付建敏
(廣東省飛來峽水利樞紐管理處,廣東 清遠(yuǎn) 511500)
飛來峽水利樞紐船閘設(shè)計中包括2臺檢修排水長軸深井泵,其型號為900JO/K800X2 110kW,擔(dān)負(fù)著船閘廊道檢修時的排空重任,但這2臺檢修排水泵控制方式落后、元器件質(zhì)量差,時間繼電器等元件在使用多年后,電氣性能發(fā)生變化,控制繼電器存在易燒毀、接點易粘等故障。設(shè)計人員要結(jié)合具體工程背景,對水泵的電氣控制部分進(jìn)行技術(shù)改造,為設(shè)備提供良好的運行環(huán)境,保證其檢修過程中的安全性。
檢修排水泵的電機起動方式以自耦變壓器降壓起動為主。它容易在電機的啟、停過程中,對電機和水泵沖擊產(chǎn)生先天性干擾,嚴(yán)重影響電動機和水泵的運行質(zhì)量和壽命;自耦變壓器起動中主接觸器數(shù)量不少于3個,任一接觸器疏漏,都將造成不能啟動電機和水泵的故障。
熱繼電器是檢修排水泵電機主回路中的主要元素,其對電動機進(jìn)行保護(hù)。它是電機中僅有的單一性電氣保護(hù)裝置。傳統(tǒng)雙金屬片式熱繼電器的電機保護(hù)原理是:經(jīng)過熱繼電器發(fā)熱元件的電流比額定電流大,使金屬觸片發(fā)生變形,直至其與熱繼電器兩端的觸頭不再接觸,使電機電源回路處于切斷狀態(tài),進(jìn)行電機保護(hù)。能量的轉(zhuǎn)換和金屬觸片形狀的改變,都需要具體的熱積累和形變過程為輔助,當(dāng)出現(xiàn)水泵電機堵轉(zhuǎn)時,易造成電機的燒毀事故。
船閘檢修集水井缺乏完整的水位計。船閘檢修實踐中,運行人員要將廊道漏水問題,作為現(xiàn)場啟動和監(jiān)視的重要參考要素。將電機電流和泵出水口的出水量作為停泵與否的重要考量指標(biāo)。目前船閘檢修排水泵的運行狀態(tài)及相關(guān)信息未上送至監(jiān)控系統(tǒng),每次船閘檢修期間,需運行人員到現(xiàn)場進(jìn)行操作和監(jiān)視。
軟啟動器具有極為明顯的優(yōu)勢,其既有良好的節(jié)能性,又能夠?qū)﹄姍C進(jìn)行平滑啟停。同時,對電機和水泵的干擾也比較小。借助其內(nèi)部電子保護(hù)裝置能夠?qū)﹄姍C進(jìn)行過載保護(hù)。并配備有RS232、RS485等網(wǎng)絡(luò)通信接口對部分軟啟動器進(jìn)行輔助,可實現(xiàn)程序的自動化控制。所以,應(yīng)用電機軟啟動器對當(dāng)前的自耦變壓器降壓起動回路進(jìn)行提高,能夠為電機營造良好的軟啟軟停環(huán)境。
運行人員可以借助電機保護(hù)器彌補熱繼電器自身的不足。相較于熱繼電器,其具備更加完善、可靠的保護(hù)功能。其保護(hù)主體主要是電機在缺相狀態(tài)下的運行、起動、過載、過流、堵轉(zhuǎn)、過欠壓等。運行人員也可以將電機保護(hù)器安裝在水泵電機主回路中,提高電機安全系數(shù)。
投水式水位變送器具有測量精度層面的優(yōu)勢,且溫度漂移小,能夠長期穩(wěn)定工作,原理是借助靜壓法對水位變送器進(jìn)行測量,并將變送器輸入的直流電壓控制在12V~36V,在水中放置感測探頭,結(jié)合具體水位高度,在變送器中輸出直流電流,并將其控制在4~20mA,直接在液晶指示表上顯示具體水位高度,并將其作為啟停泵的水位值設(shè)定要素。同時,借助變送器輸出信號,將另一個水位計與PLC監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接。
在檢修排水泵電機控制回路中增設(shè)PLC系統(tǒng),借助其內(nèi)部編程優(yōu)勢,對水泵電機進(jìn)行自動切換,有效避免常規(guī)控制元件的浪費,使電路接線更加簡單,降低故障發(fā)生率。
(1)集水井水位開關(guān)量分別送船閘公用PLC裝置和現(xiàn)地控制PLC裝置,實現(xiàn)控制、設(shè)備運行狀態(tài)及設(shè)計故障信息顯示和報警。設(shè)備運行狀態(tài)開關(guān)量送公用LCU和現(xiàn)地PLC,借助PLC裝置上送船閘公用PLC裝置,實現(xiàn)水泵故障信號監(jiān)測。
(2)水位有關(guān)模擬量送現(xiàn)地PLC裝置,服務(wù)于監(jiān)控系統(tǒng)的控制和顯示,且現(xiàn)地PLC不處理模擬量。
(3)借助船閘公用PLC裝置控制信號對水泵遠(yuǎn)方運行控制信號進(jìn)行輸送,使其送到現(xiàn)地PLC啟動具體控制流程。如圖1所示。
圖1 具體控制流程圖