淺談水閘電氣設備的自動化研究

趙慶花

摘 要：在我國民經濟發(fā)展中，水利工程占有十分重要的地位和作用，且關系到國家的經濟建設，以及人民的生命、財產安全等重大社會問題。水閘電氣設備的控制作為水利上程建設與管理的基本要素，在水利工程管理中占有重要的作用。因此，如何增強大中型水閘電氣設備控制方法的科學化和現(xiàn)代化，就成為水利工程成敗的關鍵。

關鍵詞：水閘電氣；應用；發(fā)展

1 前言

我國水利資源豐富，而水又是民生之本。所以越來越的大中型水利工程被建成或正在興建于各大江流、湖泊之上。電氣設備是水利工程設施發(fā)揮其功能的重要組成部分，必須加強大中型水閘電氣設備的控制，這樣才能保證水利工程的建設目標意義。本文就水閘電氣設備的應用及控制方法做一探究。

2 水閘電氣設備的安裝

2.1 水閘計算機監(jiān)控系統(tǒng)的安裝與調試

水閘計算機監(jiān)控系統(tǒng)是按照標準工藝控制要求設計而出的雙層控制系統(tǒng)，其下層的現(xiàn)場控制單元LCU直接控制閘門的運行，上層計算機控制系統(tǒng)則負責對所有工藝狀況的集中監(jiān)視和協(xié)調控制，并分析和記錄所有工藝參數(shù)的狀況和趨勢，雙層的使用達到使生產工藝設備穩(wěn)定，可靠運行的目的。上層與下層之間通過穩(wěn)定和大容量的100M快速光纖以太網連接，構成完美的網絡系統(tǒng)。上層控制級：中央控制室本控制系統(tǒng)設有中央控制室，它配置中央操作站置于中控室內。操作人員通過中央操作站，可以集中監(jiān)視，管理、掌握過程的現(xiàn)狀和趨勢，同時進行必要操作，完成整個過程和控制，達到整個過程正常穩(wěn)定、可靠運行。通過中央操作站可以監(jiān)視生產過程、各測點實時動態(tài)數(shù)據、各設備的運行狀態(tài)、重要參數(shù)，顯示系統(tǒng)總貌圖、操作面板、實時趨勢及歷史趨勢圖、棒狀圖以及實時操作功能等。能完成對現(xiàn)場設備的遠距離遙控啟動，停止，狀態(tài)指示等功能。能提供多項報警處理功能，可以保存長時間的報警信息。每臺操作員站均能獨立監(jiān)控整個生產過程，同時控制站也可以作為工程師站使用，它可以完成系統(tǒng)軟件的編程、組態(tài)、調試和修改等工作。下層控制級：電氣室和現(xiàn)場站，根據不同的工藝和需求，分別設置不同位置的現(xiàn)場站，并確定其各自的監(jiān)測范圍，從而分組實現(xiàn)啟閉機的現(xiàn)場控制和遠程控制。主要設備包括：現(xiàn)場控制站、各現(xiàn)場站控制處理器、模擬及開關置的I/O模塊、其它各種功能模塊、機柜機架。

2.2 高低壓開關柜安裝與調試

高低壓開關柜常規(guī)檢驗必須小心謹慎，要做好防電措施。檢測時閑雜人等必須遠離，避免對人體傷害。其安裝與調試的一般要求是：

（1）戶內型應垂直安裝，戶外型有的要求水平安裝。垂直安裝時，靜觸頭要在上。

（2）靜觸頭側接電源，動觸頭側接負載。

（3）初始安裝好后必須進行認真細致反復地調試。調試后要達到：分、合閘過程皆達到三相動觸頭同步動作，其先后最大距離差不得大于3mm；在合閘位置，動刀片與靜觸頭的接觸長度要與動刀片寬度相同（刀片全部切入），且刀片下底邊與靜觸頭底邊保持3mm左右的距離，保證不能撞擊瓷絕緣，靜觸頭的兩個側邊都要與動刀片接觸，且保證有一定的夾緊力，不能單邊接觸；在分閘位置，動靜觸頭間要有一定的隔離距離，戶內壓氣式負荷開關不小于182±3mm，戶外壓氣式負荷開關不小于175mm。

3 水閘電氣控制的內容及要求

大中型水閘是水利樞紐工程的重要建筑物，由于其地位重要、投資巨大，大中型水閘電氣控制要充分保證水閘運行安全、及時準確測量運行數(shù)據、便于操作控制。大中型水閘電氣控制內容包括以下幾個方面：①啟閉機電機的正轉、停止、反轉控制，啟閉機電機的過載、斷相及短路保護，啟閉機電機的工作參數(shù)監(jiān)視和監(jiān)測；②水閘上下游水位的測量、顯示、比較及數(shù)據傳送；③閘門開啟高度的測量、顯示、控制及數(shù)據傳送；④閘門啟閉過程中最下安全位和最上安全位的限位控制；

4 水閘電氣設備的應用

4.1 二合一精密行程開關

目前所使用的主令控制器，絕大部分是純機械結構，其傳動結構為蝸輪蝸桿。它的缺點是調節(jié)困難；調節(jié)時上、下限互相影響；費工費時；控制精度差；控制點會偏移：復位行程大（25cm以上）等。

最新的技術是采用長絲桿傳動機構，將電子接近開關和機械行程開關合二為一構成二合一精密行程開關。這種精密行程開關具有重復定位精度高（0.10mm）；調節(jié)方便；復位行程短（不超過10cm）；容易構成兩級保護；可靠性高；壽命長；安裝簡易等一系列突出優(yōu)點，是應用于水利工程中取代老式主令控制器的更新?lián)Q代產品。

4.2 水位傳感器和水位儀

最原始的測量水位的方法是使用水尺。雖然這種測量方法較準確，但使用不方便，容易產生讀數(shù)誤差，最主要的是不能實現(xiàn)數(shù)據的遠傳，故這種方法今后只應作為一種水位基準來使用。

4.3 閘門開度傳感器

早期的模擬式閘門開度傳感器一般以精密線繞多圈電位器作為傳感器件。這種傳感器的優(yōu)點是結構簡單、成本低廉，且信號傳輸只需要三芯電纜，傳輸費用低，系統(tǒng)停電不會丟失閘門開度信號。其不足是電信號有一定的溫漂，但基本滿足水利工程中測量閘門開度的要求。

5 水閘電氣設備控制的強化

水利工程建筑是一種開發(fā)水利資源重要手段，且與國計民生、社會發(fā)展以及經濟建設等社會重大問題相關。水閘電氣設備對水利工程建筑實現(xiàn)其功能具有重要作用，因此電氣設備控制也顯得相對非常重要了。當代社會不僅經濟迅猛發(fā)展，而且科學技術也呈現(xiàn)出日新月異的好的發(fā)展勢頭，因而，我們也應添加一些新的科技元素到水閘電氣設備的控制中，為的是達到創(chuàng)新控制方法的目的。這種創(chuàng)新需要多方面的保障與支持，首先，應結合近年來國內外在水閘電氣設備控制上的成熟理論與經驗，進行適當?shù)耐晟婆c革新；其次，各相關部門應加強水閘電氣設備控制在理論上的研究，促使其一步步進入到現(xiàn)代化控制的階段和層次上來。

6 結語

在我國，擁有著許多大型的河流和湖泊，它們是建設水利工程項目的基礎。水能是一種天然、綠色，并且儲藏巨大的可再生能源，它必須依靠現(xiàn)代機械設備通過一系列的運轉與控制，而生產出滿足工農業(yè)生產、以及人們生活的各種需求。水閘電氣設備是現(xiàn)代水能開發(fā)與利用的重要設備之一，是人類高科技發(fā)展創(chuàng)新的產物。水閘電氣設備的安裝要以全面、合理、有效利用水資源為前提，在保證安裝程序符合操作流程的同時，還要認真分析和研究.力爭為國家提供更多的綠色、環(huán)保的能源，以實現(xiàn)促進國家經濟發(fā)展和人民安居樂業(yè)的宏偉目標。

參考文獻：

[1] 孫祥明.水利工程電力設備管理手冊[J].北京（知識產權出版社），2007.

[2] 孟翔宇，王德軍.水利工程電氣設備的管理與控制[J].水利建筑，2007（2）.