智能插座在小型水电站中的应用

杨其勇 鲁国灿

摘要：本设计基于智能插座及因特网，通过智能插座APP客户端远程控制小水电部分小型辅助设备的一套远程控制装置，包括无线路由器，电连接的智能插座，与智能插座电连接的交流接触器，与交流接触器触点相连的设备驱动电机。文章以本公司已经实践的冲沙闸远控改造为例，详细提出了改造方案，并对相关技术措施进行了详解。

关键词：智能插座；因特网；APP；小型辅助设备；远程自动

1背景

以我公司投产较早的引水式小水电为例：对于站内的一些小型辅助设备，公司不但要对设备进行更换，还要对站内监控系统进行改造，对于小型水电站来说，这属于一笔高额费用；另一方面电站引水渠道跨度长、分布广，且道路崎岖，给渠道值守人员的工作带来了极大的不便，特别是在暴雨频繁并可能发生山体滑坡、泥石流的汛期，会给渠道的安全稳定运行带来极大的安全隐患，有可能会造成水漫渠道，甚至是沟邦垮塌等危急事件。

为了有效解决上述问题，我公司经过现场分析、技术论证、设备选型后，以所属大春河三级电站大春河取水坝冲沙闸为试点，进行了闸门远控控制改造。该远程控制系统即可以实现现场冲沙闸门的手动控制，又可以进行远程控制。本远程控制系统基于智能插座配合闸门控制回路，以手机客户端通过因特网进行远程控制，满足冲沙闸门开启或者关闭的实时性，提高工作效率，降低现场劳动强度。

2技术分析及方案详解

2.1智能插座规格参数

输入电压：AC180～250V

输出电压：AC180～250V，DC5V

最大负载：2200W10A

无线类型：Wi-Fi2.4GHz

无线标准：802.11b/g/n

智能插座的最大负载为2200W10A，当超出最大负载后，内部保险丝将会熔断，以保证安全。保险丝熔断之后智能插座报废，所有功能失效。

2.2控制系统原理图

2.3装置现地、远程操作

2.3.1现地操作

断开4ZK，将转换开关打在手动位置，合上1ZK、2ZK，按下1SB按钮，冲沙闸门开启，到达限开位置行程开关动作，冲沙闸门开停。2SB按钮可在冲沙闸门开启行程范围内任意开度位停止开启。按下3SB按钮，冲沙闸门关闭，到达限关位置行程开关动作，冲沙闸门关停。

2.3.2远程操作

断开1ZK、2ZK，将转换开关打在自动位置，合上4ZK，在手机连接因特网情况下，打开客户端软件，找到智能插座设备。点击冲沙闸门开启用智能插座1，点通智能插座输出电源，冲沙闸门开启，到达限开位置行程开关动作，冲沙闸门开停。点断智能插座1输出电源，可在冲沙闸门开启行程范围内任意开度位停止开启。点击冲沙闸门关闭用智能插座2，点通智能插座输出电源，冲沙闸门关闭，到达限关位置行程开关动作，冲沙闸门关停。

2.4装置技术特点及效益

2.4.1电路进行了多重保护设计；

2.4.2过载保护：工作电路进行了过载保护，防止电路过载损坏设备；

2.4.3短路保护：电路内进行了短路保护，当有线路短路或接地时，电路会自动断开；

2.4.4电路互锁：为了保护冲沙闸门驱动电机，防止其损坏，冲沙闸门开启和冲沙闸门关闭电路回路中设置有自锁功能，在冲沙闸门开启动作时，冲沙閘门关闭动作失效，反之在冲沙闸门关闭动作时，冲沙闸门开启动作失效；

2.5与水情、水坝闸门远程系统整合使用

大春河三级电站大春河取水坝之前已有一套完整的水情自动测报系统。结合现阶段已实施的冲沙闸远程控制系统及现场安装的工业监控设备，运行人员可通过查看降雨量、来水情况及实时水位流量数据进行冲沙闸门远程操控，不但可以在无人值守的情况下完成冲沙作业，还可以在渠道过水压力较大时及时的通过冲沙闸泄去一部分压力，大大方便了电站运行人员对引水渠道的把控。

2.6提高了冲沙闸门控制的安全性

2.6.1冲沙闸门开启和关闭设置了上限位和下限位自动停止，有效防止电机损坏，在冲沙闸门开启或者关闭到限位后，会自动切断电源，停止工作；

2.6.2为了防止电机损坏，在冲沙闸门开启或者关闭的过程中，不能直接切换到另一种状态，必须先停止当前的工作过程才能进行工作切换；

2.6.3远程操作过程中，可在冲沙闸门开启或关闭行程范围内进行任意开度的停止开启或停止关闭。

2.7所创造的效益

2.7.1降低冲沙闸门管理成本

冲沙闸门远程控制改造后，可在流域自然气象状况良好时，采用无人值守模式，渠道值守人员日常无需值守，仅需保证完成必要的渠道巡视及清渣工作，在需要对取水坝冲沙闸进行操作时，由电站值班人员以手机或平板电脑等设备，在可连接因特网的任意位置直接远程对冲沙闸门进行操作，通过解放人力资源降低引水系统运行管理成本。

2.7.2提高冲沙闸门操作的及时性

进行冲沙闸门远程控制改造后，可让电站值班人员直接对冲沙闸门进行操作，减少中间环节，提高了冲沙闸门管理效率。

3应用范围

我公司所属各电站的厂房通风机，厂房风机控制箱均安装在中控室外。目前的控制方式为现场手动启停及自动启停两种，无远程控制启停功能。自动启停主要依靠温控仪配合控制回路完成自动启停。当温控仪相应输出点出问题时，将影响风机的自动启停功能，特别是在风机应启未启时，电站值班人员需到主厂房内进行操作。基于此情况，如参照大春河三级电站大春河取水坝冲沙闸远程改造方案，将智能插座应用到厂房通风机控制当中，公司仅需花很小的代价，对风机控制回路进行改造，无需承担PLC设备采购及电站监控程序改造的高额费用，即可实现对风机的远程操作。如实施后，电站值班人员可在中控室内通过手机或平板电脑等设备即可安全、可靠的完成风机的启停操作，无需亲至现场，大大减轻了运行人员的工作强度。

4结语

综上所述，智能插座在小水电中的应用，不但安全、可行、可靠，且应用范围广。对以微小成本提高小水电小型辅助设备的远程控制率具有重大意义。

参考文献：

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