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摘要:對(duì)飛來峽水利樞紐船閘排水泵中存在的問題進(jìn)行總結(jié),發(fā)現(xiàn)其電機(jī)保護(hù)不合理,啟動(dòng)方式落后,水泵無法實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控.對(duì)于這些問題,對(duì)其排水泵控制系統(tǒng)提出了可行的改造方案,從啟動(dòng)器、電機(jī)保護(hù)器、投入式水位變送器、現(xiàn)地PLC裝置等方面進(jìn)行改造,很好的解決了上述問題.

關(guān)鍵詞:船閘;排水泵;控制系統(tǒng);改造

1前言

飛來峽水利樞紐船閘設(shè)計(jì)中包括2臺(tái)檢修排水長(zhǎng)軸深井泵,其型號(hào)為900JO/K800X2110kW,擔(dān)負(fù)著船閘廊道檢修時(shí)的排空重任,但這2臺(tái)檢修排水泵控制方式落后、元器件質(zhì)量差,時(shí)間繼電器等元件在使用多年后,電氣性能發(fā)生變化,控制繼電器存在易燒毀、接點(diǎn)易粘等故障.設(shè)計(jì)人員要結(jié)合具體工程背景,對(duì)水泵的電氣控制部分進(jìn)行技術(shù)改造,為設(shè)備提供良好的運(yùn)行環(huán)境,保證其檢修過程中的安全性.

2船閘檢修排水深井泵電氣控制部分存在的問題

2．1水泵電機(jī)的啟動(dòng)控制方式落后

檢修排水泵的電機(jī)起動(dòng)方式以自耦變壓器降壓起動(dòng)為主.它容易在電機(jī)的啟、停過程中,對(duì)電機(jī)和水泵沖擊產(chǎn)生先天性干擾,嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)和水泵的運(yùn)行質(zhì)量和壽命;自耦變壓器起動(dòng)中主接觸器數(shù)量不少于3個(gè),任一接觸器疏漏,都將造成不能啟動(dòng)電機(jī)和水泵的故障.

2．2電機(jī)保護(hù)方式不合理

熱繼電器是檢修排水泵電機(jī)主回路中的主要元素,其對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù).它是電機(jī)中僅有的單一性電氣保護(hù)裝置.傳統(tǒng)雙金屬片式熱繼電器的電機(jī)保護(hù)原理是:經(jīng)過熱繼電器發(fā)熱元件的電流比額定電流大,使金屬觸片發(fā)生變形,直至其與熱繼電器兩端的觸頭不再接觸,使電機(jī)電源回路處于切斷狀態(tài),進(jìn)行電機(jī)保護(hù).能量的轉(zhuǎn)換和金屬觸片形狀的改變,都需要具體的熱積累和形變過程為輔助,當(dāng)出現(xiàn)水泵電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí),易造成電機(jī)的燒毀事故.

2．3水泵無法進(jìn)行自動(dòng)啟停控制及無遠(yuǎn)方監(jiān)控功能

船閘檢修集水井缺乏完整的水位計(jì).船閘檢修實(shí)踐中,運(yùn)行人員要將廊道漏水問題,作為現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)和監(jiān)視的重要參考要素.將電機(jī)電流和泵出水口的出水量作為停泵與否的重要考量指標(biāo).目前船閘檢修排水泵的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)信息未上送至監(jiān)控系統(tǒng),每次船閘檢修期間,需運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作和監(jiān)視.

3改造方案

3．1用電機(jī)軟啟動(dòng)器代替現(xiàn)有電機(jī)啟動(dòng)

用自耦變壓器降壓起動(dòng)回路軟啟動(dòng)器具有極為明顯的優(yōu)勢(shì),其既有良好的節(jié)能性,又能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行平滑啟停.同時(shí),對(duì)電機(jī)和水泵的干擾也比較小.借助其內(nèi)部電子保護(hù)裝置能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行過載保護(hù).并配備有RS232、RS485等網(wǎng)絡(luò)通信接口對(duì)部分軟啟動(dòng)器進(jìn)行輔助,可實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)化控制.所以,應(yīng)用電機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)當(dāng)前的自耦變壓器降壓起動(dòng)回路進(jìn)行提高,能夠?yàn)殡姍C(jī)營(yíng)造良好的軟啟軟停環(huán)境.

3．2在電機(jī)的主回路中加裝電機(jī)保護(hù)器

運(yùn)行人員可以借助電機(jī)保護(hù)器彌補(bǔ)熱繼電器自身的不足.相較于熱繼電器,其具備更加完善、可靠的保護(hù)功能.其保護(hù)主體主要是電機(jī)在缺相狀態(tài)下的運(yùn)行、起動(dòng)、過載、過流、堵轉(zhuǎn)、過欠壓等.運(yùn)行人員也可以將電機(jī)保護(hù)器安裝在水泵電機(jī)主回路中,提高電機(jī)安全系數(shù).

3．3增加兩只投入式水位變送器

投水式水位變送器具有測(cè)量精度層面的優(yōu)勢(shì),且溫度漂移小,能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,原理是借助靜壓法對(duì)水位變送器進(jìn)行測(cè)量,并將變送器輸入的直流電壓控制在12V~36V,在水中放置感測(cè)探頭,結(jié)合具體水位高度,在變送器中輸出直流電流,并將其控制在4~20mA,直接在液晶指示表上顯示具體水位高度,并將其作為啟停泵的水位值設(shè)定要素.同時(shí),借助變送器輸出信號(hào),將另一個(gè)水位計(jì)與PLC監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接.

3．4增加一套現(xiàn)地PLC裝置

在檢修排水泵電機(jī)控制回路中增設(shè)PLC系統(tǒng),借助其內(nèi)部編程優(yōu)勢(shì),對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)切換,有效避免常規(guī)控制元件的浪費(fèi),使電路接線更加簡(jiǎn)單,降低故障發(fā)生率.

3．5完善遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)

(1)集水井水位開關(guān)量分別送船閘公用PLC裝置和現(xiàn)地控制PLC裝置,實(shí)現(xiàn)控制、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)計(jì)故障信息顯示和報(bào)警.設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)開關(guān)量送公用LCU和現(xiàn)地PLC,借助PLC裝置上送船閘公用PLC裝置,實(shí)現(xiàn)水泵故障信號(hào)監(jiān)測(cè).

(2)水位有關(guān)模擬量送現(xiàn)地PLC裝置,服務(wù)于監(jiān)控系統(tǒng)的控制和顯示,且現(xiàn)地PLC不處理模擬量.

(3)借助船閘公用PLC裝置控制信號(hào)對(duì)水泵遠(yuǎn)方運(yùn)行控制信號(hào)進(jìn)行輸送,使其送到現(xiàn)地PLC啟動(dòng)具體控制流程.

作者：付建敏 單位：廣東省飛來峽水利樞紐管理處