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)

亭子口電站機組高壓油頂起裝置控制回路的設(shè)計較簡單，自動化元件選型不合理，多次造成機組自動開機過程中開機失敗，嚴重影響機組安全穩(wěn)定運行。經(jīng)過對控制回路進行優(yōu)化和自動化元件重新選型后，機組運行穩(wěn)定。

高壓油頂起裝置 電接點壓力表 自動開機 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水塔及渠首引水隧洞、垂直升船機及電站廠房等。電站共安裝4臺單機額定容量為275MVA的水輪發(fā)電機組，電站總裝機1100MW。截止2014年5月1日，四臺機組相繼投產(chǎn)發(fā)電。

機組高壓油頂起裝置是在開停機時利用油泵將高壓透平油注入到發(fā)電機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，防止推力軸承在機組低速運行狀態(tài)下潤滑條件惡化。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)

亭子口水電站每臺機組采用的高壓油頂起裝置系統(tǒng)，由兩臺互為備用的高壓油泵、溢流閥、過濾器、油管路及電接點壓力表、壓力變送器、示流開關(guān)等自動化元件組成。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 機組開停機流程投退高壓油頂起裝置控制方式

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

2.1.2 高壓油頂起裝置控制邏輯

高壓油頂起裝置分“手動”和“自動”兩種方式，手動方式直接控制油泵啟停，不需判斷壓力信號是否正常。自動方式下需要遠方投退高壓油命令，才啟動主泵，壓力正常一般為8.0MPa左右。如在10s內(nèi)壓力頂起正常信號未收到，自動切換至備泵。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)備實際運行存在的問題

2.2.1 高壓油壓力頂起正常信號源取自1號、2號油泵出口電接點壓力表(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，實現(xiàn)主備切換。機組投運以來發(fā)現(xiàn)電接點壓力表工作不穩(wěn)定，開關(guān)量信號接點在強磁場環(huán)境中經(jīng)常動作、復(fù)歸，造成2臺油泵在機組開停機過程中頻繁切換，信號頻繁刷屏，影響運行人員監(jiān)盤。

2.2.2 油泵壓力頂起正常信號參與機組開停機控制，由于此信號接點不穩(wěn)定上送不到監(jiān)控，造成開機過程中報“高壓油泵未頂起，流程退出”，影響機組開機成功率。

2.2.3 監(jiān)控系統(tǒng)上位機無法在機組開停機過程中監(jiān)視實時高壓油壓力值，雖然開關(guān)量頂起正信號常可以監(jiān)視，但是由于電接點壓力表經(jīng)常誤報信號，極易造成運行人員誤判斷。

2.2 高壓油頂起裝置的優(yōu)化

2.2.1 將原先的“1號高壓油泵頂起壓力正常(上限)”，信號定義為“高壓油泵頂起壓力正常(上限)”；將原先的“2號高壓油泵頂起壓力正常(上限)”信號定義為“高壓油泵頂起壓力偏低(下限)”，控制方式更改為：當(dāng)高壓頂起油泵運行時，輔機PLC系統(tǒng)若沒有收到“高壓油泵頂起壓力正常(上限)”信號，且收到“高壓油泵頂起壓力偏低(下限)”信號，并延時10s之后將高壓頂起油泵切換至另一臺運行，有效地防止了信號誤報時2臺油泵的頻繁切換。

2.2.2 將原電接點壓力表更換為美國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4mA～20mA壓力變送器上送至監(jiān)控系統(tǒng)，便于運行人員監(jiān)視。

2.2.4 由于高壓油頂起裝置1號、2號油泵運行信號僅通過通訊方式上送監(jiān)控，如果與監(jiān)控通訊方式出現(xiàn)異常，上位機無法判斷高頂油泵運行狀態(tài)。針對此種情況，重新增加硬接線將2臺油泵運行信號送至監(jiān)控。

3 結(jié)論

通過對1號至4號機組高壓油頂起裝置控制系統(tǒng)的改造，提高了機組運行的安全穩(wěn)定，使該裝置能控、可控；提高了機組自動開機成功率；并且運行人員遠方監(jiān)視高壓油頂起裝置壓力、油泵運行、故障信號準確可靠。

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