1、中小水电站闸门系统的安全防护摘要：我国自改革开放以来，水电建设事业突飞猛进，取得了不小的成就。伴随着天生桥、二滩、小浪底、三峡、广蓄等世界级水电站的竣工，我国已逐渐跻身世界水电建设的前列。大型水电站的自动控制系统逐渐成熟。我国具有较为丰富的小水电，发展利用小水电对经济持续发展、环境保护等有着重要的意义。因此，我国要对水电闸门系统做好安全防护，以促进水电站的正常运行。 关键词：安全防护；中小电站；闸门系统 中图分类号：P624.8 文献标识码：A 文章编号： 我国各行各业都依靠着水电站提供动力能源，一旦水电站发生事故，既对自身造成严重损失，更对其它行业造成不可估量的损失，它还影响着千家万户的生活
2、。更有甚者能够威胁到人的生命财产安全和设备的安全。 一、我国水电站闸门系统的特点以及发展 我国的中小水电资源十分丰富，保护好各种水电资源对实现可持续发展具有重要意义。所以，建设经济实用的水电站非常重要，而水电站的闸门系统更是重中之重。对于水电站的开发来说，我国在起步阶段落后于其他发达国家，当我们进行水电站的初步建设时，发达国家已采用计算机自动控制闸门系统了。我国早期的闸门系统设计理念不够成熟、设计成本较高，导致整个闸门系统成本高、结构复杂，应用相对困难。近年来，伴随着集成化技术的迅猛发展，其计算机芯片的成本逐渐降低，设计不断进行简化，从而使水电站的闸门控制系统不断发展和完善。 1.我国水电站的
3、供电对象级别普遍较低，主要是生活用电。所以，水电站的闸门控制系统配置和功能不需过于复杂化，简单实用就能够满足需要。 2.水电站要具备工作的可靠性。整个水电站的正常工作完全依赖良好的闸门控制系统。其传输网络和集体、工作部件和监测的可靠性必须要得到保障。 3.我国大部分的水电站都位于农村，对于我国资金技术薄弱、人口较多的基本国情，设计闸门控制系统时应坚持实用、可靠、简单的原则，不必太过复杂。 二、关于闸门控制系统功能方面 该系统使用水位仪来进行对水位的检测，使用开度仪器进行闸门开度的检测，把这些数据都送进单片机中，单片机按照控制算法将控制信号输出，从而控制电机转速，来改变闸门开度实现对闸门的控制。
4、这个系统还有报警和显示功能。 为较好的实现闸门启闭，其控制系统应该具有闸门运行参数、信号处理采集、计算判断、人机联系、通信、计算判断等功能。 （一）控制功能 1.具有紧急落门的功能 2.具有能够检测拦污栅阻塞情况并且及时清理拦污栅的功能 3.具有能够紧急抱闸刹车的功能 4.具有能够使下滑的闸门重新提升的功能 5.具有使闸门正常静水启门以及关闭闸门的功能 （二）计算判断的功能 应该对收集起来的数据进行计算，且把结果和设定值相比较，然后判断出有无事故情况或者故障发生，从而做出相应的处理，再上报给中控室，向工作人员报警，做好历史记录工作。 （三）运行参数和状态信号的采集 1.对于启门电机的运行状态进
5、行数据处理和采集，其中包括：定子电压测量、定子线圈的线圈温度测量、定子电流测量。 2.对于闸门移位数据进行处理和采集，其中包括：闸门运动状态是向下还是向上，是否出现下滑、飞车、卡滞等情形，闸门是否越限，闸门位移量。 3.对于水位数据的处理和采集，其中包括：拦污栅前的水位数据处理和采集，尾水闸门闸后、闸前水位，进水口的工作闸门闸前水位。 二、对于水电站闸门系统发生故障的原因和解决措施 1.运用飞车和卡滞 对于卡滞而言，主电机所发生的故障会使主电机发生卡滞，如果对传动设备操作不当和润滑不当，主电机会因为过载而发热，这时应该立刻断开电源，避免电机的烧毁。 对于飞车而言，在正常的情况下，弧形闸门的启闭
6、机主电机是三相异步电动机，如果主电机突然停电，制动器会和抱闸电机联合抱闸，从而是闸门停止工作。但是，由于外界的人为操作或者其他原因导致缺乏足够的制动力矩，闸门会在自身重力的作用下加快下滑速度，主起升的各个转动部件也会加速旋转。当快要接近地槛时，运转速度会在很大程度上超过电动机自身所能承受的最高转速。抱闸电机和制动器会失常，主电机会因为速度过快而产生飞车现象。由此会导致与主电机的外壳和定子损坏，造成转子脱离。 应该利用 CPIH 的定时中断判断是否发生卡滞或者飞车，一旦发生飞车或者卡滞，要立刻关闭机器。科学的判断方法是：如果定时中断的时间内上升或者下降的速度很大程度上小于或者大于平均上升或者下降
7、的速度，可以将其判断为卡滞或者飞车。 2.闸门启闭的动力设备是电动机。三相异步电动机的发热原因具备很多方面，较为复杂，普遍可以分为异常发热和正常发热。正常发热的原因是电机内部的绕阻线圈存在阻抗，但异常发热的形成原因相对复杂，有电压波动、电流不平衡、电机绝缘老化等等。 在各种三相异步电动机发生的故障中，因缺相烧毁的占 70%至 85%，其危害也是不容小觑的，也是最为频繁的一种电机损坏的形式。使用MICROMASTE440 的变频器可避免因供电电源的一相断路而造成的缺相。如果变频器检测出输入侧有缺相，则 BOP 会显示错误代码，另外，也可通过设置缺相时的相应继电器输出从而引发报警，应停机或者采取一
8、定措施。 3.实施过流、过压的保护措施 所谓的低压电器包含低压控制电器和低压配电电器。低压控制电器的操作频率高、寿命长、动作可靠等优点。低压配电电器的分段能力好、限流准确、热稳定性好、灭弧能力强。这两种电器除能够调节、测量、控制电路，还能对环境、人身、设备进行自动保护，例如，漏电保护、电网短路保护、过热保护等等。 4.对闸门越限实施的保护措施 大坝蓄洪能力影响闸门启闭开度，在实际的操作过程当中，其最大开度也应在涉及范围之内。闸门的动作越限，其机械行程限位开关动作，导致开关跳闸。 闸门的开关过程中，用多圈绝对式的编码器对于闸门启闭的开关度计数，同时将数据反馈到 CPIH，然后把编码器反馈开度的数
9、值与闸门安全范围开度进行比较，判断其是否越限，如果越限，输出报警信号立刻停机。 如果产生电气故障，其软件限位不能够做出正确反应，那么会由旋转限位开关强制输出报警信号和急停信号，立刻停机。 结语： 不断提高闸门控制系统性能，既需要采用精良设备和新技术，还应采取行之有效的方法和措施解决水电站工作的过程中所产生的问题，从而保证闸门控制系统能够稳定高效的工作，促进我国中小水电站的不断发展和完善。 参考文献： 1戴锦春，纪浩，邓成亮.中小水电站闸门控制系统的安全防护J.硅谷，2012(23) 2关小刚，冯廷琳，凌胜军.大峡水电站闸门及辅机控制系统改造综述J.水电站机电技术，2011(3) 3古明亮.水电站闸门监控系统的研究J.科学之友，2010(11) 4钟伟.水电站闸门自动监控系统集成与容错技术研究J.河北水利，2011(10) 5郑奇志，梁谦.水电站闸门自动抓梁的技改J.农村电气化，2010(9) 6李寿禄，祖朝明，何穗.浅谈水电站电气控制与设计分析J.科技风，2010(12)
