淺析西溪電站機(jī)組調(diào)速器油壓裝置PLC控制程序完善

(廣東省潮州供水樞紐水力發(fā)電中心，廣東 潮州 521011)

1 概述

潮州供水樞紐西溪電站位于韓江下游西溪溪口處，裝機(jī)容量2 ×14MW，為燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，額定轉(zhuǎn)速78·95r/min，額定水頭5·74m。電站調(diào)速器采用法國Alstom 原裝進(jìn)口的NEYRPIC1500型雙調(diào)節(jié)微機(jī)調(diào)速器，每臺(tái)機(jī)組配有2臺(tái)調(diào)速器油泵，油泵采用間歇啟動(dòng)、輪換啟動(dòng)、互為備用的工作方式。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，由不間斷運(yùn)行的主用油泵供油，使高位輪轂油箱油位控制在溢流面與正常油位之間;若主用油泵故障，啟動(dòng)備用油泵不間斷運(yùn)行，使高位輪轂油箱油位控制在正常油位與偏低液位之間;若油泵均正常而由于其它故障的原因，高位輪轂油箱油位低于偏低液位，啟動(dòng)備用油泵，并保持2臺(tái)油泵同時(shí)工作，直至油位達(dá)到正常油位才停備用油泵，且主用油泵繼續(xù)運(yùn)行。

2011年5月6日樞紐電站西溪1機(jī)組調(diào)速器油泵發(fā)生故障，事故導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)異常停機(jī)。監(jiān)控記錄顯示，西溪1G機(jī)組停機(jī)前正并網(wǎng)發(fā)電，設(shè)備工作正常;調(diào)速器油泵2 油泵作為主泵在工作狀態(tài)，1 油泵為備用。11:18:40，西溪1G 調(diào)速器壓力油罐油位開關(guān)DD 位信號(hào)動(dòng)作(西溪:1G 油壓裝置備用泵啟動(dòng)信號(hào)動(dòng)作);11:28:55，西溪1G 調(diào)速器壓力油罐油位過低信號(hào)啟動(dòng)，機(jī)組保護(hù)動(dòng)作，機(jī)械事故停機(jī)。

2 原因分析

正常情況下，主用油泵故障停止運(yùn)行時(shí)，備用油泵會(huì)立即啟動(dòng)，保證壓力油罐油位正常，滿足安全穩(wěn)定運(yùn)行需要。但在監(jiān)控系統(tǒng)簡報(bào)信息中只查到2號(hào)油泵(主用)停泵信號(hào)和油壓裝置備用油泵啟泵信號(hào)，實(shí)際上1號(hào)油泵(備泵)并未啟動(dòng)，造成壓力油罐油位一直降低，最終導(dǎo)致機(jī)組機(jī)械事故停機(jī)。

圖1 油泵控制邏輯示意圖

結(jié)合分析推斷，油壓裝置油泵控制程序可能存在缺陷導(dǎo)致主泵故障時(shí)備泵未能正常啟動(dòng)。

油泵進(jìn)行主備切換的條件為三條:①有主油泵置工信號(hào)且無故障信號(hào);②主油泵出現(xiàn)故障(信號(hào)點(diǎn)為I1.5、I1.6);③當(dāng)主油泵運(yùn)行次數(shù)(C20、C10 為主油泵運(yùn)行次數(shù))達(dá)到8次。三個(gè)條件為或的關(guān)系，只要滿足其中一條即將備泵切換為主泵，如下圖2所示。

查閱油壓裝置PLC控制程序圖紙和現(xiàn)場監(jiān)控簡報(bào)信息，分析停機(jī)原因?yàn)檎{(diào)速器2號(hào)油泵(主泵)因故障停止運(yùn)行，2號(hào)油泵故障信號(hào)(I1.6)未能發(fā)出，而PLC 程序設(shè)計(jì)將備用油泵置為主用泵且啟動(dòng)的條件之一是能檢測到原主用油泵故障信號(hào)。因此，壓力油罐油位因主泵停止運(yùn)行逐漸降低至DD 位時(shí)(備用泵啟動(dòng)油位)，油泵PLC控制程序因不滿足啟備用泵啟動(dòng)條件而未執(zhí)行備用泵啟動(dòng)程序。

圖2 油泵主備切換程序圖

同時(shí)，在目前接線方式下，I1.5、I1.6 動(dòng)作也不可靠。油泵故障信號(hào)(I1.5、I1.6)接線如圖3，當(dāng)開關(guān)(Q1 或Q2)在某種故障斷開后，此時(shí)FR1 動(dòng)作，由于1L1、1L2、1L3 失電，致使KR1或KR2(繼電器)無法可靠動(dòng)作。從而程序中油泵故障信號(hào)(I1.5、I1.6)KR1 或KR2的觸點(diǎn)無法可靠動(dòng)作。因此在其他二個(gè)條件未滿足的情況下，因某種原因(如過載、短路等)出現(xiàn)油泵故障時(shí)，PLC 中(I1.5、I1.6)未能正常動(dòng)作反映油泵故障，油泵主備切換條件也不滿足。

綜上分析，導(dǎo)致本次事故停機(jī)的原因?yàn)?油壓裝置油泵PLC控制程序存在設(shè)計(jì)缺陷，未充分考慮各種異常情況。

圖3 壓油裝置控制電氣圖截圖

3 處理措施

油泵運(yùn)行次數(shù)(C20、C10)的信號(hào)來源于接觸器的開關(guān)量，當(dāng)主泵由運(yùn)行到停止時(shí)計(jì)數(shù)器(C20 或C10)增加一次。為能準(zhǔn)確反映主油泵故障信息，將油泵主從切換程序圖中主從切換條件之一的運(yùn)行次數(shù)(C20、C10)由原來的8次更改為1次。主油泵運(yùn)行次數(shù)(C20、C10)由原來的8次更改為1次后，只要主油泵出現(xiàn)1次“運(yùn)行到停止”(含故障因素)，均可實(shí)現(xiàn)主備油泵自動(dòng)切換。

4 結(jié)語

通過對調(diào)速器油壓裝置plc 控制程序進(jìn)行修改，增加了備用泵啟動(dòng)條件，實(shí)現(xiàn)主從切換的各種異常情況考慮的更全面，實(shí)現(xiàn)了調(diào)速器系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。

為效防范事故停機(jī)情況的發(fā)生，在日常運(yùn)行管理中必須做好以下工作:①做好運(yùn)行設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作;②年度檢修時(shí)做好試驗(yàn)、檢驗(yàn)、檢測工作;③加強(qiáng)事故預(yù)想，提高對異常情況的分析和事故處理應(yīng)急能力。