陸渾水庫自給供水系統改造

□李 滔 □郭帥鵬 □陳功磊 □艾亞菲(河南省陸渾水庫管理局)

1 工程概況

陸渾水庫位于黃河流域伊河中游嵩縣境內的陸渾村，距洛陽市67km，控制流域面積3992km2，總庫容13.20億m3，是一座以防洪為主，結合灌溉、發電、水產養殖、城市供水和旅游等綜合利用的大（Ⅰ）型水利樞紐工程，同時也是一座以展現水文化、水生態為主的國家級水利風景區。

陸渾水庫管理處、水電站、黃河水利委員會通訊站等單位分布于大壩周圍，各相關業務單位職工和家屬共約800余人。近年來由于工程及辦公設施改善導致用水需求量也相對增大，原有用水設計及供水模式已經無法滿足現狀，造成了工程區經常性的停水，嚴重地影響到水庫正常的工程管理和辦公秩序。

2 原系統簡介

陸渾水庫壩區（景區）用水來源主要是壩下游1-2號量水堰的滲水，由管道引至壩趾東角的蓄水池內，再利用多級125D25離心泵抽到壩上東頭制高點蓄水塔內，然后利用管路輸送至各用水單位。從壩趾的蓄水池到壩上制高點蓄水塔高程差在120m左右，壩上到壩下管路距離約1.50km。抽水控制為人工控制，因蓄水塔容積較小，加之夏天用水量較大，一天要抽水七八次之多，大多還需晚上加班抽水。不但人員的勞動量大，同時也使管理成本劇增。

3 自動化改造過程

為徹底解決此問題，2014年水庫管理處決定進行壩區（景區）用水改造工程，其主要內容為：一是開辟新的水源地，增加抽水池（蓄水池）進水量；二是對原有的人工抽水設施進行自動化改造。下面主要對此工程的機電設施自動化改造進行介紹。

現在市場上常用的自動抽水裝置都是三角降壓啟動，電接點壓力表，但都不太適合我們的水泵啟動方式，以往我們選用的是電動機自耦降壓起動柜，安裝成功后手動使用相對方便，解決了以前油浸補償器啟動時間不好掌握的問題，但要在此基礎上改造成自動抽水，有一定的難度。經查閱大量資料，結合壩區（景區）的實際情況，終于用少量的資金將此項改造工程順利完成。

下圖為自動化改造后的交流電動機自耦降壓啟動控制電路圖。它具有投入小，成本低，安全可靠，節約人力及水資源等優點。在此也希望專業人員給予更進一步的指導。

圖1 利用KG316T時控制自動化供水電氣原理圖

4 操作使用規程

交流電動機自耦降壓啟動自動切換控制電路，自動切換靠時間繼電器完成，用時間繼電器切換可靠的完成由啟動到運行的轉換過程，不會造成啟動時間長短不一的情況，也不會因啟動時間長造成燒毀自耦變壓器事故。在壩下蓄水池內設置了低水位繼電器，以防止池內水抽完水泵空轉問題，同時，在水塔上設置了水位繼電器，防止水抽的過量，又從溢流口流走的問題。

4.1 手動操作

4.1.1 將轉換開關撥至“手動”位置，按啟動按鈕SB1。交流接觸器KM1線圈得電吸合，將自耦變壓器線圈接成星形，由于KM1常開輔助觸頭閉合，使接觸器KM2線圈得電吸合，KM2的主觸頭閉合，其常開輔助觸頭閉合，形成自鎖，由自耦變壓器的低壓抽頭將三相電壓接入電動機，使電動機在低電壓下啟動。

4.1.2 當KM2常開輔助觸頭閉合，使時間繼電器KT線圈得電，并按以前整定好的時間計時，當時間到達后，KT的延時常開觸頭閉合，使接觸器KM3線圈得電使主觸頭閉合，三相電壓全壓供給三相電動機。當接觸器KM3線圈得電吸合的同時，常閉輔助觸頭斷開，常開輔助觸頭閉合，形成自鎖。當時間繼電器KF延時常開觸頭閉合的同時，常閉輔助觸頭斷開，使KM1接觸器線圈失電，使原閉合的常開輔助觸頭斷開，使KM2接觸器線圈失電，主觸頭斷開切斷，經自耦變壓器供給三相電動機的低壓電源，當接觸器KM2線圈失電，其常開輔助頭斷開時間繼電器KT線圈失電，使時間繼電器KT的延時閉合，瞬時斷開觸頭，打頭，使延時打開，瞬時閉合的輔助觸頭閉合，為下次啟動做好準備。電動機的保護由電動機綜合保護器KB完成。至此完成了電動機的啟動到運行的全部過程。

當需要停機時，只要按按鈕SB2使控制回路全部失電，接觸器KM3主觸頭斷開，切斷供給電動機的三相電源使電動機停止運轉。

4.2 自動操作

將轉換開關撥至“自動”位置

自動抽水的時間是用KG316T時控開關控制，每天可設置16次開關動作，開關時間可按天循環或按周循環。最長時間可控制168h，最短時間可控制1min，機械壽命大于等于100萬次；電壽命大于等于10萬次，經久耐用，能很好地滿足我們每天至每周的啟用時間段。

當時間到達我們在時控開關SK上設定的啟動時間時，時控開關SK的輔助觸頭自動閉合，控制線路進入自動時運行狀態。當時間到達我們在時控開關上設定的“關閉”時間時，時控開關的常開輔助觸頭SK釋放斷開，使中間繼電器JZ線圈失電，其輔助觸頭釋放斷開控制回路電源，接觸器KM3線圈失電其主觸頭斷開切斷給電動機提供的電源，從而使電動機停止運轉。

注意事項：①當電動機啟動時，聲音異常，不能接近啟動轉速，可能是電壓低所致，應將自耦變壓器的抽頭調到80%的接頭上;②當電動機由啟動轉至運行時，沖擊電流較大，應考慮可能是電動機的啟動時間較短，應當將電動機的啟動時間適當調長;③自動啟動一定要在手動的情況下調試好再使用。

5 結束語

通過對原抽水配電盤的改造，降低了抽水人員的勞動強度，節省了人力。由于安裝了低水位繼電器從而防止了因壩下蓄水池內水位較低時水泵空轉，而導致水泵損壞造成的經濟損失。而安裝了高水位繼電器，解決了壩上蓄水池水滿后從溢流口溢出造成浪費。

改造后經過運行滿足工程及各用水單位用水需求。