陆水电站顶盖排水系统出现问题和解决方法.docx

陆水电站顶盖排水系统出现问题和解决方摘要：针对陆水电厂顶盖排水控制系统运行中出现 的问题，进行了相应的分析及解决，使其可靠性得到很大的 提高，满足现场生产要求关键词：顶盖排水控制系统计算机监控系统投入式传 感器浮子开关LCU0引言陆水河是长江中游南岸的一级支流，源出湘、鄂、赣三 省交界，流经湖北省的通城•崇阳.赤壁•嘉鱼四县市，水库 区在湖北省赤壁市南部承担防洪•灌溉.发电•航运•养殖等 水利任务陆水电厂位于主坝下右侧安装4台8800KW （总装 机37. 5MW）轴流转浆式水轮发电机组，属三峡试验型电站， 电站以发电为主，兼顾灌溉电站首台机组于1969年12月 15日并网，到1974年12月第四台机组并网发电从1995 年开始，电站对机组进行了增容改造，由原来8800KW机组 改为10100KW机组（总装机42. 7MW）0同时对机组控制系统 进行了改造1机组顶盖排水系统介绍及出现的问题改造后机组顶盖排水采用两台离心泵直接排至深井，然 后通过深井排至下游控制系统为东电自动控制公司生产， PLC采用KOYO （日本光洋）公司DL系列，包括1个CPU模 块（DL240CPU）、1个开关量输入和2个开关量输出模块，不 带模拟量输入模块和触摸屏，通过安装在顶盖上的 Magnetrol B10重锤型浮子开关控制水位，该浮子开关带‘启 泵”和“高水位”共两个接点，接点为回差控制方式，正常 时两台排水泵轮换为主启泵交替运行，有“高水位”信号时 启动两台泵（原理图见图1）。

顶盖内还安装有一个投入式液位传感器将顶盖水位上 送至机组LCU,按设计要求，LCU采集顶盖水位达到750mm 时，机组将因顶盖水位过高信号而事故停机自首台机组并网发电，到其余3台机组相继投运，顶盖 排水控制系统出现了以下几种问题：①主启泵抽不上水故障 时不能自动切换到备用泵②"高水位”信号来时不能在同 一时刻启动两台水泵③经常出现不能启动或启动后停不下 来的问题陆水电厂顶盖排水控制系统原为独立系统，设计时不具 备远控功能，只有部分信号通过常规接点方式上送计算机监 控系统机组LCUo每次出现故障，运行人员为避免事故停机 都得立即赶到现场手动抽水，故障未处理之前需安排专人在 现场，给运行人员工作带来很大的压力2问题分析及解决方法2.1主启泵抽不上水不能自动切换到备用泵问题按设计思路，正常情况下主启泵抽不上水或热偶动作都 应该自动切换到备用泵运行主泵运行时模拟热偶动作情 况，自动切换到备用泵正常查看厂家所编写PLC控制程序, 泵启动控制逻辑如图2 （以1#泵为例）：■通过对程序分析发现，该程序未将主启泵启动后无示流 作为切换条件，因此对其作了如图3修改：在水泵启动逻辑中加入了另一台泵抽水故障时的切换， 并增加了泵启动时不上水的判断程序，在调试时根据每台泵 实际上水时间设置延时切换时间，解决了不能自动切换的问 题。

2.2 “高水位”信号来时不能在同一时刻启动两台水泵 问题“髙水位”信号是当主轴密封漏水量较大，一台泵启动 后水位仍上涨到一定高度使浮子开关动作启动第二台泵的 开关量信号在实际运行中，多次出现顶盖水位达到“高水 位”信号而只有一台水泵运行的现象在现场手动试验，先启动一台泵然后再启一台泵都正 常，由于手动方式也是PLC驱动，说明回路接线不存在问题, 但在自动方式下短接“高水位”信号时，PLC驱动两台泵控 制输出点已开出，实际只有一台泵正常启动分析其原因，由于水泵动力接触器为DC24V电源直接驱 动，在两台泵启动时测量其输出电压低于24V,怀疑厂方配 置的DC24V电源模块容量不够，检查电源模块容量为80VA 试验用一块150VA的电源模块代替，短接“高水位”信号， 两台泵同时运行正常，证明确为原电源模块容量偏小，联系 厂家说明情况，厂家对电源模块进行了更换2.3经常出现不能启动或启动后停不下来的问题系统经常出现的顶盖泵不能启动或启动后停不下来的 问题，检查原因为浮子开关接点不能正常接通或断开，每台 机组投运初期的几个月，浮子开关动作都正常，几个月后就 都出现了相同的问题机组检修期间进入顶盖内，发现内部 杂物堆积较多，拆下浮子开关检查，其内部节点接触及动作 良好。

由此可见顶盖内淤积的杂物影响到浮子开关正常动作， 陆水河汛期垃圾含量较大且汛期时间长，汛期顶盖内淤积杂 物属正常现象，说明厂家所配置的浮子开关不适用于陆水电 厂顶盖排水运行环境因顶盖排水直接关系到机组水导轴承 的安全运行，一旦浮子开关出现问题，需运行人员在现场手 动抽水，加大了运行人员的劳动强度，此问题必须尽快解决鉴于投运以来上位机采集的模拟量一直比较可靠，决定 用机组LCU模拟量来实现对顶盖水位的自动控制，这样做还 可以通过上位机操作员站界面下令启动、停止两台排水泵解决过程：①解除顶盖泵控制箱端子排至浮子开关的电 缆接线；②找出顶盖泵控制箱至机组LCU信号电缆的3根备 用芯，一侧接到顶盖泵控制箱24V电源、“启泵”和“高水 位”接线端子，另一侧接机组LCU的两个备用开出继电器作 为“启泵”和“高水位”控制信号；③修改机组LCU下位机 程序使其具备自动和远方上位机控制“启泵”和“高水 位”信号的开出；④在上位机界面增加启主泵、启两台泵和 停泵操作命令接口3总结顶盖排水系统作为轴流转浆式水轮发电机组重要的辅 助控制系统之一，直接关系到机组的安全运行陆水电厂自 69年投运以来，通过对其运行中出现的故障现象加以分析， 多次改造其控制方式和不断优化控制程序，实现了远方控制 功能，处理改造完后运行状态良好，再未出现过任何故障。

但由于目前该系统的浮子开关信号已解除，只采用单一 的投入式传感器作为测量控制元件，一旦投入式传感器出现 故障，则运行人员无法监视顶盖水位，顶盖泵也无法实现自 动排水功能，只能由上位机远控手动控制泵的启停，此为该 系统目前存在的缺陷陆水电厂已计划购置浮球型浮子开关来替代目前的重 锤型浮子开关，以恢复顶盖液位采用浮子开关控制，而机组 LCU的模拟量控制作为后备控制方式，这样才能保证顶盖排 水控制系统更加可靠参考文献：[1] 张蠡，倪晓峰•浅谈水利工程自动化系统故障的排除 方法，江苏水利，2009. 8.[2] 徐鹏•电气自动化控制方式的研究，科技广场， 2009. 7.[3] 崔明.变电站与水电站综合自动化，中国水利水电出 版社，2005. 5.作者简介：许旭(1965-),男，湖北赤壁人，二级技师，从事水电 厂维护工作。