浑河闸除险加固工程电气设备选择探析

刘 峰

(辽宁省锦州水文局，辽宁 锦州 121000)



浑河闸除险加固工程电气设备选择探析

刘 峰

(辽宁省锦州水文局，辽宁 锦州 121000)

浑河闸现有22孔拦河闸、5孔浑沙进水闸、5孔浑蒲进水闸，启闭机控制为手动操作，电气设备严重破损，急需对其进行除险加固。文章简述了浑河闸的基本概况，并对浑河闸除险加固的电气设备选择和配备进行了分析和论述。通过对浑河闸除险加固电气设备的配备与选择，将会很好地对工程进行改造，是工程发挥其重要作用的关键环节，具有重要意义。

水闸；除险加固；电气设备；设备选择；闸门控制

1 概 况

浑河闸现有22孔拦河闸、5孔浑沙进水闸、5孔浑蒲进水闸，启闭机控制为手动操作，电气设备严重破损，浑河闸现有两回电源供电，主电源“T”接自由苏家屯66kV变电所配出的10kV农用线路，线径为LGJ-35mm2。

管理处设置一台变压器容量为100kVA，作为拦河闸、浑沙进水闸、浑蒲进水闸启闭机及管理处用电电源，备用电源为由右岸引来的0.4kV回路，该电源10kV侧“T”接自章士66kV变电所配出的10kV农用线路，线径为LGJ-35mm2。另外管理处还设置2台柴油发电机分别为50kW和15kW作为应急电源，现已损坏。

因浑河闸位于沈阳市郊，来往人员复杂，管理局加强安全防护，在启闭机室设置了1套红外线报警系统，厂区设置1套视频监控系统，水库现在系统内没有连网，系统外通讯依靠程控电话，计算机系统不能上网[1]。

本次设计浑河闸拆除重建，管理局搬迁至右岸，电气设计任务有以下几部分：闸门启闭机配电及厂区配电，建设1套闸门自动控制系统，建设1套视频监控系统，建设1套红外线报警系统。建设管理处局域网，建设1套通讯系统，建设浑河闸综合自动化系统[2]。

2 闸门启闭机配电及厂区配电

2.1 计算负荷及负荷等级

浑河闸主要动力负荷为进水闸和拦河闸[3]，进水闸10孔，左右岸各5孔，启闭机电机为7.5kW，拦河闸22孔，启闭机电机为22kW，根据多年运行经验，同时运行最大负荷为6孔拦河闸闸门，最大功率为6*22kW，另外考虑厂区、管理处等用电50kW，最大计算负荷为182kW，因浑河闸在防洪调度中起重要的防汛作用，所以确定浑河闸负荷为一级负荷。

2.2 电气接线

根据一级负荷供电要求为浑河闸提供2路10kV电源，即现有的供电电源，将左岸10kV电源引自右岸，2路电源均为电缆进线，10kV侧为单母线接线，高压侧计量，2路电源采取电气闭锁；设置2台等容量的10kV变压器互为备用，低压侧采用单母线接线，低压电源为2路，1路为变压器提供电源，另1路为柴油发电机，2路电源在进线柜机械闭锁，在低压侧设置无功补偿装置，功率因数补偿至0.9。

2.3 电气设备选择

2.3.1 变压器

根据最大计算负荷，负荷容量为227kVA，因此选择2台250kVA干式变压器，型号为SGB10-250/1010±5%/10kV。

2.3.2 10kV高压开关柜

选择7台XGN15-12型环网高压开关柜，分别为2面受电柜，2面计量柜，1面电压互感器柜，2面馈电柜，变压器保护采用负荷开关加熔断器保护，开关柜内设置避雷器作为过电压保护[4]。

2.3.3 低压配电盘

低压配电盘选择GGD1型，设置5面低压配电盘和1面无功补偿盘，在左岸进水闸启闭机室设置1面动力配电箱，在拦河闸启闭机室设置3面动力配电箱，低压控制开关采用ABB型。

2.3.4 柴油发电机

浑河闸闸门最大运行负荷为182kW，为满足启闭机电机起动要求，选择1台柴油发电机容量为200kW。

2.4 电气设备布置

在右岸进水闸相临建1座配电室，配电室内设置低压配电室、高压开关柜室和柴油发电机室。低压配电盘和2台干式变压器设置在低压配电室，低压配电盘布置在中间，2台干式变压器布置在低压盘两侧；环网柜设置在高压开关柜室，靠墙安装；柴油发电机设置在柴油发电机室，并为柴油发电机设置储油间。其他动力配电箱等设置在启闭机室[5]。

2.5 闸门控制方式

拦河闸共22孔，2孔闸门设置1台现地控制柜，共11台；进水闸分布在拦河闸两侧各5孔，控制方式与拦河闸相同，共需6台现地控制柜；闸门高度指示器可显示闸门高度并可预置闸门开启高度等功能。

微机监控现地控制元件采用PLC，现地PLC单元采用分布式结构，22孔拦河闸采用1控4控制方式，设置6台PLC控制柜，两侧进水闸采用1控5控制方式，各设1台PLC控制柜，共需8台PLC控制柜，PLC设有串行通讯接口，通过现场PROFIBUSPLC进行同位连接，将闸门与启闭机的状态信息传输到中控室上位机，上位计算机发出的一系列闸门控制操作指令数据等下行信息也可传输到现场PLC单元，从而实现监控调度功能。

闸门监控系统组网图见初设图纸。中控室内设置一台上位机，上位机担负闸门群的监控任务[6]。

通过上位机完成各孔闸门及多孔成组启闭的的控制，完成对各闸门开度的控制，包括闸门的升、降、停，采集上、下游水位数据，自动进行流量计算，在中控室可以打印各种报表。

2.6 防雷接地系统

浑河闸接地应充分利用自然接地体，包括底板钢筋网、金属结构的闸门金属构件等。如自然接地体不满足要求应加设接地体，直到满足接地电阻≤1欧姆要求[7]。

3 结 语

浑河闸的启闭机控制为手动操作，电气设备严重破损，对其进行除险加固是必然的。通过对浑河闸除险加固电气设备的配备与选择，将会很好地对工程进行改造，是工程发挥其重要作用的关键环节，具有重要意义。

[1]杨祎，曲涛，孙成强.浑河谟家堡闸改建对沈阳城市防洪的影响[J].现代农业，2010(03)：233-234.

[2]杨祎，陈柯明，孙成强.浑河谟家堡闸改建对沈阳城市防洪的影响[J].东北水利水电，2010(07)：10-11.

[3]辽宁省水利勘测设计研究院.浑河闸应急除险加固工程初步设计报告[R].沈阳：辽宁省水利勘测设计研究院，2008.

[4]吴昊.超长闸室底板设计与施工[J].水利规划与设计，2013(08)：68-70.

[5]蒋明学.二河闸工程的运行管理办法[J].水利技术监督，2005(05):51-53.

[6]李庆荣，陈明朗，孙智勇.浑河闸应急除险加固工程方案选择分析[J].黑龙江水利科技，2011(03):176-177.

[7]任妍儒.节水增粮项目地质及水文地质条件分析[J].水利规划与设计，2014(10):37-38，61.

1007-7596(2016)10-0077-02

2016-09-16

刘峰(1983-)，男，辽宁锦州人，工程师，从事水文水资源勘测、整编、管理工作。

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