术工人在自动化维修中发挥着重大的作用。员工在工作后应当更多地参与泵站机组地运行，了解泵站设备的基础状态，参与机组的维修全过程，才能为自动化控制设备的运行监控发挥出最大的效益。在日常训练中，要注重对维修工人的技能和行业内新技术、新经验的培训，多进行技术交流，提高实践经验，并培养出一批优秀的维修和管理人才。

2.2 选用合适的元器件

为了提高电气自动化控制设备的可靠性，维修技术人员在选择元器件时，应当多方面考虑设备工作的环境。为了保证泵站机组的运行效率，工作人员要储备备品备件。当电气自动监控设备出现故障时，施工人员可以尽快用备品件更换原来的损坏电气元器件，以减少因自动化系统故障对泵站运行的影响，所以备品件很有可能在仓库摆放几年后才用得上。针对热容量较大的元器件，工程技术人员要注意选用散热特性较好的元器件。自动控制系统的稳定性也受空气环境中的温度、湿度控制，在低温、高温或高湿度、极其干燥条件下，自动控制系统的稳定性会变差，极易出现故障。泵站的工作环境常年湿度重、灰尘多、温度高、振动大，所以，技术人员在选择自动化控制设备元器件时，应当在符合自动化系统要求的前提下，选择质量好、标准高、具有防水、防尘等功能的元器件。

2.3 减小外因影响

通过研究，我们发现高温、高湿、灰尘、振动等因素严重影响自动化设备的使用寿命和运行精度。为了解决高温、湿度造成的困扰，可以安装空调、除湿机设备，通过做好保洁卫生工作，可以解决灰尘的影响。因此，提高设备运行期间的润滑效率减小振动成了亟需解决的课题。首先，要对泵站机组进行定期的机油更新，确保润滑油在设备运行过程中真正有效地润滑。因为高温、灰尘、水汽等因素也会严重影响润滑油的稳定性，导致润滑油的流失、失效，导致泵站机械设备系统出现摩擦振动。对设备运行产生很大的冲击。从机械的角度来说，工作人员应该按照泵站设备的不同，选择合适的润滑种类。市面上一些老式润滑剂在应对极端环境时未必能起到理想的效果。

2.4 及时对设备状况进行监控

要想保证泵站自动化设备安全地运行，就要加强监控。当监控设备发出高温警报或者监控数据超出规定数值时，应当立即停止设备运行，并对设备进行检查，而不是等设备损毁后再去处理。如果不能及时地发现和处理报警信息，就会有一系列后果出现，严重时会导致泵站机组出现安全事故，从而影响泵站的社会效益和经济效益造。为了避免出现不良后果，我们要严格遵守泵站运行规定，在设备运行过程中及时发现和解决隐患问题。

2.5 强化设备的维护

要减少设备的故障频率，就要及早发现设备的安全隐患。从当前情况来分析，造成自动化设备故障的主要是因为维修方法的滞后。我国自动化系统发展较晚，而国内不少泵站设计建成时间较早。这就造成了泵站在安装自动化系统后，自动化设备运行环境相当恶劣。所以，我们要加强设备的日常维护、定期检查，以便保证自动化设备在恶劣的环境中依然可以安全运行，从而更好地发挥泵站和机组的作用，从而大大提高调度和使用水资源的效率和精度，提升工程精细化管理水平，提高水资源调度优化管理水平能力，提升区域泵站的联合运营水平。

3 泵站机组自动化系统优化分析

3.1 控制层一体化

高速发展的科学技术为泵站智能化的实现奠定了良好基础。PLC控制柜除了监控泵站的流量、水位和压力等，还能对这些信息进行分析，然后将分析结果经泵站局域网发送至上级管理中心。另外，现场控制柜也能够即时接收来自各级管理部门的命令，能够实现以多泵站调度最优为目的调度优化。此外，在泵站自动化管理中，为了对泵站设备实现更有效的监测，还能够使用PLC监测的方法，及时掌握泵站内机械设备的运行状况，如果超出了安全数据阀位，就会立即发出声光预警，从而便于泵站的管理人员及时发现危险源，同时，还能够整合泵站建设工作的各个环节，将信息收集、设备管理、远程监测、调配优化、运营管理等方面进行一体化管理。在对泵站进行监控管理时，要配备PLC所需的供电设备，同时，要为监测设备提供后备电源，以保证监控设备的正常运行。

3.2 监督控制实时化

在对泵站自动监控系统进行监控时，应充分考虑现有的泵站管理体系，并对角色和账号进行划分，进行实时监督管理。泵站运行人员可以在自动监控系统平台实时查询和存取监控的数据信息，泵站管理层则根据监控的实时数据信息发出更加科学的运行指令。为满足水资源合理调配的需求，须在各泵站设置监控数据库方便泵站运行人员实时监控泵站运行状况，在外界泵站管理层设置高层权限账号，并用专网连接，方便调控指令的传达，实现水资源的共享和更大范围内的合理分配。未来将实现对泵站运行的实时监控、实时巡检、工程信息实时上送，并通过专门的水利信息网络平台进行数据信息多方共享，数据中心和泵站管理单位、运行决策单位之间以专线连接，泵站工程综合展示、基础数据、安全监测、运行检查、维修养护、考核管理等内容将得到集成管理、专人维护。有助于管理人员更便捷、有效地了解全国各地水情、旱情和泵站的工作状况，做到更合理的水资源调配。

3.3 自我诊断功能智能化

随着科学技术的发展，水利行业对自动化系统的要求也逐步提高。未来泵站自动化系统除了最基础的视频监控、数据监测功能外，还应不断完善自我检测功能，以实现故障诊断智能化，从而提高工程日常维护水平、降低检修难度和维修成本。目前，我省正在水利行业中大规模推进精密监测和数字孪生，多方会商、模糊计算、状态检测、多信息系统融合等最新的技术手段也已不断运用到泵站管理领域。随着各种新技术的引入，监控系统故障诊断能力也将会得到进一步的提高，进而推动泵站管理向自动化和智能化方向更深层想次的发展，由单纯的数据监测、视频控制向故障诊断、智能管理、专家会诊等的更深层次应用过渡。

4 结语

泵站自动化系统故障是当前国内普遍存在的问题，它直接关系到整个行业未来的发展。自动化装置得到了越来越多的使用，从而大大提高了机组的运行效能。这也必然要求泵站运行人员能够熟练掌握和运用自动化监控系统，加强对系统的维护和保养，同时，在系统故障出现前及时发现并有效解决问题，提高自动化系统的运行质量和效率。