渾河閘除險(xiǎn)加固工程電氣設(shè)備選擇探析

劉 峰

(遼寧省錦州水文局，遼寧 錦州 121000)

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渾河閘除險(xiǎn)加固工程電氣設(shè)備選擇探析

劉 峰

(遼寧省錦州水文局，遼寧 錦州 121000)

渾河閘現(xiàn)有22孔攔河閘、5孔渾沙進(jìn)水閘、5孔渾蒲進(jìn)水閘，啟閉機(jī)控制為手動(dòng)操作，電氣設(shè)備嚴(yán)重破損，急需對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固。文章簡(jiǎn)述了渾河閘的基本概況，并對(duì)渾河閘除險(xiǎn)加固的電氣設(shè)備選擇和配備進(jìn)行了分析和論述。通過對(duì)渾河閘除險(xiǎn)加固電氣設(shè)備的配備與選擇，將會(huì)很好地對(duì)工程進(jìn)行改造，是工程發(fā)揮其重要作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有重要意義。

水閘；除險(xiǎn)加固；電氣設(shè)備；設(shè)備選擇；閘門控制

1 概 況

渾河閘現(xiàn)有22孔攔河閘、5孔渾沙進(jìn)水閘、5孔渾蒲進(jìn)水閘，啟閉機(jī)控制為手動(dòng)操作，電氣設(shè)備嚴(yán)重破損，渾河閘現(xiàn)有兩回電源供電，主電源“T”接自由蘇家屯66kV變電所配出的10kV農(nóng)用線路，線徑為L(zhǎng)GJ-35mm2。

管理處設(shè)置一臺(tái)變壓器容量為100kVA，作為攔河閘、渾沙進(jìn)水閘、渾蒲進(jìn)水閘啟閉機(jī)及管理處用電電源，備用電源為由右岸引來的0.4kV回路，該電源10kV側(cè)“T”接自章士66kV變電所配出的10kV農(nóng)用線路，線徑為L(zhǎng)GJ-35mm2。另外管理處還設(shè)置2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)分別為50kW和15kW作為應(yīng)急電源，現(xiàn)已損壞。

因渾河閘位于沈陽市郊，來往人員復(fù)雜，管理局加強(qiáng)安全防護(hù)，在啟閉機(jī)室設(shè)置了1套紅外線報(bào)警系統(tǒng)，廠區(qū)設(shè)置1套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，水庫現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)沒有連網(wǎng)，系統(tǒng)外通訊依靠程控電話，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不能上網(wǎng)[1]。

本次設(shè)計(jì)渾河閘拆除重建，管理局搬遷至右岸，電氣設(shè)計(jì)任務(wù)有以下幾部分：閘門啟閉機(jī)配電及廠區(qū)配電，建設(shè)1套閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)，建設(shè)1套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，建設(shè)1套紅外線報(bào)警系統(tǒng)。建設(shè)管理處局域網(wǎng)，建設(shè)1套通訊系統(tǒng)，建設(shè)渾河閘綜合自動(dòng)化系統(tǒng)[2]。

2 閘門啟閉機(jī)配電及廠區(qū)配電

2.1 計(jì)算負(fù)荷及負(fù)荷等級(jí)

渾河閘主要?jiǎng)恿ω?fù)荷為進(jìn)水閘和攔河閘[3]，進(jìn)水閘10孔，左右岸各5孔，啟閉機(jī)電機(jī)為7.5kW，攔河閘22孔，啟閉機(jī)電機(jī)為22kW，根據(jù)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)運(yùn)行最大負(fù)荷為6孔攔河閘閘門，最大功率為6*22kW，另外考慮廠區(qū)、管理處等用電50kW，最大計(jì)算負(fù)荷為182kW，因渾河閘在防洪調(diào)度中起重要的防汛作用，所以確定渾河閘負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷。

2.2 電氣接線

根據(jù)一級(jí)負(fù)荷供電要求為渾河閘提供2路10kV電源，即現(xiàn)有的供電電源，將左岸10kV電源引自右岸，2路電源均為電纜進(jìn)線，10kV側(cè)為單母線接線，高壓側(cè)計(jì)量，2路電源采取電氣閉鎖；設(shè)置2臺(tái)等容量的10kV變壓器互為備用，低壓側(cè)采用單母線接線，低壓電源為2路，1路為變壓器提供電源，另1路為柴油發(fā)電機(jī)，2路電源在進(jìn)線柜機(jī)械閉鎖，在低壓側(cè)設(shè)置無功補(bǔ)償裝置，功率因數(shù)補(bǔ)償至0.9。

2.3 電氣設(shè)備選擇

2.3.1 變壓器

根據(jù)最大計(jì)算負(fù)荷，負(fù)荷容量為227kVA，因此選擇2臺(tái)250kVA干式變壓器，型號(hào)為SGB10-250/1010±5%/10kV。

2.3.2 10kV高壓開關(guān)柜

選擇7臺(tái)XGN15-12型環(huán)網(wǎng)高壓開關(guān)柜，分別為2面受電柜，2面計(jì)量柜，1面電壓互感器柜，2面饋電柜，變壓器保護(hù)采用負(fù)荷開關(guān)加熔斷器保護(hù)，開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置避雷器作為過電壓保護(hù)[4]。

2.3.3 低壓配電盤

低壓配電盤選擇GGD1型，設(shè)置5面低壓配電盤和1面無功補(bǔ)償盤，在左岸進(jìn)水閘啟閉機(jī)室設(shè)置1面動(dòng)力配電箱，在攔河閘啟閉機(jī)室設(shè)置3面動(dòng)力配電箱，低壓控制開關(guān)采用ABB型。

2.3.4 柴油發(fā)電機(jī)

渾河閘閘門最大運(yùn)行負(fù)荷為182kW，為滿足啟閉機(jī)電機(jī)起動(dòng)要求，選擇1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)容量為200kW。

2.4 電氣設(shè)備布置

在右岸進(jìn)水閘相臨建1座配電室，配電室內(nèi)設(shè)置低壓配電室、高壓開關(guān)柜室和柴油發(fā)電機(jī)室。低壓配電盤和2臺(tái)干式變壓器設(shè)置在低壓配電室，低壓配電盤布置在中間，2臺(tái)干式變壓器布置在低壓盤兩側(cè)；環(huán)網(wǎng)柜設(shè)置在高壓開關(guān)柜室，靠墻安裝；柴油發(fā)電機(jī)設(shè)置在柴油發(fā)電機(jī)室，并為柴油發(fā)電機(jī)設(shè)置儲(chǔ)油間。其他動(dòng)力配電箱等設(shè)置在啟閉機(jī)室[5]。

2.5 閘門控制方式

攔河閘共22孔，2孔閘門設(shè)置1臺(tái)現(xiàn)地控制柜，共11臺(tái)；進(jìn)水閘分布在攔河閘兩側(cè)各5孔，控制方式與攔河閘相同，共需6臺(tái)現(xiàn)地控制柜；閘門高度指示器可顯示閘門高度并可預(yù)置閘門開啟高度等功能。

微機(jī)監(jiān)控現(xiàn)地控制元件采用PLC，現(xiàn)地PLC單元采用分布式結(jié)構(gòu)，22孔攔河閘采用1控4控制方式，設(shè)置6臺(tái)PLC控制柜，兩側(cè)進(jìn)水閘采用1控5控制方式，各設(shè)1臺(tái)PLC控制柜，共需8臺(tái)PLC控制柜，PLC設(shè)有串行通訊接口，通過現(xiàn)場(chǎng)PROFIBUSPLC進(jìn)行同位連接，將閘門與啟閉機(jī)的狀態(tài)信息傳輸?shù)街锌厥疑衔粰C(jī)，上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的一系列閘門控制操作指令數(shù)據(jù)等下行信息也可傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)PLC單元，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控調(diào)度功能。

閘門監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)圖見初設(shè)圖紙。中控室內(nèi)設(shè)置一臺(tái)上位機(jī)，上位機(jī)擔(dān)負(fù)閘門群的監(jiān)控任務(wù)[6]。

通過上位機(jī)完成各孔閘門及多孔成組啟閉的的控制，完成對(duì)各閘門開度的控制，包括閘門的升、降、停，采集上、下游水位數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行流量計(jì)算，在中控室可以打印各種報(bào)表。

2.6 防雷接地系統(tǒng)

渾河閘接地應(yīng)充分利用自然接地體，包括底板鋼筋網(wǎng)、金屬結(jié)構(gòu)的閘門金屬構(gòu)件等。如自然接地體不滿足要求應(yīng)加設(shè)接地體，直到滿足接地電阻≤1歐姆要求[7]。

3 結(jié) 語

渾河閘的啟閉機(jī)控制為手動(dòng)操作，電氣設(shè)備嚴(yán)重破損，對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固是必然的。通過對(duì)渾河閘除險(xiǎn)加固電氣設(shè)備的配備與選擇，將會(huì)很好地對(duì)工程進(jìn)行改造，是工程發(fā)揮其重要作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有重要意義。

[1]楊祎，曲濤，孫成強(qiáng).渾河謨家堡閘改建對(duì)沈陽城市防洪的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2010(03)：233-234.

[2]楊祎，陳柯明，孫成強(qiáng).渾河謨家堡閘改建對(duì)沈陽城市防洪的影響[J].東北水利水電，2010(07)：10-11.

[3]遼寧省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.渾河閘應(yīng)急除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].沈陽：遼寧省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008.

[4]吳昊.超長(zhǎng)閘室底板設(shè)計(jì)與施工[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2013(08)：68-70.

[5]蔣明學(xué).二河閘工程的運(yùn)行管理辦法[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2005(05):51-53.

[6]李慶榮，陳明朗，孫智勇.渾河閘應(yīng)急除險(xiǎn)加固工程方案選擇分析[J].黑龍江水利科技，2011(03):176-177.

[7]任妍儒.節(jié)水增糧項(xiàng)目地質(zhì)及水文地質(zhì)條件分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014(10):37-38，61.

1007-7596(2016)10-0077-02

2016-09-16

劉峰(1983-)，男，遼寧錦州人，工程師，從事水文水資源勘測(cè)、整編、管理工作。

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