接近開關(guān)在蝶閥控制回路中的應(yīng)用

2013-10-24 朱剛淼長潭水庫管理局

　　長潭水庫管理局水電廠位于浙江省臺州市永寧江流域，水庫以防洪、供水為主。水電廠裝有3臺水輪發(fā)電機(jī)組，1、2號發(fā)電機(jī)型號為SF-J5000-18/3300，3號發(fā)電機(jī)型號為SF-J1800-20/2600，年發(fā)電量1800萬kW•h。1、2號機(jī)組蝶閥型號為PDF40-WY-300，3號機(jī)組蝶閥型號為PDF30-WY-175。2000年，水電廠通過技術(shù)改造(采用了南瑞公司的EC2000監(jiān)控系統(tǒng))實現(xiàn)了自動化控制。

1、存在的問題

　　1、2、3號蝶閥的控制回路采用常規(guī)繼電器控制，控制電源的電壓為DC220V。開閥或關(guān)閥命令發(fā)出后，在機(jī)械液壓的控制下實現(xiàn)自動運行，閥門在全開、全關(guān)后由蝶閥行程開關(guān)將回路切斷，投入鎖錠，完成操作。蝶閥行程開關(guān)為機(jī)械式結(jié)構(gòu)，型號為JLXK1-411。由于蝶閥安裝在潮濕的環(huán)境中，該型號的行程開關(guān)解決不了密封問題，經(jīng)常出現(xiàn)絕緣不良和觸點銹蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致在開、關(guān)閥過程中，行程開關(guān)常開、常閉接點出現(xiàn)該接通時不通，該斷開時不斷的問題，致使不能正常開、關(guān)閥，蝶閥鎖錠不能正常投退。該問題發(fā)生后往往會影響開機(jī)速度，增加檢修工作量，尤其是遇到機(jī)組過速、事故停機(jī)過程中剪斷銷剪斷的極端現(xiàn)象時，無法實現(xiàn)緊急關(guān)閥，存在極大的安全隱患。為了解決該問題，考慮采用沒有機(jī)械觸點的全密封的接近開關(guān)來代替，并優(yōu)先對3號蝶閥進(jìn)行改造。

2、改造措施

　　電感式接近開關(guān)是一種利用渦流感知物體的傳感器，由高頻振蕩電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。接近開關(guān)又稱無觸點開關(guān)，沒有機(jī)械接點，不存在機(jī)構(gòu)卡死和接點接觸不良等情況，由于是全密封結(jié)構(gòu)，水分和潮氣不能夠侵入，非常適合蝶閥坑的工作環(huán)境，避免了絕緣下降和觸點銹蝕的問題。接近開關(guān)檢測距離僅5mm，動作準(zhǔn)確穩(wěn)定，不會出現(xiàn)蝶閥開、關(guān)不到位時將鎖錠投入的現(xiàn)象。通過對工作電壓、接線方式、工作性能等進(jìn)行綜合比較，選用了由上海普邦傳感器有限公司生產(chǎn)的工作電壓為AC/DC20~50V的二線制電感式接近開關(guān)，其常開、常閉型號均為IBT18-S05TAT2N2/C40;在全開位置和全關(guān)位置各裝了2只，分別取代原來的常開接點和常閉接點。其優(yōu)點一是采用二線制的接近開關(guān)接線較為簡單，在原有的接線方式下，不用增加電纜的數(shù)量;二是采用1個常開和1個常閉取代原來的相應(yīng)位置，不用在控制柜里增加中間繼電器以擴(kuò)充接點;三是通過和廠方了解，該產(chǎn)品可以直接取代原來的開關(guān)，而且所接感性負(fù)載無需加續(xù)流二極管，這樣不但給改造帶來方便，而且避免了增加保護(hù)元件帶來故障的可能性。該方式接線、安裝比較方便，接近開關(guān)安裝好后首先進(jìn)行空試，動作正常后再進(jìn)行通電調(diào)試，開閥、關(guān)閥動作正常。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)一個問題：蝶閥全開時，全關(guān)位置綠燈稍微有點亮光;蝶閥全關(guān)時，全開位置紅燈稍微有點亮光。經(jīng)測量，燈兩端有6V電壓，流過的電流有013mA，和中間繼電器并聯(lián)后總電流約為016mA，該電流小于產(chǎn)品允許的泄漏電流018mA，說明是正常的。為了解決這個問題，對蝶閥控制回路進(jìn)行了改進(jìn)(見圖1、圖2)。

圖1 改進(jìn)前的蝶閥控制電路

圖2 改進(jìn)后的蝶閥控制電路

　　從圖2可以看出，如果全開位置中間繼電器ZK1動作，其常閉接點將開閥回路斷開，全關(guān)位置信號綠燈熄滅。同理，全關(guān)位置中間繼電器ZK2動作，其常閉接點將關(guān)閥回路斷開，全開位置信號紅燈熄滅。這樣，全開、全關(guān)位置信號燈同時亮的問題就得到了解決。

　　改進(jìn)后的接線具有以下優(yōu)點：

　　1)將蝶閥全開的常閉接點1XK2和蝶閥全關(guān)的常開接點2XK1串聯(lián)使用，將蝶閥全關(guān)的常閉接點2XK2和蝶閥全開的常開接點1XK1串聯(lián)使用，當(dāng)2個接近開關(guān)都處于接通時，位置中間繼電器才能動作，減少了開關(guān)誤動的可能性。

　　2)位置信號指示紅燈、綠燈和位置繼電器能夠起到監(jiān)視控制回路的作用，紅燈監(jiān)視關(guān)閥回路，綠燈監(jiān)視開閥回路。例如，主閥在全開位置時紅燈亮，這說明控制關(guān)閥回路的ZK2和2XK2是完好的，當(dāng)檢測到接點不通時，紅燈就不能發(fā)亮。

　　3)開閥、關(guān)閥回路的通斷采用位置中間繼電器的常閉接點來控制，這樣的好處是如果位置中間繼電器線圈發(fā)生斷線或接近開關(guān)失控時仍能進(jìn)行關(guān)閥操作;在特殊情況下需要緊急關(guān)閥時，也能夠迅速地關(guān)閉蝶閥。