李 士 哲

(雅礱江流域水電開發(fā)有限公司錦屏水力發(fā)電廠，四川 西昌 615000)

1 概 述

錦屏一級水電站位于四川省涼山州鹽源縣和木里縣境內(nèi)，距西昌市約187 km，是雅礱江干流(卡拉至江口河段)五個梯級開發(fā)中的龍頭電站，水庫正常蓄水位高程1 880 m，相應庫容77.6億m3，調(diào)節(jié)庫容49.1億m3，為年調(diào)節(jié)水庫，其下游梯級為錦屏二級、官地、二灘和桐子林水電站。

錦屏一級水電站樞紐主要建筑物由混凝土雙曲拱壩、泄洪消能建筑物和引水發(fā)電建筑物組成。混凝土雙曲拱壩高305 m，泄洪建筑物布置有壩身4個表孔和5個深孔及右岸1條泄洪洞。地下主、副廠房布置在右岸，主廠房中安裝6臺、單機容量為600 MW的混流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量3 600 MW，年平均發(fā)電量為166.2億kW·h。

錦屏一級水電站汛期6～9月按調(diào)度要求蓄水和發(fā)電，一般承擔系統(tǒng)基、腰荷。平水期當入庫流量大于電站引用流量時擔負基荷；入庫流量小于電站引用流量時承擔腰荷?？菟陔娬具M行日調(diào)節(jié)，承擔系統(tǒng)腰、峰荷。

2 系統(tǒng)組成

錦屏一級水電站大壩進水口快速門4 500/11 000 kN液壓啟閉機油缸安裝在大壩右岸，引水發(fā)電系統(tǒng)的地下廠房布置在右岸，地下廠房安裝有6臺、單機功率為600 MW的混流式水輪發(fā)電機組?？焖匍T油缸裝設于進水口快速門頂部1 883 m 高程機架上，泵站布置在位于進水塔中部的泵房內(nèi)，本機在水輪發(fā)電機組或引水道發(fā)生事故時可現(xiàn)場和遠方控制關(guān)閉進水口快速閘門，切斷水流，防止事故擴大 。

進水口共布置有六臺液壓啟閉機，設有兩套油泵站，每套泵站控制三臺液壓啟閉機。每個油泵站的油泵電機為兩組，互相備用。正常工作時，兩組油泵電機組同時投入工作，啟閉速度為正常值；一套油泵電機組出現(xiàn)故障時，另一套仍可投入工作，但啟閉速度為正常值的一半。每個油泵站的閥組除油源控制閥組可共用外，為維護檢修方便，其余控制閥組為單獨設置。

HPCG閘門液壓啟閉機控制裝置的測控核心為PLC，其負責所有信息的處理。將所有檢測開關(guān)量送入PLC開關(guān)量模塊，傳感器測得的系統(tǒng)油壓、油箱油位和油缸位移信號送入PLC專用的模擬量模塊進行數(shù)據(jù)處理。預制程序根據(jù)采集到的狀態(tài)和處理后的數(shù)據(jù)完成閘門系統(tǒng)的自動測量控制，實現(xiàn)閘門的開啟關(guān)閉。PLC還將數(shù)據(jù)上送至觸摸屏，顯示系統(tǒng)壓力、油箱油位、油缸位移和閘門開度以及各種運行狀態(tài)信號等，并采用通訊量和開關(guān)量上送至LCU。

3 問題分析與處理

(1)補油閥閥芯動作不到位問題的分析與處理。

在進行進水口#2閘門起落門試驗過程中, 在#2閘門高位補油箱進行補油時發(fā)現(xiàn)補油閥閥芯動作不到位，導致補油效率低，補油時間遠超正常補油時間。補油時，液壓泵站的系統(tǒng)壓力由11.5 MPa變?yōu)?3.2 MPa。

對補油閥電源回路做進一步檢查時發(fā)現(xiàn)：#2閘門補油閥動作時，盤柜側(cè)測得補油閥線圈電壓為DC17 V，補油電磁閥最小動作電壓為DC19 V,判斷補油閥動作不到位是由于補油閥線圈電壓過低所致。

進水口液壓啟閉機1號控制柜DC24 V電源系統(tǒng)由S1+、S2+、S3+、PS2+四部分構(gòu)成，S1+為PLC DC24 V電源，S3+為屏外元件DC24 V電源，S2+為屏內(nèi)元件DC24 V電源，PS2+為S2+電源的一部分，S2+電源經(jīng)過緊急停機按鈕后變?yōu)镻S2+,為#1、#2泵控制電源、#1、#2、#3為進水口閘門控制閥組的控制電源，其中補油閥電源由PS2+提供。

對盤柜DC24 V電源模塊和繼電器接點的DC24 V電源S2+進行檢查時發(fā)現(xiàn)，S2+電源對0 V電壓按照一定規(guī)律依次降低，且閘門動作時比閘門無動作時電壓有所降低。

根據(jù)上述檢查，對補油箱電磁閥電源回路進行了優(yōu)化(圖1、2為電源回路優(yōu)化前后對比)，重新引一路電源至補油箱電磁閥，以避免并聯(lián)較多回路后出現(xiàn)壓降導致電磁閥閥芯動作不到位的現(xiàn)象。

(2)全開信號消失問題的分析與處理。

進行進水口#1閘門停門操作時，CCS報“壩區(qū)1-3#進水口主油箱油溫異常報警、壩區(qū)1-3#進水口綜合故障報警、壩區(qū)3#進水口閘門全開退出、三號機組進水口快速閘門全開退出”，現(xiàn)地檢查三號機進水口快速閘門開度為10 239 mm，全開指示燈熄滅。復歸報警信號后，三號機進水口快速閘門全開指示燈仍熄滅。操作進水口#1閘門落門至全關(guān)位置時CCS報“壩區(qū)進水口#2閘門全開退出”，檢查閘門開度為10 259 mm，未達到閘門全開退出定值10 095 mm。手動提門至10 300 mm后全開信號到達。

圖2 電源回路優(yōu)化后線路圖

進水口#1～#3閘門控制盤柜存在盤柜DC24 V電源回路壓降較大的情況，特別是在閘門啟閉動作期間，負荷側(cè)DC24V電壓下降明顯，SSI模塊的工作電壓在20 V左右(SSI的工作電壓為24 V)，電壓的變化可能造成SSI模塊或閘門開度編碼器的數(shù)據(jù)短時異常，以致#2、#3閘門的全開信號消失，而復位后閘門開度未達到大于10 300 mm的置位條件，因而全開信號消失。

為了避免電壓壓降對SSI模塊的影響，對SSI模塊電源回路進行了改造，重新取DC24 V電源；為了更好地了解并掌握閘門全開信號消失的原因，在程序中增加了開度跳變監(jiān)視程序段，并增加了閘門全開復歸信號濾波功能。

(3)完善快速閉門功能。

進行快速閉門時，PLC 程序沒有相應的快速閉門輸入信號，程序?qū)⑴袛酁殚l門下滑，并將進行自動下滑提升功能，進而將影響到閘門的快速閉門功能。

處理措施：增加程序段，用于判斷快速落門。程序段主要邏輯為：若閘門下滑大于200 mm 時開始計時，在6 s之內(nèi)若出現(xiàn)閘門下滑大于300 mm 時，說明為快速落門，應閉鎖下滑提升控制回路；若6 s之后出現(xiàn)閘門下滑大于300 mm，不做任何控制。

(4)完善下滑啟門程序。

在#2 進水口閘門自動下滑啟門模擬試驗中發(fā)現(xiàn)#2 閘門無法進行下滑啟門。經(jīng)檢查程序發(fā)現(xiàn)，自動方式下，當閘門開啟到達全開位置時，該程序只進行一次自動下滑提升功能使能；當閘門控制方式切為手動方式后，程序?qū)⑹プ詣酉禄嵘δ?；當閘門控制方式再次切至自動方式時，由于自動下滑提升功能無法再次使能，將永久失去自動下滑提升功能。

處理措施：將閘門全開信號(模擬量判斷為全開、模擬量判斷為上限或開關(guān)量上限到達)串聯(lián)閘門自動或遠方信號用于自動下滑提升功能使能。每次當閘門控制把手切至自動或遠方位置、同時閘門處于全開狀態(tài)下，將進行自動下滑提升功能使能，使程序具有下滑提升功能。

4 結(jié) 語

經(jīng)過上述優(yōu)化和改造，滿足了閘門運行要求，同時對閘門控制系統(tǒng)中存在的不能自動回升和在改變閘門控制模式的狀況下不能投入的情況進行了程序上的完善，亦對編碼器電源回路進行了優(yōu)化和程序內(nèi)部完善數(shù)據(jù)監(jiān)視告警功能，確保了閘門可靠穩(wěn)定運行。筆者對以上改造情況進行了介紹，希望對新建電站或相關(guān)設備改造、完善提供參考與借鑒。