智能插座在小型水電站中的應用

楊其勇 魯國燦

摘要：本設計基于智能插座及因特網，通過智能插座APP客戶端遠程控制小水電部分小型輔助設備的一套遠程控制裝置，包括無線路由器，電連接的智能插座，與智能插座電連接的交流接觸器，與交流接觸器觸點相連的設備驅動電機。文章以本公司已經實踐的沖沙閘遠控改造為例，詳細提出了改造方案，并對相關技術措施進行了詳解。

關鍵詞：智能插座；因特網；APP；小型輔助設備；遠程自動

1背景

以我公司投產較早的引水式小水電為例：對于站內的一些小型輔助設備，公司不但要對設備進行更換，還要對站內監控系統進行改造，對于小型水電站來說，這屬于一筆高額費用；另一方面電站引水渠道跨度長、分布廣，且道路崎嶇，給渠道值守人員的工作帶來了極大的不便，特別是在暴雨頻繁并可能發生山體滑坡、泥石流的汛期，會給渠道的安全穩定運行帶來極大的安全隱患，有可能會造成水漫渠道，甚至是溝邦垮塌等危急事件。

為了有效解決上述問題，我公司經過現場分析、技術論證、設備選型后，以所屬大春河三級電站大春河取水壩沖沙閘為試點，進行了閘門遠控控制改造。該遠程控制系統即可以實現現場沖沙閘門的手動控制，又可以進行遠程控制。本遠程控制系統基于智能插座配合閘門控制回路，以手機客戶端通過因特網進行遠程控制，滿足沖沙閘門開啟或者關閉的實時性，提高工作效率，降低現場勞動強度。

2技術分析及方案詳解

2.1智能插座規格參數

輸入電壓：AC180～250V

輸出電壓：AC180～250V，DC5V

最大負載：2200W10A

無線類型：Wi-Fi2.4GHz

無線標準：802.11b/g/n

智能插座的最大負載為2200W10A，當超出最大負載后，內部保險絲將會熔斷，以保證安全。保險絲熔斷之后智能插座報廢，所有功能失效。

2.2控制系統原理圖

2.3裝置現地、遠程操作

2.3.1現地操作

斷開4ZK，將轉換開關打在手動位置，合上1ZK、2ZK，按下1SB按鈕，沖沙閘門開啟，到達限開位置行程開關動作，沖沙閘門開停。2SB按鈕可在沖沙閘門開啟行程范圍內任意開度位停止開啟。按下3SB按鈕，沖沙閘門關閉，到達限關位置行程開關動作，沖沙閘門關停。

2.3.2遠程操作

斷開1ZK、2ZK，將轉換開關打在自動位置，合上4ZK，在手機連接因特網情況下，打開客戶端軟件，找到智能插座設備。點擊沖沙閘門開啟用智能插座1，點通智能插座輸出電源，沖沙閘門開啟，到達限開位置行程開關動作，沖沙閘門開停。點斷智能插座1輸出電源，可在沖沙閘門開啟行程范圍內任意開度位停止開啟。點擊沖沙閘門關閉用智能插座2，點通智能插座輸出電源，沖沙閘門關閉，到達限關位置行程開關動作，沖沙閘門關停。

2.4裝置技術特點及效益

2.4.1電路進行了多重保護設計；

2.4.2過載保護：工作電路進行了過載保護，防止電路過載損壞設備；

2.4.3短路保護：電路內進行了短路保護，當有線路短路或接地時，電路會自動斷開；

2.4.4電路互鎖：為了保護沖沙閘門驅動電機，防止其損壞，沖沙閘門開啟和沖沙閘門關閉電路回路中設置有自鎖功能，在沖沙閘門開啟動作時，沖沙閘門關閉動作失效，反之在沖沙閘門關閉動作時，沖沙閘門開啟動作失效；

2.5與水情、水壩閘門遠程系統整合使用

大春河三級電站大春河取水壩之前已有一套完整的水情自動測報系統。結合現階段已實施的沖沙閘遠程控制系統及現場安裝的工業監控設備，運行人員可通過查看降雨量、來水情況及實時水位流量數據進行沖沙閘門遠程操控，不但可以在無人值守的情況下完成沖沙作業，還可以在渠道過水壓力較大時及時的通過沖沙閘泄去一部分壓力，大大方便了電站運行人員對引水渠道的把控。

2.6提高了沖沙閘門控制的安全性

2.6.1沖沙閘門開啟和關閉設置了上限位和下限位自動停止，有效防止電機損壞，在沖沙閘門開啟或者關閉到限位后，會自動切斷電源，停止工作；

2.6.2為了防止電機損壞，在沖沙閘門開啟或者關閉的過程中，不能直接切換到另一種狀態，必須先停止當前的工作過程才能進行工作切換；

2.6.3遠程操作過程中，可在沖沙閘門開啟或關閉行程范圍內進行任意開度的停止開啟或停止關閉。

2.7所創造的效益

2.7.1降低沖沙閘門管理成本

沖沙閘門遠程控制改造后，可在流域自然氣象狀況良好時，采用無人值守模式，渠道值守人員日常無需值守，僅需保證完成必要的渠道巡視及清渣工作，在需要對取水壩沖沙閘進行操作時，由電站值班人員以手機或平板電腦等設備，在可連接因特網的任意位置直接遠程對沖沙閘門進行操作，通過解放人力資源降低引水系統運行管理成本。

2.7.2提高沖沙閘門操作的及時性

進行沖沙閘門遠程控制改造后，可讓電站值班人員直接對沖沙閘門進行操作，減少中間環節，提高了沖沙閘門管理效率。

3應用范圍

我公司所屬各電站的廠房通風機，廠房風機控制箱均安裝在中控室外。目前的控制方式為現場手動啟停及自動啟停兩種，無遠程控制啟停功能。自動啟停主要依靠溫控儀配合控制回路完成自動啟停。當溫控儀相應輸出點出問題時，將影響風機的自動啟停功能，特別是在風機應啟未啟時，電站值班人員需到主廠房內進行操作。基于此情況，如參照大春河三級電站大春河取水壩沖沙閘遠程改造方案，將智能插座應用到廠房通風機控制當中，公司僅需花很小的代價，對風機控制回路進行改造，無需承擔PLC設備采購及電站監控程序改造的高額費用，即可實現對風機的遠程操作。如實施后，電站值班人員可在中控室內通過手機或平板電腦等設備即可安全、可靠的完成風機的啟停操作，無需親至現場，大大減輕了運行人員的工作強度。

4結語

綜上所述，智能插座在小水電中的應用，不但安全、可行、可靠，且應用范圍廣。對以微小成本提高小水電小型輔助設備的遠程控制率具有重大意義。

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