飞来峡电厂渗漏排水泵控制系统技术改造.pdf

第 7期 2 0 1 5年 7月 广东水利水电 GUANGDONG W ATER RESOURCES AND HYDR0POW ER No 7 J u 1 2 O 1 5 飞来峡电厂渗漏排水泵控制系统技术改造 苏柱敏 ( 广东省飞来峡水利枢纽管理处，广东 清远5 1 1 8 2 5 ) 摘要：飞来峡电厂渗漏排水泵投运以来，多次出现排水泵故障误报警和远程不能及时启动等现象，其控制回路和 P L C 内部程序都存在严重缺陷。通过分析渗漏排水泵控制系统的存在问题 ，并根据现场水泵控制功能的要求优化控制方式， 对其进行技术改造 ，改造后 水泵运行 情况 良好 ，达到 了电厂安全运行 的要 求。 关键词：飞来峡电厂；渗漏排水泵；控制 系统；改造 中图分类号 ：T H 3 1 1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8 0 l 1 2 ( 2 0 1 5 ) 0 7 0 0 5 6 0 4 1 概述 飞来峡电厂有 4台型号为 3 0 0 J C K 2 1 01 0 5渗漏 排水长轴 深井泵 ，主要是 由带有滤水管 的泵体部 分， 装有传动轴的扬水管部分 ，泵座部分和动力系统 4部 分组成 ( 如图 1 所示 ) 。动力系统部分采用 Y L B一2 4 型三相异步电动机作为动力。该水泵特点是结构紧凑 、 性能优 良、使用方便 ，能适用于地下水提水 的需要。 排水泵主要技术参数为流量 ：2 2 0 m h ，扬程 ：4 2 n l ， 转 速 ：1 4 7 0 r m i n ，电机 频 率 ：5 0 Hz ，额 定 功 率 ： 3 0 k W 。 电厂渗漏排水泵负责整个发电厂房渗漏水的排泄 工作。改造前渗漏排水泵在运行期间 ，经常出现排水 泵故障误报警和远程不能及时启动等现象 ，导致渗漏 水泵在集水井水位高时排水泵无法运行。渗漏水泵不 能正常运行 ，将导致渗漏集水井水位上升过快 ，危及 厂房低层贵重发 电设备 ，造成水淹厂房等严重安全事 故 ，且监控 系统 频繁报警 ，增加运行 和检修工作量 ， 严重威胁电站安全运行。 2 控制系统存在问题及原 因分析 2 1 P L C控制程序设计不规范 原有的 G E 9 0 3 0系列 P L C程序无文字说明 ，梯形 图逻辑混乱 ，不便于检修维护工作 。同时该系列 P L C 已经逐渐退出市场 ，未来几年内可能面临备 品备件的 供货问题 。 2 2 渗漏排水泵故障误报警 渗漏排水泵在运行过程中，监控 画面经常 出现 为 时 3 S的“ 渗漏水泵过载报警 ” 报警信息和为时 5 S的 刍一 矗 l 蠢墨叠 翟窭 I l C士= = l 遂 卞 l t 挡水髑 电机传动轴， ， U L I l 莲 一 譬 1 最套 地 臌竖蝗 l 最上扬水管部件 Ir自 I l 基 传动轴 一1 I 翅盔笪 叠丛 ： - 塌轴 1 I 壁地瑟 一 J I 篷 妯 讴 ： 。 ； = | , - m l 短 臀 部 件 。 联接壳 锥套 1 I 上壳 吐盐 下 承 ， ， l I 溘 豳 墨 l I 一篡 憎I 收稿 日期 ：2 0 1 5 0 4 0 7 ：修 回 日期 ：2 0 1 5 0 4 2 7 作者简介：苏柱敏( 1 9 8 3 ) ，男，本科 ，工程师 ，主要从事水电厂运行管理工作。 5 6 图 1 渗漏 排水 泵结构示意 2 0 1 5年 7月 第 7期 苏柱敏 ：飞来峡 电厂渗漏排水泵控 制系统 技术改造 N 0 7 J u 1 2 0 1 5 “ 渗漏水泵过载报警” 排除信息 ，2个报警信 息 以 8 S 为周期反复出现 ，现地排水泵控制柜面板上“ 过载” 灯 闪烁 ，打开柜 门查看 ，热继 电器无动作现象 ，排水泵 也无异常。报警信息 出现后 ，排水泵不能及 时 自动启 动 ，需要工作 人员现地 复归 ，经运行 人员多年 观察 ， 发现 4台排水泵有轮换“ 过载” 误报警现象 。当渗漏集 水井水位上升过快时 ，出现 2台以上渗漏排水泵 同时 圈 电器 嚣 l 盆苎 l Ft L K 9 K K 3 0 丝 l ， 1 一 一 一 K 1 0 K K 3 1 电磁阗2 l U K I ! K K 3 2 也 墼阀 3 一 一 一 一， 一J L 一 一 K I 2 一 K K3 3 “ 过载” 误报警 ，4台渗漏排水泵时常在集水井水位高 时均不能启动。主要是 由于 2台泵同时启动时润滑水 量不足，而在水泵出 口压力偏低 、润滑水量偏小等特 殊工况下 ，会出现控制程序闭锁整组水泵 的现象同时 发出水泵过载报警( 渗漏排水泵控制系统电路 图如 图 2 所示 ) 。 图 2改造前 1渗漏水泵控制 系统 电路 2 3 远程启动水泵不成功 运行人员发现水位较高时 ，经常不能及 时远程启 动渗漏水泵 ，即使成功启动 1台水泵 ，也需要 间接连 发数次命令 ，且延时较长。主要原 因是水泵 电机 的控 制 回路所用到的接触器 、中间继 电器 、时问继 电器等 常规元器件较 多，且在潮湿 高温 的恶 劣环境下运 行 ， 继 电器触点 的经常分合动作 ，致使继电器触点容易氧 化和损坏 ，降低 了自动控制的可靠性和稳定性。 2 4 电机保护方式不完善 4台渗漏排水泵 电机的主 回路 中都 串联 装配有 1 只热继 电器作为电动机的保护装置 ，该热继 电器也是 电机现装配有的唯一的电气保护。热继 电器 的动作不 具有瞬时性 ，而是具 有它的反时限特性 ，这个反时限 特性使得热继电器对 电机 的堵转不能及时有效的保护 ， 所以当出现水泵电机堵转时 ，容易烧毁 电机 。 2 5 远程与现地水位显示误差较大 同时使用 MP M4 2 6和 M P M4 1 6两套压 阻式水位传 感器 ，导致监控系统上渗漏排水 泵的水位显示与现地 水位显示计的误差较 大，严重影 响运行人员的监盘工 作 ，需要优化改造 。 3技术改造的实施 3 1 更换新型 P A C 3 I 系列 P L C 采用 当前 G E P L C 的主流机型 P A C R X 3 1系列更 换原有的 G E 9 0 3 0系列 P L C，不但使 P L C的性能指标 有大幅提高，而且也可以保证未来 2 0 a内该系列产 品 仍能作为主流机型而不用担心备件 的供应 。同时根据 现场水泵运行工艺 、现场屏柜实际接线控制原理从新 编程，用通俗易懂的高级语言编写，将整个程序分成 若干个子程序 ，通过一个 主程序调用。程序功能模块 化 ，出现问题易于修改更新。控制程序方框 图如图 3 所示 图3 控制程序方框示意 3 2 控制功能要求 4台渗漏排水泵互 为备用 ，由 P L C控制完成控 制 5 7 2 0 1 5年 7月第 7期 广东水利水电 N o 7 J u 1 2 0 1 5 功能。每台水 泵各有 2个工作方式选择开关“ 手动一 自动” 、“ 现地一程控 ” 。当 4台水泵方式选择开关设 置于“ 现地” 、“ 自动” 位置时 ，P L C 自动根据水位决定 4台水泵的状态 ，按 每台水泵启动次数及水泵优先级 别 ，4台水泵 自动“ 主用一备用 ” 轮换。当 4台水泵 的 方式选择开关置于 “ 现 地” 、“ 手动 ” 位 置时，水泵 的 起 、停受现地起、停按钮控制 ，停泵同时受水位控制 ， 抽至停泵水位能 自动停泵 ，实现水泵的手动启停控制。 当4台水泵方式选择开关设置于“ 程控 ” 、“自动” 位置 或“ 程控” 、“ 手动” 位置时，水泵 的起 、停受现中控室 发令控制 ，停泵同时受水 位控制 ，抽至停泵水位能 自 动停泵 ，实现中控制室对水泵手动启停控制。 1 )水 泵 的控 制分 为 “ 现地一 自动 ” 、“ 现 地一手 动”、“ 程控一 自动 ” 、“ 程 控一手 动” 控制 4种方 式， 正常运行在“ 程控一 自动” 方式下 ，即水泵 的主备用权 通过程序设定 自动启停 ；特殊情况时可 由运行人员发 令指定对任一水泵进行启停控制。 2 )达到主用启动水位后 ，如泵的控制 回路 电源故 障不能启动主用泵 ，此时需 同时发出报警信号 至电厂 计算机监控系统 ，以便于运行人员及时处理。 3 )达到主用启动水位后 ，主用泵控制首先开启润 滑水电磁 阀 1 mi n ，检测润滑水示流器有没有润滑水 后 ，启动主用泵。主用泵启动后关 闭润滑水 电磁 阀。 若启动主用泵时润滑水不足 ，应报警 并且把主用泵停 下来 ，同时启动备用泵 ( 启动备用泵也是首先开启润 滑水电磁阀 1 m i n ，检测润滑水示流器有润滑水后 ，启 动备用泵) 。 4 )如主用泵运行 2 m i n后 ，水位仍不低于主用水 位则启用备用泵。或主用泵运行时 ，如果水位上升得 58 快 ，P L C模拟量检测到水位 已到启用备用泵 ，P L C立 刻启备用泵 ( 启动备用泵也是首先 开启 润滑水 电磁 阀 1 m i n ，检测润 滑水示流器有没 有润滑水 后，启动 备 用 泵 。 ) 。 5 )如主用泵故障( 软启故障、紧停信号 、电机保 护器故障、润滑水 中断) 不能及时启动主用泵 ，则 P L C 程序马上启动备用泵 ( 启动备用泵也是首先开启 润滑 水电磁阀 1 mi n ，检测润滑水示流器有没有润滑水后 ， 启动备用泵。 ) 。 6 )如停泵水位已到，但停泵接点没有接通 ，使水 泵启动后不能正常停止 ，则 P L C统计水泵运行2 0 m i n 后 自动发停止信号。 7 )具有软启 、软停功能。 8 )当水泵启动 、运行过程中出现电机过载，堵转 等故障时 ，P L C程序应 闭锁软启动器 ，只能人工确认 复位。 9 )水泵主备用权限应根据水泵运行次数及水泵优 先级进行 自动轮换。 1 0 )水泵故障信号包括；紧停信号、过载、软启 动器故 障 、润 滑水 中断 、启泵 失败 、控制 回路 电源 消失。 1 1 )电厂 中控 室远方 能对各 水泵 进行手 动启 停 控制。 3 3 优化润滑水控制回路 为了解决两台电机同时运行时 ，由于润滑水压力 不足而影响电机正常运行工况 ，在 P L C程序里润滑水 与 4台泵 K M1 、K M 2、K M3 、K M 4运行做 了闭锁( 即 i 台泵启动后立即关 闭其润滑水 电磁阀 ，保证下 1台泵 的润滑水压力) 。修改后的接线图如图4所示 。 图 4 1 渗漏排水泵润滑水修改后控 制示意