廣蓄B廠軸承油控制系統(tǒng)功能分析與改造策略研究

于亞雄，梁 彥，楊銘軒

（中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司廣州蓄能水電廠，廣東廣州，510950）

廣蓄B廠軸承油控制系統(tǒng)功能分析與改造策略研究

于亞雄，梁 彥，楊銘軒

（中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司廣州蓄能水電廠，廣東廣州，510950）

蓄能機組擔(dān)負(fù)這電網(wǎng)調(diào)峰填谷，調(diào)頻、調(diào)壓和事故備用等重要作用，具有應(yīng)急快、啟動頻繁等特點。為確保機組設(shè)備正常運行，向機組軸承提供穩(wěn)定、可靠的油循環(huán)冷卻功能尤為重要。本文通過對廣蓄B廠軸承油系統(tǒng)進行功能需求分析，深入研究導(dǎo)軸承循環(huán)油泵控制程序，從硬件和軟件結(jié)構(gòu)兩方面解析軸承油系統(tǒng)改造策略。

抽水蓄能；軸承；控制系統(tǒng)；改造

0 引言

蓄能機組擔(dān)負(fù)這電網(wǎng)調(diào)峰填谷，調(diào)頻、調(diào)壓和事故備用等重要作用，具有應(yīng)急快、啟動頻繁等特點。為確保機組設(shè)備正常運行，向機組軸承提供穩(wěn)定、可靠的油循環(huán)冷卻功能尤為重要。

廣州蓄能水電廠B廠（以下簡稱廣蓄B廠）是我國自行設(shè)計和施工的第一座高水頭、大容量的抽水蓄能工程，采用SIEMENSVOITH公司制造的可逆式水泵水輪機發(fā)電機組。發(fā)電機組為立軸懸吊式結(jié)構(gòu)。每臺機組有三個油盆及三個相對獨立的軸承油循環(huán)冷卻系統(tǒng)對其對應(yīng)的軸承進行潤滑與冷卻。目前軸承油控制系統(tǒng)已運行14年。隨著設(shè)備的老化，故障率和運行風(fēng)險逐年增大。

本文通過對廣蓄B廠軸承油系統(tǒng)進行功能需求分析，深入研究導(dǎo)軸承循環(huán)油泵控制程序，從硬件和軟件結(jié)構(gòu)兩方面解析軸承油系統(tǒng)改造策略，從基本信息、功能需求分析與設(shè)計等方面對導(dǎo)軸承循環(huán)油泵控制程序作了全面的說明。

1 功能需求分析及設(shè)計

1.1 導(dǎo)軸承油控制系統(tǒng)的功能分析

從蓄能機組軸承油控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分析，主要功能有：（1）導(dǎo)軸承油泵循環(huán)啟停；（2）導(dǎo)軸承油泵異常切換；（3）導(dǎo)軸承油控制系統(tǒng)報警聯(lián)動。

1.2 導(dǎo)軸承油泵循環(huán)啟動功能分析與設(shè)計

當(dāng)需要導(dǎo)軸承油泵啟動時，為保證對其對應(yīng)的軸承進行潤滑與冷卻功能，上導(dǎo)油泵（3臺）需每次啟動兩臺油泵，一臺備用，啟動順序按照#1、#2、#3
、#1等依次循環(huán)；下導(dǎo)油泵（2臺）需每次啟動1臺油泵，一臺備用，啟動順序按照#1、#2、#1、#2等依次循環(huán)。

為滿足油泵循環(huán)啟動的要求，控制程序利用計數(shù)器的方式實現(xiàn)循環(huán)控制。利用機組RTU啟動導(dǎo)軸承油泵命令作為脈沖，將數(shù)字信號存到M10寄存器中，然后利用M10寄存器的后兩位M10.0和M10.1作為判斷條件，當(dāng)M10.0和M10.1都為0時，啟動上導(dǎo)#3
泵；當(dāng)M10.0為1和M10.1為0時，啟動上導(dǎo)#2泵；當(dāng)M10.0為0和M10.1為1時，啟動上導(dǎo)#1泵，設(shè)計代碼如圖1。下導(dǎo)油泵采用同樣的設(shè)計理念。

1.3 導(dǎo)軸承油泵異常切換功能分析與設(shè)計

根據(jù)油泵的運行情況，油泵異常主要包括油泵流量異常、油泵過流保護動作。當(dāng)運行油泵過流保護開關(guān)動作或者30秒未收到流量信號時，判斷為油泵異常。當(dāng)正常油泵異常時，將切換至備用油泵并停該泵。

圖1 上導(dǎo)油泵循環(huán)控制程序

1.4 報警聯(lián)動功能分析與設(shè)計

當(dāng)上導(dǎo)兩臺油泵同時故障，下導(dǎo)兩臺油泵同時故障時，就無法對其對應(yīng)的軸承提供足夠的潤滑與冷卻作用，會導(dǎo)致機組軸承溫度過高而損壞。若發(fā)現(xiàn)如此情況，導(dǎo)軸承油控制系統(tǒng)需發(fā)出緊急停機信號至機組使機組快速停機。

該信號的設(shè)計邏輯為：在上下導(dǎo)油泵正常運行時，上導(dǎo)任意兩臺油泵流量信號丟失保持60秒或者過流保護動作保持30秒；或者下導(dǎo)兩臺油泵流量信號丟失保持60秒或者過流保護動作保持30秒，輸出緊急停機信號至機組RTU。

同時導(dǎo)軸承油控制系統(tǒng)異常時，該程序設(shè)計還將每個故障點單獨設(shè)計報警，于導(dǎo)軸承油控制系統(tǒng)或機組RTU處顯示。

2 總結(jié)

本文通過對廣蓄B廠機組軸承油控制系統(tǒng)的功能分析，同時深入研究軸承油控制程序的現(xiàn)有功能，設(shè)計了新控制系統(tǒng)的改造策略。在改造PLC的同時，將維護風(fēng)險大、故障率較高的西門子繼電器改造為故障率低、維護方便的菲尼克斯繼電器，新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。通過采用這種改造策略，極大地降低了設(shè)備故障概率和運行風(fēng)險，同時減少了維護工作量，并實現(xiàn)軸承油系統(tǒng)完全PLC控制，大大提高了機組運行的安全穩(wěn)定性。

圖2 導(dǎo)軸承油控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

[1]賴喜德,張翔,陳小明,盧珍,楊仕福.水電機組推力軸承鏡板泵及油循環(huán)冷卻系統(tǒng)的水力優(yōu)化設(shè)計[J]. 水利水電科技進展,2016(03):62-67.

[2]張瑞博.發(fā)電機組直流油泵自動啟動異常原因分析[J].福建建材,2014(12):80.

The Study on Function Analysis and Transformation Strategy of Bearing Oil Control System in B Station of Guangzhou Pumped storage power station

Yu Yaxiong,Liang Yan,Yang Mingxuan
(CSG ,Power Generation Company Guangzhou Pumped Storage Power Station,Guangzhou Guangdong, 510950)

The energy storage unit is responsible for the important role of the power grid to adjust the valley, FM, regulator and accident reserve,with fast response, frequent start and so on.To ensure the normal operation of the unit equipment,It is especially important to provide stable, reliable oil circulation cooling for unit bearings.This paper analyzes the functional requirements of the bearing oil system of Guangzhou Pumped storage power stationB Station,with In-depth study of guided bearing oil pump control procedures and Analysis on the Transformation Strategy of Bearing Oil System from the Hardware and Software Structure.

Pumped Storage Power Station;Bearing;Control System;Transformation