基于平台的城市排水泵站管理系统的设计

摘要：近年来，我国城市内涝灾害频发，造成人员伤亡和严重经济损失，严重威胁城市安全。数据显示，2015年至2018年，我国每年平均水淹或内涝城市约占我国城市数量的1/5。；人们的生命财产也遭受了严重的损失。据不wan全统计，截至2021年上半年，我国因洪水灾害死亡人数达到26人，经济损失达到135亿元。一方面，我们需要积极建设和管理排水设施；另一方面，建立城市防洪排水监测预警系统。它不仅可以为管理部门提供城市河流和道路水位的实时信息，还可以为城市防洪管理提供技术和数据支持。泵站远程监控系统基于物联网和边缘计算技术，通过本地自我控制与大数据远程监控平台相结合，为城市洪水预防和洪水预防提供监控。

1城市泵站分类

从应用场景来看，城市泵站可以分为三类:排水泵站、污水泵站和供水泵站。排水泵站主要用于排水和排水泵站；污水泵站用于输送生活废水；供水泵站主要用于城市生活供水。这三种泵站对城市运行至关重要。如何让泵站高效、安全、低消耗地运行，是管理者首先需要关注的问题。泵站管理平台通过现场监控传感器、边缘计算和云平台，为城市泵站管理提供解决方案。

2城市排水泵站电气设计

根据DJG08-22-2018《城市排水泵站设计标准》，排水泵站一般采用35kV或10kV供电，根据功率要求和当地供电条件。城市排水泵站的负荷等级为二级负荷，重要地区的泵站应按一级负荷设计。二级负荷泵站一般需要两个电源互为备用或一路常用；一级负荷泵站需要两个独立的电源。当一个电源出现故障时，另一个电源可以独立供电，特殊情况下需要设置自己的电源。以一个排水泵站为例，设置3台10kV。

10kV母线采用单母线分段接线，0.4kV母线采用单母线或单母线分段接线。为减少电机启动对系统的影响，大功率电机采用软启动器启动。10kV电机无功补偿采用当地补偿机制，保证补偿后功率因数约为0.95；0.4kV电机采用集中无功补偿，补偿后功率因数不低于0.9。

图1中小型排水泵站电气接线示意图

3泵站电气自动化二次设计

泵站电气设备的自动控制、测量、保护、监控和通信。其内容包括:泵站高压输送和变电系统；泵站0.4kV配电系统；泵站DC系统；电机综合保护系统。泵站的保护和控制装置如图2所示。所有设备都有通信接口，可以通过智能网关连接到当地的监控系统或区域泵站管理平台。智能网关具有边缘计算和逻辑控制功能，可根据现场运行情况自动控制。

图2泵站保护测控装置配置图

表1泵站保护测控装置选型

表2泵站信号采集及隔离装置选型

表3泵站照明系统要求

图3泵站消防应急照明

图4泵站管理平台网络结构示意图

4泵站管理系统(现场部署)

Acrel-泵站内部部署2000M泵站管理系统，实现对泵站的全面监控、控制和运行记录，在异常情况下及时发出报警信号，确保泵站运行安全。

泵闸全景图：可以帮助用户全面监控泵闸的全面运行状态，如内外河流水位、控制闸门东西方向的开度、内外闸门的开度、泵的运行状态、电流等。

泵站总览和单线图显示：检查泵站配电电路的分布和连接以及主要电参数。主要数据包括:三相电流、三相电压、功率、电能、功率因数和电路名称。

控制闸门监控：监控控制闸门的运行状态，如闸门开度、锁定和解锁，同时监控内外河流水位和油泵的运行趋势。此外，该功能模块可实现控制闸门和油泵的远程控制功能，并可切换远程/当地控制。

泵的运行监控：对泵的运行状态进行监控，如运行、停止、保护装置故障等。，从而实现泵的远程控制和排水引水联动控制。在实现远程控制功能之前，选择远程泵和工作闸门的PLC控制柜。排水引水联动时，系统会下达进水闸门的开启命令，直到进水闸门wan全开启。

闸门监控：监控工作门、油泵的运转状态，如运转、停止等，在此功能模块中可实现对工作门、油泵的远程控制。

趋势曲线分析：可监测电动机运行负荷曲线、内外水位曲线等，帮助用户对运行趋势进行分析和记录。

另外，系统还具有异常报警、报表制表等功能，使管理人员能够及时了解电站的运行情况。

4.1区域泵站管理平台

在云服务器或区域指挥中心设置AcrelEMS泵站管理平台，实现区域内不同类型泵站的统一监控，提高管理效率。该平台具有泵站地理位置显示、泵站3D显示、电力监控、数据查询、控制调整、能耗分析、视频监控、报警管理、设备管理、运行管理等功能。数据可以通过4G无线网络或网络传输。

泵站地理位置标识；泵站技术3D显示；电力监控；泵站非电力监控；能耗分析；报警分析；设备档案和运维管理

此外，平台可以访问各泵站的照明控制系统、应急照明和疏散指示系统数据，通过平台进行统一监控管理，提高泵站的运行安全性和管理效率。