水電站輔機(jī)設(shè)備的自動控制技術(shù)研究

【摘要】隨著我國水電站自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，輔助機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)已經(jīng)成為各大水電站在自動化建設(shè)過程中的重點(diǎn)改造工程，本文通過對原有輔助機(jī)控制系統(tǒng)問題進(jìn)行分析以及提出相應(yīng)對策，并對輔助機(jī)智能裝置的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了簡單分析。

【關(guān)鍵詞】水電站；輔助機(jī)智能裝置；可編程控制器；智能馬達(dá)控制器

引言：

水電站輔助機(jī)設(shè)備是機(jī)組安全運(yùn)行的重要保障，在計算機(jī)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展時期，輔助機(jī)設(shè)自動化控制是水電站發(fā)展的必然趨勢，水電站輔助機(jī)設(shè)備自動控制技術(shù)不僅使控制元件準(zhǔn)確性和可靠性都顯著提高，還使水電站自動化水平邁向了新的臺階。

一、原輔機(jī)控制系統(tǒng)問題

1.1元件落后 原輔機(jī)控制系統(tǒng)采用的布線邏輯組成控制方式的老式繼電器，這些具有繼電器元件動作準(zhǔn)確率低、可靠性差，體積龐大等缺點(diǎn)導(dǎo)致控制系統(tǒng)現(xiàn)場雜亂無章，凌亂的控制回路不僅給運(yùn)行、維護(hù)檢修人員帶來極大的不便，還會影響設(shè)備運(yùn)行的安全。

1.2環(huán)境因素 由于潮濕、灰塵等惡劣的工作環(huán)境使得元件使用壽命受到了極大的降低，銹蝕會使時間繼電器內(nèi)部機(jī)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞從而導(dǎo)致電機(jī)燒毀，使電機(jī)使用壽命減少。

1.3設(shè)計問題 原設(shè)計壓油裝置、水泵以及空壓氣機(jī)等都是一臺主用一臺備用的單機(jī)單元控制方式，這種兩臺設(shè)備使用不均衡的情況會導(dǎo)致長期使用的設(shè)備受到損耗較大，長期不使用的設(shè)備由于潮濕的環(huán)境和維護(hù)的疏忽造成設(shè)備內(nèi)部元件銹蝕等情況，不能對設(shè)備進(jìn)行有效合理利用，造成了極大的浪費(fèi)。在設(shè)計中，對元件的選型也不夠完善，使得容量計算估計不足，由于回路啟動電流或者振動過大而引起接點(diǎn)拉弧放電粘死和燒傷的情況發(fā)生；在控制回路中，交流直流交叉使用的情況多，不僅給維護(hù)工作增加了極大的工作量，復(fù)雜的工作環(huán)境還容易引起直流接地造成安全隱患。

1.4維護(hù)工作量大 輔助控制系統(tǒng)中大量使用交流接觸器，容易出現(xiàn)觸頭拉弧燒傷和燒毀的情況，因此，定期對交流接觸器進(jìn)行維護(hù)，極大增加了維護(hù)工作人員的工作量。

二、控制系統(tǒng)問題解決對策

2.1更換新的控制元件 所有回路采用220V交流接觸器帶輔助接頭替代原中間繼電器、空氣延時頭替代原時間繼電器、壓力開關(guān)替代原通電接點(diǎn)壓力表、交流接觸器替代原接觸器，更新后的控制元件準(zhǔn)確性和可靠性都顯著提高，由壓力控制元件造成的誤動和不動等情況消失。

2.2設(shè)計合理的回路 （1）將原來兩臺設(shè)備單機(jī)單元控制方式更改為雙機(jī)并聯(lián)控制模式，當(dāng)a電機(jī)自動啟動運(yùn)行后，控制回路自動切換使b號電機(jī)待機(jī)，下次主啟動b號電機(jī)自動運(yùn)行后，自動切換大a號電機(jī)，兩臺電機(jī)反復(fù)循環(huán)，互為備用。當(dāng)?shù)竭_(dá)備用啟動值時，兩臺電機(jī)同時啟動，提高工作效；當(dāng)其中一臺電機(jī)發(fā)生故障或者進(jìn)行檢修時，另一臺電機(jī)能夠獨(dú)立工作，能夠保證設(shè)備能夠正常運(yùn)行，有效提高了設(shè)備的利用率和工作效率。（2）在電機(jī)啟動停止過程中增加空載運(yùn)行的方式，在開機(jī)時，電機(jī)先空載運(yùn)行一段時間，待氣機(jī)排污電磁閥先運(yùn)行一段時間關(guān)閉后電機(jī)才開始負(fù)載運(yùn)行；停機(jī)時打開氣機(jī)排污電磁閥使電機(jī)空載運(yùn)行一段時間后在停止，可有效避免電機(jī)重載啟動和停止，減少接觸器開斷時的電流從而達(dá)到延長電機(jī)的使用壽命。

2.3使用交流電源元件 直流元件長時間帶電使得線圈出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)熱現(xiàn)象，在長期帶電元件上并聯(lián)額定功率的電阻，可有有效對線圈發(fā)熱現(xiàn)象減輕。

三、輔機(jī)之智能控制裝置

輔機(jī)智能控制裝置由智能馬達(dá)控制器、可編程控制器、交流接觸器以及部分中間繼電器組成。在可編程控制器內(nèi)編入固定控制程序，并對智能馬達(dá)控制器輸出信號進(jìn)行控制，并通過智能馬達(dá)控制器對電機(jī)實(shí)施無觸點(diǎn)自動控制。

3.1智能控制裝置特點(diǎn)

（1）元件少，回路簡化 可編程控制器軟件功能代替原繼電器通過布線所實(shí)現(xiàn)的功能，有效簡化了回路，減少了元件的使用數(shù)量。

（2）準(zhǔn)確性、可靠性高 通過可編程控制器完成對兩臺電機(jī)相互切換和空載啟停功能后，智能馬達(dá)控制器具有5%～90%鎖定轉(zhuǎn)子出事力矩、50%～500%限流啟動、突跳啟動和軟啟動等功能，還對本身過載和空載、斷線、三相不平衡以及過流欠壓起到保護(hù)作用。

（3）維護(hù)調(diào)試便捷 由于設(shè)備和元件的減少，都由程序控制，因此，可對程序直接進(jìn)行調(diào)試，方便快捷，有效地減少了維護(hù)調(diào)試工作量。

（4）適應(yīng)能力強(qiáng) 輔機(jī)智能裝置有較強(qiáng)的防止潮濕和灰塵的能力，并且能夠有效地抗電磁干擾。

（5）監(jiān)控方便 通過將可編程控制器與計算機(jī)連接，通過計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對報警信號和位置信號進(jìn)行監(jiān)控。

四、輔助智能裝置的優(yōu)點(diǎn)

輔助機(jī)自動控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行不僅主設(shè)備運(yùn)行的可靠性提高了，還降低了運(yùn)行和維護(hù)工作量，有效提高了自動控制程度和報警信號的準(zhǔn)確性。若在常規(guī)繼電器元件設(shè)計回路中增加新的應(yīng)用功能，需要增加大量元件對回路接線等進(jìn)行改動，還會對原有布置格局設(shè)計打亂，附加改動接線布置繁瑣，使得空間擁擠。輔助機(jī)自動控制系統(tǒng)能夠極大的簡化布局設(shè)置，在可編程控制器中增加新功能或者改變運(yùn)行邏輯程序簡潔，更改迅速，出錯率低；壓力開關(guān)壓力表通過弱電控制信號對控制元件動作接點(diǎn)電流小，有效避免了控制元件接點(diǎn)燒壞和燒毀，輔助機(jī)智能控制裝置動作精確、運(yùn)行安全可靠，還使水電站自動化水平邁向了新的臺階。

五、結(jié)束語

輔助機(jī)設(shè)備是水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障，是水電站重要的自動化設(shè)備，隨著水電站自動化程度不斷發(fā)展，水電站對輔助機(jī)設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性要求也越來越高，水電站輔助機(jī)設(shè)備自動化不僅能夠有效提高水電站運(yùn)行的準(zhǔn)確性和可靠性，還能有效減少維護(hù)調(diào)試人員的工作量，對水電站自動化發(fā)展具有重要意義。

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