宏灃水電廠PLC軸溫控制程序修改探討

李留安，王明臣，鄒述玉，姜玉峰

（科右前旗宏灃水力發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400）

1 概況

科右前旗宏灃水力發(fā)電廠坐落在內(nèi)蒙古興安盟境內(nèi)，隸屬于察爾森水庫(kù)，總裝機(jī)容量4×3 200 kW。機(jī)組測(cè)溫系統(tǒng)原來(lái)有兩套裝置：1）由1只銅熱電阻（分度號(hào)為G）和1臺(tái)溫度指示調(diào)節(jié)儀（簡(jiǎn)稱調(diào)節(jié)儀）XCZ—112組成，作為發(fā)電機(jī)軸瓦溫度監(jiān)視，軸瓦溫度升高作用于報(bào)警，軸瓦溫度過(guò)熱作用于停機(jī)。單機(jī)共有9套這種裝置。2）由20只銅熱電阻（分度號(hào)為G）和1臺(tái)溫度指示儀（簡(jiǎn)稱調(diào)節(jié)儀）XCZ—102組成，并通過(guò)2只SHK—1型舌簧開(kāi)關(guān)切換各測(cè)點(diǎn)，來(lái)監(jiān)視定子軸瓦及冷熱風(fēng)的溫度。這種測(cè)溫系統(tǒng)有以下3個(gè)缺點(diǎn)：測(cè)量值誤差大；XCZ—112、XCZ—102 抗干擾能力較差 ；XCZ—112、XCZ—102故障率高。

鑒于以上缺點(diǎn)，宏灃水電廠于1998年對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用集成溫度傳感器AD590和XLSC—32型溫度巡檢儀組成新測(cè)溫系統(tǒng)，能夠滿足水電廠對(duì)溫度測(cè)量精確度的要求。由于AD590及XLSC—32型溫度巡檢儀抗干擾能力強(qiáng)，可避免或削弱電磁場(chǎng)的干擾，提高了測(cè)量值的準(zhǔn)確度，完全可以避免因干擾的影響造成的誤報(bào)警或誤停機(jī)。

XLSC—32型巡檢測(cè)控儀，可監(jiān)控32個(gè)測(cè)點(diǎn)，滿足電廠對(duì)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的要求，它可以與上位計(jì)算機(jī)通信，即時(shí)或定點(diǎn)對(duì)各測(cè)點(diǎn)溫度值監(jiān)視或打印。有兩路控制輸出，一路作為溫度升高報(bào)警，另一路作為溫度過(guò)熱作用于停機(jī)。這兩路控制點(diǎn)接入機(jī)組的PLC輸入模塊，作為輸入信號(hào)。

經(jīng)過(guò)改造后這幾年的運(yùn)行，雖然測(cè)溫系統(tǒng)一直運(yùn)行安全、可靠，但 PLC軸溫控制程序存在較大設(shè)計(jì)缺陷，對(duì)發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行構(gòu)成較大威脅，需對(duì)該段程序進(jìn)行修改。

2 程序存在的問(wèn)題

XLSC—32型溫度巡檢儀有2個(gè)獨(dú)立繼電器，一個(gè)作用于發(fā)信號(hào)，一個(gè)作用于事故停機(jī)過(guò)程。該巡檢儀有一個(gè)特點(diǎn)，在通電后，巡檢儀有一個(gè)自檢過(guò)程，將使其2個(gè)繼電器都動(dòng)作（大約3 s），以檢查繼電器是否正常。當(dāng)時(shí)，考慮到新的測(cè)溫系統(tǒng)增加了一個(gè)電源控制開(kāi)關(guān)，運(yùn)行人員在起機(jī)過(guò)程中可能由于疏忽忘投該開(kāi)關(guān)，而起機(jī)時(shí)投該開(kāi)關(guān)會(huì)由于巡檢儀的自檢過(guò)程而使發(fā)電機(jī)事故繼電器動(dòng)作，發(fā)電機(jī)執(zhí)行事故停機(jī)程序，這在起機(jī)時(shí)是不允許的。為此在軸溫過(guò)熱前增加了一個(gè)條件：出口開(kāi)關(guān)投入302。但存在的問(wèn)題更多：1）由于302的增加，會(huì)使發(fā)電機(jī)從起機(jī)到并網(wǎng)這段時(shí)間失去軸溫過(guò)熱保護(hù)，這是非常危險(xiǎn)的。2）增加302只能使發(fā)電機(jī)在起機(jī)到并網(wǎng)這段時(shí)間不受測(cè)溫巡檢儀通斷電的影響，而并網(wǎng)后仍然受到測(cè)溫巡檢儀自檢的限制。3）由于廠用電備自投裝置不好使，一旦發(fā)電期間廠用電由于非事故短時(shí)消失，再來(lái)電時(shí)也會(huì)由于巡檢儀自檢而使發(fā)電機(jī)事故停機(jī)，對(duì)發(fā)電機(jī)和出口斷路器造成極大的沖擊。4）由于誤碰使測(cè)溫電源開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，發(fā)電機(jī)失去軸溫保護(hù)，這時(shí)為使軸溫保護(hù)投入，必須停機(jī)，這既極大地浪費(fèi)水資源，又增加了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，而且對(duì)于電力調(diào)度也是不允許的。鑒于以上缺點(diǎn)，對(duì)該段程序進(jìn)行修改。

3 修改方案

對(duì)PLC程序的修改一定要針對(duì)電廠的實(shí)際運(yùn)行狀況。對(duì)于測(cè)溫這段程序存在的缺陷，如果只把出口開(kāi)關(guān)投入302這個(gè)條件取消，只要測(cè)溫巡檢儀的繼電器動(dòng)作，開(kāi)接點(diǎn)閉合就執(zhí)行軸溫過(guò)熱事故停機(jī)過(guò)程?？墒峭ㄟ^(guò)對(duì)程序分析得出，拿掉302只能解決問(wèn)題1，而且會(huì)造成新的問(wèn)題，比如只要投入測(cè)溫電源開(kāi)關(guān)，不論機(jī)組處于靜止或轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，機(jī)組都要執(zhí)行事故停機(jī)程序，發(fā)出軸溫過(guò)熱和軸溫升高信號(hào)。綜合考慮，認(rèn)為在程序中再啟用一個(gè)時(shí)間繼電器T20，該時(shí)間繼電器靠測(cè)溫巡檢儀的軸溫過(guò)熱繼電器啟動(dòng)，其動(dòng)作時(shí)間按躲過(guò)測(cè)溫巡檢儀的自檢時(shí)間設(shè)定，這樣由于巡檢儀的自檢時(shí)間小于T20的動(dòng)作時(shí)間，因此自檢時(shí)不能啟動(dòng)H000，也就不能啟動(dòng)停機(jī)程序和發(fā)出軸溫過(guò)熱信號(hào)。而當(dāng)機(jī)組不論處于起機(jī)過(guò)程還是處于并網(wǎng)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)真正的過(guò)熱情況時(shí)，由于過(guò)熱這種情況不可能出現(xiàn)了馬上就消失，存在時(shí)間一旦大于3 s，就能夠啟動(dòng)時(shí)間繼電器T20，也就能啟動(dòng)停機(jī)程序和發(fā)出軸溫過(guò)熱信號(hào)。這樣就能使機(jī)組在任何時(shí)候都受到軸溫保護(hù)，不受測(cè)溫巡檢儀的自檢制約，在任何時(shí)候都可以拉開(kāi)或合上測(cè)溫電源開(kāi)關(guān)。

4 修改效果

對(duì)程序進(jìn)行修改后，將達(dá)到以下效果：1）增大了機(jī)組軸溫的保護(hù)范圍，程序修改后將能使機(jī)組全程受到軸溫保護(hù)。2）解除了測(cè)溫電源開(kāi)關(guān)拉合限制，程序修改后，測(cè)溫電源開(kāi)關(guān)可以隨意拉合。3）解決了由于廠用電備自投裝置不好使，用電因非事故短時(shí)消失再來(lái)電時(shí)也會(huì)由于巡檢儀自檢而使發(fā)電機(jī)事故停機(jī)，對(duì)發(fā)電機(jī)和出口斷路器造成極大的沖擊這個(gè)問(wèn)題。4）此時(shí)不必停機(jī)，程序修改后，只要再把電源合上即可。

程序修改后也存在一個(gè)新問(wèn)題，就是軸溫過(guò)熱繼電器動(dòng)作到實(shí)際執(zhí)行停機(jī)程序之間有一個(gè)3 s的延時(shí)，也就是說(shuō)事故停機(jī)整個(gè)過(guò)程延長(zhǎng)了3 s，這對(duì)機(jī)組產(chǎn)生的危害是可以忽略不計(jì)，因?yàn)闇囟葏?shù)是一個(gè)連續(xù)變化的參數(shù)，而不是突變參數(shù)，這3 s延時(shí)不會(huì)影響保護(hù)效果，而且電廠的事故停機(jī)過(guò)程大概為90 s，相對(duì)于這3 s也是可以忽略的。