向家壩升船機(jī)電氣調(diào)試案例簡(jiǎn)析

夏婧蕓

(長(zhǎng)江三峽技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司，北京 100038)

1 工程概述

向家壩采用一級(jí)全平衡垂直升船機(jī)，布置于河道左側(cè)，左、右分別與沖沙孔壩段和廠房壩段相鄰。升船機(jī)由上游引航道、上閘首(包括擋水壩段和渡槽段)、船廂室段、下閘首和下游引航道(含輔助閘室和輔助閘首)等五部分組成，全長(zhǎng)約1530m。升船機(jī)按Ⅳ級(jí)航道設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧1000t級(jí)單船過(guò)壩；最大過(guò)壩船隊(duì)為2×500t 級(jí)一頂二駁船隊(duì)，最大過(guò)壩單船為1000t 級(jí)機(jī)動(dòng)貨船；升船機(jī)最大提升高度114.20m，機(jī)型采用全平衡齒輪爬升螺母柱保安式。

2 主要電氣調(diào)試項(xiàng)目

金沙江向家壩水電站升船機(jī)涉及的電氣安裝調(diào)試部分主要集中在以下系統(tǒng)。

（1）升船機(jī)供電。向家壩升船機(jī)采用兩回10kV 電源進(jìn)線，組成兩段10kV 單母線，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)斷路器，兩回進(jìn)線和聯(lián)絡(luò)斷路器之間設(shè)自動(dòng)投切裝置，互為備用。通過(guò)10kV/0.4kV 變電所內(nèi)的2500kVA 10kV/0.4kV 降壓變壓器后進(jìn)入0.4kV 開(kāi)關(guān)柜，為船廂、上下閘首、輔助閘首及浮堤躉船等設(shè)備進(jìn)行供電。通過(guò)布置在四個(gè)塔柱的安全滑線，為布置在船廂上左、上右、下左、下右驅(qū)動(dòng)單元2#電氣設(shè)備室內(nèi)的4 套主低壓配電柜供電，形成船廂4 個(gè)電源供電點(diǎn)。0.4KV 開(kāi)關(guān)柜還為上閘首/活動(dòng)橋，下閘首及輔助閘首工作門/防撞裝置啟閉機(jī)提供動(dòng)力電源。

（2）閘首和啟閉機(jī)控制。輔助閘首上游側(cè)布置防撞裝置，用于保護(hù)輔助閘首工作閘門免受輔助閘室內(nèi)失速船舶的撞擊。防撞裝置由固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)操作。上閘首工作閘門是升船機(jī)船廂室的上游擋水設(shè)施，下閘首工作閘門是升船機(jī)船廂室的下游擋水設(shè)施。

（3）船廂廂頭電氣控制。船廂廂頭電氣控制室分在船廂兩端，控制船廂門和防撞梁的開(kāi)啟閉合。

（4）電氣傳動(dòng)與控制、檢測(cè)系統(tǒng)。船廂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為多電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)采用1 套傳動(dòng)協(xié)調(diào)控制站加4 套交流變頻傳動(dòng)裝置的兩級(jí)開(kāi)放式分層分布控制結(jié)構(gòu)方案，兩級(jí)之間通過(guò)底層現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連。傳動(dòng)協(xié)調(diào)控制站作為“上位機(jī)”實(shí)現(xiàn)對(duì)4 套交流變頻傳動(dòng)裝置。檢測(cè)系統(tǒng)遍布升船機(jī)各個(gè)系統(tǒng)，主要為傳感器。

（5）計(jì)算機(jī)監(jiān)控。升船機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍為上閘首、船廂室段及船廂、下閘首、輔助閘首等四大部位內(nèi)的涉及升船機(jī)正常通航運(yùn)行的所有機(jī)械、電氣設(shè)備。

（6）通航信號(hào)，廣播指揮。向家壩升船機(jī)通航信號(hào)系統(tǒng)主要由通航信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)，主要包括通航指揮信號(hào)燈、船廂升降警示燈和航道邊界燈，廣播系統(tǒng)的控制設(shè)備，揚(yáng)聲器和電纜。

3 升船機(jī)電氣調(diào)試案例分析

3.1 升船機(jī)供電

開(kāi)閉所，變電所備自投試驗(yàn)過(guò)程中，全自動(dòng)方式下，遠(yuǎn)方斷開(kāi)一母聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)時(shí)，進(jìn)線僅跳閘后無(wú)繼續(xù)動(dòng)作，備自投試驗(yàn)失敗。原因：失電保護(hù)動(dòng)作設(shè)置錯(cuò)誤。造成系統(tǒng)認(rèn)為兩路回路均為失電狀態(tài)，備自投不閉合。處理：施耐德廠家來(lái)現(xiàn)場(chǎng)更改保護(hù)動(dòng)作程序。

3.2 閘首和啟閉機(jī)控制

（1）輔助閘首電控設(shè)備集控?zé)o報(bào)警信號(hào)，無(wú)法遠(yuǎn)控，故障復(fù)位也無(wú)效。原因：設(shè)備失電后重新上電，程序設(shè)置保護(hù)，要求現(xiàn)地手動(dòng)復(fù)位。處理：遠(yuǎn)程打開(kāi)程序監(jiān)視，“變頻器未準(zhǔn)備好”故障。在現(xiàn)地站觸摸屏上故障確定及復(fù)位后，設(shè)備恢復(fù)正常。

（2）輔助閘首工作門運(yùn)行過(guò)程中，集控發(fā)出“故障復(fù)位”指令后，工作門會(huì)停機(jī)并報(bào)“二類匯總故障”。原因：輔助閘首控制程序中，故障復(fù)位程序段內(nèi)“變頻器準(zhǔn)備就緒”開(kāi)關(guān)被短接，“復(fù)位”指令和“變頻器準(zhǔn)備就緒”指令時(shí)序未分開(kāi)，導(dǎo)致邏輯問(wèn)題。處理：刪去短接開(kāi)關(guān)，故障消除。

（3）輔助閘首啟閉機(jī)右岸側(cè)荷載顯示超載，導(dǎo)致緊急停機(jī)。原因：檢查發(fā)現(xiàn)右岸側(cè)變送器輸出電壓異常。用左岸側(cè)變送器更換后，輸出電壓正常，判斷變送器故障。處理：將新變送器裝于左岸側(cè)，并與右岸側(cè)變送器對(duì)比標(biāo)定，結(jié)果顯示正常，故障消除。

（4）下閘首密封框退回時(shí)，偏差過(guò)大。原因：密封框偏差過(guò)大，導(dǎo)致泵站無(wú)法建壓。處理：對(duì)1#、2#油缸退回比例閥開(kāi)口調(diào)整為700mm，對(duì)9#、10#油缸退回比例閥開(kāi)口調(diào)整為950mm，密封框退回偏差正常。

（5）下閘首間隙水充水超時(shí)故障。原因：下閘首2#主充泄水變頻器報(bào)故障。處理：將2#泵切除，導(dǎo)致沖水變慢。集控復(fù)歸后故障消除，不影響后續(xù)開(kāi)門。

3.3 船廂廂頭電氣控制

（1）船廂門開(kāi)門時(shí)閉鎖條件錯(cuò)誤。原因：由于間隙水深高程值無(wú)法確定。處理：閉鎖條件由船廂水位間隙水位≤0.2m，更改為船廂水位與通航水位≤0.2m。

（2）上、下廂頭防撞裝置鎖栓發(fā)訊機(jī)構(gòu)發(fā)訊不成功。原因：船廂門開(kāi)關(guān)位置有沖突干涉。處理：調(diào)整鎖栓發(fā)訊位置。

（3）下廂頭防撞吊架電磁閥YV14 反饋信號(hào)丟失。原因：傳感器電源正常，電磁閥動(dòng)作正常，反饋信號(hào)線正常，但是無(wú)反饋信號(hào)。檢查發(fā)現(xiàn)傳感器電源線劣質(zhì)導(dǎo)致傳感器電源產(chǎn)生壓降，過(guò)低電壓導(dǎo)致傳感器無(wú)信號(hào)輸出。處理：更換電源線后信號(hào)恢復(fù)正常.

（4）上、下廂頭船廂門啟閉油缸、鎖定油缸機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)失壓報(bào)警。原因：船廂門鎖定機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)正常工作壓力只有1MPa 左右，系統(tǒng)失壓整定值為3MPa 左右。處理：重新整定壓力報(bào)警闕值。

（5）下廂頭泵站檢測(cè)信號(hào)左右相反。原因：由于船廂門上、下廂頭液壓泵站設(shè)計(jì)完全一致，但實(shí)際擺放位置為鏡像擺放。處理：核實(shí)確認(rèn)左右相反，更正下廂頭液壓泵站擺放位置。

（6）上廂頭防撞生效令超時(shí)，監(jiān)控顯示防撞吊架行程11mm，未到10mm。原因：天氣嚴(yán)寒，油流量變低，使機(jī)構(gòu)一直未動(dòng)作到位，監(jiān)控顯示防撞吊架行程為11mm，程序需要到10mm 才會(huì)進(jìn)行下一步吊架到位。處理：臨時(shí)修改行程為10mm，機(jī)構(gòu)進(jìn)行下一步動(dòng)作。

3.4 電氣傳動(dòng)與控制、檢測(cè)系統(tǒng)

（1）液氣彈簧機(jī)構(gòu)有壓力，無(wú)法完成泄壓。原因：在液氣彈簧泄壓時(shí)，泄壓到位后，泄壓閥斷電。液氣彈簧蓄能器便將壓力補(bǔ)給液氣彈簧缸，造成液氣彈簧機(jī)構(gòu)又有壓力，無(wú)法完成泄壓。處理：因此在液氣彈簧泄壓到位后，泄壓閥繼續(xù)得電，液氣彈簧才保持泄壓狀態(tài)。在液氣彈簧加壓前先停止液氣彈簧泄壓。在調(diào)試中，由于1#液氣彈簧壓力傳感器線性誤差較大，泄壓時(shí)，液氣彈簧已低于0.2MPa 時(shí)，壓力傳感器值在0.6MPa 左右，故壓力傳感器1SP6 值達(dá)到0.6MPa時(shí)，1#液氣彈簧卸載到位。

（2）在進(jìn)行橫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)調(diào)試時(shí)，根據(jù)動(dòng)作表進(jìn)行橫導(dǎo)向?qū)χ?，發(fā)現(xiàn)橫導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不動(dòng)作。原因：左導(dǎo)向缸、右導(dǎo)向缸和補(bǔ)償缸三個(gè)缸之間的壓力應(yīng)處于相互平衡的狀態(tài)。而在對(duì)中試驗(yàn)前，三個(gè)缸的壓力是在檢修方式下經(jīng)過(guò)手動(dòng)調(diào)整，且并不在正常工作壓力范圍。處理：先對(duì)補(bǔ)償缸進(jìn)行補(bǔ)壓試驗(yàn)，補(bǔ)壓成功后，再進(jìn)行對(duì)中試驗(yàn)，橫導(dǎo)向按預(yù)定的方向動(dòng)作恢復(fù)到中位。

（3）縱導(dǎo)向及頂緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓力瞬時(shí)報(bào)警信號(hào)，后又恢復(fù)正常。如果此時(shí)判斷為壓力故障，則系統(tǒng)會(huì)經(jīng)常性停機(jī)。原因：程序設(shè)置不合理。處理：為提高機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率，在不影響機(jī)構(gòu)動(dòng)作條件下，當(dāng)收到壓力故障報(bào)警信號(hào)，且報(bào)警信號(hào)維持一段時(shí)間后，判斷為壓力故障報(bào)警，根據(jù)故障類別進(jìn)行停機(jī)處理。

（4）1#驅(qū)動(dòng)點(diǎn)電控設(shè)備顯示1#、2#、3#傳動(dòng)流程故障。原因：操作員站船廂運(yùn)行前，無(wú)法將船廂位置寫入。因?yàn)榇瑤恢门c反饋位置存在偏差。處理：將船廂位置寫入后，切換至集控，故障消除。

（5）3#縱導(dǎo)向下游推出信號(hào)消失。原因：頂緊機(jī)構(gòu)液壓缸有桿腔與無(wú)桿腔進(jìn)油口均用液控單向閥，可能存在油液雜質(zhì)，導(dǎo)致卡阻，向上分力，導(dǎo)致頂緊機(jī)構(gòu)向上回縮，傳感器信號(hào)消失。處理：清理頂緊機(jī)構(gòu)液壓缸有桿腔與無(wú)桿腔進(jìn)油口后，動(dòng)作恢復(fù)正常。

3.5 計(jì)算機(jī)監(jiān)控

（1）在走分步流程時(shí)發(fā)現(xiàn)船廂門關(guān)閉后防撞吊架關(guān)閉時(shí)超速。原因：由于上位機(jī)在機(jī)構(gòu)發(fā)令時(shí)無(wú)時(shí)間間隔，處理電機(jī)停止有延時(shí)，并且船廂門關(guān)門時(shí)兩臺(tái)電機(jī)工作，防撞下降室一臺(tái)電機(jī)工作，導(dǎo)致防撞過(guò)速。處理：經(jīng)程序優(yōu)化，在防撞吊架關(guān)閉時(shí)根據(jù)輪泵對(duì)應(yīng)停止響應(yīng)電機(jī)。

（2）安全站不能讀取水位計(jì)信號(hào)。原因：水位計(jì)一分二模塊損壞。處理：更換模塊。

（3）船廂運(yùn)行啟動(dòng)，上位機(jī)報(bào)系統(tǒng)二類故障：安全站動(dòng)作不允許，船廂無(wú)法動(dòng)作。原因：對(duì)安全站進(jìn)行復(fù)位，故障未消除，查看安全站程序發(fā)現(xiàn)上閘首密封框一個(gè)退到位信號(hào)消失。處理：對(duì)上閘首密封框退到位傳感器位置進(jìn)行調(diào)整后，信號(hào)恢復(fù)正常，故障消除。

3.6 圖像監(jiān)視和通信系統(tǒng)

（1）雙環(huán)網(wǎng)196 網(wǎng)段可以通驅(qū)動(dòng)站交換機(jī)，不能讀取驅(qū)動(dòng)站PLC。原因：因?yàn)榻粨Q機(jī)發(fā)送模塊損壞。處理：更換交換機(jī)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，向家壩升船機(jī)還涉及照明、接地系統(tǒng)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，消防和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等的調(diào)試。本文不一一列舉案例。向家壩升船機(jī)經(jīng)過(guò)單系統(tǒng)、分系統(tǒng)、船廂無(wú)水聯(lián)合調(diào)試，過(guò)船聯(lián)合調(diào)試四個(gè)階段。每個(gè)階段多次試驗(yàn)，優(yōu)化，再測(cè)試，力爭(zhēng)最優(yōu)方案使升船機(jī)投入運(yùn)行。