水利樞紐泄洪閘門的控制方法與運行維護措施

尹化然

【摘? 要】泄洪閘是水利樞紐工程中用來調控蓄水水位的工作閘門。論文結合工程背景，分析了泄洪閘門的主要控制方式與特點，并提出了針對性的運行維護措施。只有提高泄洪閘控制系統的可靠性和穩定性，才能確保水利樞紐的安全。

【關鍵詞】水利樞紐工程;泄洪閘門;控制系統;運行維護

【Abstract】The flood discharge gate is a working gate used to regulate and control the water level in the water conservancy project. In this paper， combined with the engineering background， the paper analyzes the main control mode and characteristics of the flood discharge gate， and puts forward some targeted operation and maintenance measures. Only by improving the reliability and stability of the? flood discharge gate control system can the safety of the water conservancy project be ensured.

【Keywords】water conservancy project; flood discharge gate; control system; operation and maintenance

1 引言

建設水利樞紐工程，既是落實習總書記關于治水興水重要論述的具體行動，對于緩解區域防洪壓力、優化地區水資源配置、保障電力供應等也具有重要意義。可以說，興建水利樞紐工程，不僅具有顯著的經濟效益，還有一定的社會效益。

水利樞紐是為了滿足防治水災、開發利用水資源等目的而修建在河流的適宜地段的水上建筑綜合體，是水利工程體系中最重要的組成部分，發揮著防洪、供水、水力發電、航運等綜合作用。水利樞紐一般由擋水建筑物、泄水建筑物、進水建筑物以及必要的水電站廠房、泄洪閘等專門性的建筑物或設施設備組成。其中，泄洪閘是用來調控蓄水水位的工作閘門，在確保均勻發電和航運通暢等方面也起著重要的作用。泄洪閘承受著流水的動、靜壓力，同時還需要在水中開啟和關閉，工作條件惡劣，在汛期啟閉頻繁，可靠性和穩定性容易受到影響和變化。因此，如何對泄洪閘門進行高效控制，并做好運行維護是很有必要的。

本文結合泄洪閘門對控制系統的要求，分析了泄洪閘門的主要控制方式與特點，并提出了針對控制系統的運行維護措施。

2 項目背景概述

某小型水利樞紐工程，由發電廠、船閘、泄洪閘、溢流閥、工路橋等組成。其中，泄洪閘共20孔，采用弧形鋼閘門，通過啟閉機鋼絲繩帶動閘門升降，閘門啟閉控制方式為手動單控和控制室集中控制。

為了減少該水利樞紐中泄洪閘門開啟和閉合時水流流速劇變對所在建筑物造成的共振、空蝕、沖刷等的影響，同時提高控制的精度和穩定性，該泄洪閘控制系統需要具有以下特點：

①控制系統應該具有較廣泛的適應性，不僅能保證閘門在正常狀態下的工作，還要能夠配合檢修、調試等工作。

②控制系統應該具有較高的可靠性，一般情況下不能出現故障，出現故障時應該具有一定的自適應、自調整能力或者能夠在線維護、自啟動備份。

③控制系統應該具有較強的適配性，內部的軟件或硬件模塊應該采用標準化、通用化的標準設計和制造，易于更換。

④控制系統應該具有較便捷的通訊能力和較低的丟包率，上位機與下位機之間、下位機與各控制單元之間可靠通信并且及時進行數據傳輸。

3 泄洪閘門主要控制方式與特點

水利樞紐泄洪閘門控制系統主要通過四種控制方式實現對閘門的啟閉控制：集中控制、現場單機控制、遠程單機控制、通常控制。各種控制方式的特點如表1所示。

控制系統在正常工作狀態下，選擇PLC作為控制核心進行集中控制、現場單機控制或遠程單機控制。當出現故障時，采用繼電器作為控制核心進行通常控制。

本項目中，泄洪閘控制系統采用控制室集中控制和手動現場單機控制兩種方式實現控制。該控制系統主要由閘門、電動機、前后水位監測傳感器、開度傳感器、啟閉機升降停狀態監測等分系統和元件組成，除了實現閘門的遠程控制、自動升降停等功能外，能夠保持閘門的開度控制精度在±1cm、保持上游水位波動范圍在±5cm范圍內，同時還具有系統故障自診斷功能。

本項目中，當泄洪閘采用控制室集中控制方式時，將現地控制柜上的操作模式轉換開關打到現地控制，即可通過設定開度儀，使閘門自動開啟/關閉到指定位置。在閘門運行過程中，現場操作員可通過開度儀和相應指示燈實時觀測閘門運行狀態。當閘門運行到指定高度時，閘門自動運行停止;當閘門出現越限、超載等故障時，閘門自動停止運行。當采用手動現場單機控制方式時，將現地控制柜上的操作模式轉換開關打到手動控制，即可通過集中控制柜上的按鈕開啟、關閉和停止閘門[1]。

在控制系統運行過程中，為了實現全面、全方位的狀態監測，必須對以下控制信號進行實時測量，具體如表2所示。

對于采集到的故障信號，一般根據嚴重程度劃分為直接影響系統安全故障、嚴重故障、一般故障三類，由相關工作人員根據具體情況分析判別后，依據預案采取相應的處置措施。

4 泄洪閘門控制系統的主要組成及運行維護措施

水利樞紐泄洪閘門控制系統依據功能可以分為主控級設備及現地控制單元兩部分[2]，在系統實際使用過程中，要重視對這兩部分組成元件的運行維護與保養。具體來說，需要做好以下幾方面的工作：

①制定運行維護保養方案并嚴格落實。針對控制系統的特點，制定有針對性地維護保養方案，規定每一個組成設備的保養項目和保養周期，并指定保養工作責任人，督促保養工作落到實處。同時，尤其應該注意對故障現象的觀察，及時收集異常現象，并積極上報。

②做好日常檢修與維護保養。要定期對設備進行清潔、保養和潤滑，對電氣設備進行檢查測試，對機械設備的磨損情況做好測量，注意檢查各種儀器儀表的顯示精度，對電氣線路做好絕緣測試，對測試數據進行連續觀察并做好分析，爭取從中找出規律性的變化。

③對于一些不利于操作的部位，如閘門錐鉸加油裝置在潤滑時不易拆裝，應該采取一些創造性的方法，如將注油孔與活動油管連接延長，以此來實現維護保養的目的。

5 結語

當前水利樞紐工程的迅速發展，對工程建設能力提出了更高的要求，同時需要不斷提高泄洪閘門的控制方法和技術水平，確保閘門工作順利。除了做好本文指出的各項措施之外，各級閘門和控制系統管理人員還應該不斷提高規范化管理水平，不斷提高檢修維護水平，最大限度提高設備效能，確保水利樞紐的安全。

【參考文獻】

【1】戴上安.水利樞紐泄洪閘門的控制[J].計算機與數字工程，2001，29（1）：1-6.

【2】金輝.三門峽水利樞紐泄洪閘門集中控制系統設計[J].水電廠自動化，2002（03）：74-77.