深水井供水系统智能控制装置研究

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1、中国农村水利水电·２０１５年第７期８５文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０７－００８５－０４深水井供水系统智能控制装置研究郑贵林，黄琦，陶志浩（武汉大学动力与机械学院自动化系，武汉４３００７２）摘要：针对大量分布的深水井二级泵组智能供水系统中泵组的测控保护及分级协调控制进行研究，提出并设计了以微处理主控制器ｉＳｍａｒｔ为泵组协调控制单元、以智能电机控制器ＳＴ－ＳＭＣ为泵组电力控制器的供水保护控制装置。智能电机控制器ＳＴ－ＳＭＣ既具备交流过零点投入和分断的先进零过度、无冲击技术，也具备在单交流周期内实现对泵组全方位保护的功能，包括缺相、过压、过

2、流保护等。同时，ＳＴ－ＳＭＣ还具备实时在线监控水泵运行状态的智能负载监测功能。该智能供水保护装置已在山西省某海拔１５００ｍ村庄的深水井二级泵组供水系统中得到成功运行。该装置不仅保障了供水系统的可靠性，还延长了深水井的寿命，降低了能源成本。关键词：二级泵组；智能供水；ＳＴ－ＳＭＣ；交流零点中图分类号：ＴＭ５７１．６文献标识码：ＡＡＳｔｕｄｙｏｆＤｅｅｐＷｅｌｌＷａｔｅｒＳｕｐｐｌｙＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌＤｅｖｉｃｅＺＨＥＮＧＧｕｉ－ｌｉｎ，ＨＵＡＮＧＱｉ，ＴＡＯＺｈｉ－ｈａｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓ

3、ｃｈｏｏｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｗｉｄｅｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｔｗｏ－ｓｔａｇｅｐｕｍｐｓｔａｔｉｏｎｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏ－ｐｏｓｅｄｆｏｒｓｔｕｄｙ．ＴｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｂｙａｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉＳｍａｒｔｗｈｉｃｈｃａｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｈｅｐｕｍ

4、ｐｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｐｏｏｌｓ，ａｎｄｔｗｏｓｍａｒｔｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓＳＴ－ＳＭＣｗｈｉｃｈｃａｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｐｕｍｐｓ．ＳＴ－ＳＭＣｎｏｔｏｎｌｙｈａｓａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｐｏｗｅｒｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｏｆｆａｔｅｘａｃｔｌｙｔｈｅＡＣｚｅｒｏｃｒｏｓｓｉｎｇ，ｂｕｔａｌｓｏｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｐｕｍｐｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｙｉｎａｓｉｎｇｌｅＡＣｃｙｃｌｅｗｈ

5、ｅｎｐｈａｓｅｌｏｓｓ，ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ，ｏｒｏｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒａｐｐｌｙｉｎｇｔｏｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｃｃｕｒｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ＳＴ－ＳＭＣｉｓｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｔｈａｔｃａｎｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｒｕｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｐｕｍｐｓ．Ｔｈｉｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄａｔａｈｉｇｈｍｏｕｎｔａｉｎｖｉｌｌａｇｅｏｆ１５００ｍｅｔｅｒｓｉｎａｌｔｉｔｕｄｅｉｎＳｈａｎｘｉＰｒ

6、ｏｖｉｎｃｅ．Ｉｔｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ，ｐｒｏｌｏｎｇｓｓｙｓｔｅｍｄｅｖｉｃｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｄｅｅｐｗｅｌｌｉｔｓｅｌｆａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｗｏ－ｓｔａｇｅｐｕｍｐｓｔａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙ；ＳＴ－ＳＭＣ；ＡＣｚｅｒｏ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ地下水资源在城镇特别是广大农村生活、生产用水中起着十分重要的角色。因此，研究并开发智能化无人值守的深水井智能两级乃至多级泵站的协调控制及保护装置具有重要的现实意义

7、。收稿日期：２０１５－０３－３０目前，已经有很多的研究方法实现水泵机组的控制。文献基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１２７２１１４）；国家海洋局［１］利用单片机通过继电器输出控制接触器，实现远程农业灌２０１３年度“海洋可再生能源专项”资助项目溉水泵电机的启停控制。文献［２］改进了传统继电器控制方（ＧＨＭＥ２０１３ＪＳ０１）；广东省海洋经济创新发展区域示范法，利用ＰＬＣ直接控制接触器线圈实现电机自耦变压器启动。专项资助项目（ＧＤ２０１２－Ｃ０３－００６）。作者简介：郑贵林（１９６３－），男，教授，博士生导师，ＩＥＥＥ武汉分会但是，传统的电气开关在

8、投切过程中触头间会拉弧，导致触点［３］。主席，ＩＥＥＥ高级会员。主要研究方向为电力系统自动碳化，给电网带来一定的冲击并影响