亭子口電站機(jī)組高壓油頂起裝置控制系統(tǒng)優(yōu)化

何 虎

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

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亭子口電站機(jī)組高壓油頂起裝置控制系統(tǒng)優(yōu)化

何 虎

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

亭子口電站機(jī)組高壓油頂起裝置控制回路的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，自動(dòng)化元件選型不合理，多次造成機(jī)組自動(dòng)開機(jī)過(guò)程中開機(jī)失敗，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過(guò)對(duì)控制回路進(jìn)行優(yōu)化和自動(dòng)化元件重新選型后，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。

高壓油頂起裝置 電接點(diǎn)壓力表 自動(dòng)開機(jī) 優(yōu)化 亭子口水電站

1 工程概況

亭子口水利樞紐位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)，是嘉陵江干流開發(fā)中唯一的控制性工程，是以防洪、發(fā)電及城鄉(xiāng)供水、灌溉為主，兼顧航運(yùn)以及攔沙減淤等綜合利用工程。本樞紐工程主要建筑物有攔河大壩及泄水建筑物、左岸及右岸灌溉渠首進(jìn)水塔及渠首引水隧洞、垂直升船機(jī)及電站廠房等。電站共安裝4臺(tái)單機(jī)額定容量為275MVA的水輪發(fā)電機(jī)組，電站總裝機(jī)1100MW。截止2014年5月1日，四臺(tái)機(jī)組相繼投產(chǎn)發(fā)電。

機(jī)組高壓油頂起裝置是在開停機(jī)時(shí)利用油泵將高壓透平油注入到發(fā)電機(jī)組推力瓦與鏡板之間，形成油膜以減小推力瓦所承受的軸向推力，利于瓦面與鏡板間油膜的建立，防止推力軸承在機(jī)組低速運(yùn)行狀態(tài)下潤(rùn)滑條件惡化。其控制系統(tǒng)采用施耐德PLC為核心控制元件。

2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

亭子口水電站每臺(tái)機(jī)組采用的高壓油頂起裝置系統(tǒng)，由兩臺(tái)互為備用的高壓油泵、溢流閥、過(guò)濾器、油管路及電接點(diǎn)壓力表、壓力變送器、示流開關(guān)等自動(dòng)化元件組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 高壓油頂起裝置系統(tǒng)示意

2.1 高壓油頂起裝置的控制方式

2.1.1 機(jī)組開停機(jī)流程投退高壓油頂起裝置控制方式

兩臺(tái)高壓油泵正常時(shí)，互為備用，控制把手置于“自動(dòng)”位置，機(jī)組開機(jī)啟動(dòng)前高壓油頂起裝置投入，當(dāng)高壓油泵頂起壓力正常信號(hào)收到后，監(jiān)控開機(jī)流程往下執(zhí)行；如延時(shí)20s頂起正常信號(hào)未到，監(jiān)控流程退出；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于90%Ne額定轉(zhuǎn)速時(shí)高頂裝置退出，如延時(shí)150s轉(zhuǎn)速大于90%Ne額定轉(zhuǎn)速信號(hào)未到，監(jiān)控流程退出。機(jī)組停機(jī)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速小于90%Ne額定轉(zhuǎn)速時(shí)，高壓油頂起裝置投入，當(dāng)高壓油泵頂起壓力正常信號(hào)收到后，監(jiān)控開機(jī)流程往下執(zhí)行；如延時(shí)20s頂起正常信號(hào)未到，監(jiān)控只報(bào)警流程會(huì)繼續(xù)執(zhí)行，機(jī)組停機(jī)后高壓油頂起裝置自動(dòng)退出。

2.1.2 高壓油頂起裝置控制邏輯

高壓油頂起裝置分“手動(dòng)”和“自動(dòng)”兩種方式，手動(dòng)方式直接控制油泵啟停，不需判斷壓力信號(hào)是否正常。自動(dòng)方式下需要遠(yuǎn)方投退高壓油命令，才啟動(dòng)主泵，壓力正常一般為8.0MPa左右。如在10s內(nèi)壓力頂起正常信號(hào)未收到，自動(dòng)切換至備泵。其控制邏輯如圖2所示。

圖2 高壓油頂起裝置控制流程

2.2 設(shè)備實(shí)際運(yùn)行存在的問(wèn)題

2.2.1 高壓油壓力頂起正常信號(hào)源取自1號(hào)、2號(hào)油泵出口電接點(diǎn)壓力表(接線并聯(lián))，兩塊表所連管路相通，一是用以指示油泵壓力建立，二是判斷壓力頂起是否正常，并參與流程控制，實(shí)現(xiàn)主備切換。機(jī)組投運(yùn)以來(lái)發(fā)現(xiàn)電接點(diǎn)壓力表工作不穩(wěn)定，開關(guān)量信號(hào)接點(diǎn)在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中經(jīng)常動(dòng)作、復(fù)歸，造成2臺(tái)油泵在機(jī)組開停機(jī)過(guò)程中頻繁切換，信號(hào)頻繁刷屏，影響運(yùn)行人員監(jiān)盤。

2.2.2 油泵壓力頂起正常信號(hào)參與機(jī)組開停機(jī)控制，由于此信號(hào)接點(diǎn)不穩(wěn)定上送不到監(jiān)控，造成開機(jī)過(guò)程中報(bào)“高壓油泵未頂起，流程退出”，影響機(jī)組開機(jī)成功率。

2.2.3 監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)無(wú)法在機(jī)組開停機(jī)過(guò)程中監(jiān)視實(shí)時(shí)高壓油壓力值，雖然開關(guān)量頂起正信號(hào)?？梢员O(jiān)視，但是由于電接點(diǎn)壓力表經(jīng)常誤報(bào)信號(hào)，極易造成運(yùn)行人員誤判斷。

2.2 高壓油頂起裝置的優(yōu)化

2.2.1 將原先的“1號(hào)高壓油泵頂起壓力正常(上限)”，信號(hào)定義為“高壓油泵頂起壓力正常(上限)”；將原先的“2號(hào)高壓油泵頂起壓力正常(上限)”信號(hào)定義為“高壓油泵頂起壓力偏低(下限)”，控制方式更改為：當(dāng)高壓頂起油泵運(yùn)行時(shí)，輔機(jī)PLC系統(tǒng)若沒(méi)有收到“高壓油泵頂起壓力正常(上限)”信號(hào)，且收到“高壓油泵頂起壓力偏低(下限)”信號(hào)，并延時(shí)10s之后將高壓頂起油泵切換至另一臺(tái)運(yùn)行，有效地防止了信號(hào)誤報(bào)時(shí)2臺(tái)油泵的頻繁切換。

2.2.2 將原電接點(diǎn)壓力表更換為美國(guó)UE系列H100-189型壓力開關(guān)，換型后的壓力開關(guān)穩(wěn)定可靠。

2.2.3 將高壓油頂起裝置出口油壓，通過(guò)4mA～20mA壓力變送器上送至監(jiān)控系統(tǒng)，便于運(yùn)行人員監(jiān)視。

2.2.4 由于高壓油頂起裝置1號(hào)、2號(hào)油泵運(yùn)行信號(hào)僅通過(guò)通訊方式上送監(jiān)控，如果與監(jiān)控通訊方式出現(xiàn)異常，上位機(jī)無(wú)法判斷高頂油泵運(yùn)行狀態(tài)。針對(duì)此種情況，重新增加硬接線將2臺(tái)油泵運(yùn)行信號(hào)送至監(jiān)控。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)1號(hào)至4號(hào)機(jī)組高壓油頂起裝置控制系統(tǒng)的改造，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定，使該裝置能控、可控；提高了機(jī)組自動(dòng)開機(jī)成功率；并且運(yùn)行人員遠(yuǎn)方監(jiān)視高壓油頂起裝置壓力、油泵運(yùn)行、故障信號(hào)準(zhǔn)確可靠。

何 虎(1971-)，男，四川蒼溪人，大學(xué)本科，工程師，從事水電管理工作。

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2095-1809(2015)06-0060-02