大唐岩滩水力发电有限责任公司 广西大化 530811
摘要：快速门作为水电站机组的过速终极保护设备，其动作的可靠性对过速事故及水淹厂房具有至关重要的作用，本文主要对岩滩水电站快速门的双控系统进行介绍和分析，提出目前控制方式的不足以及改进意见。
关键词：岩滩；快速门；双控
1 概述
岩滩水电站厂房布置于河道右侧，为坝后式厂房，发电引水系统的进水口依次设有拦污栅、进水口检修闸门、进水口快速闸门；此外，在引水管进水口的前沿设置一道浮式活动拦污排。进水口快速闸门设置于检修闸门之后，4台水轮发电机组共有快速闸门门槽4孔，设快速闸门4扇，4台机组快速门共用一个泵站，油泵电动机组由Y28OS一6型电动机和16OSCY14一1B型轴向柱塞泵组成并设置2套，互为备用。孔口尺寸（宽×高）为8.2m×14.1m。闸门底槛高程179.9m，采用平面钢闸门，用承载能力大、摩阻系数较小的胶木滑道作为行走支承。当机组发电时，闸门悬挂于孔口上方，一旦机组发生事故，要求2分钟关闭闸门封孔。在电站施工期或当机组不运行时以及机组检修期要求闸门封孔挡水。
2 快速门控制系统介绍
岩滩水电站每台机组配置一道快速门，具有现地和远方两套PLC冗余控制，采用双电源模块冗余供电，采用双网光纤通讯，现场配置两套编码器冗余控制，两套编码器分别接入现地、远方PLC及其对应的数字数显表，当闸门下滑200mm时，启动主油泵，启闭机将启动闸门自动起升至全开位置，当闸门下滑200mm、主油泵未启动时，闸门继续下滑，直至下滑量达300mm时，启动主、备两台油泵，启闭机自动将闸门起升至全开位置，并发信至监控；闸门停止、急停为一级动作，闸门快降为二级动作，闸门慢降、闸门提升、闸门充水、点动慢降为三级动作。
2.1 现地快速门控制
现地控制采用施耐德M340系列PLC，通过控制柜面板上触摸屏对快速门进行控制，需将运行方式切换把手切至现地PLC，切现地PLC控制把手至投入位置，触摸屏可实现提门、慢降、快降、充水、关冲水阀、停止功能。
2.1.1 现地提门
首先设定开度预设值，按下触摸屏提门按钮三秒即可启主泵，提门电磁阀DT3动作，开始提门，当持续按到六秒时即启动备泵，双泵提门至预设开度，松开后再按下提门则退出备泵运行；当闸门全关时，自动提门过程中，闸门提升至冲水开度即280mm时，将停泵，等待冲水平压，若等待超时则提门流程结束，若合上冲水平压强制开关后，闸门将从全关提门至全开，在提门过程中若按下闸门停止、急停按钮或控制把手切除或油泵盘故障时均停止流程。
2.1.2 点动慢降
按下点动慢降按钮，电磁阀DT5动作，闸门开始慢降，直至闸门全关，若在此过程中按下停止、急停按钮或控制把手切除均可停止流程，当闸门初始在全开时，闸门慢降200mm或者300mm后，按下停止按钮，则闸门将自动提升至全开位置。
2.1.3 快降功能
按下快降按钮三秒，电磁阀DT4、DT5打开，闸门开始快降，当闸门下降至650mm时，由快降转慢降，即DT4关闭，当闸门下降至280mm时，再次打开DT4，直至闸门下落至全关位置，在此过程中若点击停止、急停按钮或控制把手切除均可停止流程；当有电磁阀动作时，而编码器位置不变，则报闸门控制异常信号至监控，当有快降信号时，编码器动作速率达不到整定值，或者3分钟内闸门下落未达到650mm，也上报闸门控制异常至监控，当两套编码器数值相差超过200mm时，上报编码器异常至监控。
2.1.4 充水功能
当闸门处于全关位置或280mm以下时，点击冲水按钮，闸门自动提升至280mm进行充水，控制柜面板上冲水指示灯闪烁，冲水完成后指示灯常亮；当闸门位置低于300mm时，点击触摸屏关冲水阀按钮则电磁阀DT4动作，闸门下降至全关位置。
2.2 远方快速门控制
远方控制采用A-B系列PLC，通过控制柜面板上按钮及计算机监控系统对快速门进行控制，需将运行方式切换把手切至远方PLC，切远方PLC控制把手至投入位置，控制柜面板按钮可实现提门、慢降、快降、充水、点动慢降、停止、急停功能。上述功能动作流程和现地控制流程相同，只是各自使用各自的开出继电器，各继电器开出信号并联后接入电磁阀。无论进行提门、慢降、快降、点动慢降等何种操作时，当按下闸门停止、急停按钮或控制把手切除时均能停止相关动作。
（1）中控室操作员站可以直接在计算机监控系统操作闸门提升、闸门慢降、闸门停止。
（2）按下机旁现地控制单元LCU2-A3柜闸门快降按钮保持三秒以上，直接启动闸门快降。
（3）当机组达到一级过速115%Ne且事故配压阀拒动时，在一级过速、快速落门压板投入的条件下将启动闸门快降。
（4）当机组达到二级过速146%Ne时，在二级过速、快速落门压板投入的条件下直接启动闸门快降。其中（3）、（4）属于机械事故启动事故流程。
（5）当机组事故停机过程中，剪断销剪断，在快速落门压板投入的条件下，也会直接启动闸门快降，（5）属于紧急事故启动事故流程。
3 岩滩电厂快速门系统现状问题分析
（1）控制系统结构不合理，泵站单一无备用。岩滩水电站一期工程一个快速门泵站控制四台机组快速门，当出现泵站油泵盘故障时，四台机组快速门均无法控制，存在重大隐患。
（2）中控室计算机监控系统不具备远方快降功能，中控室返回屏未安装事故闸门快降按钮，目前中控室返回屏已安装有水淹厂房报警信号，当值班员人发现水淹厂房或紧急事故时需要跑去机旁快降快速门，中控室距离机旁LCU较远，不能实现快速关闭闸门。
（3）闸门快降需要电磁阀DT4、DT5同时动作，当DT4损坏时，闸门将失去快降功能。
（4）测速信号不够完善，目前只有电气测速，未配置纯机械过速信号提供给事故快速门控制。
4 改进意见
经过多年的检修、维护与试验发现，目前我厂快速门系统依然存在着不足，具体如下：
（1）依据现场位置，配置一套备用泵站，作为主泵站管路异常等油泵盘故障时的备用，泵站的冗余配置能提高控制的可靠性，也能够弥补容量方面的不足。
（2）建议在中控室返回屏安装快速落门按钮，从机旁现地控制单元LCU2-A3柜敷设一根控制电缆至中控室，并接A3柜快速落门端点，通过硬回路接入中控室返回屏快速落门按钮，或在计算机监控系统增加快速落门功能以满足紧急时刻能够快速落门的需求。
（3）对快速门快降电磁阀进行双重化配置，增设快降电磁阀，并联运行，当闸门快降时两组电磁阀同时动作，当一组电磁阀拒动时，另外一组电磁阀依然能够可靠动作。
（4）建议加装纯机械测速装置，配置机械过速保护功能，同时提供一路纯机械测速信号启动事故快速落门。
5 结语
岩滩水电站快速门系统正常运行时控制把手放在并列运行位置，两套PLC能够实现双网双控双通讯，再加上电源模块的冗余配置和测速装置的三选二策略大大地提高了快速门控制系列的稳定性和可靠性，同时本文也提出了岩滩水电站快速门控制系统存在的弊端、缺陷和改进意见，希望在以后的改造项目中能够继续完善，同时也为其他兄弟单位的快速门系统改造提供参考。
参考文献：
[1]刘晓波.改进水电站进水口事故快速闸门控制策略探讨[J]水电站机电技术，2011，34（3）.
[2]徐涛.向家坝右岸电站快速门快闭控制回路分析[O]水电站机电技术，2012，35（5）.
作者简介：
冯丽美（1989-）女，广西南宁人，助理工程师，从事水电站自动化工作。