闸门自动控制系统存在问题研究和改造措施

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1、闸门自动控制系统存在问题研究和改造措施　　摘要：在水电站日常运行中，闸门自动控制系统故障在设备缺陷中占有较大比例，对水电站机组的运行会造成较大的影响。本文结合工程实例，通过分析原闸门自动控制系统的现状，重点探讨了自动控制系统的技术改造过程，并提出切实有效的改造措施，以供实践借鉴。关键词：水电站闸门；控制系统；功能实现；改造措施中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：随着我国社会经济建设步伐的加快，政府加大了对城乡水利基础设施的建设力度，水利基础设施得到进一步的发展。抽水蓄能电站作为水利基础设施的重要组成部分，担负着调峰、填谷、调频、调相以及事故备用等任务，是城

2、乡电力的重要来源。目前，国内一些水电站闸门自动控制系统自投运以来，由于受到当时设计思路、工艺技术差、环境温度变化和设备使用年限较长等因素的影响，容易出现各种类型的故障，并且维修量较大，给水电站的自动化程度以及安全运行带来了一定的压力，并严重威胁到人员的安全。因此，电站建设单位有必要对闸门自动控制系统进行必要的改造，采取科学合理的措施，以提高设备运行的安全可靠性，从而确保水电站综合效益的发挥。81工程概况某电站的输水系统采用一洞二机布置，分别配置一台固定式高扬程卷扬机。启闭机安装在高程156.00m的启闭机房内，持住力3200kN，启门力1600kN，扬程50m

3、，工作级别Q2－轻。卷扬机构滑轮组倍率为8，卷筒采用折线式绳槽，四层缠绕。电动机采用QABP型变频电机，减速箱采用QJRS型中硬齿面减速箱，钢丝绳为金属绳芯镀锌钢丝绳。启闭机设置一套工作制动器和一套安全制动器，结构均采用盘式制动器，可由中控室远程或现地操作开关闸门。2闸门自动控制系统存在问题分析由于整套设备安装投运至今已有多年，有些柜内元器件已显陈旧老化，且功能结构单一，应用简单，无法适应现代水电厂运行生产的需要。加之设备运行环境湿度大，现地控制柜表面、内部接线端子有锈蚀现象；控制柜中，总电源一级开关安装了一只没有外壳保护的三相闸刀开关，裸露部位距离总电源断路

4、器较近，操作时容易发生触电事故；部分电缆外部绝缘已经发生老化现象，控制柜中接线凌乱，电缆芯线标牌不清，部分多股线没有采用线鼻子压紧，时间久端子松动后，容易造成相近端子间发生短路隐患；控制柜中，采用了一些老式的继电器，结构复杂，质量较差等等，给运行操作人员带来了很大的安全隐患。8为了消除设备的安全隐患，确保运行检修人员的人身安全，决定对下库尾水闸门自动控制系统进行技术改造。3改造后闸门自动控制系统的配置根据设备厂家的设计方案，除原闸门启闭机设备、现地自动化元件保留外，针对尾水闸门自动控制系统作了以下技改:3.1更换了原来体积较大的老式变频器柜，采用AB型高性能专

5、用交流变频器。与先前的变频器相比，它内置了动态制动电阻器，不需要额外的盘柜空间，并且能提供很大的短时制动转矩；面板上配置有通用的人机界面(便于熟悉和方便使用)，包含LCD人机界面模式和基于PC的组态软件，配有“像计算器一样”的数字键盘，用于快速简易地输入数据项。3.2一次回路进线开关带有失压跳闸线圈，在闸门二次操作回路电源开关未合闸的情况下，该开关无法进行合闸。3.3更换了原来的现地控制柜，PLC由原来的西门子S7－200更换为S7－300，不仅增加了CPU的运行速度，而且为以后能够通过总线增加开入、开出量留够了空间；配置有一个电源模块(供电采用220V交流输

6、入，转变为24V输出)、CPU模块、接口模块、模拟量输入模块、32点数字量输入模块以及32点数字量输出模块；对DO出口均采用新型的中间继电器；与监控上位机之间采用西门子S7－200通讯模块进行通讯。83.4在现地控制柜中加装了触摸屏。通过触摸屏可以实时监视闸门的状态，进行闸门的控制操作，监视电流、电压、功率、频率，闸门位置、水位、系统报警状况等等。3.5采用型号为MCS－06开度仪替代原来高度、起重量综合显示仪。3.6更换了现地控制柜到现地自动化元件的全部电缆。4尾水闸门自动控制系统的改造过程4.1盘柜设备的安装根据改造设计方案，拆除了原有的闸门控制柜和电阻箱

7、，重新安装一套闸门现地控制柜和一套变频器柜外加一个制动电阻器柜，柜内配有由湿度控制的加热器。设备的安装符合GB50171－92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》和设计图纸要求。4.2尾水闸门控制系统的功能实现4.2.1闸门静态调试调试过程由厂家人员现场指导。闸门静态试验，包括硬布线回路检查和DI输入点、DO输出点验证，从而验证原理及硬布线回路接线。首先，拉开闸门主回路的电源QF1，保持控制回路开关在合，只带外部辅助设备进行，检查控制逻辑的动作输出、动作信号等等，从而验证闸门逻辑关系图的完整性。4.2.1.18开关门条件逻辑图的验证。在闸门控

8、制逻辑中，开关门条件中包含了闸门控制系