丹江電廠檢修排水系統(tǒng)的改造

摘要：水電廠排水系統(tǒng)是比較容易發(fā)生事故的部位，若排水系統(tǒng)不可靠，就會(huì)引起水淹廠房的重大事故，嚴(yán)重威脅水電廠的安全和運(yùn)行。文章對(duì)丹江口水電廠排水系統(tǒng)的改造進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：丹江口水電廠；排水系統(tǒng)；可編程控制器

中圖分類(lèi)號(hào)：TV734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）16-0108-01、

丹江口水力發(fā)電廠裝機(jī)容量為6×175 MW，在系統(tǒng)中擔(dān)任著調(diào)峰調(diào)頻的任務(wù)。排水系統(tǒng)是水電廠輔助設(shè)備中最基本的系統(tǒng)之一。必須加強(qiáng)檢修排水，檢修排水應(yīng)當(dāng)可靠，必須防止因排水系統(tǒng)的某些缺陷引起尾水的倒灌，造成水淹廠房的事故。

1排水泵控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

電廠原檢修控制柜控制兩臺(tái)水泵電機(jī)根據(jù)水位輪流啟動(dòng)排水。2010年5月以來(lái)，2號(hào)水泵連續(xù)發(fā)生故障跳泵。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)控制柜軟啟動(dòng)功能失效，兩臺(tái)水泵電機(jī)（155 kW）啟動(dòng)時(shí)均為直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流達(dá)到額定電流6倍以上，1 100 A左右。另外發(fā)現(xiàn)2號(hào)啟動(dòng)時(shí)B相不能導(dǎo)通，造成電機(jī)缺相啟動(dòng)，進(jìn)而造成上一級(jí)400 V開(kāi)關(guān)和6 kV開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作跳閘。具體問(wèn)題如下：①對(duì)電氣設(shè)備的影響。單臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)最大沖擊電流可達(dá)1 100 A，在正常的起、停操作中多次出現(xiàn)接觸器等電氣設(shè)備故障的現(xiàn)象。②對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的影響。起動(dòng)水泵電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的沖擊電流可轉(zhuǎn)化為沖擊轉(zhuǎn)矩，沖擊轉(zhuǎn)矩影響水泵傳動(dòng)機(jī)械的使用壽命，甚至造成損壞。③對(duì)輸水管道的影響。水泵突然起、停時(shí)會(huì)引起輸水管道內(nèi)水壓波動(dòng)，極端情況下有可能產(chǎn)生破壞力極大的水錘現(xiàn)象，危及逆止閥和輸水管道的安全。④對(duì)廠用電負(fù)荷的影響。水泵電動(dòng)機(jī)功率較大，起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很大的沖擊電流，造成廠用電電壓瞬時(shí)降低。為了避免排水不及時(shí)造成水淹廠房的惡性事故發(fā)生，決定對(duì)檢修水泵控制柜進(jìn)行改造，該裝置采用由西門(mén)子PLC-200為控制系統(tǒng)，施耐德軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電機(jī)。

2軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

①軟啟動(dòng)控制器。采用施耐德電氣公司ATS48C32Q型軟啟動(dòng)器。軟啟動(dòng)器采用相控?cái)夭ㄔ恚妱?dòng)機(jī)電壓受到斬波器的控制，每相當(dāng)中的斬波器為2只晶體閘流管，對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行連續(xù)的斬波，使啟動(dòng)器具有大轉(zhuǎn)矩輸出和頻繁啟停的能力。電流互感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)電流以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的恒流控制，并作為電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行和保護(hù)的控制依據(jù)。采用轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)，即通過(guò)調(diào)整啟動(dòng)時(shí)間ts(1～60 s)來(lái)改變加速力矩的斜率，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)由小到大線(xiàn)性無(wú)階躍式平滑起動(dòng)，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，減小對(duì)傳動(dòng)元件的機(jī)械沖擊。當(dāng)軟啟動(dòng)器應(yīng)用于水泵控制系統(tǒng)時(shí)，可以消除水錘現(xiàn)象。由此，減少設(shè)備的檢修時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的平均壽命，同時(shí)降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。此外，軟啟動(dòng)器不僅能提供過(guò)載保護(hù)，而且能提供各種操作故障狀態(tài)下的保護(hù)。

②可編程控制器。軟起動(dòng)智能控制系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)控制。丹江電廠采用西門(mén)子公司生產(chǎn)的SJ-200型可編程控制器，通過(guò)軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行，選用進(jìn)口的水位計(jì)等基礎(chǔ)元件提高了運(yùn)行可靠性，以滿(mǎn)足不同運(yùn)行方式下對(duì)排水控制系統(tǒng)的不同要求

③電源切換回路改造。控制裝置沒(méi)有控制電源切換回路，丹江電廠的檢修水泵接在400 V一段上，一旦出現(xiàn)故障電源消失則整個(gè)裝置將沒(méi)有控制電源。分別引兩臺(tái)水泵的進(jìn)線(xiàn)電源至切換接觸器，由接觸器的觸點(diǎn)去控制切換水泵的控制電源。兩個(gè)接觸器的常閉接點(diǎn)分別互為串聯(lián)，常開(kāi)接點(diǎn)并聯(lián)后接入到控制回路的二次接線(xiàn)中，兩臺(tái)水泵的動(dòng)力電源分別接入廠用電400 V的一段和二段上，即使一段故障，相應(yīng)回路接觸器KM閉接點(diǎn)合，開(kāi)接點(diǎn)閉合，保證控制電源不會(huì)消失。

④改造后的運(yùn)行情況。經(jīng)過(guò)改造后的檢修排水系統(tǒng)運(yùn)行良好，具有以下功能和特點(diǎn)：能可靠地根據(jù)集水井水位高低和運(yùn)行要求自動(dòng)起動(dòng)、停運(yùn)排水泵；可以根據(jù)運(yùn)行要求，對(duì)排水泵工作方式進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)循環(huán)切換；通過(guò)微處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)排水泵電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，有過(guò)載保護(hù)、欠載保護(hù)、缺相及電壓不平衡保護(hù)，當(dāng)水泵有故障時(shí)能可靠地停泵并退出運(yùn)行；集水井排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可以在現(xiàn)場(chǎng)顯示，同時(shí)也能通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)的連接，加強(qiáng)運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控；接線(xiàn)、編程簡(jiǎn)單，使用方便、可靠，減少了檢修維護(hù)工作量。

3結(jié)語(yǔ)

軟起動(dòng)智能控制系統(tǒng)是集電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)和現(xiàn)代自動(dòng)控制理論于一體的新型電動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)，在丹江電廠水電廠集水井排水系統(tǒng)的應(yīng)用中取得了很好的效果，提高了集水井排水系統(tǒng)自動(dòng)化水平和運(yùn)行可靠性，為電廠機(jī)組的增容改造工程提供了有力的保證。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳磊，李玉明，劉連軍.小浪底水電站滲漏及檢修排水控制 系統(tǒng)的改造[J].水電廠自動(dòng)化，2007，(4).