抽水蓄能電站中控室緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門的可靠性措施研究

毛學(xué)志,鄭 波

（1.浙江仙居抽水蓄能有限公司，浙江省仙居縣 317300；2.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江省杭州市 310014）

抽水蓄能電站中控室緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門的可靠性措施研究

毛學(xué)志11,鄭 波2

（1.浙江仙居抽水蓄能有限公司，浙江省仙居縣 317300；2.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江省杭州市 310014）

通過(guò)研究和總結(jié)抽水蓄能電站中控室緊急停機(jī)和緊急關(guān)閉事故閘門的可靠措施，形成抽水蓄能電站緊急操作安全加固措施的一般原則及典型策略。

緊急操作；安全加固

0 引言

由于抽水蓄能電站樞紐的特殊性，《抽水蓄能電站設(shè)計(jì)導(dǎo)則》明確要求：“應(yīng)在中控室設(shè)置緊急停機(jī)和緊急關(guān)閉上、下庫(kù)事故閘門的可靠措施?！倍砹_斯薩揚(yáng)水電站的事故教訓(xùn)也深刻地提醒我們，安全意識(shí)要加強(qiáng)，安全措施要加固，電監(jiān)安全〔2010〕2號(hào)文件明確提出了須高度重視安全管理和應(yīng)急措施，“水電站設(shè)計(jì)有快速事故閘門的，應(yīng)當(dāng)在中控室能夠進(jìn)行人工緊急關(guān)閉”。因此，水電站遠(yuǎn)方緊急停機(jī)和緊急關(guān)閉事故閘門的可靠性措施必須得到保障，用于安全措施聯(lián)動(dòng)的其他緊急停機(jī)回路（如水淹廠房等）也應(yīng)得到完善。從抽水蓄能電站安全運(yùn)行的角度出發(fā)，研究電站的緊急操作安全加固措施，非常有必要。

我國(guó)前期建設(shè)的抽水蓄能電站控制系統(tǒng)均為國(guó)外引進(jìn)，如ABB、Siemens、VATECH、ALSTOM等。在中控室設(shè)置緊急停機(jī)和緊急關(guān)閉事故閘門的設(shè)計(jì)方面，外方一般還是用銅芯電纜硬接線較多。但是，由于中控室距離廠房、閘門距離較遠(yuǎn)，基本在1km以上，硬電纜接線傳輸控制信號(hào)，受對(duì)地電容的干擾影響較大，誤動(dòng)的概率增高，可靠性難以得到保證。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的常規(guī)水電站和抽水蓄能電站受傳統(tǒng)思想的影響，在自動(dòng)控制技術(shù)、光傳輸技術(shù)還不普及、成熟的情況下，通常也是采用電纜硬接線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門。

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，光纖傳輸、可編程控制器設(shè)備的普及，研究采用獨(dú)立于電站監(jiān)控系統(tǒng)的光纜硬布線，并結(jié)合實(shí)際工程運(yùn)用，對(duì)電纜硬布線和光纜硬布線這兩種方案進(jìn)行可靠性、瞬動(dòng)性比較，是本文的關(guān)鍵。

1 功能需求分析

水淹廠房是電力行業(yè)的重要風(fēng)險(xiǎn)之一。2009年8月17日在薩揚(yáng)—舒申克斯坦水電廠發(fā)生的水淹廠房，造成75個(gè)工作人員傷亡，3臺(tái)機(jī)組報(bào)廢，混凝土結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，經(jīng)濟(jì)損失約70億盧布。由此可見，水淹廠房事故在水電站中危害性非常大。

對(duì)可能導(dǎo)致水淹廠房發(fā)生的危險(xiǎn)源進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)：

(1) 若高壓輸水管道、進(jìn)水閥和或旁通閥、尾水管、充水管、供水管路或閥門破裂等，將造成壓力水大量涌入廠房，可能造成水淹廠房的重大事故。

(2) 機(jī)組出現(xiàn)故障，如水輪機(jī)頂蓋螺栓嚴(yán)重銹蝕，松動(dòng)而又未及時(shí)檢查、維護(hù)，一旦失事，高壓水將進(jìn)入廠房，造成水淹廠房的重大事故。

(3) 暴雨季節(jié)，地面集水經(jīng)與地下廠房相通的各種用途的隧洞匯入地下廠房，超過(guò)滲漏排水泵的排水能力，有造成水淹廠房的可能。

水淹廠房造成的危害是巨大的，輕者對(duì)設(shè)備造成損壞，重者危及人身安全；更甚者會(huì)導(dǎo)致廠房淹沒，電站癱瘓。目前，電力行業(yè)相關(guān)單位對(duì)水淹廠房的預(yù)防和應(yīng)急處置非常重視，從加強(qiáng)安全管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、調(diào)度管理、安全檢查、完善設(shè)計(jì)功能等各個(gè)方面將防范和處置水淹廠房納入日常管理工作的范疇。其中，完善機(jī)組安全保護(hù)和自動(dòng)控制功能，在中控室和廠房主要逃生通道能夠緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門，快速可靠切斷廠房受淹水源是發(fā)生水淹廠房的主要應(yīng)急處置措施之一。

2 設(shè)計(jì)原則

抽水蓄能電站高壓輸水管道的上庫(kù)進(jìn)口處設(shè)有進(jìn)出水口事故閘門，機(jī)組靠下游側(cè)亦設(shè)有下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門（或機(jī)組尾水事故閘門），用于事故情況下切斷上下庫(kù)的水源。在水淹廠房時(shí)應(yīng)迅速關(guān)閉上庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門及下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門（或機(jī)組尾水事故閘門），切斷水流，對(duì)機(jī)組起安全隔離作用，防止事故擴(kuò)大。

電站監(jiān)控系統(tǒng)一般可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程序自動(dòng)緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門，為了電站的安全運(yùn)行，保證電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，仍有緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門的能力，宜設(shè)置一套緊急操作硬布線的加固系統(tǒng)，能和電站監(jiān)控系統(tǒng)的緊急操作程序同時(shí)啟動(dòng)。在電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，能獨(dú)立承擔(dān)緊急操作的功能。其設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

(1)獨(dú)立性原則：緊急操作的加固系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立于電站監(jiān)控系統(tǒng)。在電站監(jiān)控系統(tǒng)故障或現(xiàn)地控制單元PLC工作電源失去時(shí)，應(yīng)能執(zhí)行完整的緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門的過(guò)程控制。

(2)安全可靠原則：緊急操作硬布線加固系統(tǒng)應(yīng)能準(zhǔn)確響應(yīng)，不因長(zhǎng)距離傳輸產(chǎn)生誤動(dòng)。

(3)簡(jiǎn)單明確原則：緊急操作硬布線加固系統(tǒng)的控制對(duì)象應(yīng)明確，控制邏輯應(yīng)簡(jiǎn)單。

3 緊急操作硬布線加固系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)功能需求分析，并結(jié)合已建和在建電站的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和管理模式，抽水蓄能電站緊急操作硬布線加固系統(tǒng)由緊急按鈕控制箱、傳輸介質(zhì)、邏輯組合單元、執(zhí)行單元組成。

3.1 緊急按鈕控制箱

緊急按鈕控制箱應(yīng)設(shè)置在發(fā)生水淹廠房等緊急事故時(shí)，運(yùn)行人員能夠快速抵達(dá)的地方。一般地，以設(shè)置在中控室和廠房主要逃生通道上為宜。

(1)設(shè)置中控室緊急按鈕控制箱1只，布置在中控室操作臺(tái)附近或模擬屏上，方便電站運(yùn)行人員通過(guò)電站圖像監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后手動(dòng)切斷危險(xiǎn)源。中控室緊急按鈕控制箱上一般設(shè)置：機(jī)組緊急停機(jī)按鈕、上庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門緊急關(guān)閉按鈕、下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門（或尾水事故閘門）緊急關(guān)閉按鈕、復(fù)歸按鈕。

(2)設(shè)置廠房緊急按鈕控制箱2只，布置在發(fā)電機(jī)層主要疏散通道上，方便電站人員在逃生過(guò)程中手動(dòng)切斷險(xiǎn)情。每只廠房緊急按鈕控制箱上設(shè)置1個(gè)水淹廠房緊急按鈕，用于緊急停止所有機(jī)組、關(guān)閉上、下庫(kù)進(jìn)出水口或尾水閘門等所有事故閘門。

3.2 傳輸介質(zhì)

緊急操作硬布線加固系統(tǒng)的物理連接有兩種方式：電纜硬布線和光纜硬布線。電纜硬布線采用銅芯電纜接線，光纜硬布線采用光纜連接。

3.3 邏輯組合單元

實(shí)現(xiàn)電站緊急操作的控制邏輯也有兩種方式：獨(dú)立繼電器接線和可編程控制器PLC。

3.4 執(zhí)行單元

緊急操作的命令經(jīng)過(guò)獨(dú)立繼電器或可編程控制PLC輸出后，接入電站機(jī)械事故停機(jī)硬布線回路啟動(dòng)機(jī)組緊急停機(jī)命令，接入事故閘門控制柜執(zhí)行閘門緊急關(guān)閉命令。

4 緊急操作硬布線加固系統(tǒng)傳輸介質(zhì)

4.1 電纜硬布線

電纜硬布線采用銅芯電纜直接連接的方式，控制設(shè)備元器件采用電纜芯直接連接，沒有中轉(zhuǎn)、過(guò)渡環(huán)節(jié)，安全可靠。但電纜的芯線和屏蔽層之間存在有分布電容，電纜越長(zhǎng)，分布電容效應(yīng)越明顯。由于屏蔽層接地，實(shí)際上這種分布電容也就是電纜線芯對(duì)地之間的分布電容。通常情況下，分布電容值很小，實(shí)際影響基本上可以忽略不計(jì)，如果傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，就必須考慮分布電容的影響。因此，電纜硬布線的可靠性受制于傳輸距離。

另外，在直流系統(tǒng)受到某種干擾時(shí)，如發(fā)生直流接地或交流電源串入到直流回路時(shí)，由于長(zhǎng)距離電纜對(duì)地分布電容效應(yīng)的存在，往往能導(dǎo)致一些靈敏的繼電器誤動(dòng)作，類似事故國(guó)內(nèi)已發(fā)生過(guò)多起。

以上因素綜合起來(lái)可以看出，電站緊急操作系統(tǒng)若傳輸距離較長(zhǎng)，采取電纜硬布線接線的可靠性會(huì)受到較大影響。

電纜對(duì)地電容的影響致使動(dòng)作靈敏的繼電器誤動(dòng)作取決于3個(gè)因素：

a.電纜對(duì)地分布電容值的大小；

b.繼電器動(dòng)作電壓值的大小；

c.外接干擾因素。

通過(guò)減少電纜的長(zhǎng)度、提高繼電器的動(dòng)作電壓及減少環(huán)境的干擾因素可以預(yù)防誤動(dòng)產(chǎn)生的概率。

4.2 光纜硬布線

光纜硬布線將電信號(hào)通過(guò)光端機(jī)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，采用光纖作為傳輸介質(zhì)，不受傳輸距離的影響，單模光纜可輸出幾十公里，能滿足抽水蓄能電站的需求。

在遠(yuǎn)程光纖傳輸中，光纜對(duì)信號(hào)的傳輸影響很小，光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量主要取決于光端機(jī)的質(zhì)量，因?yàn)楣舛藱C(jī)負(fù)責(zé)光電轉(zhuǎn)換以及光發(fā)射和光接收，它的優(yōu)劣直接影響整個(gè)系統(tǒng)，如圖1所示為光端機(jī)的工作原理。光端機(jī)是一個(gè)延長(zhǎng)數(shù)據(jù)傳輸距離的光纖通信設(shè)備，它主要是通過(guò)信號(hào)調(diào)制、光電轉(zhuǎn)化等技術(shù)，利用光傳輸特性來(lái)達(dá)到遠(yuǎn)程傳輸?shù)哪康?。光端機(jī)一般成對(duì)使用，分為光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，光發(fā)射機(jī)完成電/光轉(zhuǎn)換，并把光信號(hào)發(fā)射出去用于光纖傳輸；光接收機(jī)主要是把從光纖接收的光信號(hào)再還原為電信號(hào)，完成光/電轉(zhuǎn)換。光端機(jī)作用就是用于遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)。

圖1 光端機(jī)工作原理

4.3 兩種傳輸方式的比較

作為硬布線傳輸?shù)膬煞N方式，電纜硬布線和光纜硬布線各有優(yōu)缺點(diǎn)。

電纜硬布線在短距離傳輸中具有優(yōu)勢(shì)，但在長(zhǎng)距離傳輸回路中有產(chǎn)生誤動(dòng)的可能性。通過(guò)減少電纜的長(zhǎng)度、提高繼電器的動(dòng)作電壓及減少環(huán)境的干擾因素可以預(yù)防誤動(dòng)產(chǎn)生的概率。減少環(huán)境的干擾因素有多種方法，比如在進(jìn)行二次電纜的設(shè)計(jì)和施工時(shí)，避免在同一根二次電纜中同時(shí)混有交、直流回路，強(qiáng)、弱電電纜之間要進(jìn)行隔離，端子排排列設(shè)計(jì)時(shí)，在交流和直流回路之間宜采用一個(gè)空端子進(jìn)行分離。

光纜硬布線在長(zhǎng)距離傳輸中具有優(yōu)勢(shì)，光纖受環(huán)境干擾的影響較小，具有傳輸帶寬、容量大、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是光纖的熔接及維護(hù)需要專業(yè)技術(shù)人員及設(shè)備操作處理，維護(hù)技術(shù)要求高。

根據(jù)抽水蓄能電站樞紐布置的特點(diǎn)，中控樓、地下廠房、上庫(kù)進(jìn)出水口、下庫(kù)進(jìn)出水口之間的距離較遠(yuǎn)，一般都在數(shù)公里，選用長(zhǎng)距離電纜硬布線受分布電容的干擾影響較大，具體在項(xiàng)目執(zhí)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活處理，選擇適合電站使用的硬布線傳輸介質(zhì)。

5 緊急操作硬布線加固系統(tǒng)控制策略

5.1 獨(dú)立繼電器接線

如圖2所示為某抽水蓄能電站緊急操作硬布線回路，采用繼電器接線，為加拿大ABB公司供貨。在發(fā)電機(jī)層1、4號(hào)機(jī)旁設(shè)置緊急按鈕控制箱。水淹廠房動(dòng)作信號(hào)引入1號(hào)機(jī)旁緊急按鈕控制箱，經(jīng)過(guò)中間繼電器擴(kuò)展，啟動(dòng)4臺(tái)機(jī)組緊急停機(jī)、關(guān)閉上庫(kù)事故閘門、尾水事故閘門。緊急操作按鈕啟動(dòng)信號(hào)也同樣觸發(fā)上述動(dòng)作行為。

圖2 采用獨(dú)立繼電器接線的緊急操作硬布線回路

“upper reservoir higher water level （上庫(kù)水位過(guò)高信號(hào)）”通過(guò)電纜硬布線從上庫(kù)進(jìn)出水口水位計(jì)接至地下廠房發(fā)電機(jī)層1號(hào)機(jī)旁緊急按鈕控制箱?！皢?dòng)上庫(kù)事故閘門關(guān)閉命令”通過(guò)電纜硬布線從地下廠房發(fā)電機(jī)層引至上庫(kù)進(jìn)出水口控制設(shè)備室。

5.2 獨(dú)立可編程控制器PLC

電站緊急操作硬布線加固系統(tǒng)選用獨(dú)立可編程控制器PLC進(jìn)行邏輯組合。

如圖3所示為某抽水蓄能電站緊急操作硬布線回路，采用可編程控制器。在中控樓監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元設(shè)立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)等設(shè)備，采集中控室電站緊急按鈕控制箱上機(jī)組緊急停機(jī)按鈕、上庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門和下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門緊急關(guān)閉按鈕等發(fā)出的信號(hào)；在廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元中設(shè)立獨(dú)立PLC、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)等設(shè)備；在上庫(kù)現(xiàn)地控制單元中設(shè)立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)等設(shè)備；上述各設(shè)備在柜內(nèi)的安裝位置也相對(duì)獨(dú)立；中控樓現(xiàn)地控制單元的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)與廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)之間、廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)與上、下庫(kù)現(xiàn)地控制單元的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)之間的通信介質(zhì)均為一根獨(dú)立光纜。

針對(duì)控制邏輯較為復(fù)雜的緊急操作回路，選用PLC組合跳閘邏輯，可以簡(jiǎn)化常規(guī)繼電器接線回路，提高回路的可靠性。

5.3 兩種接線方式的比較

獨(dú)立繼電器接線和可編程控制PLC在電站緊急操作系統(tǒng)、獨(dú)立水機(jī)保護(hù)等設(shè)計(jì)中應(yīng)用均較為廣泛。對(duì)功能單一、邏輯簡(jiǎn)單的回路可選用繼電器接線，對(duì)功能較為復(fù)雜的回路可選用可編程控制器PLC。

圖3 采用獨(dú)立可編程控制器PLC的緊急操作硬布線回路

6 緊急操作硬布線加固系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通過(guò)前面的論證，對(duì)抽水蓄能電站緊急停機(jī)和關(guān)閉事故閘門的可靠性措施有了全面分析和比較，緊急操作硬布線加固系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合電站的實(shí)際情況，綜合考慮，選擇適合的方式。

抽水蓄能電站緊急操作硬布線系統(tǒng)涉及對(duì)象距離遠(yuǎn)，控制邏輯復(fù)雜，同時(shí)涉及機(jī)組緊急操作的安全閉鎖，基于此，本文詳細(xì)介紹選用光纜硬布線可編程控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。由于抽水蓄能電站的樞紐布置差別較大，以下描述針對(duì)采用下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門的電站，如樞紐布置采用尾水事故閘門，則需相應(yīng)修改。

電站中控室緊急按鈕控制箱面板上設(shè)置機(jī)組緊急停機(jī)按鈕、上庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門緊急關(guān)閉按鈕、下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門緊急關(guān)閉按鈕、復(fù)歸按鈕。中控室電站緊急按鈕控制箱上緊急按鈕動(dòng)作信號(hào)分別輸出至中控樓現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)及中控樓現(xiàn)地控制單元數(shù)字量輸入（DI）回路。

兩只水淹廠房緊急按鈕控制箱布置于地下廠房發(fā)電機(jī)層主要疏散通道上，每只水淹廠房緊急按鈕控制箱上設(shè)置一個(gè)緊急按鈕，緊急按鈕動(dòng)作信號(hào)分別輸出至地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC數(shù)字量輸入（DI）回路及地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元數(shù)字量輸入（DI）回路。

中控樓現(xiàn)地控制單元內(nèi)設(shè)置獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)等設(shè)備，采集中控室電站緊急按鈕控制箱上機(jī)組緊急停機(jī)按鈕、上庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門和下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門緊急關(guān)閉按鈕等發(fā)出的信號(hào)。

中控室電站緊急按鈕控制箱上緊急按鈕動(dòng)作信號(hào)通過(guò)中控樓現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)傳送至地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)，然后輸出至地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC數(shù)字量輸入（DI）回路；地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC數(shù)字量輸入（DI）回路還需輸入地下廠房緊急按鈕控制箱1～2上的水淹廠房緊急按鈕動(dòng)作信號(hào)、地下廠房水淹廠房傳感器報(bào)警信號(hào)、機(jī)組導(dǎo)葉全關(guān)信號(hào)、機(jī)組球閥全關(guān)信號(hào)、復(fù)位按鈕動(dòng)作信號(hào)等；復(fù)位按鈕設(shè)置在地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元柜上；地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC通過(guò)中間繼電器輸出機(jī)組緊急停機(jī)命令分別至機(jī)組現(xiàn)地控制單元內(nèi)的機(jī)組緊急停機(jī)硬布線回路、輸出下庫(kù)進(jìn)出水口閘門緊急關(guān)閉命令至地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC與下庫(kù)通信的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)、輸出上庫(kù)進(jìn)出水口閘門緊急關(guān)閉命令至地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC與上庫(kù)通信的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)；地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元內(nèi)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的水淹廠房停機(jī)信號(hào)擴(kuò)展回路，接收水淹廠房緊急按鈕控制箱和水淹廠房傳感器送來(lái)的信號(hào)，并延時(shí)擴(kuò)展分別輸出至地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC及地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元數(shù)字量輸入（DI）回路。

上庫(kù)現(xiàn)地控制單元內(nèi)設(shè)置獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)及光端機(jī)信號(hào)擴(kuò)展回路，將地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC傳來(lái)的關(guān)閉閘門命令輸出至相應(yīng)的上庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門控制柜。

下庫(kù)現(xiàn)地控制單元內(nèi)設(shè)置獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)及光端機(jī)信號(hào)擴(kuò)展回路，將地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC傳來(lái)的關(guān)閉閘門命令輸出至相應(yīng)的下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門控制柜。

當(dāng)中控室電站緊急按鈕控制箱上的機(jī)組緊急停機(jī)按鈕動(dòng)作時(shí)，地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC通過(guò)中間繼電器輸出相應(yīng)機(jī)組的緊急停機(jī)命令分別至相應(yīng)機(jī)組現(xiàn)地控制單元內(nèi)的機(jī)組緊急停機(jī)硬布線回路。

當(dāng)中控室電站緊急按鈕控制箱上的上庫(kù)進(jìn)出水口閘門緊急關(guān)閉按鈕動(dòng)作時(shí)，地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC通過(guò)中間繼電器輸出上庫(kù)進(jìn)出水口閘門緊急關(guān)閉命令至上庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門控制柜并相應(yīng)輸出機(jī)組的緊急停機(jī)命令分別至機(jī)組現(xiàn)地控制單元內(nèi)的機(jī)組緊急停機(jī)硬布線回路，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

當(dāng)中控室電站緊急按鈕控制箱上的下庫(kù)進(jìn)出水口閘門緊急關(guān)閉按鈕動(dòng)作時(shí)，地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC通過(guò)中間繼電器輸出相應(yīng)機(jī)組的緊急停機(jī)命令分別至相應(yīng)機(jī)組現(xiàn)地控制單元內(nèi)的機(jī)組緊急停機(jī)硬布線回路，當(dāng)?shù)叵聫S房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC收到相應(yīng)機(jī)組的導(dǎo)葉、球閥在全關(guān)位置的信號(hào)后，地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC根據(jù)閉鎖條件通過(guò)中間繼電器輸出下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門緊急關(guān)閉命令至下庫(kù)進(jìn)出水口事故閘門控制柜。

通過(guò)地下廠房不同部位安裝的3套水位測(cè)量裝置發(fā)出的信號(hào)，在獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行“三取二”邏輯判斷，獲取水淹廠房停機(jī)信號(hào)。當(dāng)?shù)叵聫S房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC收到水淹廠房停機(jī)信號(hào)后，輸出上庫(kù)各進(jìn)出水口閘門緊急關(guān)閉命令至上庫(kù)各進(jìn)出水口事故閘門控制柜，輸出各機(jī)組的緊急停機(jī)命令至各機(jī)組現(xiàn)地控制單元內(nèi)的機(jī)組緊急停機(jī)硬布線回路，當(dāng)?shù)叵聫S房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC收到各機(jī)組的導(dǎo)葉、球閥在全關(guān)位置的信號(hào)后，根據(jù)閉鎖條件輸出下庫(kù)各進(jìn)出水口閘門緊急關(guān)閉命令至下庫(kù)各進(jìn)出水口事故閘門控制柜。

上述緊急按鈕信號(hào)及水淹廠房停機(jī)信號(hào)需同時(shí)送相應(yīng)的電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元，通過(guò)電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)雙環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)冗余的緊急控制。

所有緊急按鈕應(yīng)設(shè)有防護(hù)罩，以避免誤動(dòng)。

所有操作應(yīng)具有完善可靠的軟件和硬件閉鎖措施。

為了提高光纜硬布線加固系統(tǒng)的可靠性，并方便流程控制，在費(fèi)用增加不多的情況下，也可在中控樓現(xiàn)地控制單元、地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元、上庫(kù)現(xiàn)地控制單元、下庫(kù)現(xiàn)地控制單元均設(shè)置簡(jiǎn)化的獨(dú)立PLC，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和獨(dú)立光纖傳輸機(jī)組緊急停機(jī)和緊急關(guān)閉事故閘門命令。

對(duì)于采用尾水事故閘門的電站，則無(wú)需設(shè)置下庫(kù)獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)或獨(dú)立PLC，尾水事故閘門的控制命令均由地下廠房公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元獨(dú)立光纜硬布線緊急操作系統(tǒng)PLC輸出。

7 結(jié)論

本文通過(guò)研究和總結(jié)抽水蓄能電站中控室緊急停機(jī)和緊急關(guān)閉事故閘門的可靠措施，形成了抽水蓄能電站緊急操作安全加固措施的一般原則及典型策略。

本文的研究成果在響水澗抽水蓄能電站、仙游抽水蓄能電站得到了全面應(yīng)用。目前響水澗和仙游抽水蓄能電站的緊急操作光纜硬布線回路均已投入使用。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，電站緊急操作硬布線加固系統(tǒng)是安全可靠的，達(dá)到了預(yù)期的效果。這為后續(xù)其他大型抽水蓄能電站的緊急操作硬布線加固系統(tǒng)的設(shè)計(jì)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

大型抽水蓄能電站由于樞紐布置的差異，對(duì)每個(gè)電站而言，電站的緊急操作硬布線加固系統(tǒng)都是經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的。因此電站的緊急操作硬布線加固系統(tǒng)的研究是一項(xiàng)長(zhǎng)期而復(fù)雜的任務(wù)，需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷研究新的技術(shù)和新的產(chǎn)品。需要與同行多溝通，多交流，多總結(jié)，多提煉，為抽水蓄能電站的安全、可靠運(yùn)營(yíng)貢獻(xiàn)自己的力量！

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毛學(xué)志（1981—），男，工程師，主要研究方向:水電站電氣二次專業(yè)檢修、維護(hù)。E-mail：maoxuezhi@outlook.com

鄭 波(1980—),男，高級(jí)工程師，主要研究方向:電氣二次專業(yè)設(shè)計(jì)。E-mail:zheng_b@ecidi.com

The Research of the Reliable Measures of Emergency Shutdown and Shutdown the Emergency Gate in Pumped Storage Power Station Control Room

MAO Xuezhi1,ZHENG Bo2
（1. Zhejiang Xianju Pumped-Storage Power Co. Ltd，Xianju 317300，China；2. Huadong Engineering Corporation Limited，Hang zhou 310014，China）

Through the research and summary of the reliable measures of emergency shutdown and emergency shutdown emergency gate in pumped storage power station control room,the formation of principle and the typical strategy of emergency operation security reinforcement measures in pumped storage power station.

emergency operation; security reinforcement