CN105715528A - 雨水泵站的雨水泵电气控制系统 - Google Patents

Abstract

一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，包括雨水泵房及其内设置的雨水泵，高压配电室及其内设置的高压开关柜，清水泵；控制室设有高压变频器柜与多功能电控柜，高压开关柜与高压变频器柜连接，高压变频器柜与多功能电控柜、雨水泵连接；雨水泵房设有现场操作柱与清水泵控制柜，现场操作柱设有操作柱雨水泵起动按钮、操作柱雨水泵停止按钮，多功能电控柜面板设有电控柜远程雨水泵起动按钮、电控柜远程雨水泵停止按钮，清水泵控制柜与多功能电控柜连接；多功能电控柜面板设有PLC显示屏。本发明为雨水泵站的3kV及以上高压电源的雨水泵提供了一种简单可靠的电气控制系统，能够完成3kV及以上高压电源的雨水泵的综合控制。

Description

雨水泵站的雨水泵电气控制系统

技术领域

本发明属于电气控制技术领域，具体涉及雨水泵站的雨水泵电气控制系统。

背景技术

雨水泵站承担着排洪防涝的重要任务，如果暴雨降临时不能及时可靠的投入运行，会在短时间内造成城市积水，造成重大的经济损失，甚至威胁到人民生命财产安全。由于当前大城市雨水内涝的瞬时流量非常大，大规模雨水泵站的作用越来越重要，大功率雨水泵通常采用高压电机拖动，根据供电电压等级情况，市场上绝大多数高压电机采用3kV及以上高压电源。由于建设规模越来越大，对电气控制的保护的要求越来越高，目前，各个开关柜和高压变频器柜生产厂家设计情况不同，动力及控制系统良莠不齐，大功率水泵在运行可靠方面，存在安全隐患。鉴于上述问题，研发了本发明，即雨水泵站的雨水泵电气控制系统。本发明从简单性、可靠性等方面进行综合研究，本着简单可靠、降低操作人员的操作难度的原则，对雨水泵站的雨水泵电气控制系统进行模块化设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种简单可靠、操作容易的雨水泵站的雨水泵电气控制系统，以达到雨水泵站电气设备之间的模块化设计，使控制系统更加简单实用。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下：一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，包括雨水泵房及其内设置的雨水泵、清水泵，清水泵是用来给运行中的雨水泵提供清水，达到雨水泵的润滑和降温作用；高压配电室及其内设置的高压开关柜，提供雨水泵站的电力电源。其特征在于：还包括控制室，控制室设有高压变频器柜与多功能电控柜，高压开关柜与高压变频器柜连接，高压变频器柜与多功能电控柜、雨水泵连接；雨水泵房设有现场操作柱与清水泵控制柜，现场操作柱设有第二急停开关、操作柱雨水泵起动按钮、操作柱雨水泵停止按钮，多功能电控柜面板设有电控柜远程雨水泵起动按钮、电控柜远程雨水泵停止按钮，操作柱雨水泵起动按钮、操作柱雨水泵停止按钮与电控柜远程雨水泵起动按钮、电控柜远程雨水泵停止按钮通过信号电缆连接，多功能电控柜与清水泵控制柜连接；多功能电控柜与出水口压力开关、出水口阀开关、进水渠道液位开关连接。

进一步的，多功能电控柜面板设有PLC显示屏。PLC显示屏与雨水泵温度传感器、进水池液位计、出水河道液位计连接。

更进一步的，清水池设有清水池液位开关；清水泵控制柜与清水池液位开关、清水泵连接。

又进一步的，在高压变频器柜设有第一急停开关、现场操作柱设有第二急停开关，第一急停开关与第二急停开关经雨水泵急停控制电缆连接至高压变频柜的分闸电路。

本发明由电气自控及相关基础设施组成,为雨水泵站的雨水泵提供了一种简单可靠的电气控制系统，对雨水泵站电气设备进行了典型的模块化设计,实现3kV及以上雨水泵的控制。不仅实现本地操作，还能实现远程操作，远程监控雨水泵运行状态。通过设置多功能电控柜、清水泵电气控制柜、高压变频器柜等一系列措施保证电气控制系统的简单性和可靠性。

多功能电控柜面板设有PLC显示屏能实时显示进水池水位、出水河道水位、雨水泵运行状态、雨水泵温度以及各种报警情况，包括进水渠道液位开关对进水渠道超低液位报警保证雨水泵运行要求的最低水位、清水池液位开关对清水池超低液位报警、出水口压力开关超压报警、出水口阀开关对出水口阀未开启报警、雨水泵温度传感器对雨水泵高温报警、高压变频器柜综合报警、清水泵控制柜故障报警。进水渠道液位开关报警信号、出水口压力开关报警信号直接停止雨水泵运行。雨水泵高温报警信号传至多功能电控柜，到达设定报警温度后，开始报警，无其他联动，雨水泵温度继续升高至设定停泵温度，雨水泵停止运行。清水池液位开关发出的清水池超低液位报警信号直接导致清水泵停止运行。高压变频器柜故障报警信号和清水泵控制柜故障报警信号只报警，无其他联动。

高压变频器柜、现场操作柱均设置有急停开关，急停开关与高压变频柜的分闸电路连接，当发现设备运行异常时，操作人员就近按压急停开关按钮，及时停止高压变频器柜运行，使电源分闸，控制雨水泵急停。急停开关按钮在人工恢复之前保持工作，使系统处于停机状态。

本发明由电气自控及相关基础设施组成,为雨水泵站的3kV及以上高压电源的雨水泵提供了一种简单可靠的电气控制系统，对雨水泵站电气设备进行了典型的模块化设计,为雨水泵站的雨水泵电气控制系统提供简单可靠的供电保障，能够完成3kV及以上高压电源的雨水泵的综合控制。利用多功能电控柜实时监控雨水泵站各个关键点的数据，对雨水泵站的雨水泵进行集中控制，根据各项数据，及时调节雨水泵的起动、停止和运行转速。利用现场操作柱，可以完成雨水泵就地起动、停止和急停；利用多功能电控柜显示现场所有电气设备的工作状态，来保障雨水泵的正常运转；通过设置多功能电控柜、清水泵电气控制柜、高压变频器柜等一系列措施保证电气控制系统的简单性和可靠性；远程监控雨水泵运行状态；设置两处应急停泵的急停开关，保证雨水泵运行可靠。多功能控制柜与本发明申请同日单独提交专利申请。

附图说明

图1是本发明的总体结构及系统平面接线示意图。

图中：1—高压配电室，2—控制室，3—雨水泵房，4—高压开关柜，5—高压变频器柜，6—多功能电控柜，7—现场操作柱，8—雨水泵，9—清水泵控制柜，10—出水口压力开关，11—出水口阀开关，12—清水池液位开关，13—清水泵，14—进水渠道液位开关，15—进水池液位计，16—出水河道液位计，17—高压电缆，18—高压变频器控制电缆，19—雨水泵急停控制电缆，20—信号电缆，21—雨水泵温度信号电缆，22—雨水泵电源电缆，23—出水口压力开关信号电缆，24—出水口阀开关信号电缆，25—清水泵控制柜控制电缆，26—清水池液位开关信号电缆，27—清水泵电力电缆，28—进水渠道液位开关信号电缆，29—进水池液位计信号电缆，30—出水河道液位计信号电缆，31—第一急停开关，32—第二急停开关，33—操作柱雨水泵起动按钮，34—操作柱雨水泵停止按钮，35—PLC显示屏，36—电控柜雨水泵起动按钮，37—电控柜雨水泵停止按钮，38—电控柜清水泵远程起动按钮，39—电控柜清水泵远程停止按钮，40—雨水泵温度传感器。

具体实施方式

如图1所示：本发明提供的一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，包括雨水泵房3及其内设置的雨水泵8、高压配电室1及其内设置的高压开关柜4、清水泵13；其特征在于：还包括控制室2，控制室2设有高压变频器柜5与多功能电控柜6，高压开关柜4与高压变频器柜5通过高压电缆17连接，高压变频器柜5通过高压变频器控制电缆18与多功能电控柜6连接，多功能电控柜6对高压变频器柜5采集运行状态信号，高压变频器柜5通过雨水泵电源电缆22与雨水泵8连接；雨水泵房3设有现场操作柱7与清水泵控制柜9，现场操作柱7设有操作柱雨水泵起动按钮33、操作柱雨水泵停止按钮34，多功能电控柜6面板设有电控柜远程雨水泵起动按钮36、电控柜远程雨水泵停止按钮37，操作柱雨水泵起动按钮33、操作柱雨水泵停止按钮34与电控柜远程雨水泵起动按钮36、电控柜远程雨水泵停止按钮37通过信号电缆20连接，实现对雨水泵8进行现场与远程起动、停止控制，清水泵控制柜9与多功能电控柜6连接；多功能电控柜6面板设有PLC显示屏35。

清水泵控制柜9通过清水泵控制柜控制电缆25分别连接至多功能电控柜清水泵远程起动按钮38、多功能电控柜清水泵远程停止按钮39，实现对清水泵控制柜9的远程控制。

在高压变频器柜5设有第一急停开关31、现场操作柱7设有第二急停开关32，第一急停开关31与第二急停开关32经雨水泵急停控制电缆19连接至高压变频柜5的分闸电路，控制雨水泵8的急停。

为保证雨水泵8在恶劣环境下能够可靠的运行，作为本发明的完善，在雨水泵出水口设置有出水口压力开关10，当出水口压力大于设定值时，出水口压力开关10动作，雨水泵8自动投入保护程序；在雨水泵8进水口处设置进水渠道液位开关14，保证雨水泵8运行时需要的最低水位；在进水池设置进水池液位计15，能直观的观察进水池液位，根据进水池液位来调节雨水泵8需要运行数量和转速；在出水河道设置有出水河道液位计16，用来观察出水河道的液位。雨水泵出水口本身设有出水口阀开关11；雨水泵本身设有雨水泵温度传感器40。

多功能控制柜6通过出水口压力开关信号电缆23连接至出水口压力开关10，在出水口压力开关10动作时，多功能电控柜6控制雨水泵8停止运行；多功能控制柜6通过出水口阀开关信号电缆24连接至出水口阀开关11，在出水口阀开关11未打开时，多功能电控柜6控制雨水泵8不能起动；多功能电控柜6通过进水渠道液位开关信号电缆28连接至进水渠道液位开关14，进水渠道液位开关14动作后，多功能电控柜6控制雨水泵8停止运行；PLC显示屏35通过进水池液位计信号电缆29连接至进水池液位计15，在PLC显示屏35显示进水池液位；PLC显示屏35通过出水河道液位计信号电缆30连接至出水河道液位计16，在PLC显示屏35显示出水河道液位。

雨水泵温度传感器40通过雨水泵温度信号电缆21连接至PLC显示屏35，通过PLC显示屏35设置雨水泵8的温度，实现雨水泵8高温报警与超高温停泵。

作为本发明的进一步完善，清水池设有清水池液位开关12；清水池液位开关12通过清水池液位开关信号电缆26与清水泵控制柜9连接，清水池液位开关12动作后，清水泵控制柜9自动停止清水泵运行；清水泵13通过清水泵电力电缆27与清水泵控制柜9连接。

控制室2内设置的高压变频器柜5为现有技术。高压变频器柜5对雨水泵8保护功能主要包括：过电流保护，起动超时保护、三相电流不平衡保护，起动异常保护；过电压、欠电压保护等。通过显示屏和键盘，显示各种状态及设定控制参数。

控制室2内设置的多功能电控柜6实现雨水泵站电气设备信号采集和运行状态监视、控制。通过PLC显示屏35，可直观的监测雨水泵8运行状态及保护的状态，控制雨水泵8的起停，监测清水泵运行状态，控制清水泵的起停；监测高压变频器5的故障情况；并可以在现场监测雨水泵8运行情况、控制雨水泵8的起停。

第一急停开关31和第二急停开关32使雨水泵急停信号同时接线急停开关的不同常开接点上，保证现场每个急停开关可以同时使雨水泵8急停。保证现场人员在雨水泵8运行异常及紧急情况下及时分断高压电源。

现场操作柱7设在雨水泵房3，与多功能电控柜6通过现场操作柱信号电缆20通讯。满足电气操作人员现场控制电气设备起停，监控雨水泵工作状态、现场报警预警状态及运行情况。

雨水泵站的电气控制系统包括：高压变频器柜5与高压开关柜4连接，实现高压开关柜4远程操作，多功能电控柜6与高压变频器柜5、现场操作柱7、清水泵控制柜9、出水口压力开关10、出水口阀开关11、进水渠道液位开关14、进水池液位计15、出水河道液位计16、雨水泵温度传感器40相连接，实现雨水泵站电气设备信号采集和运行状态监视、控制。本雨水泵站的雨水泵电气控制系统主要采集下述参数：

（1）高压变频器柜的运行状态和分合闸命令；

（2）雨水泵温度；

（3）进水池液位和出水河道液位；

（4）清水泵控制柜运行状态和分合闸命令；

（5）出水口压力报警、出水口阀开关报警、进水渠道液位开关报警信号。

本发明的控制功能主要有：

（1）多功能电控柜可以直观的监控系统各个设备的工作状态，对雨水泵站设备进行集中控制，使雨水泵简单可靠投入运行；

（2）通过组态设计，能形象地显示设备运行状态；

（3）现场高压变频器柜可设置功率和额定电流值，实现雨水泵工作过流、欠过压故障报警，报警信号上传至多功能控制柜；

（4）操作人员在设备运行之前，根据设定出水口压力，进水渠道最低液位，雨水泵报警温度及停泵温度等参数，保证高压变频器柜保护功能的正常运行。

Claims (6)

1.一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，包括雨水泵房及其内设置的雨水泵、高压配电室及其内设置的高压开关柜、清水泵；其特征在于：还包括控制室（2），控制室（2）设有高压变频器柜（5）与多功能电控柜（6），高压开关柜（4）与高压变频器柜（5）连接，高压变频器柜（5）与多功能电控柜（6）、雨水泵（8）连接；雨水泵房（3）设有现场操作柱（7）与清水泵控制柜（9），现场操作柱（7）设有操作柱雨水泵起动按钮（33）、操作柱雨水泵停止按钮（34），多功能电控柜（6）面板设有电控柜远程雨水泵起动按钮（36）、电控柜远程雨水泵停止按钮（37），操作柱雨水泵起动按钮（33）、操作柱雨水泵停止按钮（34）与电控柜远程雨水泵起动按钮（36）、电控柜远程雨水泵停止按钮（37）通过信号电缆（20）连接，清水泵控制柜（9）与多功能电控柜（6）连接；多功能电控柜（6）面板设有PLC显示屏（35）。

2.如权利要求1所述的一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，其特征在于：清水泵控制柜（9）通过清水泵控制柜控制电缆（25）分别连接至多功能电控柜清水泵远程起动按钮（38）、多功能电控柜清水泵远程停止按钮（39）。

3.如权利要求2所述的一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，其特征在于：高压变频器柜（5）设有第一急停开关(31)、现场操作柱(7)设有第二急停开关(32)，第一急停开关（31）与第二急停开关（32）经雨水泵急停控制电缆（19）连接至高压变频柜（5）的分闸电路。

4.如权利要求1至3任意一项所述的一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，其特征在于：在雨水泵出水口设置有出水口压力开关（10），在雨水泵8进水口处设置进水渠道液位开关（14），在进水池设置进水池液位计（15），在出水河道设置有出水河道液位计（16）。

5.如权利要求4所述的一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，其特征在于：多功能控制柜（6）通过出水口压力开关信号电缆（23）连接至出水口压力开关（10）、多功能控制柜（6）通过出水口阀开关信号电缆（24）连接至出水口阀开关（11）、多功能控制柜（6）通过进水渠道液位开关信号电缆（28）连接至进水渠道液位开关（14）、PLC显示屏（35）通过进水池液位计信号电缆（29）连接至进水池液位计（15）、PLC显示屏（35）通过出水河道液位计信号电缆（30）连接至出水河道液位计（16）。

6.如权利要求5所述的一种雨水泵站的雨水泵电气控制系统，其特征在于：清水池设有清水池液位开关（12），清水池液位开关（12）通过清水池液位开关信号电缆（26）与清水泵控制柜（9）连接，清水泵（13）通过清水泵电力电缆（27）与清水泵控制柜（9）连接。