淺談水閘電氣設備的自動化應用

紀晨旭

摘 要：在我國民經濟發展中，水利工程占有十分重要的地位和作用，且關系到國家的經濟建設，以及人民的生命、財產安全等重大社會問題。水閘電氣設備的控制作為水利上程建設與管理的基本要素，在水利工程管理中占有重要的作用。因此，如何增強大中型水閘電氣設備控制方法的科學化和現代化，就成為水利工程成敗的關鍵。

關鍵詞：水閘電氣；應用；發展

1 前言

我國水利資源豐富，而水又是民生之本。所以越來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。電氣設備是水利工程設施發揮其功能的重要組成部分，必須加強大中型水閘電氣設備的控制，這樣才能保證水利工程的建設目標意義。本文就水閘電氣設備的應用及控制方法做一探究。

2 水閘電氣設備的安裝

2.1 水閘計算機監控系統的安裝與調試

水閘計算機監控系統是按照標準工藝控制要求設計而出的雙層控制系統，其下層的現場控制單元LCU直接控制閘門的運行，上層計算機控制系統則負責對所有工藝狀況的集中監視和協調控制，并分析和記錄所有工藝參數的狀況和趨勢，雙層的使用達到使生產工藝設備穩定，可靠運行的目的。上層與下層之間通過穩定和大容量的100M快速光纖以太網連接，構成完美的網絡系統。上層控制級：中央控制室本控制系統設有中央控制室，它配置中央操作站置于中控室內。操作人員通過中央操作站，可以集中監視，管理、掌握過程的現狀和趨勢，同時進行必要操作，完成整個過程和控制，達到整個過程正常穩定、可靠運行。

2.2 高低壓開關柜安裝與調試

高低壓開關柜常規檢驗必須小心謹慎，要做好防電措施。檢測時閑雜人等必須遠離，避免對人體傷害。其安裝與調試的一般要求是。

戶內型應垂直安裝，戶外型有的要求水平安裝。垂直安裝時，靜觸頭要在上。靜觸頭側接電源，動觸頭側接負載。初始安裝好后必須進行認真細致反復地調試。調試后要達到：分、合閘過程皆達到三相動觸頭同步動作，其先后最大距離差不得大于3mm；在合閘位置，動刀片與靜觸頭的接觸長度要與動刀片寬度相同（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，靜觸頭的兩個側邊都要與動刀片接觸，且保證有一定的夾緊力，不能單邊接觸；在分閘位置，動靜觸頭間要有一定的隔離距離，戶內壓氣式負荷開關不小于182±3mm，戶外壓氣式負荷開關不小于175mm。

3 水閘電氣控制的內容及要求

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行安全、及時準確測量運行數據、便于操作控制。

4 水閘電氣設備的應用

4.1 二合一精密行程開關

目前所使用的主令控制器，絕大部分是純機械結構，其傳動結構為蝸輪蝸桿。它的缺點是調節困難；調節時上、下限互相影響；費工費時；控制精度差；控制點會偏移：復位行程大（25cm以上）等。

最新的技術是采用長絲桿傳動機構，將電子接近開關和機械行程開關合二為一構成二合一精密行程開關。這種精密行程開關具有重復定位精度高（0.10mm）；調節方便；復位行程短（不超過10cm）；容易構成兩級保護；可靠性高；壽命長；安裝簡易等一系列突出優點，是應用于水利工程中取代老式主令控制器的更新換代產品。

4.2 水位傳感器和水位儀

最原始的測量水位的方法是使用水尺。雖然這種測量方法較準確，但使用不方便，容易產生讀數誤差，最主要的是不能實現數據的遠傳，故這種方法今后只應作為一種水位基準來使用。

使用電氣方法測量水位的水位儀，由水位傳感器和水位顯示儀組成，兩者之間由信號傳輸線相聯系。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體單晶硅在外力的作用下其阻值發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”，使用時將它直接投入被測液體中，十分方便。這種變送器的輸出電流一般為4～20mA，信號線僅需2芯電纜，故信號傳輸費用少；由于其體積小，直徑一般在30mm左右，故在現場安裝時無需建造專用的測井，因而節省費用。壓力式傳感器的缺點是存在時漂和溫漂，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傳感器發出高頻脈沖聲波，遇被測物體（水面）表面被反射，折回的反射回波被同一傳感器接收，轉換成電信號。脈沖發送和接收之間的時間（聲波的運動時間）與傳感器到物體表面的距離成正比，聲波傳輸的距離S與聲速C和傳輸時間T之問的關系可以用公式表示：S=CT，而測定距離L=S/2。

4.3 閘門開度傳感器

根據輸出信號的類型，閘門開度傳感器可分為模擬式和數字式。

早期的模擬式閘門開度傳感器一般以精密線繞多圈電位器作為傳感器件。這種傳感器的優點是結構簡單、成本低廉，且信號傳輸只需要三芯電纜，傳輸費用低，系統停電不會丟失閘門開度信號。其不足是電信號有一定的溫漂，但基本滿足水利工程中測量閘門開度的要求。

5 水閘電氣設備控制的強化

水利工程建筑是一種開發水利資源重要手段，且與國計民生、社會發展以及經濟建設等社會重大問題相關。水閘電氣設備對水利工程建筑實現其功能具有重要作用，因此電氣設備控制也顯得相對非常重要了。當代社會不僅經濟迅猛發展， 而且科學技術也呈現出日新月異的好的發展勢頭，因而，我們也應添加一些新的科技元素到水閘電氣設備的控制中，為的是達到創新控制方法的目的。這種創新需要多方面的保障與支持，首先，應結合近年來國內外在水閘電氣設備控制上的成熟理論與經驗，進行適當的完善與革新；其次，各相關部門應加強水閘電氣設備控制在理論上的研究，促使其一步步進入到現代化控制的階段和層次上來。

6 結語

在我國，擁有著許多大型的河流和湖泊，它們是建設水利工程項目的基礎。水能是一種天然、綠色，并且儲藏巨大的可再生能源，它必須依靠現代機械設備通過一系列的運轉與控制，而生產出滿足工農業生產、以及人們生活的各種需求。水閘電氣設備是現代水能開發與利用的重要設備之一，是人類高科技發展創新的產物。水閘電氣設備的安裝要以全面、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，還要認真分析和研究.力爭為國家提供更多的綠色、環保的能源，以實現促進國家經濟發展和人民安居樂業的宏偉目標。

參考文獻：

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