付建敏

(廣東省飛來(lái)峽水利樞紐管理處，廣東 清遠(yuǎn) 511500)

1 前言

飛來(lái)峽水利樞紐船閘設(shè)計(jì)中包括2臺(tái)檢修排水長(zhǎng)軸深井泵，其型號(hào)為900JO/K800X2 110kW，擔(dān)負(fù)著船閘廊道檢修時(shí)的排空重任，但這2臺(tái)檢修排水泵控制方式落后、元器件質(zhì)量差，時(shí)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(diǎn)易粘等故障。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合具體工程背景，對(duì)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(yùn)行環(huán)境，保證其檢修過(guò)程中的安全性。

2 船閘檢修排水深井泵電氣控制部分存在的問(wèn)題

2.1 水泵電機(jī)的啟動(dòng)控制方式落后

檢修排水泵的電機(jī)起動(dòng)方式以自耦變壓器降壓起動(dòng)為主。它容易在電機(jī)的啟、停過(guò)程中，對(duì)電機(jī)和水泵沖擊產(chǎn)生先天性干擾，嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)和水泵的運(yùn)行質(zhì)量和壽命；自耦變壓器起動(dòng)中主接觸器數(shù)量不少于3個(gè)，任一接觸器疏漏，都將造成不能啟動(dòng)電機(jī)和水泵的故障。

2.2 電機(jī)保護(hù)方式不合理

熱繼電器是檢修排水泵電機(jī)主回路中的主要元素，其對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。它是電機(jī)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(jī)保護(hù)原理是：經(jīng)過(guò)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(jī)電源回路處于切斷狀態(tài)，進(jìn)行電機(jī)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(guò)程為輔助，當(dāng)出現(xiàn)水泵電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，易造成電機(jī)的燒毀事故。

2.3 水泵無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)啟?？刂萍盁o(wú)遠(yuǎn)方監(jiān)控功能

船閘檢修集水井缺乏完整的水位計(jì)。船閘檢修實(shí)踐中，運(yùn)行人員要將廊道漏水問(wèn)題，作為現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)和監(jiān)視的重要參考要素。將電機(jī)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(yùn)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(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作和監(jiān)視。

3 改造方案

3.1 用電機(jī)軟啟動(dòng)器代替現(xiàn)有電機(jī)啟動(dòng)用自耦變壓器降壓起動(dòng)回路

軟啟動(dòng)器具有極為明顯的優(yōu)勢(shì)，其既有良好的節(jié)能性，又能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行平滑啟停。同時(shí)，對(duì)電機(jī)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(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。并配備有RS232、RS485等網(wǎng)絡(luò)通信接口對(duì)部分軟啟動(dòng)器進(jìn)行輔助，可實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)化控制。所以，應(yīng)用電機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)當(dāng)前的自耦變壓器降壓起動(dòng)回路進(jìn)行提高，能夠?yàn)殡姍C(jī)營(yíng)造良好的軟啟軟停環(huán)境。

3.2 在電機(jī)的主回路中加裝電機(jī)保護(hù)器

運(yùn)行人員可以借助電機(jī)保護(hù)器彌補(bǔ)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(jī)在缺相狀態(tài)下的運(yùn)行、起動(dòng)、過(guò)載、過(guò)流、堵轉(zhuǎn)、過(guò)欠壓等。運(yùn)行人員也可以將電機(jī)保護(hù)器安裝在水泵電機(jī)主回路中，提高電機(jī)安全系數(shù)。

3.3 增加兩只投入式水位變送器

投水式水位變送器具有測(cè)量精度層面的優(yōu)勢(shì)，且溫度漂移小，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，原理是借助靜壓法對(duì)水位變送器進(jìn)行測(cè)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(cè)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(shí)，借助變送器輸出信號(hào)，將另一個(gè)水位計(jì)與PLC監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接。

3.4 增加一套現(xiàn)地PLC裝置

在檢修排水泵電機(jī)控制回路中增設(shè)PLC系統(tǒng)，借助其內(nèi)部編程優(yōu)勢(shì)，對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行自動(dòng)切換，有效避免常規(guī)控制元件的浪費(fèi)，使電路接線更加簡(jiǎn)單，降低故障發(fā)生率。

3.5 完善遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)

(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(shí)現(xiàn)控制、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)計(jì)故障信息顯示和報(bào)警。設(shè)備運(yùn)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(shí)現(xiàn)水泵故障信號(hào)監(jiān)測(cè)。

(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(hào)對(duì)水泵遠(yuǎn)方運(yùn)行控制信號(hào)進(jìn)行輸送，使其送到現(xiàn)地PLC啟動(dòng)具體控制流程。如圖1所示。

圖1 具體控制流程圖