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水电站自动化课程设计.docx
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武汉大学动力与机械学院
水电站自动化课程设计
专 业: 能源与动力工程
设 计 人:
班 级:
学 号:
指 导 老 师 :
完 成 时 间 : 2017 年 1 月 11 日
武汉大学动力与机械学院
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目录
目录........................................................- 1 -
第一章 设计原始资料.........................................- 2 -
第二章 电动机主电路设计....................................- 3 -
2.1 电机的选择 ..........................................- 3 -
2.2 主回路接线原理图 ....................................- 3 -
2.3 主回路设备的选择 ....................................- 7 -
2.4 电机的保护 .........................................- 10 -
第三章 系统控制回路设计...................................- 11 -
3.1 系统控制结构 .......................................- 11 -
3.2 控制系统的工作原理 .................................- 12 -
第四章 PLC 控制回路的设计 ..................................- 14 -
4.1 PLC 的选择..........................................- 14 -
4.2 I/O 端子分配及接线图................................- 15 -
4.3 梯形图程序设计及说明 ...............................- 15 -
4.4 语句指令表 .........................................- 15 -
4.5 设备清单 ...........................................- 15 -
附表.......................................................- 16 -
参考文献...................................................- 17 -
武汉大学动力与机械学院
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第一章 设计原始资料
集水井排水装置自动控制
某水电站渗漏排水系统有二台相同的渗漏排水泵,一台工作,一台备用。水
泵类型为深井泵,单台配套电动机容量:90kW,电压:AC380V。每台水泵出水管
道上安装一只电动阀门,水泵抽水时电动阀门打开,水泵停止时电动阀门关闭,
电机功率 1.5kW。
排水井水位和高程:渗漏排水井底板高程 3.0m,停泵水位高程 5.0m,工作
泵启动水位高程 11.5m,备用泵启动水位高程 12.0m,报警水位高程 12.2m。
控制要求(机构系统图如图 1):
(1)深井泵启动前 3 秒必须先给润滑水,泵启动后 2min 切断润滑水,润滑
水由机组技术供水系统供给,供水管径 20mm,通过电磁阀自动控制,该电磁阀
的工作可自动合/分,也可手动合/分。
(2)盘面上要有电源指示灯,运行指示灯和故障指示灯。控制柜有电时电
源指示灯亮,抽水泵电动机运转时运行指示灯亮,控制柜有故障时故障指示灯亮,
故障信号:(a)接触器故障(b)启动超时(45s)
(3)深井泵工作方式:自动/手动。自动方式时,控制装置依据控制流程要
求自动实现水泵的启/停控制。手动方式时,通过操作面板上的操作开关直接控
制水泵,该方式仅供设备调试或检修使用。
(4)蓄水池水位达到报警水位时,控
制柜内喇叭要发出断续的蜂鸣声,电铃要
响。
(5)出水管道上的阀门电动机正反转
时要有硬件互锁和软件互锁,避免电气短
路。
(6)工作水泵和备用泵每周轮换一次。
图 1-1 集水井排水装置机构系统图
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第二章 电动机主电路设计
2.1 电机的选择
(1)水泵电动机的选择
根据本设计深井泵的工作环境、方式以及电动机的容量:90KW,电压:
AC380V,可选择 Y280M-2 电动机,其具体参数如表 2-1 所示。
(2)电动阀电动机的选择
由于电机的功率为 1.5KW,则选用 Y90S-2 电动机,其具体参数如表 2-1 所示。
表 2-1 电动机技术参数
满载时
型号
额定功
率/kw
电流/A
转速/(r/min)
效率/%
额 定
转矩
质 量
/kg
Y280M-2
90
166
2970
92.5
2.2
620
Y90S-2
1.5
3.4
2840
78
2.3
22
2.2 主回路接线原理图
考虑到排水装置的控制要求,设计得电动机主回路接线图如图 2-1 所示,其
工作原理如下:
合上电源开关 QS1,按下启动按钮 SB1,接触器 KM1 得电吸合并自锁,接触
器 KM2 也同时得电吸合,电动机三相绕组在 Y 形接法下降压启动,同时时间继
电器 KT1 通电计时。
经过一段时间的延时后,时间继电器 KT1 常闭触点打开,常开触点闭合,接
触器 KM2 失电释放,其常闭辅助触点闭合,继电器 KM3 得电吸合并自锁,将电
动机三相绕组接成△形在全压下运行。
其中,1 号泵电动机由 POWER1 电源单独供电,2 号泵电动机由 POWER2 电
源单独供电,并互为备用。当两路电源中有一路发生故障切除时(1QF、2QF 之
一断),则备用电源自动切换装置 APD 将母联断路器(3QF)合上,以保证电动
机的正常工作。
武汉大学动力与机械学院
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