(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

亭子口電站采用南瑞自控公司SSJ-3000型水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)，采用基于UNIX/Windows操作系統(tǒng)跨平臺的全分布開放系統(tǒng)結構的NC2000監(jiān)控系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)由實時數(shù)據(jù)服務器、歷史數(shù)據(jù)庫服務器、操作員工作站、工程師工作站、培訓工作站、語音報警服務器、調(diào)度通訊服務器、廠內(nèi)通信服務器、WEB服務器、LCU(包括機組LCU、公用LCU、開關站LCU和大壩LCU)等組成分布式體系，系統(tǒng)采用傳輸速率為1000Mbps的工業(yè)以太網(wǎng)結構，系統(tǒng)內(nèi)各節(jié)點全部接入該網(wǎng)絡。

1 開停機流程及其判據(jù)的改造和優(yōu)化

1.1 開停機流程原設計判據(jù)

1.1.1 機組開機流程

原設計院設計的開機流程：發(fā)開機令，開機條件滿足，開輔機(投技術供水、投主軸密封水、退檢修密封、啟動碳粉收集裝置、啟動吸油霧裝置、拔鎖錠、退加熱器、啟動水導外循環(huán)油泵、投高頂、撤風閘)，調(diào)速器開機，轉(zhuǎn)速大于90%Ne退高頂，投勵磁系統(tǒng)，投準同期裝置，合發(fā)電機出口斷路器，機組帶20MW預定負荷，開機完成。

其中開機條件為：機組停機態(tài)，水機回路無保護動作信號，事故配壓閥已退出，緊急停機電磁閥已退出，機組無事故信號，勵磁無故障信號，勵磁在自動方式，勵磁系統(tǒng)遠控有效，調(diào)速器遠方位置，調(diào)速器無事故，制動閘全部復歸，制動氣壓正常，接力器鎖錠投入位置，進水口閘門全開，水導外循環(huán)油泵遠方方式，出口斷路器發(fā)電機側地刀分位，出口斷路器主變側地刀分位。

1.1.2 機組停機流程

原設計院設計的停機流程：發(fā)停機令，機組減負荷，有功無功減至零，跳發(fā)電機出口斷路器，退勵磁，調(diào)速器停機，轉(zhuǎn)速小于90%Ne投高頂，導葉全關，轉(zhuǎn)速小于20%Ne投風閘，投制動粉塵吸收裝置，轉(zhuǎn)速小于3%Ne延時30s投鎖錠，停輔機(退技術供水、退主軸密封水、退高頂、撤風閘、退水導外循環(huán)油泵、退碳粉收集裝置、退制動粉塵收集裝置、退吸油霧裝置、投加熱器、投檢修密封)。

1.2 開停機流程中對具體操作環(huán)節(jié)的邏輯判據(jù)探討

1.2.1 各部導軸承油位正常、壓油罐油位正常及調(diào)速器回油箱油位正常

取消開機條件中各部導軸承油槽油位正常、壓油罐油位正常及調(diào)速器回油箱油位正常判據(jù)，改為由運行人員自行判斷各部導軸承油槽油位、壓油罐油位及調(diào)速器回油箱油位是否適合開機。目的是簡化開機流程中限制條件，提高機組開機成功率。

1.2.2 制動風閘已頂起判據(jù)

原設計制動風閘已頂起的判據(jù)為所有12塊風閘中只要任意有1塊風閘制動腔位置開關動作，即判斷制動風閘已頂起。實際運行過程中可能存在風閘未完全頂起但位置開關接點動作的情況。為提高可靠性，避免機組停機投風閘過程中風閘未完全頂起引起機組慢轉(zhuǎn)，將制動風閘已頂起的判據(jù)改為所有12塊風閘位置開關全部動作，若任一個及以上位置開關未動作到位都判風閘未頂起。

1.2.3 開輔機流程及其判據(jù)的改造和優(yōu)化

將“停機至空轉(zhuǎn)控制流程1/3”在“投入技術供水”后對技術供水正常判據(jù)“軸承外循環(huán)冷卻水正常、水導冷卻水正常、空冷器冷卻水正常、技術供水總管正?！?，由于未設計上導、下導及推力軸承冷卻水是否正常后再執(zhí)行流程，新增加了“上導軸承冷卻水流量正常、下導及推力軸承冷卻水流量正?！痹賵?zhí)行流程。同理，在空轉(zhuǎn)至停機控制流程3/4中判斷技術供水關閉正常，也對應增加上導、下導及推力冷卻水關閉正常判斷。

1.3 開停機流程的優(yōu)化和改造

1.3.1 優(yōu)化后的開機流程

發(fā)開機令，開機條件滿足，開輔機(投技術供水、投主軸密封水、啟動碳粉收集裝置、退檢修密封、啟動排油霧裝置、啟動水導外循環(huán)油泵、投高頂、拔鎖錠、撤風閘)，調(diào)速器開機，轉(zhuǎn)速大于90%Ne退高頂，投勵磁裝置，投準同期裝置，合發(fā)電機出口斷路器，機組帶20MW基荷，開機完成。

1.3.2 優(yōu)化后的停機流程

發(fā)停機令，機組減負荷，有功無功減至零，跳發(fā)電機出口斷路器，退勵磁、調(diào)速器停機，轉(zhuǎn)速小于90%Ne投高頂，導葉全關，轉(zhuǎn)速小于20%Ne投風閘，投制動粉塵吸收裝置，轉(zhuǎn)速小于3%Ne投鎖錠，停輔機(退技術供水、退主軸密封水、退高頂、撤風閘、退水導外循環(huán)油泵、退碳粉收集裝置、退制動粉塵收集裝置、退排油霧裝置、投檢修密封)。

2 對機組PLC事故流程的優(yōu)化和改進〔1〕

2.1 根據(jù)25項反措要求，在原設計PLC機械事故停機流程中增加4個停機點啟動事故停機流程：“定子線棒溫度過高”，“定子鐵芯溫度過高”，“定子鐵芯上齒板溫度過高”，“定子鐵芯下齒板溫度過高(均為RTD相鄰兩點或任意三點出口)”。

2.2 原設計“機組運行時冷卻水中斷”直接啟動事故停機流程，沒有增加壓板，且自動化元件采集的開關量和模擬量不可靠，容易使機組誤停機。修改為在機組運行時相應的“上導冷卻水中斷、上導瓦溫度高報警”、“下導及推力軸承冷卻水中斷、下導瓦溫度高報警、推力瓦溫度高報警”、“水導軸承冷卻水中斷、水導瓦溫度高報警”、“空冷器冷卻水中斷、空冷器熱風溫度高報警”、“技術供水中斷”，同時增加1個總的輸出硬壓板，提高了可靠性。

2.3 原設計“機組運行時主軸密封水中斷”直接啟動事故停機流程，沒有出口壓板，當密封水中斷為信號誤報時，經(jīng)過延時10min會直接啟動停機流程，沒有相應保護措施。修改為新增加一個總出口硬壓板，可以根據(jù)實際情況進行投退。

2.4 原設計緊急事故停機流程啟動條件“停機過程剪斷銷剪斷”，不符合設計規(guī)范要求。修改為在緊急事故停機流程啟動條件中，“電氣事故停機或機械事故停機過程剪斷銷剪斷”才啟動緊急事故停機流程。

3 水機保護回路邏輯的改造和優(yōu)化〔2〕

我廠機組水機保護回路依據(jù)事故的緊急程度分為3類：

一般事故停機：投入調(diào)速器停機，跳出口斷路器，跳滅磁開關，投入調(diào)速器緊急停機電磁閥，啟動停機流程。(若轉(zhuǎn)速115%Ne、導葉空載以上、主配拒動和斷路器分閘位置，除了啟動以上條件外，還需投入事故配壓閥，但不落快速門)

緊急事故停機：投入調(diào)速器停機，跳出口斷路器，跳滅磁開關，投入調(diào)速器緊急停機電磁閥，投事故配壓閥，落快速閘門，啟動停機流程。

3.1 一般事故停機的啟動條件

瓦溫上上限(上導、下導、推力、水導軸承瓦溫溫度過高)延時5s；調(diào)速器事故停機按鈕按下，機組LCU事故停機按鈕按下，轉(zhuǎn)速115%Ne、導葉空載以上、主配拒動和斷路器分閘位置延時5s。

原設計未設調(diào)速器事故停機按鈕按下啟動一般事故停機，當按下按鈕時只是投入緊急停機電磁閥，將導葉全關，不執(zhí)行其他操作。此種設計方式，不利于機組在緊急情況下輔設的正常投退。根據(jù)實際情況，增加調(diào)速器事故停機按鈕按下啟動一般事故停機和PLC機械事故流程。

3.2 瓦溫上上限(各部導瓦溫度過高)邏輯判據(jù)

原水機保護回路中對瓦溫上上限(上導、下導、推力、水導軸承瓦溫溫度過高)啟動一般事故停機，是通過發(fā)電機、水輪機儀表柜上的上導2塊、下導2塊、推力4塊、水導3塊瓦的溫度數(shù)字顯示表任一塊超過定值，均動作事故停機。此種設計在安全性及可靠性上均存在缺陷。數(shù)顯表計本身也存在干擾問題容易誤動，修改為上導瓦串聯(lián)、下導瓦串聯(lián)、推力瓦串聯(lián)、水導瓦串聯(lián)，四者之間再并聯(lián)，輸出延時5s啟動一般事故停機和PLC機械事故停機流程，提高了機組運行可靠性。(另一種方式是通過監(jiān)控系統(tǒng)的測溫LCU柜采集所有導瓦及推力瓦的溫度，由監(jiān)控判斷上導、下導、推力、水導瓦任意3塊，相鄰2塊瓦瓦溫過高啟動PLC機械事故停機流程)

3.3 轉(zhuǎn)速115%Ne、導葉空載以上、主配拒動和斷路器分閘位置邏輯判據(jù)

轉(zhuǎn)速115%Ne、導葉空載以上、主配拒動和斷路器分閘位置延時5s，原設計是投入調(diào)速器停機、跳出口斷路器、跳滅磁開關、投入調(diào)速器緊急停機電磁閥、啟動停機流程。但是當轉(zhuǎn)速115%Ne、導葉空載以上和斷路器分閘位置條件滿足時，根據(jù)機械液壓油路圖，如果主配拒動，投入緊急停機電磁閥后通過主配無法將導葉關至零，修改為啟動條件滿足時再增加投入事故配壓閥。

3.4 緊急事故停機的啟動條件

機械過速150%Ne，電氣過速145%Ne、電氣過速115%Ne、斷路器分閘位置，事故低油壓(3取2)，機組LCU緊急停機按鈕動作，中控室緊急停機按鈕動作，事故停機過程中剪斷銷剪斷。

3.5 機械過速150%Ne邏輯判據(jù)

原設計為機械過速150%Ne、電氣過速115%Ne和斷路器分閘位置均滿足時，啟動緊急事故停機。因為機械過速150%Ne作為機組最后一級過速保護，當發(fā)生機組飛逸轉(zhuǎn)速超過150%Ne時，過速保護裝置動作使其油路直接通過事故配壓閥先導閥驅(qū)動事故配壓閥將導葉全關，不需判斷其他附加條件。修改為機械過速150%Ne時，直接啟動緊急事故停機。

3.6 水機保護回路的實現(xiàn)方式

我廠機組水機保護是通過繼電器等硬接線組成的一套獨立的水機保護，在回路中有相應的出口硬壓板。同時將水機保護各事故啟動源引入到機組監(jiān)控PLC程序中，當水機保護動作時，機組PLC也能啟動相應的事故停機流程，提高了可靠性和安全性。

4 結語

通過對亭子口電站機組監(jiān)控系統(tǒng)重點內(nèi)容的改造，及對1號至4號機組監(jiān)控系統(tǒng)控制邏輯的改造和優(yōu)化，提高了機組安全穩(wěn)定運行和機組自動開停機成功率。

〔1〕盛世儒等.水力發(fā)電廠自動化設計技術條件.北京：中華人民共和國電力工業(yè)部，1997.

〔2〕姜樹德等.水力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計規(guī)定.北京：中華人民共和國電力工業(yè)部，1996.