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1、自动化变速装置在上桥泵站止动体系里的运用上桥泵站为排灌两用大型泵站，1974 年兴建，1978 年建成投入使用。站内安装水泵机组 6 台套，装机总容量 9600kW，设计流量120m 3s；配用 2.8CJ70 型水泵和 TDL1600 型立式同步电动机，泵站出水流道为虹吸式。2005 年，上桥泵站 4、5、6水泵机组进行更新改造，主要对 3 台机组的电动机进行全部更换、水泵重要部件进行更新或大修处理；同时为了进一步完善上桥泵站自动化监控系统，3 台水泵机组刹车自动控制系统也随之进行了改造。SZCKY（4）智能转速仪（以下简称转速仪）是这次泵站机组刹车自动控制系统改造中的核心部件，通过泵站技术
2、人员和仪表研制人员的共同改进，使之成为一种高精度、高可靠性，适用于泵站机组测速和刹车自动控制的自动化仪表。一、SZCKY（4）智能转速仪工作原理及构成 SZCKY（4）智能转速仪是一种转速及频率测量的智能型仪表，其工刘晓妹 SZCKY（4）智能转速仪在上桥泵站刹车系统中的应用 22m 以下均为坚硬的砂礓土层，N30，沉桩入土难度大，使桩埋置深度很难达到设计要求。3、钢板围堰法施工：该方案是以预先焊接好的矩形筒状钢结构，配合跨河缆索吊，按设计桥墩位置，放置于泵站进水池的混凝土护坦上固定后，底部堵漏，然后抽排钢板围堰内积水，清除杂物，底板打毛，浇混凝土基础，砌墩墙，完成后，起吊钢板围堰到另一桥墩位
3、置。以上 3 种方案，第一种方案在施工期内（估计需半年）无法翻水，此期间百万人口的徐州市民的吃水就难以保证，因为徐州市自来水公司 80以上用水量来自于大运河，而大运河全靠解台翻水站补水，此一项就否决了第一种方案；第二种方案受到地基条件限制实施难度太大。经过筛选比较决定采用钢板围堰施工法。该站泵室前护坦高程 22.5m，下游控制水位 26.0m，设计拦污栅桥面高程 27.0m，每台水泵进水口净宽尺寸宽长高为200048004500mm，砌成中墩厚 60cm，边墩用钢架固定在翼墙上，中墩 18 个，缝墩 3 个，边墩和缝墩均用同一钢板围堰，为加快工程进度，制作两套相同尺寸的钢板围堰，钢板围堰设计按
4、水工钢结构横梁等荷载分布进行结构计算，计算结果是面板为 8mm 厚钢板，横梁为 8 根 14a 槽钢，竖梁为 14 根 63636 角钢。二、钢板围堰法施工步骤采用钢板围堰法施工在徐州水工建筑史上是第一次，且考虑到泵室前护坦分布有一定规律的冒水孔，经考察发现水下混凝土虽凝固时间稍缓慢且价格昂贵，但在水下凝固效果不错，因此，一旦钢板围堰止水效果不好，就采用水下混凝土。在施工期间科学安排、精心组织采取各种堵漏措施，钢板围堰止水效果达到施工要求，采用普通 425 号水泥。1、工作桥墩设置在泵室前 5m 透水护坦上，跨河安装 30t 缆索吊车一台套。2、由于泵站长期运行并未清淤，经测试，护坦淤泥厚约5
5、060cm，并积有石块、铁件等杂物，先安排潜水员清除杂物、石块、铁件等，后用水下清淤机沿着 5m 宽护坦垂直于水流方向，由西向东吸取淤泥往返两次，杂物基本清除干净。3、以两架垂直交叉架设的经纬仪配合钢尺，并结合原有墩墙放好跨河控制线以及每个桥墩的中心位置。4、用跨河缆索吊装由工厂焊好的钢板围堰吊入预定位置，由潜水员配合，将钢板围堰内杂物及附淤清除干净，以木撑固定，准确定位后再以钢筋包棉絮堵漏。5、围堰内安装 2 台潜水电泵抽水，原冒水孔用 0.250.5m左右杉木棒堵塞，用大锤砸紧，人工清除围堰杂物及浮淤，用清水冲洗干净，然后将原混凝土底板表面打毛。6、在围堰内立模，桥墩底部尺寸为 16004
6、80060cm，将潜水泵移到模板与钢板围堰之间继续抽排渗水，用 0.55 水灰比的混凝土浇筑，厚度 60cm，混凝土达到早期强度后，再砌墩墙和浇筑栅槽。7、在围堰内充水，达到与堰外水位齐平时，以缆索起吊钢板围堰，移到下一个墩位，重复以上工作。两套钢板围堰轮流交替作业，以达到既不误工又加快施工进度的效果。三、经济效益解台站拦污删桥从开工到完工实际施工工期为7 个月，采用钢板围堰配合缆索吊做水下工程，方法简单、方便可靠、省人省力且不影响泵站翻水，两套钢板围堰合重 13t，加防腐及运费合计 9 万元，比打土坝建拦污栅桥节省费用约 11.0 万元说明：DL 为机组“停机”信号开入量，ZPJ 为机组“真
7、空破坏阀打开”信号开入量，SCT 为机组“刹车投入”信号开入量，M603 为 PLC 内寄存器作原理是通过霍尔传感器把检测到的发信齿轮转速，即发信齿轮的齿轮和齿槽的波形信号变换成方波（一个齿轮和齿槽的完整波形相当于一个方波周期） ，送到智能仪表的单片机，通过内部换算进行测速。该装置由发信齿轮、测速传感器和测速仪表 3 部分构成。二、SZCKY（4）智能转速仪的主要功能转速仪采用 8032 型单片机作为核心元件，具有测速范围宽、测量精度高、功能齐全、安装简单、参数设置方便等性能。1、测速范围宽通过主仪面板功能按钮对机组极值的设定和修改，使之具有 0.000165335rpm 的测速范围，适用于各
8、种不同转速的旋转体。2、测速精度高该站转速仪在测速方面，采用测频和测周期二者相结合的“多周期测量法”。在不同转速时，测速仪的单片机能根据一个时基内（1 秒）测得信号数（方波个数）自动调整测量方波个数的历时，即在低转速时（刚启动）单片机只对一个或两个方波的波宽进行检测，转速加快（同步）时自动增加测量方波个数，并统计出相应方波个数的总历时（周期） ，保证电动机全运行过程中测量的准确性。多周期测量法的采用，加上 8032 单片微机能提高其检测、传输、换算速度，使转速仪测量精度能提高到万分之一， “多周期测量法”是转速仪先进性的具体表现。3、功能齐全转速仪具有显示、报警和模拟量输出等十余种输出功能。4
9、、参数设置修改简便快捷选择主仪面板上的功能按钮和副仪内拨码开关，能对测速系统各参数进行设定和修改。三、泵站刹车系统的作用及刹车控制要点1、刹车系统的作用对于虹吸式流道，水泵机组正常停机时，应该是断路器跳闸，电动机断电，真空破坏阀自动打开，空气进入虹吸式流道内，真空流道被破坏，电动机转速慢慢降低，当电动机转速降到某一转速时（为电动机 3040额定转速） ，刹车装置应投入，机组停转；如果机组没有刹车装置或装置失灵，机组停机后，由于惯性力的作用使机组维持一定时间的惰转，才慢慢降至零转速，同时由于真空破坏后，虹吸流道驼峰处与水泵间的水柱很快下落冲击水泵叶轮，水泵从正转下降到零后，又出现反转并维持一定时
10、间后才能完全停转，电动机的低速惰转和反转对机组机械存在一定的危害。电动机低速惰转时的危害：电动机较长时间低速惰转，有可能破坏镜板与推力瓦之间的油膜，使推力瓦温度升高，造成烧瓦。特别是机组在调相或空载试运行停机后，因水泵叶轮室内无水，叶轮所受阻力小，电动机低速惰转时间更长，机组烧瓦的可能性更大，机组停机后必须准时投入刹车装置。机组倒转的危害：机组倒转后，水泵某些螺栓会因反转而松动。因此，在机组停机时，机组转速下降至 3040额定转速时，刹车装置应及时投入。2、刹车系统控制要点刹车系统投入时刻一定要准确，即必须同时满足以下条件：一是主断路器必须已跳闸；二是真空破坏阀必须已打开（水流虹吸现象已破坏）
11、 ；三是机组惰性转速下降到额定转速的 3040时。前两个条件可以利用断路器辅助开关的常闭触点和真空破坏阀位置接点实现，而第三个条件的开关信号发出则由转速仪提供。四、修改转速仪软件功能，满足泵站刹车需要转速仪具有多种功能开关输出，在机组转速越上限、极限、正反转转换时能输出相应的开关量。通过设置，把 2 个副仪上的上限功能开关动作值设置成 53rpm（该站机组额定转速的 35） ，转速仪只要检测到转速超过设定值，上限功能开关就会动作闭合。机组从启动到同步运行；停机时从额定转速下降到设定值转速前；从零转速开始反转加速且超过设定值时。上述三种情况都会造成上限功能开关动作，显然这不能作为机组刹车装置投入
12、的条件。作为机组刹车系统，需要测速仪提供的开关量，是机组转速下降过程中转速等于 53rpm 时才能输出，强调的是机组转速必须是下降过程中的开关量输出，无论是正转或反转，这个过程必须是转速下降的过程。转速仪软件功能无法满足水泵机组刹车自动控制要求，必须对其内部软件程序按要求进行修改、完善，才能满足本站的功能要求。经泵站技术人员与厂家研制人员共同讨论、协商，制定了具体的修改方案：依据机组停机过程中转速是逐渐降低的，测速仪在测速过程中连续测到 20 个方波（机组转一周）的波宽是逐步加宽的，则单片机判断机组进入停机减速状态，此后再检测到 53rpm， “刹车投入”上限功能开关闭合，给机组现地柜提供一个
13、新中国成立后，水利水电工程在移民问题上有成功的经验，也有太多的教训。基于此，水利工程中的移民问题正逐步得到重视，移民安置方针从初期的“一次性补偿”到现在的“开发性移民”，移民规划思想从一开始的“重工程轻移民”，到后来的“重拆迁轻安置”，到现在的“以人为本”、 “保障移民合法权益”，说明了随着社会发展和时代进步，移民问题在不断的摸索实践中越来越得到国家的重视。2006 年 9 月 1 日，国务院颁布实施了新的大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例 ，目的就是为了做好大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置工作，维护移民合法权益，保障工程建设的顺利进行。从移民的角度出发，他们关心的主要问题是
14、个人利益的保障程度，能否达到利益的最大化。补偿是否合理，是体现移民规划设计是否保障移民合法权益的主要方面，也是保障工程顺利开展、社会稳定发展的重要因素。规划设计人员在编制移民安置规划过程陈婷周广盈刘辉浅议移民设计中的补偿标准问题刹车投入的开关量信号，且“刹车投入”上限功能开关闭合延时 2 秒自动复归断开。按上述方案修改智能转速仪软件程序后，经测试，机组只在跳闸后进入减速状态且达到了设定值时，功能开关才按要求闭合和复归，而在机组启动、同步运行过程中，功能开关不会误动作。五、刹车系统的自动控制水泵机组开停机操作已实现 PLC 流程自动控制，现只需在原流程中增添刹车系统部分。刹车系统自动控制编程思路
15、：现地柜PLC 收到该机组的停机信号（断路器辅助开关常闭点） 、真空破坏阀打开信号（位置开关） 、转速仪“刹车投入”三个开入量，即判断为“刹车条件满足”发出信号，通过开出模块驱动相关开出继电器 FZJ闭合，控制三通电磁阀（DK20）吸合，将制动器与压缩空气管路接通，向制动器输送 0.60.8MPa 的压缩空气，刹住正在惰转的转子，至此刹车投入流程完成。在现地柜 PLC 收到“刹车投入”信号的同时，PLC 的计时器开始计时，计满 120s（此时机组已停转，流道水流已平稳）后，发出复位信号，控制开出继电器 FZJ 断开，电磁阀（DK20）掉电，使刹车制动器松开复位，刹车投入流程复位。 （见 1）六
16、、刹车系统自动化检查调试该站刹车系统的气路有自动和手动 2 种控制方式，自动控制由停机流程驱动电磁阀完成，刹车系统自动化检查调试如下：检查刹车系统的探头安装、电气接线是否正确牢固，检查转速仪各设值是否符合设计要求。机组停机状态下，走“停机流程”，模拟“刹车条件满足”（短接相应的开入量） ，检查自动刹车程序执行情况。机组启动前，拔掉现地柜上控制电磁阀（DK20）的开出继电器 FZJ（防止刹车误投入） ；机组启动和运行时，检查转速仪的实时显示和工作情况是否正常；停机时，在转速仪前、后及现地柜各站 1 人，1 人监视转速仪实时显示值，1 人用万用表的“直流电压档”测量转速仪“刹车投入”功能开关两端电压（“刹车投入”功能开关没动作时为 24v，动作后为 0v） ，1 人在现地柜前监视控制开出继电器FZJ 的开出模块动作情况，3 个人互相联系；当机组停机转速下降达到 53rmin 时，转速仪“刹车投入”功能开关应闭合（万用表两端电压应从 24v 瞬间变成 0V，2 秒后又变成 24v） ，同时现地柜上控制开出继电
