紀(jì)晨旭

摘 要：在我國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，水利工程占有十分重要的地位和作用，且關(guān)系到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，以及人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全等重大社會(huì)問(wèn)題。水閘電氣設(shè)備的控制作為水利上程建設(shè)與管理的基本要素，在水利工程管理中占有重要的作用。因此，如何增強(qiáng)大中型水閘電氣設(shè)備控制方法的科學(xué)化和現(xiàn)代化，就成為水利工程成敗的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：水閘電氣；應(yīng)用；發(fā)展

1 前言

我國(guó)水利資源豐富，而水又是民生之本。所以越來(lái)越的大中型水利工程被建成或正在興建于各大江流、湖泊之上。電氣設(shè)備是水利工程設(shè)施發(fā)揮其功能的重要組成部分，必須加強(qiáng)大中型水閘電氣設(shè)備的控制，這樣才能保證水利工程的建設(shè)目標(biāo)意義。本文就水閘電氣設(shè)備的應(yīng)用及控制方法做一探究。

2 水閘電氣設(shè)備的安裝

2.1 水閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

水閘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是按照標(biāo)準(zhǔn)工藝控制要求設(shè)計(jì)而出的雙層控制系統(tǒng)，其下層的現(xiàn)場(chǎng)控制單元LCU直接控制閘門(mén)的運(yùn)行，上層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)對(duì)所有工藝狀況的集中監(jiān)視和協(xié)調(diào)控制，并分析和記錄所有工藝參數(shù)的狀況和趨勢(shì)，雙層的使用達(dá)到使生產(chǎn)工藝設(shè)備穩(wěn)定，可靠運(yùn)行的目的。上層與下層之間通過(guò)穩(wěn)定和大容量的100M快速光纖以太網(wǎng)連接，構(gòu)成完美的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。上層控制級(jí)：中央控制室本控制系統(tǒng)設(shè)有中央控制室，它配置中央操作站置于中控室內(nèi)。操作人員通過(guò)中央操作站，可以集中監(jiān)視，管理、掌握過(guò)程的現(xiàn)狀和趨勢(shì)，同時(shí)進(jìn)行必要操作，完成整個(gè)過(guò)程和控制，達(dá)到整個(gè)過(guò)程正常穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

2.2 高低壓開(kāi)關(guān)柜安裝與調(diào)試

高低壓開(kāi)關(guān)柜常規(guī)檢驗(yàn)必須小心謹(jǐn)慎，要做好防電措施。檢測(cè)時(shí)閑雜人等必須遠(yuǎn)離，避免對(duì)人體傷害。其安裝與調(diào)試的一般要求是。

戶(hù)內(nèi)型應(yīng)垂直安裝，戶(hù)外型有的要求水平安裝。垂直安裝時(shí)，靜觸頭要在上。靜觸頭側(cè)接電源，動(dòng)觸頭側(cè)接負(fù)載。初始安裝好后必須進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致反復(fù)地調(diào)試。調(diào)試后要達(dá)到：分、合閘過(guò)程皆達(dá)到三相動(dòng)觸頭同步動(dòng)作，其先后最大距離差不得大于3mm；在合閘位置，動(dòng)刀片與靜觸頭的接觸長(zhǎng)度要與動(dòng)刀片寬度相同（刀片全部切入），且刀片下底邊與靜觸頭底邊保持3mm 左右的距離，保證不能撞擊瓷絕緣，靜觸頭的兩個(gè)側(cè)邊都要與動(dòng)刀片接觸，且保證有一定的夾緊力，不能單邊接觸；在分閘位置，動(dòng)靜觸頭間要有一定的隔離距離，戶(hù)內(nèi)壓氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)不小于182±3mm，戶(hù)外壓氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)不小于175mm。

3 水閘電氣控制的內(nèi)容及要求

大中型水閘是水利樞紐工程的重要建筑物，由于其地位重要、投資巨大，大中型水閘電氣控制要充分保證水閘運(yùn)行安全、及時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量運(yùn)行數(shù)據(jù)、便于操作控制。

4 水閘電氣設(shè)備的應(yīng)用

4.1 二合一精密行程開(kāi)關(guān)

目前所使用的主令控制器，絕大部分是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為蝸輪蝸桿。它的缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)困難；調(diào)節(jié)時(shí)上、下限互相影響；費(fèi)工費(fèi)時(shí)；控制精度差；控制點(diǎn)會(huì)偏移：復(fù)位行程大（25cm以上）等。

最新的技術(shù)是采用長(zhǎng)絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將電子接近開(kāi)關(guān)和機(jī)械行程開(kāi)關(guān)合二為一構(gòu)成二合一精密行程開(kāi)關(guān)。這種精密行程開(kāi)關(guān)具有重復(fù)定位精度高（0.10mm）；調(diào)節(jié)方便；復(fù)位行程短（不超過(guò)10cm）；容易構(gòu)成兩級(jí)保護(hù)；可靠性高；壽命長(zhǎng)；安裝簡(jiǎn)易等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用于水利工程中取代老式主令控制器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

4.2 水位傳感器和水位儀

最原始的測(cè)量水位的方法是使用水尺。雖然這種測(cè)量方法較準(zhǔn)確，但使用不方便，容易產(chǎn)生讀數(shù)誤差，最主要的是不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，故這種方法今后只應(yīng)作為一種水位基準(zhǔn)來(lái)使用。

使用電氣方法測(cè)量水位的水位儀，由水位傳感器和水位顯示儀組成，兩者之間由信號(hào)傳輸線相聯(lián)系。目前常用的水位傳感器有壓力式傳感器和超聲波式傳感器。壓力式傳感器是利用半導(dǎo)體單晶硅在外力的作用下其阻值發(fā)生變化的原理制成的，利用這種傳感器可加工成“投入式液位變送器”，使用時(shí)將它直接投入被測(cè)液體中，十分方便。這種變送器的輸出電流一般為4～20mA，信號(hào)線僅需2芯電纜，故信號(hào)傳輸費(fèi)用少；由于其體積小，直徑一般在30mm左右，故在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)無(wú)需建造專(zhuān)用的測(cè)井，因而節(jié)省費(fèi)用。壓力式傳感器的缺點(diǎn)是存在時(shí)漂和溫漂，且密封工藝不成熟，使用壽命較短。超聲波水位儀工作原理是通過(guò)傳感器發(fā)出高頻脈沖聲波，遇被測(cè)物體（水面）表面被反射，折回的反射回波被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。脈沖發(fā)送和接收之間的時(shí)間（聲波的運(yùn)動(dòng)時(shí)間）與傳感器到物體表面的距離成正比，聲波傳輸?shù)木嚯xS與聲速C和傳輸時(shí)間T之問(wèn)的關(guān)系可以用公式表示：S=CT，而測(cè)定距離L=S/2。

4.3 閘門(mén)開(kāi)度傳感器

根據(jù)輸出信號(hào)的類(lèi)型，閘門(mén)開(kāi)度傳感器可分為模擬式和數(shù)字式。

早期的模擬式閘門(mén)開(kāi)度傳感器一般以精密線繞多圈電位器作為傳感器件。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，且信號(hào)傳輸只需要三芯電纜，傳輸費(fèi)用低，系統(tǒng)停電不會(huì)丟失閘門(mén)開(kāi)度信號(hào)。其不足是電信號(hào)有一定的溫漂，但基本滿足水利工程中測(cè)量閘門(mén)開(kāi)度的要求。

5 水閘電氣設(shè)備控制的強(qiáng)化

水利工程建筑是一種開(kāi)發(fā)水利資源重要手段，且與國(guó)計(jì)民生、社會(huì)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)等社會(huì)重大問(wèn)題相關(guān)。水閘電氣設(shè)備對(duì)水利工程建筑實(shí)現(xiàn)其功能具有重要作用，因此電氣設(shè)備控制也顯得相對(duì)非常重要了。當(dāng)代社會(huì)不僅經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展， 而且科學(xué)技術(shù)也呈現(xiàn)出日新月異的好的發(fā)展勢(shì)頭，因而，我們也應(yīng)添加一些新的科技元素到水閘電氣設(shè)備的控制中，為的是達(dá)到創(chuàng)新控制方法的目的。這種創(chuàng)新需要多方面的保障與支持，首先，應(yīng)結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在水閘電氣設(shè)備控制上的成熟理論與經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐晟婆c革新；其次，各相關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)水閘電氣設(shè)備控制在理論上的研究，促使其一步步進(jìn)入到現(xiàn)代化控制的階段和層次上來(lái)。

6 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)，擁有著許多大型的河流和湖泊，它們是建設(shè)水利工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)。水能是一種天然、綠色，并且儲(chǔ)藏巨大的可再生能源，它必須依靠現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備通過(guò)一系列的運(yùn)轉(zhuǎn)與控制，而生產(chǎn)出滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、以及人們生活的各種需求。水閘電氣設(shè)備是現(xiàn)代水能開(kāi)發(fā)與利用的重要設(shè)備之一，是人類(lèi)高科技發(fā)展創(chuàng)新的產(chǎn)物。水閘電氣設(shè)備的安裝要以全面、合理、有效利用水資源為前提，在保證安裝程序符合操作流程的同時(shí)，還要認(rèn)真分析和研究.力爭(zhēng)為國(guó)家提供更多的綠色、環(huán)保的能源，以實(shí)現(xiàn)促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民安居樂(lè)業(yè)的宏偉目標(biāo)。

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