（大唐观音岩水电开发有限公司 四川攀枝花 617012）
摘要：本文介绍了施耐德PLC在观音岩水电站发电机辅助设备控制系统中的应用情况，对系统构成、软件编程逻辑、硬件配置以及现场运行情况等进行了具体介绍。
关键词：施耐德；PLC；发电机辅助设备；控制系统
Abstract：This paper introduces the application of Schneider PLC in the electric generator auxiliary equipment control system of Guanyinyan Hydropower Station,The system structure, software programming logic, hardware configuration and field operation are introduced in detail.
Key words: Schneider； PLC；Generator auxiliary equipment；control system
引言
观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县（左岸）与四川攀枝花市（右岸）交界的金沙江中游河段上，为金沙江中游河段规划八个梯级电站中的最末一个梯级，总装机3000MW（5×600MW）。电站以500kV交流电压等级接入云南永仁换流站，再通过±500kV直流接入南方电网，在系统中担负调峰、调频任务。
目前水电站对机组控制系统的自动化程度和可靠性要求越来越高，分立式元件控制方式早已不能满足现阶段电站自动化控制程度的要求。可编程序控制器PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、模块化结构、通用性强、维护简单方便等特点。施耐德PLC在观音岩水电站辅机设备如发电机推力轴承外循环装置、推力轴承高压油顶起装置、闸门系统、主变冷却器、排水系统等控制系统中已被广泛应用。本文就观音岩水电站发电机辅助控制设备的组成、作用及施耐德PLC在辅助设备控制中的应用做一简要介绍。
1 发电机辅助设备控制系统概述
发电机主要辅助设备为推力轴承外循环装置及高压油顶起装置。机组容量越大，机组转动部分重量越重，轴承承受的负荷也越重，产生的热量越多，轴承散热不良易导致轴承油温过高，对轴瓦的安全运行构成威胁。为了解决散热问题就需要设置推力外循环系统。发电机推力轴承润滑油冷却采用电动泵外循环方式。在机坑内下机架支臂之间为推力轴承布置三只筒形外置式油冷却器，其中一只为备用。两只推力轴承外循环油泵布置在油冷器的旁边，两只互为备用。
在巨型立式机组中，由于机组推力轴承的结构要求，机组在启动或停机过程中由于机组转速较低，可能会损坏推力轴承油膜，为此机组设置有高压油顶起装置，发电机高压油顶起装置以在轴承和推力镜板之间形成油膜，每块瓦都配有一个流量控制阀和逆止阀，这样在机组启、停机过程中通过控制阀使得高压油都可以均匀地分配到每一块瓦，高压油顶起装置配备有用两个交流感应电动机驱动的高压油泵（其中一个做为备用）。
观音岩水电站发电机辅助设备控制系统主要由两面软启动柜、一面控制柜、机械式压力开关、热导流量开关及两台推力外循环油泵、两台高压油顶起油泵组成。
2 控制系统设计
2.1 发电机辅助设备控制系统硬件构成
2.1.1 PLC模块配置
2.2 控制系统设计方案
1）PLC收到远方机组开机令或者停机投高顶令时投入高顶油泵运行，收到90%转速信号或者远方停机完成令时立即退出高顶油泵运行。油泵做主备泵切换启动，正常情况下主泵完成一个流程切换到备泵，在运行中如果主泵出现故障、压力低信号（延时30秒）或者突然掉电等情况自动切换到备泵，如果切换三次还是有压力低信号则停止运行，输出故障报警点亮故障指示灯。
2）PLC收到远方机组开机令时投入推力外循环油泵运行，收到远方停机完成令(延时60秒）时退出推力外循环油泵运行。油泵做主备泵切换启动，正常情况下主泵运行24小时自动切换到备泵运行，在运行中如果主泵出现故障、流量低信号（延时25秒）或者突然掉电等情况自动切换到备泵，如果切换三次还是有流量低信号则停止切换，运行当前的泵，输出故障报警点亮故障指示灯。
3 控制系统软件设计
根据控制系统所要完成的功能设计控制程序流程如图1、图2所示。
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图1 高顶油泵自动控制流程图
3.1手动/自动选择控制逻辑
3.1.1 选择自动控制方式
在控制柜上安装四个（自动/切换/手动）转换开关，当转换开关置“自动”位时，实现高顶油泵和推力外循环油泵的自动控制。当PLC收到远方机组开机令或者停机投高顶令时投入高顶油泵运行，收到90%转速信号或者远方停机完成令时立即退出高顶油泵运行。当PLC收到远方机组开机令时投入推力外循环油泵运行，收到远方停机完成令(延时60秒）时退出推力外循环油泵运行。
3.1.2 选择手动控制方式
将控制柜的控制开关置“手动”位，按下启动柜上对应油泵的启动按钮，油泵投入运行。
3.2故障告警逻辑
在油泵控制系统中，常见故障主要有电机过载、欠载、过热及缺相等。故障由软启动器检测，详细故障可从软启动器上故障代码查询，在发电机辅助设备控制系统设计中压力过低、流量过低等也属于故障检测范围，经过PLC处理后送入监控系统。
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图2 推力外循环油泵自动控制流程图
3.3主用和备用切换逻辑
根据控制要求，初始状态时两台油泵先投入自动者为主用，后投入自动者为备用。当主用泵工作完成或主泵连续工作24小时自动转为备用，备用泵自动转为主用。
3.4主用泵启动控制逻辑
启动条件：当PLC收到远方机组开机令或者停机投高顶令时投入高顶油泵运行。当PLC收到远方机组开机令时投入推力外循环油泵运行。
停泵条件：当收到90%转速信号或者远方停机完成令时立即退出高顶油泵运行。收到远方停机完成令(延时60秒）时退出推力外循环油泵运行。
3.5备用泵启动控制逻辑
启动条件：当主用泵故障或突然掉电、高顶油泵压力低或推力外循环油泵出口流量低时自动切换到备泵运行。
停泵条件：当收到90%转速信号或者远方停机完成令时立即退出高顶油泵运行。收到远方停机完成令(延时60秒）时退出推力外循环油泵运行。
4应用效果
施耐德PLC在发电机辅助设备控制系统应用中，可靠性高，逻辑功能强。运行情况证明发电机辅助设备控制系统故障率少，尤其PLC采用软件程序来完成自动控制任务，随着控制要求的改变，只要简单对程序进行修改就可以满足控制要求，具有很好的柔韧性。施耐德PLC组态灵活，便于与计算机接口实现群控，现场应用效果较好。
5结束语
可编程控制器PLC在机组辅助设备控制系统中已经占有重要地位，有些控制功能甚至是常规控制无法达到的。它最大的优点就是能够增加控制系统的可靠性，可以简化控制设备的结构，减少故障点，使操作和维护更人性化。
参考文献
[1]水电厂辅助设备.
[2]施耐德PLC用户指南.
作者简介
刘志锋，男，1978-湖南，汉族，本科，工程师。