接近开关在蝶阀控制回路中的应用.pdf

技术改造 S M A L L H Y D R O P O W E R 2 0 1 3 N o l ，T o t a l N o 1 6 9 接近 开关在蝶 阀控制 回路 中的应 用 朱刚淼 长潭水库管理局 浙江台州 3 1 8 0 2 0 【 摘要】水力发电厂的蝶阀装置控制回路安装在潮湿的环境中，经常发生控制回路绝缘下降，行程开关触点通、断不 良的问题 ，导致不能正常开、关蝶阀。电感式接近开关采用全密封结构，动作正确且检测距 离短，在蝶阀控制回路中使用 可以有效地解决绝缘问题，提高动作的可靠性。图2幅。 【 关键词】水电厂蝶阀控制接近开关 改进 0 引 言 长潭水库管理局水电厂位于浙江省台州市永宁 江流域 ，水库以防洪 、供水为主。水 电厂装有 3台 水轮发电机组 ，l 、2号发 电机型号为 S F -J 5 0 o 1 8 ／ 3 3 0 0 ，3号发 电机 型号为 S 卜 J 1 8 o 0 2 0 ／ 2 6 0 0 ， 年发电量 l 8 0 0 万 k W h 。1 、2号机组蝶 阀型号为 P D F 4 0 一wY 一3 0 0 ，3号 机组蝶 阀型号 为 P D F 3 WY 一1 7 5 。2 0 0 0年，水 电厂通过技术改造 采用 了 南瑞公司的 E C 2 0 0 0 监控系统实现 了自动化控制。 1 存在的问题 1 、2 、3 号蝶阀的控制回路采用常规继电器控 制 ，控制电源的 电压为 D C 2 2 0 V 。开 阀或关 阀命 令发出后 ，在机械液压的控制下实现 自动运行 ，阀 门在全开 、全关后由蝶阀行程开关将 回路切断，投 入锁锭，完成操作。蝶阀行程开关为机械式结构 ， 型号为 J L X K l 一4 1 1 。由于蝶 阀安装在 潮湿的环境 中，该型号的行程开关解决不了密封问题 ，经常出 现绝缘不 良和触点锈蚀现象 ，导致在开 、关阀过程 中，行程开关常开 、常闭接点 出现该接通时不通 ， 该断开时不断的问题，致使不能正常开、关阀，蝶 阀锁锭不能正常投退。该问题发生后往往会影响开 机速度 ，增加检修工作量 ，尤其是遇到机组过速、 收稿 日期 2 0 1 2 0 9 2 0 作者简介朱刚淼 1 9 7 5一 ，男，助理工程师 ，主要从事 水库运行管理工作。E m a i l h s 7 3 8 1 6 3 ． c o m 3 6 事故停机过程中剪断销剪断的极端现象时，无法实 现紧急关阀，存在极大的安全隐患。为了解决该问 题 ，考虑采用没有机械触点的全密封的接近开关来 代替，并优先对 3 号蝶阀进行改造。 2 改造措施 电感式接近开关是一种利用涡流感知物体 的传 感器，由高频振荡电路、放大电路、整形电路及输 出电路组成 。接近开关又称无触点开关 ，没有机械 接点 ，不存在机构卡死和接点接触不 良等情况 ，由 于是全密封结构，水分和潮气不能够侵入，非常适 合蝶阀坑的工作环境，避免了绝缘下降和触点锈蚀 的问题。接 近开关检测距 离仅5 m m，动作准确稳 定 ，不会出现蝶阀开 、关不到位时将锁锭投入的现 象。通过对工作电压、接线方式、工作性能等进行 综合 比较 ，选用 了由上海普邦传感器有限公司生产 的工作 电压为 A C ／ D C 2 0～5 0 V 的二线制 电感式接 近 开 关 ， 其 常 开 、常 闭 型 号 均 为I B T 1 8 一 S 0 5 T A T 2 N 2 ／ C 4 0 ；在全开 位置和全关 位置各装 了 2 只 ，分别取代原来的常开接点和常闭接点。其优点 一 是采用二线制的接近开关接线较为简单，在原有 的接线方式下 ，不用增加 电缆的数量 ；二是采用 1 个常开和 1 个常闭取代原来的相应位置，不用在控 制柜里增加中间继电器以扩充接点；三是通过和厂 方 了解 ，该产品可以直接取代原来的开关 ，而且所 接感性负载无需加续流二极管，这样不但给改造带 来方便，而且避免了增加保护元件带来故障的可能 小水电2 0 1 3 年第 l 期 总第 1 6 9 期 技术改造 性。该方式接线 、安装 比较方便 ，接近开关安装好 后首先进行空试 ，动作正常后再进行通 电调试 ，开 阀 、关阀动作正常。在调试过程 中发现一个 问题 蝶阀全开时 ，全关位置绿灯稍微有点亮光 ；蝶 阀全 关时 ，全开位置红灯稍微有点亮光。经测量 ，灯两 端有6 V 电压 ，流过的电流有0 ． 3 m A，和中间继电 器并联后总电流约为0 ． 6 m A，该 电流小于产品允许 的泄漏电流0 ． 8 r n A ，说明是正常的。为了解决这个 问题，对蝶阀控制回路进行了改进 见图 1 、图 2 。 图 1 改进前的蝶 阀控 制电路 图 2改进 后的蝶阀控制 电路 从图 2可以看 出，如果全 开位置 中间继 电器 Z K 1 动作 ，其常闭接点将开阀回路断开 ，全关位置 信号绿灯熄 灭。同理 ，全关 位置 中间继 电器 Z K 2 动作 ，其常闭接点将关阀回路断开 ，全开位置信号 红灯熄灭。这样，全开、全关位置信号灯同时亮的 问题就得到了解决。 改进后的接线具有以下优点 1 将蝶 阀全开 的常闭接点 1 X K 2和蝶 阀全关 的常开接点 2 X KI 串联使用 ，将蝶阀全关 的常闭接 点 2 X K 2 和蝶阀全开的常开接点 1 X K 1串联使用， 当2 个接近开关都处于接通时，位置中间继电器才 能动作 ，减少了开关误动的可能性。 2 位置信号指示红灯、绿灯和位置继电器能 够起到监视控制 回路 的作 用，红灯监视关 阀回路 ， 绿灯监视开 阀回路。例如 ，主阀在全开位置时红灯 亮，这说明控制关 阀回路的 Z K 2和 2 X K 2是完好 的，当检测到接点不通时 ，红灯就不能发亮。 3 开 阀、关 阀回路的通断采用位置 中间继 电 器的常闭接点来控制 ，这样的好处是如果位置 中间 继 电器线圈发生断线或接近开关失控时仍能进行关 阀操作 ；在特殊情况下需要紧急关 阀时 ，也能够迅 速地关闭蝶 阀。 3 改造效果及今后设想 3 号蝶 阀行 程开关 自 2 0 1 1 年底 改造 以后 ，经 过一段时间的运行 ，能正常地开阀、关 阀，蝶阀全 开、全关指示灯指示正确，接近开关动作正常，改 造是成功的。 在改造的过程 中，要考虑利用原有 的设施 ，降 低改造成 本 ，使 各 方 面的性 能更 加 完善 、可 靠 、 安全 。 目前蝶阀回路采用常规继 电器控制 ，继 电器数 量多 、接线 复杂 、查 线 困难 。今后将 考虑采 用输 入 、输 出各 2 0点 的小 型 P L C来满足控制 的需 要。 目前选用 的接 近开关也适用 于 D C 2 4 V电源下工 作 ，为以后的改造打下了基础。 ■ 责任编辑康鹏 37