浅谈水闸电气设备的自动化研究

赵庆花

摘 要：在我国民经济发展中，水利工程占有十分重要的地位和作用，且关系到国家的经济建设，以及人民的生命、财产安全等重大社会问题。水闸电气设备的控制作为水利上程建设与管理的基本要素，在水利工程管理中占有重要的作用。因此，如何增强大中型水闸电气设备控制方法的科学化和现代化，就成为水利工程成败的关键。

关键词：水闸电气；应用；发展

1 前言

我国水利资源丰富，而水又是民生之本。所以越来越的大中型水利工程被建成或正在兴建于各大江流、湖泊之上。电气设备是水利工程设施发挥其功能的重要组成部分，必须加强大中型水闸电气设备的控制，这样才能保证水利工程的建设目标意义。本文就水闸电气设备的应用及控制方法做一探究。

2 水闸电气设备的安装

2.1 水闸计算机监控系统的安装与调试

水闸计算机监控系统是按照标准工艺控制要求设计而出的双层控制系统，其下层的现场控制单元LCU直接控制闸门的运行，上层计算机控制系统则负责对所有工艺状况的集中监视和协调控制，并分析和记录所有工艺参数的状况和趋势，双层的使用达到使生产工艺设备稳定，可靠运行的目的。上层与下层之间通过稳定和大容量的100M快速光纤以太网连接，构成完美的网络系统。上层控制级：中央控制室本控制系统设有中央控制室，它配置中央操作站置于中控室内。操作人员通过中央操作站，可以集中监视，管理、掌握过程的现状和趋势，同时进行必要操作，完成整个过程和控制，达到整个过程正常稳定、可靠运行。通过中央操作站可以监视生产过程、各测点实时动态数据、各设备的运行状态、重要参数，显示系统总貌图、操作面板、实时趋势及历史趋势图、棒状图以及实时操作功能等。能完成对现场设备的远距离遥控启动，停止，状态指示等功能。能提供多项报警处理功能，可以保存长时间的报警信息。每台操作员站均能独立监控整个生产过程，同时控制站也可以作为工程师站使用，它可以完成系统软件的编程、组态、调试和修改等工作。下层控制级：电气室和现场站，根据不同的工艺和需求，分别设置不同位置的现场站，并确定其各自的监测范围，从而分组实现启闭机的现场控制和远程控制。主要设备包括：现场控制站、各现场站控制处理器、模拟及开关置的I/O模块、其它各种功能模块、机柜机架。

2.2 高低压开关柜安装与调试

高低压开关柜常规检验必须小心谨慎，要做好防电措施。检测时闲杂人等必须远离，避免对人体伤害。其安装与调试的一般要求是：

（1）户内型应垂直安装，户外型有的要求水平安装。垂直安装时，静触头要在上。

（2）静触头侧接电源，动触头侧接负载。

（3）初始安装好后必须进行认真细致反复地调试。调试后要达到：分、合闸过程皆达到三相动触头同步动作，其先后最大距离差不得大于3mm；在合闸位置，动刀片与静触头的接触长度要与动刀片宽度相同（刀片全部切入），且刀片下底边与静触头底边保持3mm左右的距离，保证不能撞击瓷绝缘，静触头的两个侧边都要与动刀片接触，且保证有一定的夹紧力，不能单边接触；在分闸位置，动静触头间要有一定的隔离距离，户内压气式负荷开关不小于182±3mm，户外压气式负荷开关不小于175mm。

3 水闸电气控制的內容及要求

大中型水闸是水利枢纽工程的重要建筑物，由于其地位重要、投资巨大，大中型水闸电气控制要充分保证水闸运行安全、及时准确测量运行数据、便于操作控制。大中型水闸电气控制内容包括以下几个方面：①启闭机电机的正转、停止、反转控制，启闭机电机的过载、断相及短路保护，启闭机电机的工作参数监视和监测；②水闸上下游水位的测量、显示、比较及数据传送；③闸门开启高度的测量、显示、控制及数据传送；④闸门启闭过程中最下安全位和最上安全位的限位控制；

4 水闸电气设备的应用

4.1 二合一精密行程开关

目前所使用的主令控制器，绝大部分是纯机械结构，其传动结构为蜗轮蜗杆。它的缺点是调节困难；调节时上、下限互相影响；费工费时；控制精度差；控制点会偏移：复位行程大（25cm以上）等。

最新的技术是采用长丝杆传动机构，将电子接近开关和机械行程开关合二为一构成二合一精密行程开关。这种精密行程开关具有重复定位精度高（0.10mm）；调节方便；复位行程短（不超过10cm）；容易构成两级保护；可靠性高；寿命长；安装简易等一系列突出优点，是应用于水利工程中取代老式主令控制器的更新换代产品。

4.2 水位传感器和水位仪

最原始的测量水位的方法是使用水尺。虽然这种测量方法较准确，但使用不方便，容易产生读数误差，最主要的是不能实现数据的远传，故这种方法今后只应作为一种水位基准来使用。

4.3 闸门开度传感器

早期的模拟式闸门开度传感器一般以精密线绕多圈电位器作为传感器件。这种传感器的优点是结构简单、成本低廉，且信号传输只需要三芯电缆，传输费用低，系统停电不会丢失闸门开度信号。其不足是电信号有一定的温漂，但基本满足水利工程中测量闸门开度的要求。

5 水闸电气设备控制的强化

水利工程建筑是一种开发水利资源重要手段，且与国计民生、社会发展以及经济建设等社会重大问题相关。水闸电气设备对水利工程建筑实现其功能具有重要作用，因此电气设备控制也显得相对非常重要了。当代社会不仅经济迅猛发展，而且科学技术也呈现出日新月异的好的发展势头，因而，我们也应添加一些新的科技元素到水闸电气设备的控制中，为的是达到创新控制方法的目的。这种创新需要多方面的保障与支持，首先，应结合近年来国内外在水闸电气设备控制上的成熟理论与经验，进行适当的完善与革新；其次，各相关部门应加强水闸电气设备控制在理论上的研究，促使其一步步进入到现代化控制的阶段和层次上来。

6 结语

在我国，拥有着许多大型的河流和湖泊，它们是建设水利工程项目的基础。水能是一种天然、绿色，并且储藏巨大的可再生能源，它必须依靠现代机械设备通过一系列的运转与控制，而生产出满足工农业生产、以及人们生活的各种需求。水闸电气设备是现代水能开发与利用的重要设备之一，是人类高科技发展创新的产物。水闸电气设备的安装要以全面、合理、有效利用水资源为前提，在保证安装程序符合操作流程的同时，还要认真分析和研究.力争为国家提供更多的绿色、环保的能源，以实现促进国家经济发展和人民安居乐业的宏伟目标。

参考文献：

[1] 孙祥明.水利工程电力设备管理手册[J].北京（知识产权出版社），2007.

[2] 孟翔宇，王德军.水利工程电气设备的管理与控制[J].水利建筑，2007（2）.