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丹江电厂渗漏泵控制与监视系统
作者:朱义苏  姚劲松    文章来源:本站原创    点击数:2087    更新时间:2006-8-17

朱义苏  姚劲松

  要:渗漏泵排水工作应严格根据深井水位自动进行,同时控制渗漏泵动力电机低压起动、匀减速停止,实现过度自然的软起动,以避免大电流起动电机过热绝缘老化及转矩过大产生机械撞击。并对渗漏泵系统实行远方集中监视,方便运行人员工作。

关键词:渗漏泵 控制 监视

排水系统是水电厂重要的辅助设备,尤其是渗漏排水系统、检修排水系统,其运行状况的好坏直接关系着厂房安全,丹江口水电厂渗漏排水系统是由两台渗漏泵组成,通过智能软启动水位控制装置的控制,其完成对全厂六台机组及其它渗漏水的排水工作。除现场控制、监视外还利用监控系统对其工作状况进行远方集中监视。其系统原理如图1所示。

 

1  信号测量装置

水位测量装置采用瑞士凯乐测量技术公司的液位传感器,能灵敏可靠的将水位感应为相应的电流(0—Xm对应4—20mA),经过信号处理,隔离放大,A/D转换后,输入微机控制器,微机控制器根据水位高低及控制输入的整定参数决定是否要启动渗漏泵排水。传感器实物及安装原理如图2所示。

 

2  软起动装置

渗漏泵起动分为直接起动和软起动。直接起动为全压起动,所用设备简单,投资少,但启动电流大,在配电系统产生较大压降,影响同母线连接设备运行,频繁起动,将导致电机过热,加速绝缘老化甚至损坏。同时全压起动转矩过大对电机及传动机械产生巨大的冲击,缩短机械寿命。软启动能抑制电动机起动电流,实现电流平滑上升,使电机在限定时间内达到额定转速,并在必要情况下多次连续起动。该过程兼有若干保护功能,当短路、过载、起动超时、欠电压、系统异常等故障时,软启动装置能做出相应防护并发出警示信号。

本系统软起动装置采用晶闸管与微机控制器构成,当水位达到起动限时,微处理器发出起动信号经过光电隔离、D/A转换、最后通过触发器形成触发脉冲加到晶闸管触发极上,通过均匀控制三相电路晶闸管触发角来控制电压,变化触发

角,使输出电压由0缓慢上升到全压,此时电机转速也从0到额定转速;当停止指令发出后,微处理器控制晶闸管是电压按要求下降,转速逐步降为0。软启动主电路如图3所示。

3

六只晶闸管门极触发的相序是VT1VT3VT5触发相位依次滞后120°VT4VT6VT2的触发又分别滞后于VT1VT3VT5180°这样触发相位自VT1VT6,依次滞后间隔为60°。脉冲采用宽脉冲或脉冲列触发,避免窄脉冲条件下因为电感负载续流作用,且触发角α小于电流滞后电压角Φ,使VT1电流降为0时,VT4的门极脉冲已经消失而无法导通的情况发生。故通常脉冲后沿固定在π、2π、3π处,而前沿α、π+α、2π+α处脉冲宽度随α而变。但调节开始时必须是α〉Φ,否则除法时电流未过0,无法导通,而低压起动时α很大很容易满足此条件,具体分析可等价于单相交流调压回路如下图4所示。负载电流有下面的微分方程。

解方程得:

所以电流有效值

式中Z为负载阻抗,Φ为阻抗角,α为触发角;图中θ为导通角。

   

 这时0〈α〈π,当Φ≤Φ时,θ为180°,当α〉Φ时,θ=180°+Φ-α,可见0〈θ〈180°,电流的大小取决于触发角,触发越大电压就越小,电流也越小。从而实现调压软起动。

3  人机接口

该智能软启动水位控制装置具有良好的人机接口,盘面显示器在正常工作时,显示水位,按键可显示器查阅控制参数,输入密码后可以设定定值,通常设定的定值有正常泵、备用泵起动值,正常泵、备用泵停止值,水位过高、过低值,过载保护值、软启动时间及密码等。设定状态下不影响控制运行,在设定状态下,停止操作超过10秒,则自动进入实测状态。

盘面设有手、自动切换旋扭和AB泵正常泵、备用泵旋扭,当手、自动旋扭置自动时,若指定A泵为正常泵,则B泵为备用泵,正常泵与备用泵每起动一次就切换一次;当手、自动旋扭置手动时,A泵为正常泵时A泵工作,B泵为正常工作时B泵工作,此时不受水位起动控制。手、自动旋扭置中间位置时,AB泵均不会工作,相当于切除状态。

用状态监视灯指示系统状态,其有正常运行灯和故障灯,正常指示灯分为正常泵起动、备用泵起动;故障指示灯分为水位过高、水位过低、总故障。任何状态下按复归按扭,系统重新开始工作判断,不追忆复归前工作。

4  远方集中监视

现地监视虽很清楚,但工作人员监视不方便,为此进行了遥信改造。使监控系统能在远方集中监视智能软启动水位控制装置。通过信号电缆把基本信号送给SJ600LCU装置开入量;通过双绞线将水位模拟信号传给LCU的模拟量采集模件;通过RS-485通信,将系统工作状态、水位报警、电源等更多的细化的信号传递给SJ600LCU装置。这些数据在SJ600数据库里一一定义,可通过模件状态灯和触摸屏完成LCU现地监视,另一方面通过Ethernet网将数据经过交换机传递给上位机,在上位机SSJ3000中进一步定义数据,设置数据报警光字,水位显示数据和更为直观的水位动态直方图。运行当出现故障时,相应的光字变色并有相应的语音提示;水位数据和水位直方图则根据采集数据实时变化。这样运行人员就可以在控制室上位机进行监视,工作更简单、方便。

5  结束语

通过现场的运行,表明此系统可靠、稳定,有效的克服了传统全压启动的弱点;同时提供了良好的人机接口和详细可靠的监视信号。有利于企业自动化水平的发展。 

参考文献:

(1)  黄俊,王兆安.电力电子变流技术. 北京:机械工业出版社,2000

(2)  许建国. 拖动与调速系统. 武汉:武汉测绘科技大学出版社,1998

(3)  王毓东.电机学.杭州:浙江大学出版社,1990

(4)  YDK-RW-P(H)型智能软启动压力(液位)控制装置,武汉海吉科技展公司

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