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        張力機(jī)多機(jī)聯(lián)控系統(tǒng)研究

        2015-08-27 00:32:00劉建鋒
        機(jī)電信息 2015年33期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        劉建鋒 翟 飛

        (河南送變電工程公司,河南 鄭州450001)

        1 研究背景和應(yīng)用價(jià)值

        特高壓建設(shè)是“十二五”電網(wǎng)發(fā)展的重中之重。未來五年國家將投資超過5 000億元,建成“三縱三橫”特高壓交流骨干網(wǎng)架和11項(xiàng)特高壓直流輸電工程,線路總長將達(dá)4萬km,形成交直流協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)架。隨著西部大型煤電、水電、核電和以風(fēng)電、太陽能發(fā)電為主的可再生能源基地的加快建設(shè),預(yù)計(jì)到2020年末,需要遠(yuǎn)距離輸送的電力規(guī)模將超過4億kW。據(jù)報(bào)道,未來五年建設(shè)的“三縱三橫”特高壓網(wǎng)架,將把內(nèi)蒙古、陜西、河北的風(fēng)電、煤電通過三條縱向的特高壓通道送往華北、華中和華東,把北部的煤電和西南的水電通過三條橫向的特高壓通道送往華北、華中和長三角地區(qū)。而將西部能源送往東部電力負(fù)荷中心的主要方式就是建設(shè)特高壓輸電線路。

        由于輸電能力的提高,導(dǎo)線向大截面和多分裂方向發(fā)展。目前500kV超高壓輸電線路導(dǎo)線主要有四分裂和六分裂,750~1 000kV特高壓輸電線路導(dǎo)線主要有六分裂和八分裂(分裂數(shù)為每相線的導(dǎo)線根數(shù))。目前的張力放線設(shè)備有兩種:兩線張力機(jī)和四線張力機(jī)。四線張力機(jī)由于體積大、重量大,現(xiàn)場運(yùn)輸、轉(zhuǎn)場不方便,很少使用。兩線張力機(jī)由于體積小、重量輕、運(yùn)輸和轉(zhuǎn)場方便,深受用戶青睞。但是一次展放四分裂導(dǎo)線要用兩臺兩線張力機(jī)、兩個(gè)操作手,一次展放六分裂導(dǎo)線要用三臺兩線張力機(jī)、三個(gè)操作手,一次展放八分裂導(dǎo)線要用四臺兩線張力機(jī)、四個(gè)操作手。即在多分裂導(dǎo)線展放過程中,需要幾個(gè)人同時(shí)同步操作設(shè)備,而多人同時(shí)操作會存在無線電通訊溝通不及時(shí)、幾位操作手在配合上存在偏差而使設(shè)備不同步等問題,容易出現(xiàn)誤操作而發(fā)生生產(chǎn)事故。

        為避免以上問題發(fā)生,本文進(jìn)行張力機(jī)多機(jī)聯(lián)控系統(tǒng)的研究,實(shí)現(xiàn)一人操作多臺張力機(jī),可以大大提高輸電線路架設(shè)的質(zhì)量和安全性,降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和人工成本,具有推廣價(jià)值。

        2 要解決的問題和采取的措施

        2.1 需要解決的問題

        (1)在多分裂導(dǎo)線一次展放時(shí),每臺張力機(jī)都需要一個(gè)操作手,幾位操作手在配合上存在偏差,不利于導(dǎo)線展放。

        (2)張力隨放線速度的變化而波動(dòng)變化,影響張力的穩(wěn)定性。

        2.2 采取的措施

        (1)采用多機(jī)聯(lián)控系統(tǒng),總控柜通過電纜和每臺張力機(jī)連接,一個(gè)人通過總控柜即可操作多臺張力機(jī)。

        為滿足多分裂大截面導(dǎo)線的一次展放,采用兩臺或三臺2×70kN張力機(jī)聯(lián)控,一次展放四分裂或六分裂大截面導(dǎo)線。聯(lián)控方式為電氣有線遙控,一臺為主機(jī),其他為輔機(jī)。

        1)通過壓力傳感器采集信號,采用工程機(jī)械PLC控制器對信號進(jìn)行分析,在總控柜的液晶顯示器上顯示。

        2)通過電位計(jì)調(diào)整電比例溢流閥的壓力,在液晶顯示器上顯示液壓系統(tǒng)的壓力值,并轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的張力值。

        3)在每臺張力機(jī)上都安裝手動(dòng)和自動(dòng)兩套張力調(diào)節(jié)系統(tǒng),都有一個(gè)有線電氣遙控接口,連接到主機(jī)控制柜,主機(jī)控制柜與總控柜連接;一個(gè)操作手在總控柜上同時(shí)控制兩臺/三臺張力機(jī),用于四分裂大截面導(dǎo)線、六分裂大截面導(dǎo)線一次展放的集中控制。

        4)剎車電磁閥選用高性能防水電磁鐵,確保可靠;制動(dòng)器控制采用機(jī)電混合控制,即使電氣部分出故障,制動(dòng)器也不會拒制動(dòng)或誤制動(dòng)。

        5)如果電氣系統(tǒng)故障,可以切換到手動(dòng)模式,在每臺張力機(jī)上單獨(dú)操作,不會影響施工,并且電氣系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),很好更換。

        (2)通過壓力反饋控制,實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力變化,通過控制電比例溢流閥,保持壓力恒定,實(shí)現(xiàn)智能恒壓力自動(dòng)控制。

        首先系統(tǒng)設(shè)定張力值,并在系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后,按下自動(dòng)控制按鈕,此時(shí)控制系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前壓力的變化調(diào)整輸出PWM的值從而控制其保持在設(shè)定的張力值范圍內(nèi)。在自動(dòng)模式下,如果手動(dòng)改變外部電位計(jì)設(shè)定的張力值,系統(tǒng)將按照新設(shè)定的張力值控制電比例閥,使系統(tǒng)保持新設(shè)定的張力值。

        3 控制系統(tǒng)說明(三機(jī)聯(lián)控)

        系統(tǒng)描述:系統(tǒng)共使用兩個(gè)PLC控制器和一個(gè)6.4寸液晶顯示器。每個(gè)控制器分別控制三片電控比例閥,通過采集外部電位計(jì)的張力設(shè)定值,從而控制系統(tǒng)維持在設(shè)定的張力值范圍內(nèi);系統(tǒng)壓力由控制器采集壓力傳感器數(shù)據(jù)并在顯示器上實(shí)時(shí)顯示。三機(jī)聯(lián)控原理如圖1所示。

        圖1 張力機(jī)三機(jī)聯(lián)控原理圖

        3.1 控制內(nèi)容

        模式一:手動(dòng)控制。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集外部電位計(jì)設(shè)定張力值,通過PLC內(nèi)部計(jì)算輸出,PWM控制電控比例閥,使系統(tǒng)保持設(shè)定的張力值。

        模式二:自動(dòng)控制。首先系統(tǒng)設(shè)定張力值,并在系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后,按下自動(dòng)控制按鈕,此時(shí)控制系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前壓力的變化調(diào)整輸出PWM的值從而控制其保持在設(shè)定的張力值范圍內(nèi)。在自動(dòng)模式下,如果手動(dòng)改變外部電位計(jì)設(shè)定的張力值,系統(tǒng)將按照新設(shè)定的張力值控制電控比例閥,使系統(tǒng)保持新設(shè)定的張力值。當(dāng)張力設(shè)定值穩(wěn)定后,張力波動(dòng)值小于±5%。

        總張力控制:用一個(gè)總張力電位計(jì)可以同時(shí)控制六個(gè)電控比例閥開口增減,當(dāng)某一路電位計(jì)設(shè)定值為0時(shí),默認(rèn)疊加在此路上的總張力調(diào)節(jié)值自動(dòng)為0,其他不變。

        3.2 顯示內(nèi)容

        發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)顯示;六路系統(tǒng)的當(dāng)前壓力值;六路電位計(jì)的當(dāng)前張力值,即六根導(dǎo)線的張力值;六路PWM模擬量的當(dāng)前輸出電壓值;傳感器等的標(biāo)定頁面。

        4 結(jié)語

        張力機(jī)聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)的使用,解決了過去多分裂導(dǎo)線一次展放時(shí)由于多位操作手同時(shí)操作多臺張力機(jī)時(shí)配合、溝通不利造成的導(dǎo)線展放速度不勻等問題,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)人操作幾臺機(jī)器,更有利于走板調(diào)平,在無轉(zhuǎn)角線段還可智能控制,自動(dòng)控制壓力,使其不隨速度的變化而變化,更精確地控制張力,降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了施工效率,增加了設(shè)備的使用安全性,提升了產(chǎn)品科技含量。目前,該系統(tǒng)已在1 000kV晉東南—南陽—荊州特高壓輸電、±800kV向家壩—上海特高壓輸電、±800kV錦屏—蘇南特高壓直流輸電等重點(diǎn)工程中發(fā)揮了重要作用,使用效果良好,保證了設(shè)備安全和施工質(zhì)量。

        [1]蔣平海.張力架線機(jī)械設(shè)備和應(yīng)用[M].2版.北京:中國電力出版社,2005.

        [2]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.DL/T875—2004輸電線路施工機(jī)具設(shè)計(jì)、試驗(yàn)基本要求[S].北京:中國電力出版社,2004.

        [3]孫成通.液壓傳動(dòng)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

        [4]陳建明.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.

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