集水井自动化技术改造

漾头水电站 集水井自动化技术改造 技技 术术 方方 案案 编制 张先贵 审核 周化文 批准 2012 年 6 月 一 工程概况 漾头电站集水井处于电站最低位 用于收集电站的渗漏水 当集水井水位 达到一定高度时 就必须用排水泵将水抽走 否则就会造成水淹厂房的危险 可见其重要性 漾头电站集水井共有三处 包括渗漏集水井 4 台泵 大坝廊 道集水井 2 台泵 厂区集水井 2 台泵 漾头电站集水井控制系统建于上世纪 90 年代初期 由于受当时技术条件影 响 运行至今自动化回路基本已经损坏 无法进行自动化抽水 完全靠手动操 作 安全系数大大降低 集水井自动化改造迫在眉睫 下图为漾头水泵电气控制图 ABC FU KV KH KM KH A kvHW kv KR1 KV2 KV3 KR2 KV3 KV2 SA KV4 KV KR2 KV3 FU N 熔断器 电源监视 高水位工作泵 启动 低水位停泵 手动 自动 水泵 事故水位信号 KM KH 二 技改内容概述 1 漾头电站由于使用的老式继电器体积大 反应速度慢 灵敏度低 功耗大 噪声大 2 控制回路采用的是外部硬接线方式 结构复杂 线路接点多 故障点相应也 多 3 由于采用强电控制给检修人员人身安全埋下了隐患 4 无软启动装置 接触器经常因启动电流大造成电缆的烧毁 易发生火灾 事故 5 所使用的老式继电器属于淘汰产品 厂家已不生产 市场上很难买到 需要 时往往要到厂家定做 价格高 每年还要定期进行继电器校验 工作强度加大 6 整个回路故障频繁 工作可靠性差 经常造成水泵不能正常启动 容易酿成 水机层被淹事故 三 改造方案 1 控制核心选用OMRON PLC SYSMAC SP10 可编程控制器 其电源电压 AC100 V 240 V 50 60 Hz 可取发电站厂用电 最大感性负载负荷能力 AC250 V 0 5 A 可直接驱动外围继电器 PLC输入信号取于继电器 受液位控 制 信号电源改用24 V直流电源 2 用PLC控制水泵运行有以下优点 1 编程简单 方便 现场可修改程序 2 PLC功能强大 一只PLC可以代替多个继电器实现对多台电机的控制 3 PLC采用模块化结构 外部接线简单 使控制回路的接点大大减少 从而可 以减少整个控制回路的故障机会 可靠性高 4 体积小 成本低 内部无实际继电器触点 可免触点维护 5 有关数据可通过接口直接送于中控室监控计算机 实现水泵运行状态的远 方监控 6 采用程序控制 可以更改控制方式而无须进行复杂的设备接线 可以轻松 地实现水泵的自动轮换工作 7 PLC有强大的自检功能 可进行自诊断 其结果可自动记录 这为它的维 修提供了方便 四 控制原理和功能 1 控制原理是液位信号 集水井水位高低 通过PLC控制中间继电器 再通过 中间继电器控制接触器从而实现对电机的控制 2 水位上升阶段 水位先过停泵水位 水泵不启动 达到正常水位时 第一台 泵启动 如果水位继续上涨达到高水位时则第二台泵启动 同时发告警信号 3 水位下降阶段 水位从警告水位一直下降 直到停泵水位 所有泵停止 4 轮换功能 如果正常水位第一次启动的是1号泵 那么水位达到停泵水位1 号泵停止 水位再次达到正常水位 则第二台泵启动 反复轮换 5 改用PLC控制 提高了控制的可靠性 经济性和安全性 有利于实现电站 的无人值守和少人值守 四 准备与实施 1 组织电站的有关人员进行业务培训学习 向他们讲解和分析技改方案的 原理接线 新的水泵启 停操作程序与注意事项 简单的维护与检修常识和一 些功能设置 2 在原有水泵控制屏位置上 确定合理设备及元件的安装位置 布置 划 线 打孔 就位 联接 放电缆 对线 端子固定 标控电线用牌等工序 五 厂家报价及配置 1 乐清市北方能源有限公司报价及配置 序号水泵 PLC 自动控制及低压变频系统生产厂家单位数量 单价 万元 1 渗漏集水井 PLC 柜西门子 PLC套 13 5 2 渗漏集水井低压变频启动柜奥达变频器套 17 8 3 大坝廊道集水井 PLC 柜西门子 PLC套 12 8 4 大坝廊道低压变频启动柜奥达变频器套 14 1 5 渗漏集水井 PLC 柜西门子 PLC套 12 8 6 渗漏集水井低压变频启动柜奥达变频器套 14 1 7合计 25 1 2 上海申瑞电力科技股份有限公司报价及配置 配置生产厂家单位数量 总报价 万元 总报价 万元 1 人机界面 EasyView 5 7 液晶触摸屏 Wenview 台 1 2 LCU 的 PLC 部分 采用美国 GE 公司 VersaMax 系列 PLC DI 16 点 DO 16 点 AI 4 点 3 电机启动及保护元件 2 kW 1 断路器法国施耐德个 2 2 接触器法国施耐德个 2 3 软启动西驰电气台 2 4 24V 开关电源 冗余 NES 150 24台湾明维个 2 5 机箱 650 高 600 宽 300 厚 上海申瑞个 1 控制执行继电器 开关 按钮 指示灯 温 湿度控制器 1 全厂检修排 水系统控制装 置 端子及配件等 2 6 包含 套 1 2 全厂渗漏排 水系统控制装 置 1 人机界面 2 62 6 EasyView 5 7 液晶触摸屏 Wenview 台 1 2 LCU 的 PLC 部分 采用美国 GE 公司 VersaMax 系列 PLC DI 16 点 DO 16 点 AI 4 点 3 电机启动及保护元件 2 kW 1 断路器法国施耐德个 2 2 接触器法国施耐德个 2 3 软启动西驰电气台 2 4 24V 开关电源 冗余 NES 150 24台湾明维个 2 5 机箱 650 高 600 宽 300 厚 上海申瑞个 1 控制执行继电器 开关 按钮 指示灯 温 湿度控制器 端子及配件等 包含 套 1 1 人机界面 EasyView 5 7 液晶触摸屏 Wenview 台 1 2 LCU 的 PLC 部分 采用美国 GE 公司 VersaMax 系列 PLC 3 电机启动及保护元件 2 kW 1 断路器法国施耐德个 2 2 接触器法国施耐德个 2 3 软启动西驰电气台 2 4 24V 开关电源 冗余 NES 150 24台湾明维个 2 5 机箱 650 高 600 宽 300 厚 上海申瑞个 1 控制执行继电器 开关 按钮 指示灯 温 湿度控制器 3 坝体廊道渗 漏集水井排水 泵控制箱 端子及配件等 2 62 6 包含 套 1 1 人机界面 EasyView 5 7 液晶触摸屏 Wenview 台 1 2 LCU 的 PLC 部分 采用美国 GE 公司 VersaMax 系列 PLC DI 16 点 DO 16 点 AI 4 点 3 电机启动及保护元件 2 kW 4 厂房户外集 水井排水泵控 制箱 1 断路器法国施耐德个 2 2 62 6 2 接触器法国施耐德个 2 3 软启动西驰电气台 2 4 24V 开关电源 冗余 NES 150 24台湾明维个 2 5 机箱 650 高 600 宽 300 厚 上海申瑞个 1 控制执行继电器 开关 按钮 指示灯 温 湿度控制器 端子及配件等 合计 10 410 4 3 杭州继保南瑞电子科技有限公司报价及配置 元件型号单位数量单价金额生产厂家 渗漏集水井控制箱 PK 300 面 155805580 继保南瑞 1 交流接触器 CJX2 个 4120480 人民电气 2 热继电器 JRS1 个 480320 人民电气 3 中间继电器及 底座 MY2NJ 10A 个 635210 欧姆龙 4 按钮 指示灯 操作开关 空气 开关 LAY50 AD56 LW12 D Z47 套 1450450 江苏双科 5 指针表6L2 系列块 260120 人民电气 6 控制柜及附件 800 400 350 套 140004000 继保南瑞 廊道 厂区集水井控 制箱 PK 300 面 245759150 继保南瑞 1 交流接触器 CJX2 个 2120240 人民电气 2 热继电器 JRS1 个 280160 人民电气 3 中间继电器及 底座 MY2NJ 10A 个 335105 欧姆龙 4 按钮 指示灯 操作开关 空气 开关 LAY50 AD56 LW12 D Z47 套 1450450 江苏双科 5 指针表6L2 系列块 260120 人民电气 6 控制柜及附件 600 400 350 套 135003500 继保南瑞 合计 14730 元 六 建议 1 建议公司采用上海申瑞电力科技股份有限公司集水井自动化装置 上海 申瑞电力科技股份有限公司集水井自动化装置价格较低 且功能齐全 在国内 同类产品中取消过多复杂的接线 简单明了 操作方便 五 集水井装置技改后的优点 1 采用 PLC 和软启动器构成的自动控制系统提高了集水