Автоматизація головних водозабірних споруд. Автоматизація та регулювання водорозподілу. Електромеханічні і гідравлічні засоби автоматизації водорозподілу

 

 

 

Головні водозабірні вузли призначені для забору води з джерел зрошення і подачі її в магістральні канали. Гідровузол – це найбільше складна і дорога частина зрошувальної системи, тому його автоматизують у першу чергу. Автоматизація в сполученні з телекеруванням дозволяє ощадно витрачати воду за рахунок відповідності подачі потребам рослин з урахуванням транспортних втрат. Сучасні системи автоматизації базуються на використанні електричних і гідравлічних систем автоматичного регулювання.

 

 

Електричні системи автоматизації застосовують в основному на водозабірних вузлах водоймищ, рівнинних ділянках річок із широкою заплавою і великих гірських ріках з паводковими витратами більш 400 м3/с. Схема автоматизації залежить від конструкції водозабірного вузла. На водозабірних вузлах гребельного типу автоматизують роботу затворів водозливних гребель, промивних споруд і затворів, що регулюють подачу води в магістральні канали. Як піднімальні механізми затворів використовують електрифіковані гвинтові підйомники і гідравлічні підйомники з електричним керуванням.

Структурна схема автоматичного керування затворами гребельного гідровузла наведена на рис.1. У верхньому б'єфі вузла розташовані давачі телевимірювання рівня 4 і давач регулятора 5. На пульті керування ПК установлені вимірювальний прилад 3, світлова 2 і звукова 1 сигналізація граничних рівнів, регулятор рівня 7 з задавачем 6 і блок вибору черговості керування секціями затвора 8. Кожна секція затвора має індивідуальний електропривод.

Черговість роботи секцій затвора задається оператором, а включення їх в роботу відбувається автоматично в залежності від витрати каналу. При невеликих витратах стабілізація рівня у нижньому б'єфі забезпечується автоматичним керуванням однією секцією затвора.

Рис. 1. Структурна схема керування секціями затвора гребельного гідровузла.

 

Рівень води в б'єфі задається задавачем 6. При відхиленні рівня від заданого регулятор 7 виробляє сигнал керування, який через блок 8 надходить в схему керування електродвигуном однієї секції затвора. Електродвигун підключається до мережі і переміщує секцію на величину, пропорційну відхиленню. При цьому максимальне переміщення   не повинне викликати помітного збою течії. Якщо при   рівень води не відновлюється, то блок 8 передає керування на іншу секцію затвора і т.д. При зменшенні витрати керування секціями відбувається у зворотному порядку.

Автоматизація роботи промивних і скидних споруд узгоджується з автоматизацією затворів греблі таким чином, щоб скидання надлишків води з джерела використовувались в першу чергу на промивання порогів водоприймальних споруд або відстійників. При незначних наносах керування затворами промивних галерей робить оператор за графіком.

Відкриття затворів донних галерей проводиться лише тоді, коли витрата води джерела більша потреби водозабірних каналів, що контролюється за допомогою давачів рівня. У випадку сталого надлишку води іноді застосовують одночасне керування затворами греблі і донних галерей. Автоматика забезпечує одночасно з відкриттям (закриттям) кожної з секцій затвора греблі відкриття (закриття) відповідних затворів донних галерей. Для стійкої роботи системи витратні характеристики спарених затворів повинні бути однаковими. При різних характеристиках необхідно відповідним чином змінювати коефіцієнт підсилення регулятора. Керування затворами водозабірних споруд каналів зрошувальних систем здійснюється за нижнім б'єфом. 

 

 

На водозабірних вузлах, розташованих далеко від ліній електропередач і населених пунктів, при перепаді рівнів більше 0,3 м широко використовують гідравлічні системи автоматизації на базі секторних регуляторів Маковського. На рис. 2 показана схема розташування водозабірного вузла із секторним регулятором рівня. Частина води з річки 1 по відвідному каналу 2 надходить на водоподільну споруду, що складається з головної частини зрошувального каналу 3, секторного регулятора 4 і скидного каналу 5.

Рис.2. Схема водозабірного вузла з гідравлічним регулятором рівня.

 

Регулятор може стабілізувати рівні води у верхньому б'єфі скидного каналу або в голові зрошувального. Здебільшого надають перевагу стабілізації рівня в голові зрошувального каналу, тому що при цьому можна забезпечити споживачів водою за запитом. Стабілізований рівень задається переміщенням поплавка давача рівня.

Секторні регулятори успішно застосовують і при керуванні витратою через кілька отворів в греблі. Почергове відкриття отворів або одночасне їх відкриття на ту саму величину забезпечується відповідними уставками регуляторів, що повинні задаватися дистанційно.

Для дистанційної зміни уставки (переміщення поплавка) використовують електродвигун малої потужності (рис. 3). Редуктор 3 перетворює обертання двигуна 2 у поступальний рух гвинта 4, що зв'язаний з мембранним перетворювачем 5.

Збільшити уставку з пульта керування можна, включивши двигун на переміщення гвинта вгору. При підніманні гвинта поплавок з мембраною опускається, тиск у надмембранній камері знижується, що призводить до відкриття мембранного клапана, розташованого в секторі. Із сектора витікає води більше, ніж надходить, він стає легшим і піднімається, збільшуючи надходження води в нижній б'єф. При переміщенні поплавка вниз (зменшення уставки) тиск у надмембранній камері зростає, мембранний клапан закривається, об’єм води в секторі зростає і він опускається, зменшуючи надходження води в нижній б'єф.

 

Рис. 3. Схема пристрою дистанційної зміни уставки гідравлічного регулятора рівня.

 

Дистанційне керування уставкою здійснюють засобами телемеханіки за вимірюванням за допомогою давача 1, що перетворює переміщення поплавка в електричні сигнали.

Точність дистанційної зміни уставки регулятора