諸葛洞電站集水井排水泵自動控制系統改造

龍光權

（貴州省黔東南地方電力總公司施秉分公司 黔東南州施秉 556200）

諸葛洞電站集水井排水泵自動控制系統改造

龍光權

（貴州省黔東南地方電力總公司施秉分公司 黔東南州施秉 556200）

貴州省諸葛洞水電站是以發電為主，兼有城市防洪、旅游功能的舞陽河上的二級水電站，電站座落在施秉縣城關鎮沙坪村，距縣城4km。諸葛洞電站裝有2×1600kW兩臺低水頭軸流式水輪發電機組。前池采用橡膠壩，對下游具有防洪功能，目前屬貴州省黔東南州地方電力總公司施秉分公司管理。

該電站于1998年建成發電，并于2004年進行微機自動化系統改造。當時由于現場條件限制，集水井排水系統并沒有進行改造，仍采用手動排水，使用浮子式干簧水位接點報警。經過多年運行，其弊端日漸顯現出來。由于豐水期集水井水位上漲較快，需要工作人員經常巡視抽水，增加了人力成本，且干簧報警接點可靠性差，常出現誤報、不報的情況，并因此出現過水淹集水井層事故。為保證電站可靠運行，提高經濟效益，并從節約成本的角度出發，決定由公司技術人員對其進行自動化改造，改造由以下幾個方面進行。

1 硬件設備

1.1 水泵

原使用2臺功率11kW、揚程20m的普通水泵進行抽水，使用前必需灌滿引水，否則空載會引起水泵或電機損壞。此次改造將其換成2臺型號為100ZW100-20P的自吸式無堵塞排污泵，功率、揚程不變，自吸高程為4～7m。我站集水井高度為4m，滿足要求。自吸式無堵塞排污泵只需第一次使用時灌引水，以后則自吸抽排水。這是實現自動控制的基礎。

1.2 水位控制儀

原使用浮子式干簧繼電器進行報警，其可靠性已不能滿足自動化要求。改造使用型號為SWJ-1的水位控制儀，配合型號XPT135的液位變送器。水位控制儀有1個常閉、3個常開輸出接點，將在控制部份使用。

1.3 可編程控制器（PLC）

為了節約成本，改造不再增加PLC，使用發電機機組PLC進行編程控制。本站PLC為西門子S200型，備用輸入輸出接點能滿足改造要求。

1.4 控制箱

根據我們設計原理圖重新更換控制箱。

2 控制接線及原理

兩臺水泵均可手動或自動運行，手動則直接將轉換開關置“手動”啟動。當轉換開關置于“自動”位置時，水泵將由PLC開出接點接通啟動。如圖1（只畫出一臺）。

圖1 控制原理圖

PLC輸入接點由水位控制器出輸，如圖2。其中AL1為常閉接點，AL2、AL3、AL4為常開接點。設定值分別為：AL1置 0.5m、AL2置 2m、AL3置2.5m、AL4置3m（水位超高報警，程序未引用）。PLC兩個輸出接點經由中間繼電器至兩臺泵自動回路。

3 PLC編程

最后一步是進行PLC編程，程序實現的目標如下：

（1）當兩臺泵均置自動位置，集水井水位升高至2m（即AL2動作接通）時，其中一臺泵啟動排水，降低至0.5m（即AL1動作接通）時，停止排水。并且兩臺泵交替啟動，互為備用。

（2）當兩臺泵均置自動位置，如果水位升高至2.5m（即AL3動作接通），則兩臺泵同時啟動排水，降低至0.5m（即AL1動作接通）時，停止排水。

圖2 PLC接線圖

（3）其中一臺水泵不在自動位置，則總是由另一臺啟動排水。

為實現以上自動控制目標，我們對PLC進行編程。由于西門子S200編程軟件可以用梯形圖編程，且簡單易懂，我們使用梯形圖編輯如下：

網絡1：（1號泵啟動過程）

圖3

網絡2：（轉換為2號泵工作）

圖4

網絡3：（2號泵啟動過程）

圖5

網絡4：（轉換為1號泵工作）

圖6

程序編輯完畢，下傳至PLC。經過試驗，能夠正確、可靠地實現我們所設定的自動控制目標，改造圓滿成功。

TM63

A

1004-7344（2016）02-0040-01

2016-1-4