SCADA-Based Protection of Centrifugal and Submersible Electric Pumps in the Water Industry

Document Type : Research Paper

Authors

Department of Electrical Engineering, Shahreza Campus, University of Isfahan, Iran

Abstract

Global water shortages and droughts, on the one hand, and population growth, dispersion of water and sewage facilities, and the growing need for drinking water, on the other hand, highlight the need for an efficient management of drinking water supply and distribution. Electro pumps, which are a kind of power system in the water industry, have a major role in extracting water as well as pumping and transferring it from one reservoir to another. One of the major challenges in this system is the protection of electro pumps against the overcurrent. The protection of electro pumps is traditionally based on the use of bimetallic relays, load control or overcurrent relays. However, in some cases, the malfunction of relays, the end of their useful life and their deviation from the specified current range result in the lack of a reliable and fast protection, which will eventually lead to burnout and social problems. On the other hand, the use of SCADA system has been considered as an undeniable necessity in the water industry to provide a safe and continuous supply of urban and rural drinking water, as well as its optimal distribution in terms of quality and quantity. Therefore, in this paper a SCADA-based method is proposed to protect surface/submersible electro pumps against the overcurrent and other faults. Examination of the practical results obtained from the implementation of the proposed method in Chaharmahal and Bakhtiari Water and Wastewater Company shows that the proposed protection method can significantly stop deviation of water industry electro pumps from the drinking water extraction cycle, and thus prevent social problems and dissatisfactions resulted from the cutting off the water.

Keywords

References

 
اصفهانی، ف.، (1394)، تکنولوژی جمع‌آوری اطلاعات و کنترل سیستم از راه دور اسکادا، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران.
امینی، ا. پیشگو، م.، و صادقی، ف.، (1391)، "اسکادا و کاربرد آن ‌در شبکه‌های آبیاری"، اولین همایش ملی بیابان (علوم، فنون و توسعه پایدار)، تهران، ایران.
ایمانی، م.م.، خوش خلق، ا.، و میرزایی، ف.، (1393)، "بررسی امنیت سیستم‌های اسکادا"، اولین کنفرانس ملی مهندسی برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد لنگرود، لنگرود، ایران.
بابایی، ک.، و عنایتی کلیجی، ف.، (1393)، "طراحی و ساخت نظاره‌گر هوشمند بر تجهیزات مخابراتی سیستم اسکادای دیسپاچینگ برق شمال کشور"، دومین همایش منطقه‌ای‌ دستاوردهای نوین در مهندسی برق و کامپیوتر، جویبار، ایران.
جمشیدی، ش.، (1399) ،"الزامات و نقشه راه هوشمندسازی شبکه توزیع آب شهری"، نشریه علمی علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 5(4)، 4-15.
جهانگیری‌خواه، م.، هوشمند، م.، و خرم‌پناه، م.، (1400) "راه‎کارهای شهر هوشمند برای مقابله با بحران کمبود آب مبتنی بر پروتکل KNX"، نشریه علمی علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 6(2)، 14-5.
ذاکر عنبرانی، ا.، و ربانی، ر.، (1391)، "طراحی و ساخت سیستم اسکادای دیسپاچینگ فوق توزیع و انتقال"، نخستین کنگره اتوماسیون صنعت برق، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
رجبی، م.، فاضلی، ج.، و فیروزیان، م.، (1395)، "مدیریت مصرف و نظارت انرژی در زمان پیک بار مصرفی توسط سیستم اسکادا"، کنفرانس ملی پژوهش های نوین در علوم فنی و مهندسی، اردبیل، ایران.
کاظمی نژاد، پ.، (1390)، "آشنایی با سیستم‌های کنترل و مانیتورینگ داده (SCADA) و سیستم تله‌متری و تأمین آب شرب شهرهای اهواز، آبادان و خرمشهر"، اولین همایش بین المللی بتن های ناتراوا - مخازن ذخیره آب شرب، رشت، ایران.
کلانتری، م.، و زمانی مقدم، ا.، (1393)، "تعیین میزان اثربخشی استفاده از سامانه‌های اسکادا در مدیریت بحران شرکت‌های آب و فاضلاب شهری (مطالعه موردی شرکت آب و فاضلاب شهری استان البرز)"، فصلنامه مطالعات مدیریت شهری, 6(18), 75-93.
محرابیان، ع.، (1392)، بررسی سیستم‌های اسکادا، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.
نخعی، ع. صادق زاده، ح. درانی، ز.، (1395)، "بررسی اسکادا و کاربردهای آن در صنعت"، کنفرانس بین‌المللی پژوهش‌های نوین در برق و کامپیوتر، شیراز، ایران.
Adrian-Lucian, C., Ioana-Alina, C., and Mihaela Ivona, C., (2017), “Water wells monitoring using SCADA system for water supply network”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Romania.
Dave, P., Mokariya, K., and Patel. V., (2013), “Energy conservation in centrifugal pump with variable frequency drive including SCADA, PLC and HMI” International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2(5), 1461-1468.
Gligor, A., and Turc, T., (2012), “Development of a service oriented SCADA System”, Procedia Economics and Finance, (Elsevier), 3, 256-261.
Loganathan, V., Kanagavalli, S., Aarthi, P., and Yamuna, K., (2014) “PLC Scada based fault identification and protection for three phase induction motor”, Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 12(8), 5766-5773.
Journal of Water and Wastewater Science and Engineering
Volume 7, Issue 1
April 2022
Pages 62-76

Files

History

  • Receive Date: 19 July 2021
  • Revise Date: 17 October 2021
  • Accept Date: 10 November 2021

Share

How to cite

Statistics