引言

抽水蓄能電站機(jī)組吸出高程大、安裝高程低,廠房深埋于下水庫(kù)正常蓄水以下百米以上的深度。尾水事故閘門能夠及時(shí)阻斷下水庫(kù)及尾水隧洞的水流,以便于機(jī)組檢修,在緊急情況下可動(dòng)水關(guān)閉,防止下庫(kù)水流淹沒廠房。

尾水事故閘門設(shè)置1套液壓油缸、1套液壓系統(tǒng)和1套電氣控制系統(tǒng)。現(xiàn)地電氣控制系統(tǒng)留有Profibus-DP、以太網(wǎng)通信接口或硬接線方式與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接。

現(xiàn)地電氣控制系統(tǒng)由一個(gè)控制柜組成,包括斷路器、接觸器、熱繼電器、開關(guān)電源、操作按鈕、指示燈、觸摸屏、西門PLC、中間繼電器、開關(guān)電源、溫濕度控制器及其他控制元件。電氣控制系統(tǒng)控制液壓泵站、液壓油缸及旁通閥,使閘門及旁通閥進(jìn)行開啟、關(guān)閉動(dòng)作。PLC用于采集閘門位置信號(hào)、閘門開度信號(hào)、油泵電機(jī)信號(hào)、液壓系統(tǒng)信號(hào)、旁通閥信號(hào)等,并輸出油泵電機(jī)、閘門、旁通閥等控制信號(hào)。

1原控制策略簡(jiǎn)介

1.1尾水事故閘門全開信號(hào)送進(jìn)水閥與監(jiān)控系統(tǒng)的判斷邏輯尾水事故閘門全開信號(hào)上送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是由尾水

事故閘門全開位接近開關(guān)SQ1(開關(guān)量）和提升高度(模擬量）并聯(lián)判斷,在SQ1動(dòng)作或提升高度達(dá)到全開位時(shí)均發(fā)送全開信號(hào)至監(jiān)控系統(tǒng):而尾水事故閘門全開信號(hào)上送至進(jìn)水閥是由尾水事故閘門全開位接近開關(guān)SQ1(開關(guān)量）判斷。

1.2尾水事故閘門下滑重提邏輯

正常運(yùn)行情況下尾水事故閘門很可能會(huì)下滑,為此尾水事故閘門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了下滑重提的功能,即尾水事故閘門下滑20mm、30mm、50mm后,尾水事故閘門將自動(dòng)重提至全開。原閘門控制程序塊FC4程序段7中的啟門條件M2.5用到了球閥全關(guān)信號(hào)、尾水事故閘門故障信號(hào)、尾水事故閘門控制方式在現(xiàn)地或遠(yuǎn)方信號(hào)以及油泵可用信號(hào)。

1.3尾水事故閘門補(bǔ)壓邏輯

正常運(yùn)行時(shí),為了能讓尾水事故閘門保持全開狀態(tài),設(shè)置了儲(chǔ)能罐來保持尾水事故閘門系統(tǒng)供油壓力,且當(dāng)尾水事故閘門系統(tǒng)壓力下降時(shí),需向儲(chǔ)能罐補(bǔ)壓。原閘門控制程序塊FC4程序段3中關(guān)于補(bǔ)壓邏輯部分所用的啟門條件M2.5用到了進(jìn)水閥全關(guān)信號(hào)。

1.4尾水事故閘門全開及下滑20mm、30mm、50mm信號(hào)判斷邏輯

程序中閘門全開及下滑20mm、30mm、50mm信號(hào)均由與尾水事故閘門聯(lián)動(dòng)的限位裝置上的傳感器控制(開關(guān)量）。當(dāng)閘門下落時(shí),限位裝置隨著下落,觸發(fā)全開及下滑20mm、30mm、50mm傳感器信號(hào)從1變成0。

2存在問題

2.1尾水事故閘門全開信號(hào)送進(jìn)水閥與監(jiān)控系統(tǒng)的判斷邏輯存在的問題

其一,由于原送監(jiān)控系統(tǒng)的尾水事故閘門全開信號(hào)為PLC輸出全開位(模擬量）和接近開關(guān)SQ1(開關(guān)量）并聯(lián)判斷,原送球閥的尾水事故閘門全開信號(hào)為接近開關(guān)判斷。在實(shí)際運(yùn)行過程中曾出現(xiàn)與尾水事故閘門聯(lián)動(dòng)的限位裝置卡澀,導(dǎo)致閘門已關(guān)閉但限位裝置上的全開位接近開關(guān)SQ1仍動(dòng)作。此時(shí),機(jī)組啟動(dòng)條件和進(jìn)水閥開啟條件都滿足,造成了較大的安全隱患。

其二,由于閘門全開位置的提升高度為4840mm,當(dāng)閘門下降至4830mm時(shí),PLC輸出閘門全開位才復(fù)歸,所以PLC輸出全開位在尾水事故閘門全開至下落10mm之間都是有效的,即在此期間監(jiān)控上機(jī)組預(yù)啟動(dòng)條件是滿足的。但進(jìn)水閥上收到的尾水事故閘門全開信號(hào)SQ1已復(fù)歸,進(jìn)水閥開啟條件不滿足。這樣就造成了監(jiān)控上機(jī)組開機(jī)條件與進(jìn)水閥開啟條件不一致的情況。一旦尾水事故閘門下滑至全開信號(hào)消失且小于10mm,若此時(shí)開機(jī),進(jìn)水閥將因尾水事故閘門閉鎖而無法開啟,導(dǎo)致機(jī)組開機(jī)失敗。

2.2尾水事故閘門下滑重提邏輯存在的問題

由于尾水事故閘門下滑重提邏輯存在啟門條件M2.5,所以機(jī)組開機(jī)(進(jìn)水閥全開）時(shí)、尾水事故閘門故障時(shí)、尾水事故閘門控制方式在切除時(shí)或者油泵不可用時(shí),M2.5均無效為0,若此時(shí)尾水事故閘門下滑至20mm,尾水事故閘門下滑20mm重提的信號(hào)將被閉鎖,下滑20mm信號(hào)無法正常發(fā)出,最終將導(dǎo)致重提功能失效,尾水事故閘門無法立即重提。并且,在查看機(jī)組與尾水事故閘門通信變量后,發(fā)現(xiàn)尾水事故閘門送給上位機(jī)的尾水事故閘門下滑20mm信號(hào)也是采用的M4.3該信號(hào),也即,此時(shí)上位機(jī)也不會(huì)發(fā)出下滑20mm報(bào)警,只有尾水事故閘門全開信號(hào)消失報(bào)警。在這種情況下,如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,機(jī)組在運(yùn)行過程中尾水事故閘門將很有可能會(huì)繼續(xù)下滑,最終導(dǎo)致不必要的跳機(jī)。

2.3尾水事故閘門補(bǔ)壓邏輯存在的不足

由于尾水事故閘門補(bǔ)壓邏輯中所用的啟門條件M2.5用到了進(jìn)水閥全關(guān)信號(hào),所以當(dāng)機(jī)組運(yùn)行期間尾水事故閘門系統(tǒng)需要補(bǔ)壓時(shí),由于進(jìn)水閥未全關(guān),其不能立即補(bǔ)壓,尾水事故閘門很有可能因壓力過低而下滑,最終導(dǎo)致跳機(jī)。

2.4尾水事故閘門全開及下滑20mm、30mm、50mm信號(hào)判斷邏輯存在的不足

根據(jù)尾水事故閘門實(shí)際的運(yùn)行情況,在閘門下落時(shí)限位裝置存在卡澀導(dǎo)致不隨閘門下落而下落的情況,導(dǎo)致閘門全開信號(hào)仍然保持而下滑20mm、30mm、50mm信號(hào)均不動(dòng)作,造成閘門仍然全開的假象,對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行造成了較大風(fēng)險(xiǎn)。

3控制策略優(yōu)化

3.1尾水事故閘門全開信號(hào)送進(jìn)水閥與監(jiān)控系統(tǒng)的判斷邏輯優(yōu)化

為了避免原判斷邏輯可能導(dǎo)致的事故,保持機(jī)組開機(jī)條件判斷邏輯所采用的尾水事故閘門全開信號(hào)與尾水事故閘門閉鎖進(jìn)水閥所采用的閘門全開信號(hào)一致,將送進(jìn)水閥與監(jiān)控的尾水事故閘門全開信號(hào)統(tǒng)一修改為PLC輸出全開位與接近開關(guān)SQ1動(dòng)作串聯(lián)判斷。

3.2尾水事故閘門下滑重提邏輯優(yōu)化

為避免機(jī)組在運(yùn)行過程中尾水事故閘門下滑導(dǎo)致跳機(jī)這種極端情況的發(fā)生,使閘門一旦出現(xiàn)下滑及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息,且能夠立即重提,在下滑重提控制邏輯中刪除控制程序中程序塊FC4(閘門控制）程序段7中的啟門條件M2.5,使其無論在任何情況下,只要閘門出現(xiàn)下滑,就立即重提。

3.3尾水事故閘門補(bǔ)壓邏輯優(yōu)化

在閘門控制程序塊FC4啟門條件M2.5中,刪除網(wǎng)絡(luò)段3的進(jìn)水閥全關(guān)信號(hào)I1.6,并且在網(wǎng)絡(luò)段4中增加進(jìn)水閥全關(guān)信號(hào)I1.6,使尾水事故閘門在機(jī)組運(yùn)行期間也能及時(shí)補(bǔ)壓,同時(shí)保證遠(yuǎn)控開門等其他控制邏輯不受影響。

4結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化后的閘門控制邏輯已在電站中三臺(tái)機(jī)組的尾水事故閘門中應(yīng)用,調(diào)試結(jié)果表明,優(yōu)化后的功能均得以實(shí)現(xiàn),較大程度上提高了電站尾水事故閘門運(yùn)行的安全性和可靠性,對(duì)于其他同類型電站尾水事故閘門控制具有一定的參考意義。