張河灣電站閘門啟閉機電源密碼控制器的應用

趙 鈺，張 帆，董旭龍，朱傳宗，張 甜

（河北張河灣蓄能發電有限責任公司，河北 石家莊 050300）

1 實施背景

張河灣抽水蓄能電站位于河北省石家莊市井陘縣測魚鎮附近的甘陶河干流上，下庫大壩主要建筑物由非溢流壩段、溢流壩段、泄水底孔、排沙孔及配套小電站組成。下庫大壩下游涉及很多村莊，為了避免下庫泄水時出現人身傷亡意外，張河灣電站下庫泄水都需要拉警報通知下游相關人員緊急撤離。為了避免誤操作及不法分子惡性操作，導致閘門非正常開啟或關閉，影響其正常運行，為此，張河灣公司將下庫中孔閘門啟閉機回路電源由空氣開關控制更換為密碼控制器控制。此創新有效避免了誤操作及不法分子惡性操作，讓電站運行更加安全可靠。

本文針對張河灣電站大壩閘門啟閉問題，進行了仔細的分析與研究，得出解決問題的方案，對其他抽蓄電站具有一定的參考意義。

2 針對的問題

目前，張河灣電站下水庫各閘門的啟閉都有各自對應的啟閉系統，操作人只需要合上空氣開關即可進行閘門的啟閉操作，這樣就可能出現誤操作或不法分子惡性操作等情況，危害下游人民群眾安全。

3 解決思路

張河灣公司在下庫中孔閘門啟閉機回路中增加了1套密碼控制器（見圖1）。只有輸入正確的密碼數據，密碼控制器才會執行合上電源，只有該操作正確，才能合上空氣開關，接通控制閘門啟閉的電源。如有操作錯誤，密碼控制器會出報警，可以及時讓附近人知曉有人在進行操作，降低了不法分子破解密碼的風險。

圖1 密碼控制器設計原理圖

4 具體措施

（1）電源模塊：為密碼控制器提供動力電源和控制電源。

（2）密碼編寫及保護模塊：設置密碼控制器解鎖密碼，并對設置好的密碼進行保護，保證密碼的安全可靠性。（面板上共9位數字，取其中4位數為密碼數字，其余5位數對4位密碼數進行保護，當輸入密碼誤按這5位數時，會有2位數報警、2位數復歸已經輸入的密碼及1位數鎖定控制面板等3種情況。）

（3）控制面板模塊：控制密碼控制器電源分合，還是密碼輸入及報警復歸的面板。

（4）執行輸出模塊：對不同輸入的密碼，執行不同的操作。當密碼輸入正確時，會執行操作：合上下庫中孔閘門啟閉機回路控制主電源、回路動力電源及回路控制電源，解鎖柜門。當密碼輸入錯誤時，會執行操作：報警，互鎖。

（5）報警互鎖模塊：報警（操作錯誤時，會出報警，報警時長可以設定），互鎖（操作錯誤后，密碼控制器進入鎖定狀態，此時再輸入正確的密碼也無法執行正確的操作，需要先在控制面板上復歸，再輸入正確的密碼才能執行正確的操作）。

（6）應急操作模塊：當密碼控制器電氣控制部分故障時，可使用應急操作模塊來解鎖柜門，合上下庫中孔閘門啟閉機回路電源（此模塊由一個應急繼電器控制）。

改造前打開柜門，即可進行分合空氣開關，該空氣開關為中孔啟閉機的動力電源開關。

圖2 改造前開關柜

改造后，下庫中孔閘門啟閉機控制柜外部幾乎無變化，主要是新加了密碼控制部分，增設了控制面板，合上控制面板電源，此時門關閉指示燈亮，可以開始輸密碼操作，當密碼輸入正確時，門開啟指示燈亮，柜門自動開啟，此時，可以合上閘門啟閉機空氣開關，操作閘門啟閉。斷開控制面板電源或密碼輸入錯誤時，短接空氣開關回路導通，此時空氣開關均無法合上，如圖3。

改造后新加的報警器，用于誤操作時報警警示，如圖4。

應急操作模塊內部有一個應急恢復繼電器，當密碼控制器電氣控制部分故障時，打開柜門，插上應急恢復繼電器，會直接短接密碼控制回路，使開關柜恢復到原有狀態，此時，可以直接合空氣開關，操作閘門開啟。

圖3 密碼控制器控制面板

圖4 報警器

圖5 應急操作模塊

5 使用效果

（1）在進行下庫中孔閘門操作時，操作人需要知道密碼，這就要求操作人在操作時，需要去思考，降低了操作人員誤操作的概率，提高了安全性。

（2）增加了密碼控制器后，恐怖分子即使破壞了下庫中孔啟閉機室大門，也無法直接操作閘門的啟閉，需要輸入密碼。降低了恐怖分子的蓄意惡性操作成功的概率。

（3）獨立信息管理，可以自由修改密碼。

（4）操作簡單，解鎖柜門用時短。

（5）實際密碼量大保密性高，試探開鎖的概率幾乎為0。

（6）讓電站運行更加安全可靠。

6 結語

建壩蓄水本是一個利民之舉，但是，如果因操作不當或者被不法分子惡性利用，也會造成無法估計的后果。為了解決這一問題，張河灣公司結合現場實際情況，設計出密碼控制器。

密碼控制器的使用，降低了誤操作及不法分子惡性操作的概率，保證了閘門的正常開啟或關閉，讓下游人員生命財產得到保障，讓電站運行更加安全可靠。同時，密碼控制器適用于很多類似重要的電源控制系統，適用性強，具有很大的實用價值。