摘要：近年來，我國城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，造成人員傷亡和嚴重經(jīng)濟損失，嚴重威脅城市安全。數(shù)據(jù)顯示，2015年至2018年，我國每年平均水淹或內(nèi)澇城市約占我國城市數(shù)量的1/5。；人們的生命財產(chǎn)也遭受了嚴重的損失。據(jù)不wan全統(tǒng)計，截至2021年上半年，我國因洪水災(zāi)害死亡人數(shù)達到26人，經(jīng)濟損失達到135億元。一方面，我們需要積極建設(shè)和管理排水設(shè)施；另一方面，建立城市防洪排水監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。它不僅可以為管理部門提供城市河流和道路水位的實時信息，還可以為城市防洪管理提供技術(shù)和數(shù)據(jù)支持。泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算技術(shù)，通過本地自我控制與大數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控平臺相結(jié)合，為城市洪水預(yù)防和洪水預(yù)防提供監(jiān)控。

1城市泵站分類

從應(yīng)用場景來看，城市泵站可以分為三類: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；污水泵站用于輸送生活廢水；供水泵站主要用于城市生活供水。這三種泵站對城市運行至關(guān)重要。如何讓泵站高效、安全、低消耗地運行，是管理者首先需要關(guān)注的問題。泵站管理平臺通過現(xiàn)場監(jiān)控傳感器、邊緣計算和云平臺，為城市泵站管理提供解決方案。

2城市排水泵站電氣設(shè)計

根據(jù)DJG08-22-2018《城市排水泵站設(shè)計標(biāo)準》，排水泵站一般采用35kV或10kV供電，根據(jù)功率要求和當(dāng)?shù)毓╇姉l件。城市排水泵站的負荷等級為二級負荷，重要地區(qū)的泵站應(yīng)按一級負荷設(shè)計。二級負荷泵站一般需要兩個電源互為備用或一路常用；一級負荷泵站需要兩個獨立的電源。當(dāng)一個電源出現(xiàn)故障時，另一個電源可以獨立供電，特殊情況下需要設(shè)置自己的電源。以一個排水泵站為例，設(shè)置3臺10kV。

10kV母線采用單母線分段接線，0.4kV母線采用單母線或單母線分段接線。為減少電機啟動對系統(tǒng)的影響，大功率電機采用軟啟動器啟動。10kV電機無功補償采用當(dāng)?shù)匮a償機制，保證補償后功率因數(shù)約為0.95；0.4kV電機采用集中無功補償，補償后功率因數(shù)不低于0.9。

圖1中小型排水泵站電氣接線示意圖

3泵站電氣自動化二次設(shè)計

泵站電氣設(shè)備的自動控制、測量、保護、監(jiān)控和通信。其內(nèi)容包括:泵站高壓輸送和變電系統(tǒng)；泵站0.4kV配電系統(tǒng)；泵站DC系統(tǒng)；電機綜合保護系統(tǒng)。泵站的保護和控制裝置如圖2所示。所有設(shè)備都有通信接口，可以通過智能網(wǎng)關(guān)連接到當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng)或區(qū)域泵站管理平臺。智能網(wǎng)關(guān)具有邊緣計算和邏輯控制功能，可根據(jù)現(xiàn)場運行情況自動控制。

圖2泵站保護測控裝置配置圖

表1泵站保護測控裝置選型

表2泵站信號采集及隔離裝置選型

表3泵站照明系統(tǒng)要求

圖3泵站消防應(yīng)急照明

圖4泵站管理平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

4泵站管理系統(tǒng)(現(xiàn)場部署)

Acrel-泵站內(nèi)部部署2000M泵站管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對泵站的全面監(jiān)控、控制和運行記錄，在異常情況下及時發(fā)出報警信號，確保泵站運行安全。

泵閘全景圖：可以幫助用戶全面監(jiān)控泵閘的全面運行狀態(tài)，如內(nèi)外河流水位、控制閘門東西方向的開度、內(nèi)外閘門的開度、泵的運行狀態(tài)、電流等。

泵站總覽和單線圖顯示：檢查泵站配電電路的分布和連接以及主要電參數(shù)。主要數(shù)據(jù)包括:三相電流、三相電壓、功率、電能、功率因數(shù)和電路名稱。

控制閘門監(jiān)控：監(jiān)控控制閘門的運行狀態(tài)，如閘門開度、鎖定和解鎖，同時監(jiān)控內(nèi)外河流水位和油泵的運行趨勢。此外，該功能模塊可實現(xiàn)控制閘門和油泵的遠程控制功能，并可切換遠程/當(dāng)?shù)乜刂啤?/p>

泵的運行監(jiān)控：對泵的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，如運行、停止、保護裝置故障等。，從而實現(xiàn)泵的遠程控制和排水引水聯(lián)動控制。在實現(xiàn)遠程控制功能之前，選擇遠程泵和工作閘門的PLC控制柜。排水引水聯(lián)動時，系統(tǒng)會下達進水閘門的開啟命令，直到進水閘門wan全開啟。

閘門監(jiān)控：監(jiān)控工作門、油泵的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，如運轉(zhuǎn)、停止等，在此功能模塊中可實現(xiàn)對工作門、油泵的遠程控制。

趨勢曲線分析：可監(jiān)測電動機運行負荷曲線、內(nèi)外水位曲線等，幫助用戶對運行趨勢進行分析和記錄。

另外，系統(tǒng)還具有異常報警、報表制表等功能，使管理人員能夠及時了解電站的運行情況。

4.1區(qū)域泵站管理平臺

在云服務(wù)器或區(qū)域指揮中心設(shè)置AcrelEMS泵站管理平臺，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)不同類型泵站的統(tǒng)一監(jiān)控，提高管理效率。該平臺具有泵站地理位置顯示、泵站3D顯示、電力監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、控制調(diào)整、能耗分析、視頻監(jiān)控、報警管理、設(shè)備管理、運行管理等功能。數(shù)據(jù)可以通過4G無線網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)傳輸。

泵站地理位置標(biāo)識；泵站技術(shù)3D顯示；電力監(jiān)控；泵站非電力監(jiān)控；能耗分析；報警分析；設(shè)備檔案和運維管理

此外，平臺可以訪問各泵站的照明控制系統(tǒng)、應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平臺進行統(tǒng)一監(jiān)控管理，提高泵站的運行安全性和管理效率。