斗轉(zhuǎn)星移,滄桑巨變。今年正值萬里黃河第一壩——三門峽水利樞紐工程開工建設(shè)60年,也是三門峽黃河明珠(集團)有限公司水力發(fā)電廠(以下簡稱水電廠)正式發(fā)電44年。筆者從1987年成為水電廠運行分場一名電氣運行值班員至今,轉(zhuǎn)眼間30年過去了,回顧幾十年來水電廠的技術(shù)進步,不禁感慨萬千。
從CCCP到CPU
記得剛來水電廠時,我們每天要與中央控制室各種儀表設(shè)備打交道,要定時對繼電保護裝置進行巡視和檢查,以保證設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。
繼電保護器是一種反映電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài),并能及時使斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動化設(shè)備,它是水電廠保護系統(tǒng)中重要的組成部分。
那時,中央控制室后邊的繼電保護室老式保護盤柜有4排,盤柜上密密麻麻布置了很多電磁式、感應(yīng)式的繼電器,當(dāng)繼電器線圈通電以后,鐵心被磁化產(chǎn)生足夠大的電磁力,吸動銜鐵并帶動簧片,使動觸點和靜觸點閉合或分開。繼電器觸點是鉚壓的,其主要的弊病是觸點松動、跳躍、打火或位置偏差過大,可能影響繼電器的接觸可靠性。
師傅告訴我,三門峽水利樞紐工程是當(dāng)時蘇聯(lián)援建我國的156項工程之一。水電廠設(shè)備控制系統(tǒng)最早由蘇聯(lián)列寧格勒設(shè)計院設(shè)計,主要控制設(shè)備由蘇聯(lián)明斯克的工廠生產(chǎn),繼電器黑色外殼上有CCCP(蘇聯(lián)制造)的字樣。
當(dāng)時,每次出故障時值班人員都去檢查是哪塊繼電器報警了,哪塊信號繼電器掉牌了……一邊要及時處理故障,一邊要做好故障記錄等工作。
最讓人發(fā)怵的是清掃面板和繼電器的工作,必須由電氣班長手持雞毛撣子親自進行,控制盤柜繼電器信號線沒有明顯的標(biāo)示和隔離,容易產(chǎn)生誤碰,造成誤動,還要注意與帶電設(shè)備保持安全距離,防止運行繼電器觸點誤碰,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故等。
60年來,水電廠繼電保護裝置的元器件經(jīng)歷了電磁式、晶體管、集成電路和微機式繼電保護裝置多代更新。智能綜合保障裝置可完成過去十幾個繼電器的功能,而微機保護充分利用了CPU高速的運算能力和海量的存儲記憶能力,每次出故障時都能在電腦上及時準(zhǔn)確顯示故障的性質(zhì)、范圍,為運行人員判斷處理故障提供了第一手資料。
消失的備用勵磁機的轟鳴聲
20世紀(jì)80年代初期,水電廠機組勵磁裝置為“文革”時期的產(chǎn)品,那時國內(nèi)科技力量薄弱、生產(chǎn)材料備件不足,大容量晶閘管元件的工作可靠性差,故障率高,運行維護工作量大。因此,常常需要備用勵磁機代替它工作。
坐落在水電廠副廠房的備用勵磁機,采用單獨供電的大功率電動機拖動同軸連接的直流發(fā)電機的勵磁方式。那時,運行人員最頭疼的一項工作就是巡查備用勵磁機室,在這個不大的房間內(nèi),6千伏交流電動機的隆隆轟鳴聲,夾雜著直流發(fā)電機電刷摩擦的刺耳尖叫聲,震耳欲聾,換向器噴射著紅黃色的火星,令膽小的人畏懼。人們在這里說話彼此是聽不清的,只能靠眼神和手勢交流。給備用勵磁機定期加潤滑油或者打掃設(shè)備衛(wèi)生時,由于電機轉(zhuǎn)速飛快,稍有不慎,手就會被擦傷。
水電廠于1986年起開始對機組勵磁裝置實施改造,使用晶體管分離元件式勵磁裝置。1995年起又更新為微機/模擬雙通道勵磁調(diào)節(jié)器,備用勵磁機基本不用了。勵磁調(diào)節(jié)裝置自動跟蹤調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓,比過去手動調(diào)節(jié)更為及時,更加精確,運行也更為穩(wěn)定,誤動作概率大大減小。
鼠標(biāo)一點 機組轉(zhuǎn)起
過去水電廠發(fā)電機組的設(shè)備陳舊、老化,工作人員每天要與各種設(shè)備、儀器儀表打交道,一個指針的微小變化、一個指示燈的顏色改變、一個螺絲的輕微松動,都必須及時發(fā)現(xiàn)并處理,才能保證機組的安全運轉(zhuǎn)。
1995年,隨著設(shè)備的不斷更新?lián)Q代,水電廠對機組監(jiān)控系統(tǒng)進行自動化改造。機組現(xiàn)地控制單元采用CPU+可編程的控制模式,實現(xiàn)了計算機控制的機組自動開機、停機,設(shè)備溫度自動采集、保護,以及機組故障報警、事故停機等功能。
過去水電廠機組調(diào)速器為晶體管電液調(diào)速器。1999年起更換了集成電路式調(diào)速器,采用了更為先進的伺服電機控制式可編程雙調(diào)節(jié)調(diào)速器,減小了機組振動大、溜負(fù)荷等缺陷。機組開停機時間由改造前的30~50分鐘,縮短為6~8分鐘,提高了開機效率,節(jié)約了水能。
2013年,水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機(主站)硬件更新,廠級工作站、工程師工作站、歷史服務(wù)器、On call工作站(語音報警服務(wù)器)、GPS裝置和對時、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備及配套軟件再次更換升級。新增了220千伏開關(guān)站現(xiàn)地LCU控制單元,實現(xiàn)了開關(guān)站設(shè)備監(jiān)控,監(jiān)視測量220千伏出線、母線、電源系統(tǒng)電壓、電流、功率,繼電保護信號采集等,在監(jiān)控系統(tǒng)中實時顯示220千伏開關(guān)站相關(guān)開關(guān)、刀閘的狀態(tài),開關(guān)站的自動化水平顯著提高。
中央主控室也發(fā)生了日新月異的變化。2002年水電廠開發(fā)管理信息系統(tǒng)(簡稱MIS)投入使用,使電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)以信息流處理,生產(chǎn)上實現(xiàn)了計算機網(wǎng)上辦理工作票、操作票和公文的流轉(zhuǎn)、傳送、辦理,各項技術(shù)數(shù)據(jù)、記錄等能從全廠任何一臺計算機上查詢。
如今的三門峽水電廠,隨著技術(shù)的不斷進步,更好地?fù)?dān)負(fù)起電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰、緊急事故備用的重任,成為電網(wǎng)安全經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)運行的忠誠衛(wèi)士。
多年來,由于三門峽水電廠歷史悠久,設(shè)備時代跨度大的特殊性,這里成了一個名副其實的水電人才成長的搖籃,為全國各地的諸多水電廠培養(yǎng)了一批又一批管理和技術(shù)骨干。先后為陜西寶雞峽、山西萬家寨、河南小浪底、寧夏沙坡頭、河南西霞院等多個水電廠培訓(xùn)一批批生產(chǎn)技術(shù)工人。目前,水電廠已成為西安理工大學(xué)、華北水利水電大學(xué)、中原工學(xué)院、黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院、三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院等院校大學(xué)生們的實習(xí)基地。
回顧60年的崢嶸歲月,三門峽水電廠傳承了大禹精神,用夸父追日的勇氣登上了一個又一個臺階。展望未來,三門峽水電廠必將用創(chuàng)新和科技的力量,再創(chuàng)新的輝煌。