淺談水閘電氣設(shè)備的自動化應(yīng)用

紀(jì)晨旭

摘 要：在我國民經(jīng)濟發(fā)展中，水利工程占有十分重要的地位和作用，且關(guān)系到國家的經(jīng)濟建設(shè)，以及人民的生命、財產(chǎn)安全等重大社會問題。水閘電氣設(shè)備的控制作為水利上程建設(shè)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(shè)備控制方法的科學(xué)化和現(xiàn)代化，就成為水利工程成敗的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：水閘電氣；應(yīng)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(shè)備是水利工程設(shè)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(shè)備的控制，這樣才能保證水利工程的建設(shè)目標(biāo)意義。本文就水閘電氣設(shè)備的應(yīng)用及控制方法做一探究。

2 水閘電氣設(shè)備的安裝

2.1 水閘計算機監(jiān)控系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

水閘計算機監(jiān)控系統(tǒng)是按照標(biāo)準(zhǔn)工藝控制要求設(shè)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(fù)責(zé)對所有工藝狀況的集中監(jiān)視和協(xié)調(diào)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(dá)到使生產(chǎn)工藝設(shè)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(wǎng)連接，構(gòu)成完美的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。上層控制級：中央控制室本控制系統(tǒng)設(shè)有中央控制室，它配置中央操作站置于中控室內(nèi)。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(jìn)行必要操作，完成整個過程和控制，達(dá)到整個過程正常穩(wěn)定、可靠運行。

2.2 高低壓開關(guān)柜安裝與調(diào)試

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

戶內(nèi)型應(yīng)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。靜觸頭側(cè)接電源，動觸頭側(cè)接負(fù)載。初始安裝好后必須進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致反復(fù)地調(diào)試。調(diào)試后要達(dá)到：分、合閘過程皆達(dá)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(cè)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(nèi)壓氣式負(fù)荷開關(guān)不小于182±3mm，戶外壓氣式負(fù)荷開關(guān)不小于175mm。

3 水閘電氣控制的內(nèi)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(zhǔn)確測量運行數(shù)據(jù)、便于操作控制。

4 水閘電氣設(shè)備的應(yīng)用

4.1 二合一精密行程開關(guān)

目前所使用的主令控制器，絕大部分是純機械結(jié)構(gòu)，其傳動結(jié)構(gòu)為蝸輪蝸桿。它的缺點是調(diào)節(jié)困難；調(diào)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(fù)位行程大（25cm以上）等。

最新的技術(shù)是采用長絲桿傳動機構(gòu)，將電子接近開關(guān)和機械行程開關(guān)合二為一構(gòu)成二合一精密行程開關(guān)。這種精密行程開關(guān)具有重復(fù)定位精度高（0.10mm）；調(diào)節(jié)方便；復(fù)位行程短（不超過10cm）；容易構(gòu)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(yīng)用于水利工程中取代老式主令控制器的更新?lián)Q代產(chǎn)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(zhǔn)確，但使用不方便，容易產(chǎn)生讀數(shù)誤差，最主要的是不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，故這種方法今后只應(yīng)作為一種水位基準(zhǔn)來使用。

使用電氣方法測量水位的水位儀，由水位傳感器和水位顯示儀組成，兩者之間由信號傳輸線相聯(lián)系。目前常用的水位傳感器有壓力式傳感器和超聲波式傳感器。壓力式傳感器是利用半導(dǎo)體單晶硅在外力的作用下其阻值發(fā)生變化的原理制成的，利用這種傳感器可加工成“投入式液位變送器”，使用時將它直接投入被測液體中，十分方便。這種變送器的輸出電流一般為4～20mA，信號線僅需2芯電纜，故信號傳輸費用少；由于其體積小，直徑一般在30mm左右，故在現(xiàn)場安裝時無需建造專用的測井，因而節(jié)省費用。壓力式傳感器的缺點是存在時漂和溫漂，且密封工藝不成熟，使用壽命較短。超聲波水位儀工作原理是通過傳感器發(fā)出高頻脈沖聲波，遇被測物體（水面）表面被反射，折回的反射回波被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號。脈沖發(fā)送和接收之間的時間（聲波的運動時間）與傳感器到物體表面的距離成正比，聲波傳輸?shù)木嚯xS與聲速C和傳輸時間T之問的關(guān)系可以用公式表示：S=CT，而測定距離L=S/2。

4.3 閘門開度傳感器

根據(jù)輸出信號的類型，閘門開度傳感器可分為模擬式和數(shù)字式。

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(jié)構(gòu)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(shè)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(jīng)濟建設(shè)等社會重大問題相關(guān)。水閘電氣設(shè)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(shè)備控制也顯得相對非常重要了。當(dāng)代社會不僅經(jīng)濟迅猛發(fā)展， 而且科學(xué)技術(shù)也呈現(xiàn)出日新月異的好的發(fā)展勢頭，因而，我們也應(yīng)添加一些新的科技元素到水閘電氣設(shè)備的控制中，為的是達(dá)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(yīng)結(jié)合近年來國內(nèi)外在水閘電氣設(shè)備控制上的成熟理論與經(jīng)驗，進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐晟婆c革新；其次，各相關(guān)部門應(yīng)加強水閘電氣設(shè)備控制在理論上的研究，促使其一步步進(jìn)入到現(xiàn)代化控制的階段和層次上來。

6 結(jié)語

在我國，擁有著許多大型的河流和湖泊，它們是建設(shè)水利工程項目的基礎(chǔ)。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(shè)備通過一系列的運轉(zhuǎn)與控制，而生產(chǎn)出滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、以及人們生活的各種需求。水閘電氣設(shè)備是現(xiàn)代水能開發(fā)與利用的重要設(shè)備之一，是人類高科技發(fā)展創(chuàng)新的產(chǎn)物。水閘電氣設(shè)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(rèn)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(jìn)國家經(jīng)濟發(fā)展和人民安居樂業(yè)的宏偉目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫祥明.水利工程電力設(shè)備管理手冊[M].北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2007.

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

[3] 王麗清.如何加強水閘電氣設(shè)備的控制[J].科技與發(fā)展，2001（12）.