新型电缆卷筒在三峡地下电站门式启闭机上的应用

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1、第35卷第2期华电技术Vol_35No．22013年2月HuadianTechnologyFeb．2013新型电缆卷筒在三峡地下电站门式启闭机上的应用胡美玲，苗静丽，杜军亚(华电郑州机械设计研究院有限公司，河南郑州450015)摘要：介绍了常用几种常用形式电缆卷筒的工作原理和控制方法，分析了电缆卷筒的特点，论述了在调试过程中应注意的事项，新型电缆卷筒及其控制系统在水电站的应用结果表明，安全、可靠的电缆卷筒及其控制系统对门式启闭机整机的安全运行至关重要。关键词：变频器；可编程逻辑控制器；电缆卷筒；同步中图分类号：TP273．5文献标志码：B文

2、章编号：1674—1951(2013)02—0039—03处于张紧状态。这种形式的电缆卷筒应用比较广0引言泛，是普通卷绕电缆的首选产品。随着起升机构变门式启闭机(以下简称门机)是用于水电站闸频调速应用13趋广泛，起升机构调速范围较广，抓梁门的启闭或设备检修的重要设备，也是水电站重要起升高度越来越大，电缆卷筒的恒转矩输出对电缆的起重设备，门机能否安全可靠运行，直接影响到水提出了更高的抗拉力要求。抓梁电缆因受拉力过大电站的安全。抓梁是门机起吊闸门的吊具，若要保产生的电缆断芯、断裂或电缆从电缆卷筒中拉脱的证抓梁的可靠运行，首先要保证抓梁的供电和信

3、号现象时有发生。检测系统正常，即抓梁电缆的收放正常。抓梁电缆1．3恒张力变频电动机式电缆卷筒采用电缆卷筒进行卷绕，与起升机构同步运行，为抓该电缆卷筒由变频电动机驱动，采用专用变频梁提供工作电源并把抓梁状态信号传送至门机操作器控制，通过厚度积分计算电缆卷盘的实际卷径，准室，当抓梁在水下工作时，操作人员也能清楚抓梁的确控制电动机的输出转矩，从而保证电缆在卷盘上工作情况。若电缆卷筒出现故障，电缆卷筒就不能卷绕时不会因卷径变化而引起张力变化，即电缆所与起升机构同步运行或电缆断裂，导致抓梁不能正受的张力恒定，这种恒张力变频电缆卷筒从理论上常使用，造成

4、整个门机处于瘫痪状态，故电缆卷筒及讲，保证了电缆所受张力的恒定。其控制系统的可靠性对整机来说是非常重要的。2新型电缆卷筒的系统组成及工作原理1常用的几种电缆卷筒新型电缆卷筒常采用的卷筒式电缆卷盘由于卷1．1力矩电动机式电缆卷筒径变化不大，电缆垂直收放，在不同的起升开度电缆该电缆卷筒采用力矩电动机提供动力，机械结自重的变化较大，引起抓梁电缆卷绕至外层时受拉构简单，成本低。但力矩电动机在速度变化时无法力较大，容易引起断芯。提供恒定的力矩且堵转运行时发热量大。这种形式由于目前的抓梁具有起升高度高、起升机构调的电缆卷筒一般在短距离、短期工作的情况下

5、使用。速范围广的特点，常用的电缆卷筒均有不足之处。1．2磁滞式电缆卷筒为了更好地提高新型电缆卷筒运行的安全、可靠性，该电缆卷筒由电动机将动力传至磁滞联轴器，作者设计了基于可编程逻辑控制器PLC(Program经减速后，将放大的力矩传至电缆卷盘。电缆卷筒mableLogicController)的变频控制电缆卷筒。该电在工作时，电动机始终向收缆方向旋转。放缆时，通缆卷筒于2009年在三峡地下电站3500／1000／100过对电缆的拖拽克服磁滞联轴器的磁场扭矩，使两kN坝顶门机安装调试，至今运行良好，解决了抓梁盘之间产生滑差，把卷盘上的电缆放开

6、。磁滞联轴电缆在运行过程受拉而易断芯的问题。器的磁场扭矩将始终保持在放缆过程中，此时电缆2．1系统组成电缆卷筒由以下几个部分组成：卷筒式电缆卷收稿日期：2012—06—15；修回日期：2012—11—19盘、集电器箱、减速箱、磁滞联轴器和变频电动机。·40·华电技术第35卷其中变频电动机配置有电磁制动器、测速编码器和绝对值编码器信号接入PLC位置模块，用于PLC内风机。磁滞联轴器在正常收缆和放缆时均不起作部卷筒电动机频率给定的计算。用，在故障情况下，如果电缆拉紧超过设置力矩值而3。2电气控制系统的工作原理打滑，它可起到保护作用。新型电缆卷筒

7、的变频控制采用带测速编码器的2．2工作原理闭环矢量控制方式，它具有动态响应快、调速范围新型电缆卷筒采用变频控制，在起升机构卷筒广、加减速性能好等优点。新型电缆卷筒的逆变器上装设有开度检测编码器，通过现场测量，把起升机通过PROFIBUSDP总线从PLC得到启、停信号和构钢丝绳换层时的实际开度值写入PLC内，通过输入频率。新型电缆卷筒逆变器和起升机构逆变器PLC内部逻辑运算得出钢丝绳在各层时电缆卷筒电采用主从方式运行，起升机构逆变器作为主机运行，动机频率的给定值，实现新型电缆卷筒和起升机构新型电缆卷筒逆变器作为从机运行并始终跟随主机线速度一致

8、。在起升机构上升或者下降时，电缆卷的输出频率，保持同步运行。新型电缆卷筒逆变器筒以相同的线速度上升或者下降，在整个过程中，新的启、停和正反转与起升机构逆变器同步。新型电型电缆始终