淺析西溪電站機組調速器油壓裝置PLC控制程序完善

(廣東省潮州供水樞紐水力發電中心，廣東 潮州 521011)

1 概述

潮州供水樞紐西溪電站位于韓江下游西溪溪口處，裝機容量2 ×14MW，為燈泡貫流式水輪發電機組，額定轉速78·95r/min，額定水頭5·74m。電站調速器采用法國Alstom 原裝進口的NEYRPIC1500型雙調節微機調速器，每臺機組配有2臺調速器油泵，油泵采用間歇啟動、輪換啟動、互為備用的工作方式。在機組正常運行時，由不間斷運行的主用油泵供油，使高位輪轂油箱油位控制在溢流面與正常油位之間;若主用油泵故障，啟動備用油泵不間斷運行，使高位輪轂油箱油位控制在正常油位與偏低液位之間;若油泵均正常而由于其它故障的原因，高位輪轂油箱油位低于偏低液位，啟動備用油泵，并保持2臺油泵同時工作，直至油位達到正常油位才停備用油泵，且主用油泵繼續運行。

2011年5月6日樞紐電站西溪1機組調速器油泵發生故障，事故導致機組出現異常停機。監控記錄顯示，西溪1G機組停機前正并網發電，設備工作正常;調速器油泵2 油泵作為主泵在工作狀態，1 油泵為備用。11:18:40，西溪1G 調速器壓力油罐油位開關DD 位信號動作(西溪:1G 油壓裝置備用泵啟動信號動作);11:28:55，西溪1G 調速器壓力油罐油位過低信號啟動，機組保護動作，機械事故停機。

2 原因分析

正常情況下，主用油泵故障停止運行時，備用油泵會立即啟動，保證壓力油罐油位正常，滿足安全穩定運行需要。但在監控系統簡報信息中只查到2號油泵(主用)停泵信號和油壓裝置備用油泵啟泵信號，實際上1號油泵(備泵)并未啟動，造成壓力油罐油位一直降低，最終導致機組機械事故停機。

圖1 油泵控制邏輯示意圖

結合分析推斷，油壓裝置油泵控制程序可能存在缺陷導致主泵故障時備泵未能正常啟動。

油泵進行主備切換的條件為三條:①有主油泵置工信號且無故障信號;②主油泵出現故障(信號點為I1.5、I1.6);③當主油泵運行次數(C20、C10 為主油泵運行次數)達到8次。三個條件為或的關系，只要滿足其中一條即將備泵切換為主泵，如下圖2所示。

查閱油壓裝置PLC控制程序圖紙和現場監控簡報信息，分析停機原因為調速器2號油泵(主泵)因故障停止運行，2號油泵故障信號(I1.6)未能發出，而PLC 程序設計將備用油泵置為主用泵且啟動的條件之一是能檢測到原主用油泵故障信號。因此，壓力油罐油位因主泵停止運行逐漸降低至DD 位時(備用泵啟動油位)，油泵PLC控制程序因不滿足啟備用泵啟動條件而未執行備用泵啟動程序。

圖2 油泵主備切換程序圖

同時，在目前接線方式下，I1.5、I1.6 動作也不可靠。油泵故障信號(I1.5、I1.6)接線如圖3，當開關(Q1 或Q2)在某種故障斷開后，此時FR1 動作，由于1L1、1L2、1L3 失電，致使KR1或KR2(繼電器)無法可靠動作。從而程序中油泵故障信號(I1.5、I1.6)KR1 或KR2的觸點無法可靠動作。因此在其他二個條件未滿足的情況下，因某種原因(如過載、短路等)出現油泵故障時，PLC 中(I1.5、I1.6)未能正常動作反映油泵故障，油泵主備切換條件也不滿足。

綜上分析，導致本次事故停機的原因為:油壓裝置油泵PLC控制程序存在設計缺陷，未充分考慮各種異常情況。

圖3 壓油裝置控制電氣圖截圖

3 處理措施

油泵運行次數(C20、C10)的信號來源于接觸器的開關量，當主泵由運行到停止時計數器(C20 或C10)增加一次。為能準確反映主油泵故障信息，將油泵主從切換程序圖中主從切換條件之一的運行次數(C20、C10)由原來的8次更改為1次。主油泵運行次數(C20、C10)由原來的8次更改為1次后，只要主油泵出現1次“運行到停止”(含故障因素)，均可實現主備油泵自動切換。

4 結語

通過對調速器油壓裝置plc 控制程序進行修改，增加了備用泵啟動條件，實現主從切換的各種異常情況考慮的更全面，實現了調速器系統安全穩定運行，提高了機組運行的安全性、穩定性。

為效防范事故停機情況的發生，在日常運行管理中必須做好以下工作:①做好運行設備的維護保養工作;②年度檢修時做好試驗、檢驗、檢測工作;③加強事故預想，提高對異常情況的分析和事故處理應急能力。