王甫州水電樞紐弧形閘門(mén)運(yùn)行情況淺析

【摘要】介紹王甫州水電站的基本情況，泄洪閘弧形閘門(mén)的運(yùn)行原理及運(yùn)行過(guò)程中監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)作用。NC-2000集控系統(tǒng)的特點(diǎn)及運(yùn)行方式。

【關(guān)鍵詞】弧形閘門(mén)；運(yùn)行原理；故障排除；NC—2000集控系統(tǒng)

王甫州水利樞紐位于湖北省老河口市漢江干流上，電廠裝備4臺(tái)奧地利產(chǎn)燈泡貫流式水輪機(jī)組，總裝機(jī)109MW，年發(fā)電量5.81億kW.h。樞紐主體工程于1995年正式開(kāi)工建設(shè)，主要建筑物有右岸谷城土石壩，泄洪閘，重力壩，電站廠房和老河道左、右岸土石壩。其中泄水閘共安裝23孔露頂式平底弧形閘門(mén)。

2012年前王甫洲水工廠泄水閘控制系統(tǒng)采用2種操作方式：集控室遠(yuǎn)方集中控制或現(xiàn)地手動(dòng)控制。近幾年由于PLC通訊模塊和程序模塊時(shí)常出現(xiàn)故障，操作遲緩，水位顯示不準(zhǔn)確，控制單元部分接觸器，繼電器和控制按鈕開(kāi)關(guān)接觸不良故障頻繁，設(shè)備老化現(xiàn)象日益嚴(yán)重。系統(tǒng)軟件計(jì)算的下泄流量誤差偏大，突出表現(xiàn)在軟件自能計(jì)算啟閉完成后的數(shù)據(jù)，而不能計(jì)算啟閉過(guò)程中的流量?？刂葡到y(tǒng)所存在的問(wèn)題，根本達(dá)不到樞紐的基本運(yùn)行安全條件和要求。在此情況下公司于2012年開(kāi)始對(duì)原集控系統(tǒng)進(jìn)行全面更新改造，由南瑞NC—2000集控系統(tǒng)代替原有的老集控系統(tǒng)。

新系統(tǒng)改造后，大大提高了水文數(shù)據(jù)的檢測(cè)與傳輸效率，從而為決策層提供了真實(shí)有效的數(shù)據(jù)來(lái)源和決策依據(jù)。下面簡(jiǎn)要介紹一下新一代的集控系統(tǒng)：

1、集中控制系統(tǒng)主要技術(shù)特征及設(shè)備規(guī)范

1.1 集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1.1 集中控制系統(tǒng)是全廠綜合自動(dòng)化的一個(gè)主要部分，它可完成王甫洲水利樞紐泄洪閘主要設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視、控制操作和數(shù)據(jù)記錄。

1.1.2 水工廠集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)總的原則是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全廠主要設(shè)備的安全監(jiān)視，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

1.1.3 水工廠集中控制系統(tǒng)采用上位機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控為主，下位機(jī)簡(jiǎn)化觸摸屏監(jiān)控為輔的方式，從而完成通信、操作控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)，具備實(shí)時(shí)查詢，可視化順控流程、關(guān)系型歷史數(shù)據(jù)庫(kù)等功能。

1.2 集中控制系統(tǒng)的配置

1.2.1 水工廠集中控制系統(tǒng)由泄水閘集控室控制層（上位機(jī)NC2000系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）、現(xiàn)地液壓?jiǎn)㈤]機(jī)房控制層（下位機(jī)EB8000及施耐德可編程控制器模件）兩部分組成。

1.2.2 集控室控制層上位機(jī)NC2000系統(tǒng)采用雙機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由兩臺(tái)控制權(quán)限相同且具備同時(shí)操作功能的主機(jī)及一臺(tái)具備信息交換功能的通訊機(jī)構(gòu)成。

1.2.3 現(xiàn)地液壓?jiǎn)㈤]機(jī)房控制層采用可編程控制器與觸摸屏相結(jié)合的方式，由23套閘門(mén)LCU及附屬裝置組成部分，即每孔閘門(mén)一套。

2、運(yùn)行方式

2.1 集中控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式

2.1.1 集中控制系統(tǒng)是指在人機(jī)界面運(yùn)行方式下的閘門(mén)控制。

集中控制運(yùn)行：通過(guò)系統(tǒng)界面顯示的當(dāng)前下泄流量，根據(jù)實(shí)際情況，選擇相應(yīng)的流量控制模式進(jìn)行控制，或者通過(guò)選孔并設(shè)定目標(biāo)開(kāi)度對(duì)相應(yīng)閘門(mén)發(fā)出控制命令，進(jìn)行啟門(mén)、閉門(mén)、停機(jī)操作。

2.1.2 按開(kāi)度控制，選取所需閘門(mén)數(shù)量，設(shè)置統(tǒng)一預(yù)置開(kāi)度（只適合小開(kāi)度啟閉），大開(kāi)度時(shí)需單獨(dú)設(shè)置閘門(mén)開(kāi)度。

2.1.3 按流量控制，根據(jù)所需下泄流量，手動(dòng)分配所需開(kāi)啟的閘門(mén)及相應(yīng)開(kāi)度，可通過(guò)集中控制系統(tǒng)閘門(mén)成組集中控制圖（見(jiàn)圖2-1閘門(mén)“成組集中控制圖”）所示界面進(jìn)行操作。

2.2 閘門(mén)（集中）控制方式

閘門(mén)集中控制系統(tǒng)具有兩種控制方式，即：模式控制方式、目標(biāo)開(kāi)度控制方式。

2.2.1 模式控制：在半自動(dòng)運(yùn)行情況下，由當(dāng)前上、下游水位以及計(jì)劃下泄流量，選擇相應(yīng)的控制模式，控制23扇閘門(mén)的運(yùn)行。

（1）正常情況下閘門(mén)應(yīng)連續(xù)啟閉。

（2）正常情況下的開(kāi)啟順序：從中間向兩邊，關(guān)門(mén)順序與之相反，嚴(yán)禁隔孔開(kāi)啟。

（3）閘門(mén)的啟閉是分段啟閉的，而不是一次完成。

（4）為防止閘門(mén)頻繁啟閉，在一般情況下每扇閘門(mén)的最小開(kāi)度不低于5cm。

2.3 系統(tǒng)處于集控運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，接收操作員站的命令對(duì)閘門(mén)進(jìn)行控制，現(xiàn)地控制柜正側(cè)面板上除停機(jī)按鈕和運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)外，其余均無(wú)操作功能。

2.3.1 系統(tǒng)停、送電應(yīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)停、送電的要求執(zhí)行，系統(tǒng)應(yīng)隨時(shí)保持上電狀態(tài)。

2.3.2 閘門(mén)處于集控運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，操作人員若發(fā)現(xiàn)異常情況，可通過(guò)就近的緊急停機(jī)按鈕終止閘門(mén)運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

自2012年新系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，大大提高了操作的準(zhǔn)確性，提高了信息交換的效率，讓工作人員能夠更直觀的讀取水文數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有了較大的提升，初步完成了我們的改造目標(biāo)。特別是2013年漢江流域較大洪峰過(guò)境時(shí)，我們及時(shí)準(zhǔn)確的采集了數(shù)據(jù)變化，提前調(diào)整了水庫(kù)的庫(kù)容，保證了水庫(kù)及下游群眾的安全。為長(zhǎng)江水文數(shù)據(jù)庫(kù)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)積累，同時(shí)也證明了新系統(tǒng)的安全可靠性。我相信我們的系統(tǒng)會(huì)不斷的完善，能夠經(jīng)受得住歷史的考驗(yàn)。

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