作者簡(jiǎn)介：王學(xué)源（1957-），男，福建閩清人，漢族，本科學(xué)歷，工程師，主要從事電力工程電氣電子控制自動(dòng)化方面工作。

摘要：現(xiàn)階段，在經(jīng)濟(jì)技術(shù)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下，社會(huì)對(duì)于能源資源的需求不斷增大，水力發(fā)電作為一種綠色環(huán)保可持續(xù)的能源生產(chǎn)方式，得到了廣泛應(yīng)用。在水力發(fā)電廠或大中型水庫(kù)水閘管理中，閘門控制的主要方式是自動(dòng)控制，它能夠有效提升工作效率，但同時(shí)也存在著一些問(wèn)題和不足，需要管理人員的重視。本文結(jié)合水電廠機(jī)組進(jìn)水口閘門自動(dòng)控制的特點(diǎn)，對(duì)其運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行了分析和討論，希望能夠?yàn)樗Πl(fā)電廠或大中型水庫(kù)水閘管理運(yùn)行提供一些參考，確保自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：水電廠；機(jī)組進(jìn)水口閘門；自動(dòng)控制；運(yùn)行與維護(hù)

前言

水力發(fā)電是我國(guó)能源體系中一個(gè)非常重要的組成部分，伴隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于電力能源的需求不斷增加，清潔可再生的水電資源受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，水利水電工程也因此得到了迅猛發(fā)展。在水電廠機(jī)組進(jìn)水口閘門控制中，采用的多是自動(dòng)控制的形式，它能夠減少人為誤操作，提升工作效率。但從目前來(lái)看，在水電廠中，由于閘門控制故障所引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生，其嚴(yán)重影響了水電廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全，需要管理人員做好閘門控制系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)工作。

1.水電廠機(jī)組進(jìn)水口閘門自動(dòng)控制的特點(diǎn)

以水口電站為例，該電站共有7扇機(jī)組進(jìn)水口工作快速閘門（以下簡(jiǎn)稱快閘），每臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)水口輸水管道各對(duì)應(yīng)一扇工作快閘，每扇快閘由平板門和油缸組成，其中平板門（9.2M×11.54M）重達(dá)112噸?？扉l啟閉是采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)控制油缸行程實(shí)現(xiàn)的，它由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。7臺(tái)快閘門共設(shè)1個(gè)集中控制操作室，操作室內(nèi)設(shè)五個(gè)電氣自動(dòng)集中控制屏和一套液壓?jiǎn)㈤]機(jī)系統(tǒng)。

1.1該電站電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為雙套PLC，運(yùn)行PLC分主鋪熱備用；該套設(shè)備除了實(shí)現(xiàn)本地程控和單步手控外，還具有與電廠監(jiān)控系統(tǒng)硬件接口，受機(jī)組集中遠(yuǎn)方控制，由此構(gòu)成計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控操作系統(tǒng)。它由電氣集中控制、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)系統(tǒng)和三臺(tái)油泵組合而成。三臺(tái)油泵機(jī)組的運(yùn)行方式是通過(guò)PLC程序“自動(dòng)”進(jìn)行輪換運(yùn)行。

1.2機(jī)組進(jìn)水口快閘控制方式分為自動(dòng)控制（現(xiàn)地/遠(yuǎn)方）、現(xiàn)地試驗(yàn)控制和現(xiàn)地手動(dòng)控制三種方式。三種控制方式具有泵升、快降、泵降關(guān)閉功能，手動(dòng)操作/現(xiàn)地自動(dòng)操作均由水工閘門運(yùn)行班組進(jìn)行操作與管理；同時(shí)具有遠(yuǎn)方提升、快降操作功能，該功能由中控發(fā)電運(yùn)行值班操作，現(xiàn)地由閘門運(yùn)行人員監(jiān)視。

1.3快速閘門動(dòng)作邏輯：快速下降工況最優(yōu)先。當(dāng)閘門快速下降時(shí)，程序自動(dòng)切除其它閘門的提升或泵降邏輯功能回路，直到本機(jī)快閘全關(guān)至0為止；邏輯閉鎖功能：閘門泵升（閘門自動(dòng)復(fù)位）工況次優(yōu)先。當(dāng)閘門泵升（閘門自動(dòng)復(fù)位）時(shí)，程序自動(dòng)切除閘門泵降邏輯功能回路；相同工況時(shí)允許各閘門控制回路同時(shí)運(yùn)行，但動(dòng)作時(shí)間將延長(zhǎng)。

2.水電廠機(jī)組進(jìn)水口閘門自動(dòng)控制的運(yùn)行與維護(hù)

2.1數(shù)字信號(hào)傳輸與控制單元

對(duì)于水電廠機(jī)組進(jìn)水口閘門的自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，信號(hào)傳輸與遠(yuǎn)程控制單元處于核心地位，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)執(zhí)行單元的遠(yuǎn)程控制以及對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作，其重要性不言而喻。一般情況下，自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是10/100Mbp以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合Profibus總線標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)操作指令的傳輸以及信息的反饋。遠(yuǎn)程控制單元在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的通信故障或傳輸誤差，一些主要故障的具體表現(xiàn)為：

（1）在利用系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，系統(tǒng)的任何一個(gè)子站都可能會(huì)出現(xiàn)通訊故障，導(dǎo)致系統(tǒng)誤報(bào)警。在自動(dòng)控制系統(tǒng)的部分子站中，也會(huì)出現(xiàn)一些通訊故障，不過(guò)故障出現(xiàn)的頻率并不高，此時(shí)如果對(duì)回路電阻進(jìn)行檢測(cè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其阻值出現(xiàn)了一定的波動(dòng)變化。

（2）PLC控制單元。PLC控制單元的常見(jiàn)故障通常表現(xiàn)有兩個(gè)，一是自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令信息，電源指示燈正常顯示，但是信號(hào)發(fā)送的燈沒(méi)有變化，即信號(hào)無(wú)法正常發(fā)出，此時(shí)如果對(duì)回路進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其電壓正常，但是主機(jī)顯示器畫面變灰，無(wú)法操作；二是控制模塊故障，報(bào)警燈常亮起顯示PLC地址錯(cuò)誤，遠(yuǎn)程控制信號(hào)無(wú)反應(yīng)。

2.2閘門開度儀傳感器

水口電站工作快閘采用絕對(duì)記憶型工控智能型傳感器開度儀（型號(hào)YQX-II），輸入電源采用可靠蓄電池直流供電220V±10%；顯示部分采用工業(yè)級(jí)人機(jī)對(duì)話終端，液晶屏顯示，數(shù)字清晰直觀，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量精度高，工作穩(wěn)定，并可長(zhǎng)期記憶閘門開度數(shù)值，避免交流失電導(dǎo)致開度數(shù)據(jù)丟失故障。

閘門開度儀及傳感器故障表現(xiàn)有如下：

（1）閘門開度值顯示跳變

日常運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)某一臺(tái)機(jī)快閘行程開度數(shù)值運(yùn)行不穩(wěn)定——開度值跳變；當(dāng)出現(xiàn)開度跳變至未達(dá)到全開狀態(tài)時(shí)，閘門未全開信號(hào)傳送到中控監(jiān)控自動(dòng)化設(shè)備，將會(huì)造成發(fā)電機(jī)組無(wú)法自動(dòng)開機(jī)故障。

運(yùn)行與檢修應(yīng)急處理：運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)某一臺(tái)機(jī)快閘開度數(shù)值跳變時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)開度在全開位置，檢查其他電氣及液壓系統(tǒng)設(shè)備正常。當(dāng)發(fā)現(xiàn)由于快閘開度數(shù)值跳變?cè)斐扇_燈不亮，應(yīng)立即通知中控發(fā)電值班人員及檢修維護(hù)人員進(jìn)行檢查處理。

（2）閘門開度儀鋼絲繩斷線故障

日常運(yùn)行中，由于機(jī)組快閘開度儀鋼絲繩斷線造成開度儀損壞，致其數(shù)值顯示異常（數(shù)值低于13.80米）并發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。該故障將造成誤發(fā)快閘提門動(dòng)作指令，提升閘門至頂，使下腔油缸壓力過(guò)高報(bào)警；同時(shí)出現(xiàn)故障機(jī)組快閘全開燈不亮，造成機(jī)組監(jiān)控自動(dòng)化無(wú)法“自動(dòng)”開機(jī)的故障。經(jīng)查故障是由于機(jī)組快閘開度儀鋼絲繩斷線引起。

針對(duì)上述異常檢查處理過(guò)程：出現(xiàn)此類故障信號(hào)時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)立刻檢查故障機(jī)組的現(xiàn)地自動(dòng)控制及液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)，查驗(yàn)機(jī)坑快閘油管路無(wú)漏油且閘門位置在全開位置。確認(rèn)是快閘開度儀鋼絲繩斷線故障后，應(yīng)立即通知中控發(fā)電值班人員以及檢修維護(hù)人員進(jìn)行應(yīng)急處理。

應(yīng)急處理辦法：人為設(shè)置故障機(jī)組快閘開度在全開（14米）或以上，消除誤發(fā)動(dòng)作和故障信號(hào)。同時(shí)將油缸下腔壓力進(jìn)行人工泄壓恢復(fù)正常，即將壓力過(guò)高（18Mpa）泄至正常10Mpa以下。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化的背景下，水電作為一種綠色、清潔、可再生的能源得到了廣泛應(yīng)用，也受到了社會(huì)各界的關(guān)注。在水力發(fā)電廠和大中型水庫(kù)管理中，對(duì)于進(jìn)水口的閘門控制大多是采用自動(dòng)控制的方式，能夠有效提升工作效率和控制效果。但是不可否認(rèn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中也存在著許多的問(wèn)題，需要運(yùn)行管理人員和檢修技術(shù)人員的重視，做好自動(dòng)控制的運(yùn)行與維護(hù)工作，及時(shí)對(duì)其中存在的故障和隱患進(jìn)行處理，保證閘門自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（作者單位：福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司）

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