樓銀海 董淦煜

[摘? ? 要]對(duì)白沙水庫輸水洞的閥門檢查進(jìn)行分析，研究存在的故障，提出可行性解決方案，希望可以為有關(guān)人員提供一定的參考。

[關(guān)鍵詞]固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī);故障檢測(cè);改造措施;現(xiàn)代變頻技術(shù);PLC控制

[中圖分類號(hào)]TV664.1;TP182 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）07–00–02

Fault Detection and Standard Operation of Fixed Hoist Hoist

Lou Yin-hai，Dong Gan-yu

[Abstract]This article mainly analyzes the valve inspection of the water conveyance tunnel of Baisha Reservoir in my country， studies the faults in it， and finally puts forward a feasible solution. Hopefully， it can provide some reference and help to the relevant personnel.

[Keywords]fixed hoist hoist; fault detection; retrofit measures; modern frequency conversion technology; PLC control

1 水利工程及閘門概況

國(guó)內(nèi)某水電站安裝了兩臺(tái)40 MW單軸半傘式水電機(jī)組，總?cè)萘?0 MW。設(shè)有4扇定輪式事故快閘門，每?jī)缮乳l門都能迅速切斷水輪發(fā)電機(jī)的水流。水閘高度為80.16 m，孔口尺寸6.4 m×10.8 m，寬度與設(shè)計(jì)過程中水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)水頭相同。如果發(fā)生事故，4扇門可以同時(shí)動(dòng)水關(guān)閉。所有應(yīng)急高速閘門均由qpk-2×630/2×500一臺(tái)固定式起重機(jī)控制。這類設(shè)備是我國(guó)中小型水電站和水利工程應(yīng)用廣泛的閘門啟閉機(jī)。

2 故障檢測(cè)排查

固定式卷揚(yáng)式啟閉機(jī)落快速閘門時(shí)，鋼絲繩纏繞現(xiàn)象是由于機(jī)組事故關(guān)門2DL、手動(dòng)JN1、微機(jī)KJN1閉合使直流刨匝線圈吸合，快速閘門突然下落，鋼絲繩不能按正常的軌道平穩(wěn)有序的纏繞輪轂，這是卷揚(yáng)式啟閉機(jī)落快速閘的缺陷，運(yùn)行中要求停機(jī)時(shí)迅速檢查巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)矯正。鋼絲繩多次纏繞會(huì)嚴(yán)重影響鋼絲繩的使用壽命，在工程運(yùn)行時(shí)除電機(jī)出現(xiàn)保護(hù)停機(jī)外，要嚴(yán)格控制其使用次數(shù)，切實(shí)保護(hù)設(shè)備的使用壽命。

固定式卷揚(yáng)式啟閉機(jī)開啟直流快速閘門無動(dòng)作現(xiàn)象一般是電氣故障引起的，也可能是刨匝卡死，刨匝線圈燒毀所致。刨匝線圈燒毀通過觀察可知，而電氣故障要細(xì)致地檢修，檢查步驟通常分為：①有無工作電源。②保險(xiǎn)絲有無燒斷。③直流回路有無故障等。故障檢測(cè)排查工作中需先檢查，一次主線保險(xiǎn)絲有無燒斷;接觸器線圈有無燒毀、能否可靠吸合、有無卡死、觸點(diǎn)接觸滿足要求;保護(hù)電器設(shè)備是否復(fù)位;主線接頭有無發(fā)熱虛接現(xiàn)象等。再檢查二次控制電路保險(xiǎn)絲、線路、直流二次回路有無故障，其中直流回路故障最為復(fù)雜，要求運(yùn)行技術(shù)人員有較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際解決問題能力。

卷揚(yáng)式啟閉機(jī)開機(jī)時(shí)工作門無動(dòng)作現(xiàn)象主要是二次回路故障引起的，解決此問題要求專業(yè)技術(shù)人員對(duì)泵站電氣有全面的了解。對(duì)照線路圖從二次控制電路中找出聯(lián)動(dòng)接點(diǎn)，大套二站聯(lián)動(dòng)是開機(jī)時(shí)，微機(jī)KSJ觸點(diǎn)延時(shí)幾秒閉合，開機(jī)與提工作門基本同步。然后根據(jù)二次線路檢修的規(guī)則，分別找出此線路相關(guān)的各接頭、觸點(diǎn)，然后做一次全面的維修。

固定式卷揚(yáng)式啟閉機(jī)開啟時(shí)啟動(dòng)電流特別大，并有“嗡嗡”堵轉(zhuǎn)聲現(xiàn)象是典型是缺相故障，缺相就是有一相沒有電流了，轉(zhuǎn)子獲得的能量就少了，轉(zhuǎn)子的速度就會(huì)慢下來，與定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就增大，定子仍通電的那兩組線圈電流就比原來的大，如果電動(dòng)機(jī)處于負(fù)載狀態(tài)，該電流就很容易超出額定電流而燒毀線圈。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理。電機(jī)在缺相時(shí)，定子繞組流通的不再是三相交流電流，而是單相電流。氣隙中的磁場(chǎng)由圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變?yōu)閱蜗嗝}振的磁場(chǎng)，一方面，電機(jī)缺相啟動(dòng)時(shí)，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，電機(jī)實(shí)際上是處于兩相短路狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)繞組嚴(yán)重發(fā)熱。破壞電機(jī)絕緣，以致于燒毀電機(jī)，影響生產(chǎn)，甚至造成事故。另外，電機(jī)在缺相運(yùn)行時(shí)，過載能力已明顯降低，轉(zhuǎn)差率變大，定轉(zhuǎn)子電流變大，勢(shì)必使繞組發(fā)熱，對(duì)電機(jī)運(yùn)行極為不利。

3 故障分析及處理

由于多層纏繞更為嚴(yán)格，雙螺桿不能滿足鋼絲繩排列的要求，因此老舊的驅(qū)動(dòng)方式不能滿足鋼絲繩排列的要求。如果使用Bonz金屬絲卷軸，重新制造新的封閉孔需要較多的資金，而且門孔和門結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大的變化。為此，本文提出了一種采用現(xiàn)代技術(shù)的解決方案，通過應(yīng)用可變頻率、PLC和反饋的電動(dòng)控制繩切機(jī)，使繩索沿線繩的行程軌道沿線繩索，以確保有序的繩索排列。通過信號(hào)采集裝置檢測(cè)到止動(dòng)，提升或下降狀態(tài)，并且收集的信號(hào)被傳輸?shù)娇刂乒竦腜LC。按照收集的信號(hào)，控制機(jī)柜的PLC可以停止、正向或反向狀態(tài)、反向控制電力裝置。當(dāng)速度逆轉(zhuǎn)時(shí)，螺母的行駛軌道圍繞鋼繩帶或鋼繩的圓柱繩軌道，以確保鋼絲繩纏繞在繩索或繩索鼓上，這樣滾筒的鋼絲繩有序排列，鋼絲繩的使用壽命延伸。此外，應(yīng)定期檢查和維護(hù)電氣設(shè)備，以消除隱藏的危險(xiǎn)，確保其正常性能。

4 電動(dòng)機(jī)故障判斷及維修

起重機(jī)是起重設(shè)備的關(guān)鍵部件設(shè)備。其在運(yùn)行或出現(xiàn)故障時(shí)，要保證電機(jī)的安全運(yùn)行和電機(jī)的正常運(yùn)行不被停止和損壞。當(dāng)電機(jī)突然停止時(shí)，導(dǎo)線松動(dòng)會(huì)產(chǎn)生火花，這時(shí)應(yīng)立即斷開電源，可能是電機(jī)固定不正確，地腳螺栓松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)擰緊松動(dòng)部位。當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，沒有噪聲和其他特殊的聲音。如果出現(xiàn)噪聲太大，包括電磁噪聲、軸承噪聲、通風(fēng)、機(jī)械摩擦等問題時(shí)，可能工作不正?；蚬收犀F(xiàn)象，需要立刻關(guān)閉，主要分析原因如下。

在操作過程中，應(yīng)該經(jīng)常注意電機(jī)工作時(shí)發(fā)出的聲音。監(jiān)測(cè)方法是將螺桿驅(qū)動(dòng)器的一端固定在軸承安裝部分上，另一端靠近耳朵，可以聽到軸承發(fā)出的聲音。如果軸承正常工作，不會(huì)有金屬摩擦。如果有吱吱聲，通常是由于機(jī)油不足引起的，并用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑填充潤(rùn)滑脂。如果有一種嗡嗡聲，球在運(yùn)動(dòng)中發(fā)出的聲音旋轉(zhuǎn)。缺乏油脂的話，可以用適量的潤(rùn)滑脂。如果有吱吱聲，說明是滾珠在軸承中不規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的聲音，是滾珠在軸承中的第二電機(jī)損壞，也可能是聯(lián)軸器或皮帶輪與軸之間的松動(dòng)引起。此時(shí)，應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查更換，各種聯(lián)軸節(jié)檢修完畢后，應(yīng)手動(dòng)進(jìn)行前進(jìn)和反轉(zhuǎn)，使聯(lián)軸節(jié)放松和轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。安裝圓柱形的彈性聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查彈性銷環(huán)銷之間的配合情況，并仔細(xì)檢查聯(lián)軸器最大橫向間隙不應(yīng)超過0.05。日常工作所需的齒輪聯(lián)軸器必須保持無灰塵和污垢。檢查接線盒的壓緊螺栓是否緊固松了。必須加注1/3～2/3的機(jī)油維修，不合格潤(rùn)滑油應(yīng)及時(shí)更換。

5 機(jī)油的故障及養(yǎng)護(hù)

（1）潤(rùn)滑液需經(jīng)過過濾，避免油體被污染。調(diào)查值表明，機(jī)油中含有的細(xì)小顆粒物會(huì)導(dǎo)致某個(gè)機(jī)器部件的磨損，從而導(dǎo)致某個(gè)機(jī)器部件的磨損這些成分。因此除了需要保持準(zhǔn)確性外，如果建造了適當(dāng)?shù)倪^濾設(shè)施，則有必要沖洗掉過濾器中包含的過濾器芯，以確保配件能夠限制過濾器中的固體潤(rùn)滑劑。

（2）要從多個(gè)角度保持機(jī)油本身的清潔度。如果未啟動(dòng)軋機(jī)，則必須將軋機(jī)放置在干燥的空間中，場(chǎng)地頂部貼木板、布簾。長(zhǎng)時(shí)間使用卷揚(yáng)機(jī)時(shí)，應(yīng)對(duì)卷繞機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)磨損的部件進(jìn)行修復(fù)，并對(duì)卷繞機(jī)的優(yōu)良性能進(jìn)行徹底清洗。在確定設(shè)備順序時(shí)，必須保證卷簾式啟閉機(jī)的所有設(shè)備都能靈活使用，安裝在機(jī)器上的筒體應(yīng)置于空轉(zhuǎn)方向。

6 規(guī)范操作運(yùn)用

在調(diào)試或PLC出現(xiàn)故障時(shí)，可采用手動(dòng)控制改進(jìn)啟閉機(jī)設(shè)有下列電氣保護(hù)裝置：短路保護(hù)、過流保護(hù)、失壓、分閘保護(hù)、限流保護(hù)、過載保護(hù)、緊急分閘主電源及聯(lián)鎖保護(hù)。排繩機(jī)構(gòu)面板上的黃色EL1燈接通，紅色EL3燈關(guān)閉，排繩機(jī)構(gòu)面板用于操作提升機(jī)構(gòu)的排繩機(jī)構(gòu)運(yùn)輸隧道工作門。當(dāng)需要啟動(dòng)時(shí)，按下繩索機(jī)構(gòu)控制箱面板上的門按鈕（BS2），然后按下掛鉤按鈕。此時(shí)，觸摸屏顯示和閃爍。當(dāng)門顯示時(shí)，門從顯示到上限并閃爍，并自動(dòng)停止門。當(dāng)您需要關(guān)閉門時(shí)，按繩索機(jī)構(gòu)控制箱的面板上的關(guān)閉按鈕（BS3），然后關(guān)閉快門，觸摸屏顯示在觸摸屏上顯示。當(dāng)門關(guān)閉到下限時(shí)，觸摸屏將顯示到下限并閃爍以自動(dòng)停止門。當(dāng)需要停在門口或閉門時(shí)，按盒子面板上的停止按鈕（BS1）停止打開門和時(shí)鐘，停止檢查屏幕，然后關(guān)閉門。當(dāng)繩索機(jī)構(gòu)運(yùn)行并且紅色EL3光線在繩索機(jī)構(gòu)的控制箱面板上時(shí)，在消除頻率轉(zhuǎn)換故障后，按壓箱面板的觸摸屏上的變頻重置按鈕以復(fù)位變頻器。在變頻重置成功之后，紅色EL3光線熄滅。如果在操作過程中，門的打開或關(guān)閉使排繩機(jī)構(gòu)的排繩角度改變，則排繩機(jī)構(gòu)的排繩角度立即改變，調(diào)整方法如下：按下鋼絲繩排列機(jī)構(gòu)控制箱板上的關(guān)門按鈕（BS3）進(jìn)行操作電梯下降限制。達(dá)到下限時(shí)，門自動(dòng)停止關(guān)閉，排繩機(jī)構(gòu)繼續(xù)運(yùn)行和調(diào)整，直到調(diào)整到合適的角度，再調(diào)整到合適的角度，鋼絲繩的排繩角度才停止運(yùn)行。

7 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為了解決提升機(jī)的相關(guān)問題，設(shè)計(jì)了智能制動(dòng)系統(tǒng)來切斷電源并控制門。制動(dòng)系統(tǒng)由4個(gè)制動(dòng)器、1個(gè)電氣控制系統(tǒng)和1個(gè)控制系統(tǒng)組成。每個(gè)電氣控制系統(tǒng)控制2個(gè)緊急高速電梯中的4個(gè)制動(dòng)器。在起重機(jī)中使用離心偏航調(diào)節(jié)器是很危險(xiǎn)的，取消離心式偏航調(diào)節(jié)器，在制動(dòng)過程中利用制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)溜槽的升降和快速下降。

在正常升降過程中，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，制動(dòng)器僅用于制動(dòng)和保持并網(wǎng)狀態(tài)，按照規(guī)定的速度，自動(dòng)制動(dòng)變矩系統(tǒng)由電氣控制，并提前釋放制動(dòng)器，以使發(fā)動(dòng)機(jī)的快速快門依靠自身重力而制動(dòng)輪與制動(dòng)輪之間的長(zhǎng)期摩擦，又降低了勢(shì)能，電子控制系統(tǒng)根據(jù)采樣速度和高度，自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩來限制下降速度，因此，在快門快速下降的整個(gè)過程中，快門會(huì)下降，而百葉窗按規(guī)定的速度和要求迅速下降，防止發(fā)電機(jī)和機(jī)組運(yùn)行故障，以保證汽輪機(jī)的安全。

8 機(jī)械選型設(shè)計(jì)

8.1 制動(dòng)類型的選擇

考慮到緊急情況下必須調(diào)整快門的下降速度，通過改變制動(dòng)力矩來調(diào)節(jié)和控制快門的下降速度，因此選擇恒關(guān)交流電壓制動(dòng)器。其工作原理是改變電機(jī)和電動(dòng)加速器泵的轉(zhuǎn)速。為了控制加速裝置中液壓缸的推力，達(dá)到了目標(biāo)，具體型號(hào)ywk-300/50 bw，其可調(diào)動(dòng)扭矩530 N·m，與起動(dòng)器起重機(jī)的初始制動(dòng)扭矩相比稍大，完全滿足了最大制動(dòng)力矩的要求。

8.2 摩擦材料的選擇和設(shè)計(jì)

根據(jù)起動(dòng)器參數(shù)和單網(wǎng)50t總重量，傳動(dòng)鏈由三級(jí)減速器、開式減速機(jī)、繩索組成，根據(jù)制動(dòng)功計(jì)算公式，緊急滑槽快速下降時(shí)，制動(dòng)總功為4.5 MJ，制動(dòng)還必須滿足制動(dòng)快門向下滑動(dòng)的要求，根據(jù)各摩擦材料的總制動(dòng)功率5 MJ，快門內(nèi)產(chǎn)生的等效熱能，具有快速下降和持續(xù)摩擦，導(dǎo)致制動(dòng)塊和制動(dòng)輪的溫度急劇升高。由于摩擦材料具有耐高溫耐磨性，常用的摩擦材料不能滿足制動(dòng)要求，選用熱穩(wěn)定性、耐熱性、耐磨性好的摩擦材料，摩擦材料的連續(xù)熱穩(wěn)定性為600 ℃，短期熱穩(wěn)定性為900 ℃，滿足實(shí)際制動(dòng)條件要求。

9 結(jié)束語

當(dāng)今，水利水電工程的技術(shù)人員一定要明確如何對(duì)啟閉機(jī)的故障進(jìn)行檢測(cè)與維修，在整體檢修過程中，要時(shí)刻保證啟閉機(jī)內(nèi)部環(huán)境的清潔度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)磨損器件時(shí)進(jìn)行定期維修，如果定期維修不能夠解決機(jī)器所產(chǎn)生的問題就直接將零部件換掉，而且還要對(duì)啟閉機(jī)的電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器進(jìn)行定期維修，只有保證啟閉機(jī)的電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器能夠正常工作，啟閉機(jī)才能夠真正實(shí)現(xiàn)自身的工作效應(yīng)。

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