操作装置

电工水位自动控制装置在公坪饮水安全工

发布时间:2022/5/11 14:33:32   
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前言很久没有发推文了,这几天因疫情全城封控居家办公,想到一个农村人口饮水水位自动控制的问题,刚好十多年前写过类似的文章,恰好这个也是电工基础的知识,就在这里推送一下,供大家参考!论文发表论文原稿

01

工程概况

公坪饮水安全工程是湖南省怀化市饮水安全项目重点工程,该工程位于芷江侗族自治县的东部,距芷江县城26km,距怀化市11km,地处沅水一级支流舞水河畔。该工程设计提取舞水河滩地下水,供给公坪集镇、七七六处、火车站、侗文化城以及附近农村居民生产生活用水,近期目标人,远期规划人,共投入资金96万元,该工程于年8月开工,至年年底全面竣工,为公坪农村经济的稳定持续发展提供了保障。实践证明:水位自动控制装置在该工程中的应用,既便于供水工程科学管理,又有效地利用了水资源,发挥了经济效益。

02

方案选择

该工程设计在舞水河滩大口井中提取井水送到高位蓄水池,自压供给用户生产生活用水,用水区除侗文化城位置稍高(在~m之间)外,其余高程均在~m之间。现已知大口井最低水位为.6m。根据地形条件,初拟两个方案,即分别在m和m高程处建高位蓄水池自流供水。经水力计算,方案一是在m高程处修建m3蓄水池,虽可满足公坪集镇等地供水水压要求,但不能满足侗文化城的供水水压需要,还须在主供水管道末端增设加压泵,将水提升到m高程处的m3高位蓄水池,再向侗文化城供水;方案二是在m高程处修建m3高位蓄水池,既可同时满足公坪集镇及侗文化城的供水水压要求。

由方案比较可知,方案一管道运行条件好,水压适中,漏水现象少,加压泵房采用自动控制,省工省时,便于管理,水费回收率高,每年可节省管理人员工资、电费、维修费万余元;方案二管理运行条件差,需专人看管,水压过高,易爆管,维修费用增加,漏水量增大,水费回收率低,浪费水资源。所以,最终选定方案一进行设计与施工。

方案比较表

比较项目

方案一

方案二

水泵型号

IS-65-A

IS65-40-

IS-65-B

水泵流量(m3/h)

93.5

25

90.8

水泵扬程(m)

70

50

配套电机功率(kw)

30

7.5

45

日提水量(m3)

日提水时间(h)

4.3

4

4.4

日耗电量(kwh)

日电费(元)

95.4

.8

年电费(元)

年节省电费(元)

0

可行性

×

注:电费按0.6元/kwh计算。

图1浮球式水位自动控制电路图2电极式水位自动控制电路图3新型电极式双边水位自动控制电路

03

设计简介

因为加压泵房修建在侗文化城处,离公坪自来水厂约4km,不便于人工控制,故本设计中采用双边水位自动控制装置对泵站进行全自动控制。当水泵进水管中有水,且蓄水池中水位降低到接近蓄水池底部时,水泵自动启动抽水,以保证供水不中断;当蓄水池中水位达到蓄水池顶部时,水泵自动停机,以免水溢出池外,造成资源浪费;当进水管中无水时,无论蓄水池中是否需要补充水,水泵均不启动,防止水泵空转受损坏。

04

水位自动控制装置

为了实现加压泵站的自动供水,笔者设计时在常用的浮球式水位自动控制电路(如图1所示)和电极式水位自动控制电路(如图2所示)的基础上进行了改进,设计了新型电极式双边水位自动控制电路(如图3所示)。该电路的工作原理:

①在水泵进水管有水时,d与e导通,此时,当蓄水池中的水位降低至b点以下时,b、c之间的电阻为无穷大,则Vp2/3Vcc,即5G时基电路的输入为高电位,输出便为低电位,晶体三极管VT1截止,其集电极为高电位,晶体三极管VT2导通,则继电器K1线圈有了电流,其常开触头K1闭合,接触器KM线圈通电使其主触头吸合,三相电动机运转,带动水泵抽水。当蓄水池中的水位达到a、b之间时,由于R水、R1、R2和R3组成一分压电路,使Vp≈Vcc/2,则5G时基电路的内部电路保持不变,继续抽水,直至蓄水池中的水位达到a时,由于分压电阻改变,导致VpVcc/3,即5G的输入为低电位,输出则呈高电位,晶体三极管VT1导通,其集电极为低电位,晶体三极管VT2截止,继电器K1线圈无电流,其常开触头K1被释放,控制电路断开,接触器KM线圈失电使其主触头断开,切断电源,三相电动机停止运转,水泵停止抽水。待蓄水池中的水位再降到b点以下时,便开始重复上述过程,周而复始,从而达到自动抽水的目的。

②在水泵进水管无水时,d与e断开,此时无论蓄水池中的水位如何,电路均不通,三相电动机处于停止状态,水泵不抽水。VT2晶体三极管的放大级数,可根据a、b、c三根电极引线的长度来调整,以保证远传电流信号对继电器K1的可靠驱动。

该电路较浮球式和电极式水位自动控制电路有两大优点:一是克服了浮球式水位自动控制电路的缺点(即浮球在升降过程中易被漂浮物、水生物等卡住失灵,影响电路正常运行),不会产生误操作,运行安全可靠。二是克服了电极式水位自动控制电路的缺点(即铜电极始终浸在水中,易产生电化和电解双重锈蚀,影响使用寿命和可靠性),采用不锈钢焊条作为水位检测电极,可以避免电极的电化、电解锈蚀,使该装置运行安全可靠。

05

结语

在芷江县的11处乡镇供水工程和所有的饮水安全工程中,提水泵站都是采用人工控制的,操作者仅凭经验确定抽水时间。笔者通过对乡镇供水工程的管理调查发现,许多泵站经常发生抽水时间过长,致使蓄水池漫顶溢水,浪费水和电的现象,又由于用水负荷的不稳定性,常常因不能及时向蓄水池补充水而造成停水,很不经济。通过新型电极式双边水位自动控制装置在公坪饮水安全工程中的应用,实践证明其优点在于:一是省工省时,减少人工工资支出;二是节水省电,减少电费开支;三是运行安全可靠,节省维护费用。所以新型电极式水位自动控制装置,在该县乡镇供水工程中极具推广价值。

[1]农村自来水,北京,中国建筑出版社,.

[2]张庆双,实用电子电路例,北京,机械工业出版社,3.

[3]庞传贵,建筑工程各类水泵控制图集,北京,中国水利水电出版社,0.

[4]杨治国,实用电子小制作集锦,北京,人民邮电出版社.

[5]王兰君,建筑电工实用技术,北京,人民邮电出版社.

来源:水利工程技术编辑:溆浦县众创职业技术培训学校

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