水利工程論文-引水口工程閘門啟閉機(jī)電氣設(shè)計.doc

水利工程論文-引水口工程閘門啟閉機(jī)電氣設(shè)計摘要：小浪底南岸引水口工程進(jìn)水塔處的固定卷揚(yáng)啟閉機(jī)、門機(jī)和引水隧洞出口的油壓啟閉機(jī)是引水口工程的重要金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備，其電氣控制操作的可靠性、靈活性，直接影響整個引水口工程的安全。本文詳細(xì)介紹了幾種類型的啟閉機(jī)電氣設(shè)計原理。關(guān)鍵詞：小浪底南岸引水口啟閉機(jī)電氣設(shè)計1概述小浪底南岸引水口工程的任務(wù)是從小浪底水庫引水向小浪底南岸灌區(qū)和洛陽市城市供水。小浪底南岸灌區(qū)是河南省嚴(yán)重干旱缺水的地區(qū)之一，長期以來由于受干旱的影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平較低，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量低而不穩(wěn)，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢。灌區(qū)的主要受益縣孟津縣系河南省的省級貧困縣，脫貧致富是小浪底南岸灌區(qū)開發(fā)的首要任務(wù)；而洛陽市的城市供水，主要依靠地下水，近幾年來由于局部超采，地下水位一般已下降10米左右，隨著經(jīng)濟(jì)和社會事業(yè)的發(fā)展，供需矛盾愈加突出。為解決以上問題，經(jīng)有關(guān)專業(yè)多方面研究、論證，唯一的選擇是興建小浪底水庫供水工程。小浪底南岸引水口工程引水方式為直接從小浪底水庫自流引水，經(jīng)進(jìn)水塔、輸水隧洞和出口分水工程等主要建筑物向南岸灌區(qū)及洛陽市城市供水。進(jìn)水塔順?biāo)鞣较蛞来嗽O(shè)有主、付攔污柵，階梯式檢修門和事故門，塔頂布置700KN雙向門機(jī)一臺，1x1250KN固定式啟閉機(jī)一臺。門機(jī)用于起吊三孔檢修門和主、付攔污柵。2固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)電氣設(shè)計固定卷揚(yáng)啟閉機(jī)安裝在進(jìn)水塔內(nèi)276m高程，用于操作進(jìn)水塔事故閘門。運(yùn)行條件為動水下門，靜水啟門，采用一門一機(jī)布置方式，單機(jī)重量42t。事故閘門的設(shè)置是為了當(dāng)進(jìn)水塔后隧洞及出口弧門發(fā)生事故時，能夠及時關(guān)閉洞口以防事故擴(kuò)大，啟閉機(jī)容量為1x1250KN。當(dāng)庫水位在240246m之間時，事故閘門可直接開啟而無需充水平壓；庫水位超過246m時，事故門開啟前利用242m高程處的平壓管進(jìn)行充水平壓。卷揚(yáng)啟閉機(jī)的主要電氣設(shè)備有：線繞電動機(jī)一臺，容量為55kW，制動器一臺及啟閉機(jī)電氣控制裝置一套。另外還有開度測控裝置、荷載測控裝置、主令控制器等。21啟閉機(jī)控制卷揚(yáng)啟閉機(jī)采用常規(guī)控制方式，現(xiàn)地操作。在啟閉機(jī)室設(shè)有一塊控制屏，一塊接觸器屏和一塊起動電阻屏?？刂破辽喜贾糜虚l門開度顯示儀、荷載控制顯示儀、控制開關(guān)、信號燈、按鈕、繼電器等；接觸器屏上布置有電流表、電壓表、接觸器、斷路器、熱繼電器、電流互感器等主回路設(shè)備；起動電阻安置在起動電阻屏內(nèi)。閘門運(yùn)行有三個位置：上限位置、檢修位置、下極限位置，閘門到達(dá)此三個位置時自動停機(jī)。為了提高可靠性，通過閘門開度測控裝置和主令控制器互為備用方式實現(xiàn)閘門運(yùn)行位置的控制。閘門提升或下降時，首先接通上升或下降接觸器，然后經(jīng)延時依次接通相應(yīng)的接觸器，將起動電阻逐級切除，使閘門穩(wěn)定運(yùn)行。22保護(hù)為防止啟閉機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，在卷筒一端軸承座下安裝有QCX-2型壓力傳感器。運(yùn)行中，當(dāng)啟閉荷載達(dá)到額定荷載的90%時，傳感器發(fā)出聲光警報；當(dāng)啟閉荷載超出額定荷載10%時，傳感器發(fā)出聲光警報，并自動切斷電源，啟閉機(jī)停止工作。閘門在運(yùn)行過程中，若發(fā)生電氣過負(fù)荷，相應(yīng)保護(hù)動作停機(jī)，并發(fā)聲光信號。3液壓啟閉機(jī)電氣設(shè)計液壓啟閉機(jī)用于引水洞出口工作閘門。泵站設(shè)2套油泵電動機(jī)組，每臺油泵電動機(jī)的容量為18.5kW。在油壓啟閉機(jī)室設(shè)置一塊控制屏，一塊接觸器屏。閘門開度控制儀、“主/備用”泵選擇開關(guān)、按鈕、中間繼電器、時間繼電器、閘門位置信號燈、油壓、油位及過負(fù)荷信號燈等布置在控制屏上。軟啟動設(shè)備、電流表、二臺油泵起動及運(yùn)行信號燈、斷路器，接觸器，電流互感器等主回路設(shè)備布置在接觸器屏上。31啟閉機(jī)控制液壓啟閉機(jī)采用常規(guī)繼電器控制方式，油泵電動機(jī)采用軟啟動。工作泵與備用泵不得同時起動，在控制屏上設(shè)有泵的“主用/備用”選擇開關(guān)。啟閉閘門時應(yīng)首先啟動油泵電動機(jī)，電機(jī)運(yùn)行10秒后，才可以操作相關(guān)的電磁閥動作；停機(jī)時，只有在所有電磁閥斷電5秒后，電動機(jī)電源才允許切斷。提升或下放閘門至全開或全關(guān)位置時，由高度指示儀發(fā)訊，自動切斷電源停機(jī)。部分開啟時，當(dāng)閘門上升或下降到所需位置后，按下“停止”按鈕，相繼斷開電磁閥和油泵電動機(jī)的電源，閘門停在所需位置。當(dāng)閘門長期處于全開或部分開啟位置，出現(xiàn)油缸漏油使閘門出現(xiàn)下沉情況時，由高度指示儀控制工作泵自動起動，閘門復(fù)位后工作泵斷電自動退出。若工作泵出現(xiàn)故障，即油缸活塞桿下沉但工作泵卻并未起動時，活塞桿會繼續(xù)下沉到設(shè)定最大值,由高度指示儀控制工作泵退出，起動備用泵，為油缸供油，使閘門自動復(fù)位，之后備用泵斷電退出。32系統(tǒng)保護(hù)1）當(dāng)提門時，油缸下腔的油壓超過設(shè)計油壓的10%時，壓力繼電器PJ3動作，切斷電源，使電機(jī)停止運(yùn)行；2）當(dāng)下門時，油缸上腔的油壓超過設(shè)計油壓的10%時，壓力繼電器PJ2動作，切斷電源，使電機(jī)停止運(yùn)行；3）當(dāng)油缸在動作時，若工作泵發(fā)生故障，壓力過低，壓力繼電器動作使工作泵退出，延時后起動備用泵，若備用泵仍有故障，切斷電源，備用泵停止運(yùn)行。4）油箱油位過高或偏低時，液位繼電器動作，發(fā)出聲光信號；油箱油位過低時，液位繼電器動作，液壓系統(tǒng)立即停止工作，并發(fā)出聲光信號。5）當(dāng)油泵電機(jī)組在運(yùn)行中過載時，熱繼電器動作，切斷電源，電機(jī)停止運(yùn)行。6）聲光信號：閘門到達(dá)全開及全關(guān)位置、濾油器堵塞、油缸上、下腔壓力過高等故障都發(fā)出聲光信號。4門式啟閉機(jī)電氣設(shè)計塔頂門機(jī)用于啟閉進(jìn)水口三扇檢修門及一套攔污柵。門機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、門架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、夾軌器、小車機(jī)房、電纜卷筒、軌道等組成，門機(jī)附屬設(shè)備為兩臺機(jī)械抓梁。門機(jī)上的主要電氣設(shè)備包括：主起升電動機(jī)22kW，1臺；小車運(yùn)行電動機(jī)2.2kW，2臺；大車運(yùn)行電動機(jī)2.2kW，4臺；夾軌器電動機(jī)3kW，2臺。41門機(jī)的控制和保護(hù)門機(jī)的供電電源為380/220V，控制方式為主令控制器或按鈕加接觸器常規(guī)控制。各電氣設(shè)備的控制箱均安裝在小車機(jī)房內(nèi)?？刂撇僮髌骷托盘栔甘緹舻炔贾迷谒緳C(jī)室聯(lián)控臺上，高度、荷載、風(fēng)速風(fēng)向顯示儀表布置在司機(jī)室內(nèi)的儀表箱上。門機(jī)的電源電纜經(jīng)大車電纜卷筒、機(jī)架、小車滑線引至小車機(jī)房內(nèi)的總電源控制箱A0，然后分為二路，一路接斷路器QF0向主要電氣設(shè)備供電，另一路接斷路器QF1為門機(jī)照明、插座等回路供電。斷路器QF0和QF1均為就地手動合閘，QF0配有分勵線圈可在司機(jī)室進(jìn)行遠(yuǎn)方跳閘。門機(jī)的起升機(jī)構(gòu)控制采用“上升”、“下降”各三檔的LK-11系列主令控制器，獨(dú)立的合脫鉤控制開關(guān)?？紤]到門機(jī)起吊的三孔檢修門和攔污柵的吊點均不在同一高程上，為此設(shè)置了閘門選擇開關(guān)，并采用有多點位置接點輸出的高度指示器，使操作任何一扇閘門均能在其要求的位置自動停機(jī)。大車在運(yùn)行過程中和大車夾軌器未夾緊的情況下主起升機(jī)構(gòu)不能工作。小車運(yùn)行控制主令控制器“向前”、“向后”各一檔。當(dāng)電源正常、小車電動機(jī)正常且起升荷載小于20t、大車制動、小車夾軌器松開時，小車才能運(yùn)行。小車運(yùn)行到前后極限位置時自動停機(jī)。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由四臺電動機(jī)驅(qū)動，為保證大