三河闸全自动水文缆道测流系统及其应用.doc

(发表在《水利水电技术》)
三河闸全自动水文缆道测流系统及其应用
楚恩国
摘要:介绍三河闸全自动水文缆道测流系统的组成、工作原理及其主要技术指标,分析该系统在实际使用中的优缺点,对系统中存在的不足提出了解决方法。
关键词:全自动;水文缆道;测流系统;应用
1 前言
水文缆道测流在我国已经有50多年的历史,随着科学技术的进步,特别是电子技术和计算机应用技术的发展,水文缆道技术也不断提高。水文缆道经历了船测缆道、普通电动缆道到目前的全自动缆道的发展过程,
所谓全自动缆道测流,是指人工现场或远程一次性启动缆道测流装置后,可自动测量水位、全断面的垂线水深、预置的测点流速、计算断面面积和流量、生成流量报表等。三河闸全自动缆道测流系统,建于2002年6月,系统引进南京水文自动化研究所研制的EKL-1型水文缆道测流控制台、LEX-1型缆道综合信号仪及测流软件。新建成的水文缆道自动化测流系统以无级变频调速装置代替了传统的可控制系统,全面采用计算机控制流量测验作业,实现了自动记载、计算、数据处理、实测流量成果表的自动生成、图形绘制和数据输出等功能。该自动测流系统的显著特点是采用了先进的测验模式且实用性强,有全自动、半自动、手动、人工数据录入等工作方式,应用时可根据实际情况选择适当的工作方式。该系统2003年3月正式投入使用,在抗击2003年淮河大水的测验中发挥了巨大作用。
2 测站概况
三河闸是淮河入江水道的控制口门,测流断面设在其下游1300m处的中渡水文站,该站建于1914年,是淮河入江水道的控制站,新建的缆道跨度为550m,,,,历史实测最大流量10700m3/s。多年来,该站使用的测流方法有:船测、浮标测流、普通缆道流速仪测流、水工建筑物测流等方法。
3 全自动缆道测流系统的组成
全自动缆道测流系统集交流变频调速等技术于一体。主要由缆道支承系统、缆道驱动系统、避雷系统、测流铅鱼、EKL-1型水文缆道测流综合控制台(含ELZ-2型水文缆道测距定位仪、LJX-2流速测算仪)、LZX-1型缆道综合信号仪、流速仪、通讯模块、计算机、全自动测流软件、打印机等部分组成。
4 系统主要设备的工作原理
系统基本原理见图1。
交流无级变频控制系统
缆道支承系统
水文缆道驱动系统
起点距光电传感器
入水深光电传感器
起点距、入水深控制显示
流速测算仪
综合信号处理
手动操作系统
水面、河底信号
计算机控制软件
通讯模块
流速仪信号
图1 缆道系统原理框图
EKL-1型缆道测流控制台
该控制台主要由水文绞车交流无级调速控制、智能缆道测距无线测流等部分组成,可实现对铅鱼的出车、回车、提升、下降的无级变速控制,出车、回车位置测量、显示和提升、下降的位置测量、显示,以及在全断面范围内的流速测量和计算等功能,并设有测点自动停车和河底信号自动停车功能。

根据交流异步电机转速的关系式:
n=60f(1-s)/p
其中:f—电机定子供电频率;p—极对数;s—转差率。
由上式可知,若均匀的改变电机定子的供电频率,则可平滑地改变电机转速。变速调速系统在低速运行时,具有保持最大转矩不便的性能,这一特性与水文缆道