王甫州水電樞紐弧形閘門運行情況淺析

【摘要】介紹王甫州水電站的基本情況，泄洪閘弧形閘門的運行原理及運行過程中監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動作用。NC-2000集控系統(tǒng)的特點及運行方式。

【關(guān)鍵詞】弧形閘門；運行原理；故障排除；NC—2000集控系統(tǒng)

王甫州水利樞紐位于湖北省老河口市漢江干流上，電廠裝備4臺奧地利產(chǎn)燈泡貫流式水輪機組，總裝機109MW，年發(fā)電量5.81億kW.h。樞紐主體工程于1995年正式開工建設(shè)，主要建筑物有右岸谷城土石壩，泄洪閘，重力壩，電站廠房和老河道左、右岸土石壩。其中泄水閘共安裝23孔露頂式平底弧形閘門。

2012年前王甫洲水工廠泄水閘控制系統(tǒng)采用2種操作方式：集控室遠方集中控制或現(xiàn)地手動控制。近幾年由于PLC通訊模塊和程序模塊時常出現(xiàn)故障，操作遲緩，水位顯示不準(zhǔn)確，控制單元部分接觸器，繼電器和控制按鈕開關(guān)接觸不良故障頻繁，設(shè)備老化現(xiàn)象日益嚴(yán)重。系統(tǒng)軟件計算的下泄流量誤差偏大，突出表現(xiàn)在軟件自能計算啟閉完成后的數(shù)據(jù)，而不能計算啟閉過程中的流量?？刂葡到y(tǒng)所存在的問題，根本達不到樞紐的基本運行安全條件和要求。在此情況下公司于2012年開始對原集控系統(tǒng)進行全面更新改造，由南瑞NC—2000集控系統(tǒng)代替原有的老集控系統(tǒng)。

新系統(tǒng)改造后，大大提高了水文數(shù)據(jù)的檢測與傳輸效率，從而為決策層提供了真實有效的數(shù)據(jù)來源和決策依據(jù)。下面簡要介紹一下新一代的集控系統(tǒng)：

1、集中控制系統(tǒng)主要技術(shù)特征及設(shè)備規(guī)范

1.1 集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1.1 集中控制系統(tǒng)是全廠綜合自動化的一個主要部分，它可完成王甫洲水利樞紐泄洪閘主要設(shè)備的運行監(jiān)視、控制操作和數(shù)據(jù)記錄。

1.1.2 水工廠集中控制系統(tǒng)設(shè)計總的原則是能夠?qū)崿F(xiàn)對全廠主要設(shè)備的安全監(jiān)視，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

1.1.3 水工廠集中控制系統(tǒng)采用上位機計算機監(jiān)控為主，下位機簡化觸摸屏監(jiān)控為輔的方式，從而完成通信、操作控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)，具備實時查詢，可視化順控流程、關(guān)系型歷史數(shù)據(jù)庫等功能。

1.2 集中控制系統(tǒng)的配置

1.2.1 水工廠集中控制系統(tǒng)由泄水閘集控室控制層（上位機NC2000系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)交換機）、現(xiàn)地液壓啟閉機房控制層（下位機EB8000及施耐德可編程控制器模件）兩部分組成。

1.2.2 集控室控制層上位機NC2000系統(tǒng)采用雙機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由兩臺控制權(quán)限相同且具備同時操作功能的主機及一臺具備信息交換功能的通訊機構(gòu)成。

1.2.3 現(xiàn)地液壓啟閉機房控制層采用可編程控制器與觸摸屏相結(jié)合的方式，由23套閘門LCU及附屬裝置組成部分，即每孔閘門一套。

2、運行方式

2.1 集中控制系統(tǒng)的運行方式

2.1.1 集中控制系統(tǒng)是指在人機界面運行方式下的閘門控制。

集中控制運行：通過系統(tǒng)界面顯示的當(dāng)前下泄流量，根據(jù)實際情況，選擇相應(yīng)的流量控制模式進行控制，或者通過選孔并設(shè)定目標(biāo)開度對相應(yīng)閘門發(fā)出控制命令，進行啟門、閉門、停機操作。

2.1.2 按開度控制，選取所需閘門數(shù)量，設(shè)置統(tǒng)一預(yù)置開度（只適合小開度啟閉），大開度時需單獨設(shè)置閘門開度。

2.1.3 按流量控制，根據(jù)所需下泄流量，手動分配所需開啟的閘門及相應(yīng)開度，可通過集中控制系統(tǒng)閘門成組集中控制圖（見圖2-1閘門“成組集中控制圖”）所示界面進行操作。

2.2 閘門（集中）控制方式

閘門集中控制系統(tǒng)具有兩種控制方式，即：模式控制方式、目標(biāo)開度控制方式。

2.2.1 模式控制：在半自動運行情況下，由當(dāng)前上、下游水位以及計劃下泄流量，選擇相應(yīng)的控制模式，控制23扇閘門的運行。

（1）正常情況下閘門應(yīng)連續(xù)啟閉。

（2）正常情況下的開啟順序：從中間向兩邊，關(guān)門順序與之相反，嚴(yán)禁隔孔開啟。

（3）閘門的啟閉是分段啟閉的，而不是一次完成。

（4）為防止閘門頻繁啟閉，在一般情況下每扇閘門的最小開度不低于5cm。

2.3 系統(tǒng)處于集控運行狀態(tài)時，接收操作員站的命令對閘門進行控制，現(xiàn)地控制柜正側(cè)面板上除停機按鈕和運行方式轉(zhuǎn)換開關(guān)外，其余均無操作功能。

2.3.1 系統(tǒng)停、送電應(yīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)停、送電的要求執(zhí)行，系統(tǒng)應(yīng)隨時保持上電狀態(tài)。

2.3.2 閘門處于集控運行狀態(tài)時，操作人員若發(fā)現(xiàn)異常情況，可通過就近的緊急停機按鈕終止閘門運行。

結(jié)語

自2012年新系統(tǒng)運行以來，大大提高了操作的準(zhǔn)確性，提高了信息交換的效率，讓工作人員能夠更直觀的讀取水文數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有了較大的提升，初步完成了我們的改造目標(biāo)。特別是2013年漢江流域較大洪峰過境時，我們及時準(zhǔn)確的采集了數(shù)據(jù)變化，提前調(diào)整了水庫的庫容，保證了水庫及下游群眾的安全。為長江水文數(shù)據(jù)庫提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)積累，同時也證明了新系統(tǒng)的安全可靠性。我相信我們的系統(tǒng)會不斷的完善，能夠經(jīng)受得住歷史的考驗。

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