向家壩升船機電氣調(diào)試案例簡析

夏婧蕓

(長江三峽技術經(jīng)濟發(fā)展有限公司，北京 100038)

1 工程概述

向家壩采用一級全平衡垂直升船機，布置于河道左側(cè)，左、右分別與沖沙孔壩段和廠房壩段相鄰。升船機由上游引航道、上閘首(包括擋水壩段和渡槽段)、船廂室段、下閘首和下游引航道(含輔助閘室和輔助閘首)等五部分組成，全長約1530m。升船機按Ⅳ級航道設計，同時兼顧1000t級單船過壩；最大過壩船隊為2×500t 級一頂二駁船隊，最大過壩單船為1000t 級機動貨船；升船機最大提升高度114.20m，機型采用全平衡齒輪爬升螺母柱保安式。

2 主要電氣調(diào)試項目

金沙江向家壩水電站升船機涉及的電氣安裝調(diào)試部分主要集中在以下系統(tǒng)。

（1）升船機供電。向家壩升船機采用兩回10kV 電源進線，組成兩段10kV 單母線，中間設聯(lián)絡斷路器，兩回進線和聯(lián)絡斷路器之間設自動投切裝置，互為備用。通過10kV/0.4kV 變電所內(nèi)的2500kVA 10kV/0.4kV 降壓變壓器后進入0.4kV 開關柜，為船廂、上下閘首、輔助閘首及浮堤躉船等設備進行供電。通過布置在四個塔柱的安全滑線，為布置在船廂上左、上右、下左、下右驅(qū)動單元2#電氣設備室內(nèi)的4 套主低壓配電柜供電，形成船廂4 個電源供電點。0.4KV 開關柜還為上閘首/活動橋，下閘首及輔助閘首工作門/防撞裝置啟閉機提供動力電源。

（2）閘首和啟閉機控制。輔助閘首上游側(cè)布置防撞裝置，用于保護輔助閘首工作閘門免受輔助閘室內(nèi)失速船舶的撞擊。防撞裝置由固定卷揚式啟閉機操作。上閘首工作閘門是升船機船廂室的上游擋水設施，下閘首工作閘門是升船機船廂室的下游擋水設施。

（3）船廂廂頭電氣控制。船廂廂頭電氣控制室分在船廂兩端，控制船廂門和防撞梁的開啟閉合。

（4）電氣傳動與控制、檢測系統(tǒng)。船廂驅(qū)動機構(gòu)為多電機同步驅(qū)動系統(tǒng)，系統(tǒng)采用1 套傳動協(xié)調(diào)控制站加4 套交流變頻傳動裝置的兩級開放式分層分布控制結(jié)構(gòu)方案，兩級之間通過底層現(xiàn)場總線網(wǎng)絡進行互連。傳動協(xié)調(diào)控制站作為“上位機”實現(xiàn)對4 套交流變頻傳動裝置。檢測系統(tǒng)遍布升船機各個系統(tǒng)，主要為傳感器。

（5）計算機監(jiān)控。升船機計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍為上閘首、船廂室段及船廂、下閘首、輔助閘首等四大部位內(nèi)的涉及升船機正常通航運行的所有機械、電氣設備。

（6）通航信號，廣播指揮。向家壩升船機通航信號系統(tǒng)主要由通航信號燈實現(xiàn)，主要包括通航指揮信號燈、船廂升降警示燈和航道邊界燈，廣播系統(tǒng)的控制設備，揚聲器和電纜。

3 升船機電氣調(diào)試案例分析

3.1 升船機供電

開閉所，變電所備自投試驗過程中，全自動方式下，遠方斷開一母聯(lián)絡開關時，進線僅跳閘后無繼續(xù)動作，備自投試驗失敗。原因：失電保護動作設置錯誤。造成系統(tǒng)認為兩路回路均為失電狀態(tài)，備自投不閉合。處理：施耐德廠家來現(xiàn)場更改保護動作程序。

3.2 閘首和啟閉機控制

（1）輔助閘首電控設備集控無報警信號，無法遠控，故障復位也無效。原因：設備失電后重新上電，程序設置保護，要求現(xiàn)地手動復位。處理：遠程打開程序監(jiān)視，“變頻器未準備好”故障。在現(xiàn)地站觸摸屏上故障確定及復位后，設備恢復正常。

（2）輔助閘首工作門運行過程中，集控發(fā)出“故障復位”指令后，工作門會停機并報“二類匯總故障”。原因：輔助閘首控制程序中，故障復位程序段內(nèi)“變頻器準備就緒”開關被短接，“復位”指令和“變頻器準備就緒”指令時序未分開，導致邏輯問題。處理：刪去短接開關，故障消除。

（3）輔助閘首啟閉機右岸側(cè)荷載顯示超載，導致緊急停機。原因：檢查發(fā)現(xiàn)右岸側(cè)變送器輸出電壓異常。用左岸側(cè)變送器更換后，輸出電壓正常，判斷變送器故障。處理：將新變送器裝于左岸側(cè)，并與右岸側(cè)變送器對比標定，結(jié)果顯示正常，故障消除。

（4）下閘首密封框退回時，偏差過大。原因：密封框偏差過大，導致泵站無法建壓。處理：對1#、2#油缸退回比例閥開口調(diào)整為700mm，對9#、10#油缸退回比例閥開口調(diào)整為950mm，密封框退回偏差正常。

（5）下閘首間隙水充水超時故障。原因：下閘首2#主充泄水變頻器報故障。處理：將2#泵切除，導致沖水變慢。集控復歸后故障消除，不影響后續(xù)開門。

3.3 船廂廂頭電氣控制

（1）船廂門開門時閉鎖條件錯誤。原因：由于間隙水深高程值無法確定。處理：閉鎖條件由船廂水位間隙水位≤0.2m，更改為船廂水位與通航水位≤0.2m。

（2）上、下廂頭防撞裝置鎖栓發(fā)訊機構(gòu)發(fā)訊不成功。原因：船廂門開關位置有沖突干涉。處理：調(diào)整鎖栓發(fā)訊位置。

（3）下廂頭防撞吊架電磁閥YV14 反饋信號丟失。原因：傳感器電源正常，電磁閥動作正常，反饋信號線正常，但是無反饋信號。檢查發(fā)現(xiàn)傳感器電源線劣質(zhì)導致傳感器電源產(chǎn)生壓降，過低電壓導致傳感器無信號輸出。處理：更換電源線后信號恢復正常.

（4）上、下廂頭船廂門啟閉油缸、鎖定油缸機構(gòu)動作時失壓報警。原因：船廂門鎖定機構(gòu)動作時，系統(tǒng)正常工作壓力只有1MPa 左右，系統(tǒng)失壓整定值為3MPa 左右。處理：重新整定壓力報警闕值。

（5）下廂頭泵站檢測信號左右相反。原因：由于船廂門上、下廂頭液壓泵站設計完全一致，但實際擺放位置為鏡像擺放。處理：核實確認左右相反，更正下廂頭液壓泵站擺放位置。

（6）上廂頭防撞生效令超時，監(jiān)控顯示防撞吊架行程11mm，未到10mm。原因：天氣嚴寒，油流量變低，使機構(gòu)一直未動作到位，監(jiān)控顯示防撞吊架行程為11mm，程序需要到10mm 才會進行下一步吊架到位。處理：臨時修改行程為10mm，機構(gòu)進行下一步動作。

3.4 電氣傳動與控制、檢測系統(tǒng)

（1）液氣彈簧機構(gòu)有壓力，無法完成泄壓。原因：在液氣彈簧泄壓時，泄壓到位后，泄壓閥斷電。液氣彈簧蓄能器便將壓力補給液氣彈簧缸，造成液氣彈簧機構(gòu)又有壓力，無法完成泄壓。處理：因此在液氣彈簧泄壓到位后，泄壓閥繼續(xù)得電，液氣彈簧才保持泄壓狀態(tài)。在液氣彈簧加壓前先停止液氣彈簧泄壓。在調(diào)試中，由于1#液氣彈簧壓力傳感器線性誤差較大，泄壓時，液氣彈簧已低于0.2MPa 時，壓力傳感器值在0.6MPa 左右，故壓力傳感器1SP6 值達到0.6MPa時，1#液氣彈簧卸載到位。

（2）在進行橫導向機構(gòu)調(diào)試時，根據(jù)動作表進行橫導向?qū)χ校l(fā)現(xiàn)橫導向機構(gòu)不動作。原因：左導向缸、右導向缸和補償缸三個缸之間的壓力應處于相互平衡的狀態(tài)。而在對中試驗前，三個缸的壓力是在檢修方式下經(jīng)過手動調(diào)整，且并不在正常工作壓力范圍。處理：先對補償缸進行補壓試驗，補壓成功后，再進行對中試驗，橫導向按預定的方向動作恢復到中位。

（3）縱導向及頂緊機構(gòu)動作時會出現(xiàn)壓力瞬時報警信號，后又恢復正常。如果此時判斷為壓力故障，則系統(tǒng)會經(jīng)常性停機。原因：程序設置不合理。處理：為提高機構(gòu)運行效率，在不影響機構(gòu)動作條件下，當收到壓力故障報警信號，且報警信號維持一段時間后，判斷為壓力故障報警，根據(jù)故障類別進行停機處理。

（4）1#驅(qū)動點電控設備顯示1#、2#、3#傳動流程故障。原因：操作員站船廂運行前，無法將船廂位置寫入。因為船廂位置與反饋位置存在偏差。處理：將船廂位置寫入后，切換至集控，故障消除。

（5）3#縱導向下游推出信號消失。原因：頂緊機構(gòu)液壓缸有桿腔與無桿腔進油口均用液控單向閥，可能存在油液雜質(zhì)，導致卡阻，向上分力，導致頂緊機構(gòu)向上回縮，傳感器信號消失。處理：清理頂緊機構(gòu)液壓缸有桿腔與無桿腔進油口后，動作恢復正常。

3.5 計算機監(jiān)控

（1）在走分步流程時發(fā)現(xiàn)船廂門關閉后防撞吊架關閉時超速。原因：由于上位機在機構(gòu)發(fā)令時無時間間隔，處理電機停止有延時，并且船廂門關門時兩臺電機工作，防撞下降室一臺電機工作，導致防撞過速。處理：經(jīng)程序優(yōu)化，在防撞吊架關閉時根據(jù)輪泵對應停止響應電機。

（2）安全站不能讀取水位計信號。原因：水位計一分二模塊損壞。處理：更換模塊。

（3）船廂運行啟動，上位機報系統(tǒng)二類故障：安全站動作不允許，船廂無法動作。原因：對安全站進行復位，故障未消除，查看安全站程序發(fā)現(xiàn)上閘首密封框一個退到位信號消失。處理：對上閘首密封框退到位傳感器位置進行調(diào)整后，信號恢復正常，故障消除。

3.6 圖像監(jiān)視和通信系統(tǒng)

（1）雙環(huán)網(wǎng)196 網(wǎng)段可以通驅(qū)動站交換機，不能讀取驅(qū)動站PLC。原因：因為交換機發(fā)送模塊損壞。處理：更換交換機。

4 結(jié)語

綜上所述，向家壩升船機還涉及照明、接地系統(tǒng)，通風空調(diào)系統(tǒng)，消防和火災報警系統(tǒng)等的調(diào)試。本文不一一列舉案例。向家壩升船機經(jīng)過單系統(tǒng)、分系統(tǒng)、船廂無水聯(lián)合調(diào)試，過船聯(lián)合調(diào)試四個階段。每個階段多次試驗，優(yōu)化，再測試，力爭最優(yōu)方案使升船機投入運行。