集水井自动化技术改造.doc

漾头水电站
集水井自动化技术改造
技 术 方 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

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
1
3.5
2
渗漏集水井低压变频启动柜
奥达变频器
套
1
7.8
3
大坝廊道集水井PLC柜
西门子PLC
套
1
2.8
4
大坝廊道低压变频启动柜
奥达变频器
套
1
4.1
5
渗漏集水井PLC柜
西门子PLC
套
1
2.8
6
渗漏集水井低压变频启动柜
奥达变频器
套
1
4.1
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。
1.全厂检修排水系统控制装置

配置
生产厂家
单位
数量
总报价（万元）
1. 人机界面

2.6

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

2.全厂渗漏排水系统控制装置

包含：

套
1
2.6

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。

*端子及配件等

3.坝体廊道渗漏集水井排水泵控制箱

包含：

套
1
2.6

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。

*端子及配件等

4.厂房户外集水井排水泵控制箱

包含：

套
1
2.6

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。

*端子及配件等

合计：
10.4
3、杭州继保南瑞电子科技有限公司报价及配置
渗漏集水井控制箱
元件型号
单位
数量
单价
金额
生产厂家
PK-300
面
1
5580
5580
继保南瑞
1
交流接触器
CJX2
个
4
120
480
人民电气
2
热继电器
JRS1
个
4
80
320
人民电气
3
中间继电器及底座
MY2NJ(10A)
个
6
35
210
欧姆龙
4
按钮/指示灯/操作开关/空气开关
LAY50/AD56/LW12/DZ47
套
1
450
450
江苏双科
5
指针表
6L2系列
块
2
60
120
人民电气
6
控制柜及附件
800*400*350
套
1
4000
4000
继保南瑞
廊道、厂区集水井控制箱
PK-300
面
2
4575
9150
继保南瑞
1
交流接触器
CJX2
个
2
120
240
人民电气
2
热继电器
JRS1
个
2
80
160
人民电气
3
中间继电器及底座
MY2NJ(10A)
个
3
35
105
欧姆龙
4
按钮/指示灯/操作开关/空气开关
LAY50/AD56/LW12/DZ47
套
1
450
450
江苏双科
5
指针表
6L2系列
块
2
60
120
人民电气
6
控制柜及附件
600*400*350
套
1
3500
3500
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井的排水控制自动化水平。
2、PLC 具有故障自诊断功能，能够进行故障分析。
3、PLC 的串行通信工作方式消除了硬布线继电器逻辑接线中几个支路并列造成同时动作的可能性。
4、PLC 的远程通信联网功能容易与计算机接口的功能，实现了远程控制，且系统可靠、维护方便，保证了水电生产的安全运行与管理。
5、集水井技改后自动控制系统减少了运行维护人员的工作量。为水电站少人值班打下了良好的基础。