何虎

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

1 工程概況

嘉陵江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其它綜合利用工程。

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。

機組技術(shù)供水系統(tǒng)水源取自水輪機蝸殼，并設(shè)置取水電動閥門，1號和2號機為一組，3號和4號機為一組。兩臺機組取水管道用電動閥門相互連通，互為備用。控制系統(tǒng)采用法國施耐德公司的TSXPremium系列PLC。

2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

技術(shù)供水系統(tǒng)主要包括發(fā)電機空氣冷卻器(12臺水冷式)、推力軸承及導(dǎo)軸承油冷卻器、水輪機水導(dǎo)軸承油冷卻器、主變冷卻器等設(shè)備所需的冷卻用水和主軸密封用水。每臺機組均設(shè)有1套技術(shù)供水系統(tǒng)，包括1面技術(shù)供水控制柜、2面濾水器控制箱。其控制柜主要實現(xiàn)對兩臺濾水器DT1、DT2(1臺工作，1臺備用)，兩臺機組供水減壓閥DT3、DT4(1臺工作，1臺備用)，兩臺主變供水減壓閥DT5、DT6(1臺工作，1臺備用)及相關(guān)的技術(shù)供水電動閥門的控制(包括機組供水的正沖、反沖和主變供水的正沖、反沖);并對相關(guān)電磁流量計、壓力變送器等自動化元件進行監(jiān)視、切換控制等。

2.1 系統(tǒng)改造前的控制方式

2.1.1 機組技術(shù)供水濾水器供水控制

被控設(shè)備必須滿足操作條件，技術(shù)供水控制柜才能對其進行自動控制。其中，濾水器控制方式為“遠控”且無故障，故障信號包括濾水器發(fā)出的故障、堵塞信號和啟動失敗。正常運行時開啟取水電動閥門1202，打開濾水器DT1進出水閥1203、1204，開啟濾水器DT1。如DT1或1203、1204不滿足操作條件，則打開濾水器DT2進出水閥1210、1211，開啟濾水器DT2。濾水器清洗時自動切換至另1路，工作與備用濾水器每周定期輪換1次。

2.1.2主變冷卻器供水控制

正常運行時控制方式在“遠控”且無故障，打開主變供水1#減壓閥DT5進水閥1270，開啟減壓閥DT5，減壓閥出口壓力或減壓閥進口流量小于設(shè)定值，則打開主變供水2#減壓閥DT6進水閥1272，開啟減壓閥DT6;同時關(guān)閉1#減壓閥DT5進水閥1270和減壓閥DT5。工作與備用減壓閥每周定期輪換1次。主變冷卻器供排水總管相互切換，由雙向供水轉(zhuǎn)閥DF17′實現(xiàn)，分汛期和非汛期兩種方式實現(xiàn)輪換控制。

2.1.3 機組供水控制

機組開機運行時，當供水壓力值低于等于0.7MPa，同時相鄰機組運行;供水壓力值高于0.7MPa時，電動閥門1201自動開啟。打開機組供水1#減壓閥DT3進水閥1217，開啟減壓閥DT3，減壓閥出口壓力或減壓閥進口流量小于設(shè)定值，則打開機組供水2#減壓閥DT4進水閥1219，開啟減壓閥DT4，同時關(guān)閉1217電動閥和DT3減壓閥。工作與備用減壓閥每周定期輪換1次。機組正向供水時，開啟總管上的電動蝶閥1221和1223，關(guān)閉總管上的電動蝶閥1224和1222;反向供水時，開啟1224和1222，關(guān)閉1221和1223。正反向供水分汛期和非汛期實現(xiàn)輪換控制。

2.2 PLC控制程序設(shè)計與設(shè)備實際運行存在的問題

2.2.1 PLC控制程序中對機組供水、主變供水、正反沖、四通閥正反沖實行自動定期輪換，并且分汛期和非汛期兩種方式進行，而現(xiàn)場控制設(shè)備電動閥門可靠性不高，經(jīng)常開閥、關(guān)閥不到位，造成切換不成功易引起機組冷卻水中斷。

2.2.2 PLC控制程序中對機組濾水器控制設(shè)計不是很合理，每次當濾水器定時清洗或差壓清洗時，都會使1號濾水器與2號濾水器自動切換，切換頻率過于頻繁。且濾水器清洗、故障、堵塞等信號上位機無法監(jiān)視。

2.2.3 PLC控制程序中對機組供水時流量低、壓力低切換至另1路供水，同時關(guān)閉原供水閥和減壓閥，容易造成當流量低、壓力低時，另1路閥門未完全打開就將原水源關(guān)閉，易引起機組冷卻水中斷。

2.3 系統(tǒng)改造后的控制方式

2.3.1 在觸摸屏上保留對所有技術(shù)供水系統(tǒng)電動閥門(1201－1閥除外)的單步操作按鈕。

2.3.2 將2臺濾水器清洗、故障、堵塞信號;機組減壓閥前壓力低、機組減壓閥后壓力低、機組減壓閥前流量低、主變減壓閥前壓力低、主變減壓閥后壓力低、主變減壓閥前流量低、機組供水減壓閥DT3、DT4和主變供水減壓閥DT5、DT6的全關(guān)信號分別經(jīng)技術(shù)供水控制柜再送至機組監(jiān)控系統(tǒng)，便于運行人員監(jiān)視。

2.3.3 將機組供水控制邏輯進行了修改，使2路機組供水只在開機過程中按開停機次數(shù)自動進行輪換。取消所有被控設(shè)備的自動定期輪換。取消2臺濾水器的遠方自動控制，由濾水器現(xiàn)地自動/手動控制。在觸摸屏上增加了機組正反沖成組操作、主變供水成組操作、主變四通閥成組操作。

2.3.4 將觸摸屏進行優(yōu)化，使操作方法簡便、靈活、可靠。技術(shù)供水系統(tǒng)單步操作界面如圖1所示，成組操作界面如圖2所示。

圖1 改造后技術(shù)供水系統(tǒng)單步操作界面

圖2 改造后技術(shù)供水系統(tǒng)成組操作界面

3 小結(jié)

通過對1號、2號、3號、4號機組技術(shù)供水控制系統(tǒng)的改造，提高了機組運行的安全穩(wěn)定性，使設(shè)備能控、可控;通過觸摸方式選擇畫面信息，畫面顯示功能組織層次清晰明了，信息主次分明，美觀實用，操作簡單。技術(shù)供水控制系統(tǒng)改造至今，多次開、停機運行正常，未發(fā)生設(shè)備缺陷。