Способ водораспределения на каналах с головной насосной станцией

 

изобретение относится к технологическим процессам на гидромелиоративны.х системах в сельском хозяйстве. Нель изобретения - экономия электроэнергии и воды путем иовьпиения степени использования резервов участков канала. Способ водораспределения включает измерение несущи.х резервов (резервных объемов) воды по всем участкам канала. При наличии изменения расходов потребителей в отдельных участках опреде.1яют время срабатывания резервов в участках. При этом в случае отказа потребителей от воды происходит заполнение имеюн;ейся резервной емкости участка, а в случае включения очередног о потребите.чя опорожнение имеющегося резерв) об ьема воды. Его сравнивают с временем передачи требуемого расхода от головпой насосной станции (НС) к створу возмущения. На участках, у которых время срабагывання резерва меньн1е времени передачи расхода от НС., нроисзводят регу. 1ирование расходов за счет резервов, имеющихся в вышеи нижележащих участках, изменение производительности НС производят только носле полной отработки всех резервов, имеюн1ихся в канале. Дебаланс между расходами, подаваемыми в канал насосной станцией и забираемыми потребителями, раснреде.чяют с учетом знака рассогласования но всем участкам канала 11ропор 1нона, 1ьно их тек 1цим резервам. 2 и. 1. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 Е 02 В 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вВ

М

CO

К)

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4037096/30-! 5 (22) 12.03.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) В. Г. Козьмин, А. И. Михайленко и А. С. Юрасов (53) 631.347.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 941465, кл. Е 02 В 13/00, 1979. (54 ) С I ) O(.ÎÁ ВО 1ОРАГ I )Р ЕДЕ„ I Е НИ Я

HA КАНАЛАХ Г ГОЛОВНО11 НА(.О(.НОГI

СТАНЦИЕ!"1 (57) Изобретение относится к технологическим процессам н3 гидромелиоративных системах в сельском хозяйстве. Цель изобретения — экономия электроэнергии и воды путем повышения степени использования резервов участков кана 13. Способ водораснределения вклк)чает измерение несу)цих резерB()H (рс (ервных объемов) воды цо всем учс)л кам канала. I! ри наличии изменения

ÄÄSUÄÄ 1420202 А 1

РЗСХОДОВ НОТР(. ()IITE . I(. H 13 ОТДЕ f titf t>IX X 13(. тнаХ определяют время срабатывания резервов в участках. Г!ри этом в случае отказа потребителей от воды происходит заполнение имеющейся резервной емкости участки, а в случае включения очередного потребителя опорожнение имек)щегося резервного объема воды. Ff о сравнивают с временеM псредачи требуемого расхо 13 от головной насосной станции (НГ) к створi возмхщения. Н3 частках, у которых время сраба гывания резсрва меньше времени передачи расхода от НС, нроисзводят регулирование расходов за счет резервов, имеющихся в выше- и нижележа(цих участках. Изменение производительности НС производят только после полной отработки в Px резервов, имек)щихся в канале. Дебаланс между расходами, цодаваемыми в канал насосной станцией и забираемыми потребителями, раснределяк)т с учетом знака рассо(ласования flo всем уча Tкам канала пропорционально fix текуlttffvl резсрвам. 2 ил.

1420202 ((зо6р«тение (>гносится к технологическим процессам на гидромелиоративных системах в сельском хозяйстве и может быть использовано для автоматизации процес а водорасIl P(.1«1Ñ If )<

I 1åë ь изобретения экономия электроэнергии и воды путем повышепия T(пени и Ilo.l l>doâàíèÿ резервов участков кана 13

<( ((! )!)

<<>(): (,)н>, 0«.< (Щс

I.l(q — h, I (. j i-го участка..))).гс ч осу!цествляют расчет резервов л ! воды в резерв))х, равный

>л ° ..,I,IH с.fxчая !ли;!я л(),)(), где лл,««, максимальный 06ъсч

40 и> Ibl H рс : pBdx I-п> л часткы.

В .!учас появлеиия возмущений (изч(—

ll« èH расходов потребителей) в от,)ельных х lт- 45 ся ил!«ющ!нся резервны«06ь«мы во.)ы, а при

)>(< < (Ч>(или

50.>;)>с л) производят сравнение в р«ч«н и (р !6;)тывания резервы >, (<ысткы с вреченел<

II(. (>(3<1 ч и тр«буе мого рыс xo.iii о г насосной ст il!!11111 водоподьемы к створу возл<уп)(ния 55! т - ). (lри т«,(т никакого управления н;) х ч;)с)кс не требуется. При т)., T> ã,, г.pOHo IHT p«I ó,fèðoBHHè« расходов.;-Это осуlIы фиг. изобра кена схема канала; fid !

О фиг. 2 xEìà расположения резервов

I-ОЛI > <3«ТК(K3 f1 3 ° 13. (.x IIiI!0«1 ü спо(06)d 33k,1ê) ld(>тсЯ В с.l(;1>< юII I,<. Л>.

)x3«iiл раз6ивают пы и участков 1 пере- (5

I(>ры киваю)цими соору к«пнями 2. )(уча Tk;lxl под!..!к)чают потребителей (открытые BO<овыплски и.!и íà ocllbl(. станции подкачки) .

В процесс«работы, В первый отводящий

l !асток каналы вод<шодачу осл ществляюг

И;!(ОСПОЙ Ст;!ПИИЕй ВОдОПОд>,ЕЧЫ. 3 В ОСтаЛЬны«участки — сачотеком через пер«гор;! кив;)ющи«сооружения. При этс>м инфор <1;I I!11()11110-XПРВВ 1 ЯIОП(3 Я Сll(. T(. Ч 3 O(. < 111«(. ГВ,<Яп«риодический опрос датчиков телец <л>((>(III!>< Pd(- \0103 и 110.!чча(т )III(j>0PI<1311IIK> э5 о рысходс (). R начале каждого участка, о (>Исход«()< ., в конце участка, ра xo, )ах ((!), (),, с)) I 110Tp(биг«л«й в участках и

l lP() l1

I<(> 10 I>«,) l>(> (1 1.

113 (кповынии полл !епнои ипфорл)ыции 30

<>с(!11(с l f<,I) I рысч T балансы для каждого

Л Ill(1 ).;1: ществляют за счет резервов выше- и нижележащи.(участков с учетом сохранения в

ННх неравенства т) )T>«л. После завершения регулирования расходов на всех участках, требующих управления, наступает установившийся процесс до момента очередной корректировки расходов в участках, у которых т«««т> л.

В случае, когда полностью использованы рс . pHhl других участков каналы, а вреM!) т "! отработки резерва первого отводящего участка канала сташ)вится равным или меньп)им времени пер«дачи изл<ененного расхода насосной станции водоподъема по его длиfl(, г. «. т««)(т»«,, то производят изменение производительно Tll насосной станции водоI I o.11>(ч ы. .1«6аланс л>еж,)л расходачи, подаваечычи в канал нас<к ной станцией водоподь(ча и 33611p3(. м ым и 1101 p«6ит(1 Ими. (,< х

<) (= Яч « — 1 7 (() I, 1

P<1c II P(> <1(., >Як) I c x ч«том 3 113 k 3 PB(of л а сова ния Ilo всел1 уча«ткач кана.!ы пропорциопы.!ьно Ilx текущим резервам, ич«ющимся на

I 3 f l f l hI l1 М О Ч С Н > В (><. (1« f I i! (l l0CO6 O(. >< III(.ст l3, I H K)T с.)(дл К) п)И м 06 р <1ЗОЛ!. (1пф(>рмыцик> or> о<> ь«kT«(h;133.1«) пог!лчык>т пут«м опросы ))г! <иков уровней воды верхи«п> и нижнего бьефов с0()pXжений (папримс р, х ровп«черы РУ(.) и датчиков положения затвс)ров (например, . 1(I:3- !()), используя для этой цели устройства измерения стандартные серийные Ilpl16opbl.

T;Ih кык к3пыглы с Mапfè) и f I o; I K d и и в 3 к) ц и (. н 3 с о с и ы (> (T 3 Hции (IIH(), раоотающие 113 закрытук> или открытую оросительную с Tü, что обусловлеl1() р«льефоч честп(кти, г.<(строятся чыIII Il fill bl(. ка ныл ы, то If)loop ч ы ци Я 06 из ч(. 11(нии расходов п(>гребителей может сничатьcя уг!!.Тразвуковычи расходомерами (например, ИР-51), усгынывливаечыл<и на коллектор 1111(. и.!и дытчикыл<и включения насосHbIx агрегатов (,IHHA), представляющил<и !

lii6op релейных эл«ч HToB, которые измепяк>т уровень вы.,о.<ного с и гн ала (и а п ри мер, тока) в зависимскти от количсствы вклю1;!«чых агрегатов.

Р3(. Ч(T 03. ) BH(. d ра(ходов д, 1 Я каж;10! 0 участка осуще TH,fÿ«тся цифр(н)ым контрол,I(ðoч (напримср, Р-()()), устанавливаемым

f1!цем сооруж«нии, пос.ц опр<ка датчиков уровней воды, датчиков !И),1<)же)«<я затворс)в и нотр«6ителей, распо.)оженных внутри участка.

Цифровой контроллер перегораживаю!цего сооружения 2 осуществляет операцию расчета врел<ени срабатывания (заполнения) по )кoчанднo!o участка. Величина резервного г)6! еча, равная O > > на данный мочент врел!сни т; „ollp(, деляется геочстрией x часT(420202 кы, максимально и минимально лончстих!ыл! и гл у6и на ми и а полнения верхнего бьефы сооружения и текущим уровнел! волы в кОнтрол ирчс MOM < TBopE> В кОнце > часткы.

Время т. /, Иередачи расхода от !!Всосной станции (Н(.П) к створу возму(цения зависит от местоположения участка OTHOсител ьно Н(.I I и величины Л(,), ле6ала нса для участка. Расположение участка в ироцессе регулирования постоянна. Завис()мость т.. /=((Л()) т.«, от Л()„013ределяемая заранее ио известным формулам гидравлики, лля каждого участка также неизменна.

Информация о т>, и т. /, передается ны центральный процессор (например, «.=3л Kтроника (;)-02Л»), устанавливаемый на нас<К>сной станции. (1с нтрыльны и и роцессор (ЦП), получая инфорчацик) от всеx участков кана 1<1, определяет ры (ность Mt>жду T u т />,. 1)ри т>«, т; .,)0 о6еснеченис нотр<—

6ителей Осуществляется за счет Внутр«ннего резервы участка. При т>, — т,>,(0 произВ0.1НТ нерераснрелелеHIIE резервов учысткс>н, расположенных Bl>lilt(. и ниже относительно аварийного. Перераснр«деление осуществляют путем измерений заданий на открытие затвора цифровым контроллером с<К>ружений (ЦК), которые вырабатывают соответствующие управляющие воздействия на исполнительные механизмы. Величины изменения задания определяется в зависимости OT ис)лхчеHHOH но учысткыч информации о т>

И T <>/i

Перераспределение резервов производят ло тех иор, пока не станет отрицательной разнс)сть между TI и т.«; у первого отводящего участка. В атом случае нол,(ют команду на Включение или отключение (В зависимости от знака Л(,),) очередного насосного агрегаты.

Так как pBOx0;t насосного агрегата H(:(1, как правило, 6оль(ие возчун(ыю(него воздействия ((>, )Q,), то центральным процес 0poч (I I,П ) ра с(. 1ит ыВ а(<тся разность ч еik,>E><

О; и ()„кОтОрая (согласно ич K)Illa йся на

MOME. fIT Вклк)чения (отклк)чения) ыгрегаr;3 инфорчыции о т,, и т« /,, ) нерераснрелеляется чежлу участкычи также нутеч измеlf<ния уставок (задания) контроллероч сооружений.

Водораспред<ление на кана IBx осу(цествляют при помощи децентрализованного управления с центрыльныч коорлинатороч на насосной станции. Такая схеча повышает

«живучесть» системы. так как при выходе из строя аппаратуры телемеханики или линий связи, но которым осуществляется прием передача информации, производится пересTðойкы режимы работы контроллеров на .Iокалы(ое управление t!o защите верхних

6ьефов соорхжен((й, гле имеется информация о предельно лоиуст!(чых глубинах наполнения и уровня волы верхнего бьефа.

Пр!03!< р. Пхзсть кын«л за насосной станцией рыз6ит ны четыре отводя(цих участка (4., (с)н> l. òè м. Ито и ис x0. Elf<) >E с Ос Гоя н и и

H<1 ВС(. х ОТ .30;!H I!1!t X х i3<. ГK i X k<1 tf <1, 1<1 lf <36, !К).1<(етсЯ 6)НОСТЬ Q>» Н!3С ОСНОИ С 1 i!Ill! I ll ВО 10110 E t>< «хо(ыч Q Q

II() I >ср >< > t

6IITl. лей 110 B< еч X шСTh IXI к;)н;1.!ы, Q>/e<> — < >> < .

П х < ть Hх! )л<1 IIOTpt<6ит< . I ь

OTKÛ« ÛÃ!СЯ ОТ ВОЛЫ, t3t>I«f30 f3 !10 10iK HT< ., I t>H hl!1 де6ал !If< B x÷ас Tko, т. с. х(/, ) 0 (нм резерв третьего участка равен Ъ 1, 3= .)000 ч (фиг. 2), й

СТа !Ill lf fl BO;30110, 1З>t>> Нl С н И Я j) <313110 Т, ==!1()00 < . Брс м Я Op<16I Hi!it lt >I резервы гр Iüoãî уча< Thi! (13 ланноч lëó I!i<

Врс мя за!И>л!и ния !tent< ti>IIEE. «< ff рс.к ptftf<»f B»кс)сти 061< л(ом б p

>, < „,;, 0000 xt

Г1, 1 — — —, - — =!)000 С, И,) 1 ч,/с т. с. т> «((T ь IT() трс 6i с т нсчс.f, 3< IIIIO! 0

P<>I х <113 РОВ 31I IIH P1 > Ii3< 1 к<, Г<3 k

K<3k I p< ..3,,)000 < II f)0fi«OH,Eñ 1 х чысткы. (10 IlfiO,E. t;31; 1< !у 0 < 061 p< X,1 ро

P<1<. xОЛОВ В 1-0 <1 x I <1<. тkl. hы t! El<1 <3 I P0 It.(B(> (H

E1ti H:3мс нс II f1 0 >1 IIРОВ.3 !30, ситсх 11>ИО< 1 н н ы с О< 110 и

С TB Н Ц И И !30;(ОНОЛ ЬС Х! li

30 выше- и нижелеiKBIIEHx учы TKOB k>(<) >= 0 11 > (<) 1===0) И И; рс(ерВНЫЕ ЕЧКС>стн СООт(К Tс ГB(HH0pBf3E1I>! 3 :, =6000

Т!(К((м 06рызоч. если Ос х It!00òâèòü рс гх,Ill f)О35 B Itt p< j)<3<:Ilp< ;3сг(с HH(< ччарнос вречя MH в<3 lloзн Il!Irl их1(. Il>lilt г!>< H

40 ны лынный момент вречсни ре.к р()ноп> 001,< ча) трех учасTkOB 2 -1 нри носгоянноч .(есшл.)нсе 1(,/, — (ч <, f)ilBIIO< ,/ /

Ъ 1 + 9" «, ->- 3 (, T1

) (с)000 ч —;, --= (!)000 с (л! /с

M Hot о 60льшс Врс мени II< (п.l

Р<3 XO;3<3 ОТ Н ЫСОСНО H < Tii tt II И И BO,(О II(> l 1>< >1 3

56 t<) c х ч )с"! k;>, x I 3< Гв> v>«tl го В t!< рс р,E«ftpext<гк нии р;!сх>>.ll>«, т с T1 ))т . >. Пс рерыснрслс,(снис p13 Itl>

X< Ill< <3 В, 1 и К > I I I f)l >Ill>P I till > ныльно теку(цич f)l:3<рвныч Обьсч;!м! у(;101

K0В:

) < . (il )(lI ) ч

t<> .< — +2 >>< > хх (!)(в к >!

<=>

= +0,:)2 1

1420202

) б, (,) < — — — -) 0,4; ч,«; .k(H)0 ч E()< -; 1 л(>>с

I с)000 ч

4000 ч

KV,— --, 1 л(!c=

I0000 ч

К<>1,„)1 щ>с«(а(пипл«ни«6алансd в си«тече

<с(« (J>ik«lkf>«, («.IL HИЯ I><3LХОдо(3 В >, < )1 ож HO, I3 > (В, (с(ll lt<> (k E., I () 1 <1(HРL Ч Я .(с) I I 0. 111(НИ Я ил)(к>:!ц и(я и;(д;(нный л(ом«нт резервной ()1(с(>t I ll ) П(!>!(ОГО ОТБ(>;(Я ПИ«ГО > Ча«ТКа <. сlНОHI! ii«я р;! Н(! ил! If, IH л)(пылим вре(EI«ни пере(;1)III и < it ilt (ill<>l <> 0<(Ох<>,(«и<(с<>«ной станции (<> (<>11< I l)t л(;! II(> «I o .(лин(, TO произво(ят

I<> (;1 k КО I;ill,(l I llii ОГК IIO

;;1!ч (;1(;1 и;1«О(щ>й E т;(нции нодоподъема

1 ill; )с;< к II f>;i KTII <1(<. h il II I>0)k;3 (30, (ИТ«л ИНО«Ть (,), н,lt <> f1<>l(> )гр«Г(1) (1 нл(1.(H 6о lk>llIE.) «ул(л(;((>!!О(О,Н О;3л()н «ходов !3 >, ча«тках, ТО

< » „ I H >L;it!(>I О 11;1<. О< 110(0;11 f>«il I;I II() HH.! Я<. l < Я,l(6il, Ii1 IIE. (, Ж(06f) HT 110(4

<(1;(b Г f > E < > 11 Т (, I Я Ч I I, I I ! J> (> I . < Н О (И T (, 11) Н 0 <. T Ь К > () )< I « >< ll<> И « I;I II II II If Ii(»H>I I(>. k 1)(Л! <1, рс) Н Н Ы И

><() - (с)

< 1

\ (,) Л„,.

>.

0,2>с t, «;

)31)00 л! — --, (08ч, «)=

"1000 ч б, . 10001) ч л(,) —,à — — -- ( Л, 2:100(i ч < =-?

<),,>5> ч «;

0,8 ч, «) =

9,, <,>000 ч х(,),) —;- — ", — — — --, (0 8» L ) =

" б ., 2,)000 л) (-с

0 !7>! «, ! (> Hl)kJ)< f>E. iE J>H(>H Л It IIIIO>t .(L 6;I.liillt « l I1 >, AIL пьlllHL T ча«ГОтх изменений ! I!>< >и <н< >. III r(, l l)ll<>< (и liil«oLИОЙ «Ed Hl(H 11 во.(OII<> (i)t (1(> . 1(. Ж II Л) IIO. (,(<)РЖ Ива К>Т ДО

IE )) !!<>!>, ll<>b()111 L Рсl(>с! ГЫВ

IIt !)ii(>l О ОI H<) (kkkk(L ГО > I

II >1(t(>I I (L I (>t rl f>L dt J> liH(>l О 00 IА М <1, 3 <1 ПО.(нс H 110-! < > H(>,(ОИ ) lI<. «Гс(li(. Ã f>Ill И Ч (3 "1(IIII lit !>(.(;< НИ Ik.(tkt HL IIII(>l !> IСХО (il lid

«>t ll< >;I I l (l ((!1È H<>,(О ИОД I,t Ч II<> ((О .(.! ИН«, .!<>lI) «(ил(, ч !О ((6()л )HE. равен 0,8 м /c, I>t !>;l H ll I)l (ф Ill . 2 I

8 ()()l I < (! 0(н >0 tk

Л ; - .>(Н И < л(1(ч< !О!!(Ни«1(((6(1 I;itl«(E. л четоч знака)

f>, IE IIJ>t .(«. IЯк>(II<> «k;k«Tt;3ì канала Ikf>0((0!>:(ll(ill<), ll)ll<> их Г(кУИ(ич Р«3«Рвал)((H данноч

«, !« ;!< IiJ><>«(>f>ik»<>ik;3.!ьнО ил(«к>щич«я резервIII)l)1 < >(> I < II Ill t3O Tl)l ): после чего подак>т команду на включение очередного агрегата насосной станции водопод ьем а. ,Г Г)я подводящих участков канала распределение дебаланса осуществляют аналогично вышеуказанному.

Таким образом, адаптивное управление водораспределением по текущему значению резервов в участках (за счет оперативного !

О перераспределения резервов участков канала) повышает степень использования резервов участков канала и уменьшает число изменений производительности насосной стан ции водоподъема.

Пре.(лагаемый способ может быть использован на магистральных и межхозяйственk((Ix каналах с л(ашинным водоподъемом (го.!овные насосные станции, насосные станции водоподъема и т. и.) на базе инфорчационно-управляющей системы, включающей и себя систему телемеханики, комплект датчиков уровней воды, расходомеров и v(kравляющего блока. В качестве системы телемеханики могут быть использованы систечы ТМ-201, ТиМ-72, ТМ-120-1М, КТРС-М, ТМ-130, КЭТ51.01, «Узбекистан» и аналогki«I!ые. В качестве датчиков уровня воды чогуT быть использованы датчики типа

У11М- I Ч, РУС и др. Управляющий блок чожет быть выполнен на базе серийной чикро-ЭВМ («Электроника-60М», «Электроника (5-02», «СМ-1800», «Искра-226» и ана3р логичн lx) со специа.kbHb(M программным

06«спечениел(или микропроцессорного ком1!лекта (например, типа КР 580).

Использование предлагаемого способа значительно снижает непроизводительные

35 сбросы воды и уменьшает число изменений производительности насосной станции водоподъема за счет повышения степени использования резервных объемов участков канала. (. учетом затрат на приобретение средств

4 вычислительной те.(ники (микро-ЭВМ), регулирукпцей и измерительной аппаратуры, а также эксплуатационных издержек годовой экономический эффект, от реализации сНособа только на Рыбницкой оросительной сисTE .че Lоставит около 50 тыс. руб.

Фор.<(у.)а тобретения

Способ водораспределения на каналах

«головной насосной станцией, включаю50 (ций разбиение канала на участки переI ораживающими сооружениями и ступенчатое изменение расхода участков и насосной станции, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии и воды путем повып!ения степени использования резервов

55 участков, измеряют текущие резервы каждоГО участка и при наличии изменения рас. хода и<> Греб ителей на отдел ьн ы х уч астка х

Определяют время срабатывания резервов

HCH

Ч 7 иг. !

Фиг. 2 (. <с t,i««-. и I,,I I;t I>;t< ti

1 (. .(ithT<> I> < 1 ((3 it it Т< ар< 111 Веl>(< Кои!к к t З4 Т и 1> (i >н .3 (1. > 11«.i

ВНИИПИ Государственного комитета C(.СР по делам изобретений и открытии

113035, Москва. Ж- 35, Рау<иская наб.. л 4 5

Произволственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, lд lip<>(h) tt,<я. 4 атик уч,(стков, сравнивак>т его с временем II(рсдачи до ни.; требуемого раскола от нас<>оно!1 станции и при превышении пос.(е диего дебаланс раскодо«на этик участкак устраняют регулированием за счет текущик резер«013 I)hllllp и нижеле. )кап(и. участко« lip()порпионально ик резервам, причем измеll(—

Il 110 и ро из вод и тел(н(<)от и н;1 с ос но 11 I il ll lilt II

III)<) èë водят I () II »(., I of)и и II(> 111<) г(> II (II <>. I «.<Ϋ;1 ния резервов всек учас3 ко« кан;1,1;1 и;>чин«я с момента времени, при котором «р(мя (>I работки резерва первого уч;1стк;1 к;1«;1,1 t станет мень(31е времени передачи и <м II(1 ного раскола по его длин(.