湖南五凌电力工程有限公司 湖南长沙 410000
摘要：桃源水电站泄洪闸分左右岸布置，其中左岸14孔闸门，右岸11孔闸门，承担着水库蓄泄任务。本文从泄洪闸启闭设备运行做为切入点，按照泄洪闸启闭设备供电故障、泄洪闸启闭设备运行及操作故障、设备组成单元故障等方面对泄洪闸门启闭设备可能存在的影响设备功能的故障进行分析，并提出改进措施，以提高设备运行可靠性。
关键词：泄洪闸启闭设备；故障分析；提高可靠性
1、桃源水电站泄洪闸设备布置概述
桃源水电站为低水头径流式电站，无调节性能，电站正常运行情况下水库水位不消落。桃源水电站枢纽主要由泄洪闸、发电厂房、船闸等水工建筑物组成，泄洪闸布置于左右槽的主槽，左槽布置14孔泄洪闸，右槽布置11孔泄洪闸，每孔泄洪闸布置1套弧形工作闸门及液压启闭机用于水库蓄泄，泄洪闸启闭设备供电故障、泄洪闸启闭设备运行及操作故障、设备组成单元故障等均可影响泄洪闸门启闭设备的功能，降低设备运行可靠性。
2、影响泄洪闸门启闭设备的功能性故障分析
2.1 泄洪闸启闭设备供电故障
2.1.1 泄洪闸启闭设备供电方式
桃源水电站泄洪闸供电电源设置双回路，取自坝顶变（布置在坝轴线中部）。坝顶变设置2套供电系统，坝顶变电源取自厂用电400V电源I段、Ⅱ段。厂用电回路的备用电源有2路，一路是10kV外接电源，另一路采用柴油发电机供电，各个泄洪闸启闭设备的动力电源至坝顶变均为2路单独的电缆输送。
2.1.2 泄洪闸启闭设备可能存在的供电故障分析
（1）厂用电保证情况。桃源水电站厂用电保证情况有三种情形：一、当桃源水电站全部机组停机时，使用系统倒送电；二、出线系统故障失电时，使用10kV外来电源向厂内供电；三、当全部外来电源故障时，启动备用柴油发电机组供电。出现前两种情形时，厂用电系统仍有备用柴油发电机组做为备用电源，厂用电仍能得到保证，当出现第三种情形时，厂用电可靠性显著下降，但其仍能够支持3~5孔泄洪闸门的同时启闭，遇突发情况水库泄水时，可以保证闸门操作电源，厂用电源可以100%对泄洪闸启闭设备提供支持。
（2）坝顶变配电系统故障。桃源水电站坝顶变设置2套配电系统对泄洪闸启闭设备供电，当其中一套系统出现故障时，可切换至另一套系统运行。坝顶变配电系统故障有电气接线松动、电气元器件老化等，对于影响其对泄洪闸启闭设备进行动力输出的故障应立即修复。
（3）坝顶变至弧门进线电源电缆故障。坝顶变至弧门进线电源2路电缆故障，将无法为泄洪闸进行供电，仅1路电缆故障时，另一路电缆可以输送电源。电缆敷设在电缆沟中的支架上，可能造成电缆故障原因为电缆断裂、电缆老化造成相间短路等。日常工作中应加强对电缆工作环境的检查，包括电缆沟及梁的变形、移位，盖板接缝间隙大、破损，有车辆通行部位应增设防碾压措施，电缆应分段进行防火阻燃，防小动物啃噬。
2.2 泄洪闸启闭设备运行及操作故障
泄洪闸启闭设备采用“一机一站”控制传动方式。一套液压泵站设两台油泵组，控制闸门时为一用一备，已实现自动切换。液压启闭机的工作状态分为全程启闭、按设定的方式局部开启或关闭、手动操作按钮局部启闭。液压启闭机的控制方式分为远方自动、现地自动、现地手动三种方式。
2.2.1 液压启闭机远方控制故障
操作人员根据调度指令远方操作闸门启闭时，液压启闭控制系统不能按照预设指令工作，称为功能性故障，此类故障表现为操作员工作站与机旁工作站信号收发故障，可能的原因有：操作员工作站发讯故障、信号传输设备故障、机旁工作站接收故障。
（1）操作员工作站发讯故障。操作员工作站发讯故障时，远方不能进行闸门操作，故障原因应逐项核对，包括电脑死机、程序错乱、交换机故障等。电脑死机原因多为设备长时间带电未进行操作，设备响应迟滞造成，对于操作员工作站系统属偶发现象。造成交换机故障的原因一般为电气元器件散热问题，设备过热造成电气元器件正常老化，对操作员系统属常见现象。程序错乱问题一般为系统主机故障引起，大多为主板积尘、元器件问题，对操作员系统发生故障较低。操作人员日常应加强工作站检查，移除影响设备散热的遮挡物，定期清理积尘，保持系统降温设施及时投运等。
（2）信号传输设备故障。信号传输设备由设备收发终端、输送光缆组成。收发终端故障大多为设备常规老化、设备与光缆接头松动。输送光缆故障原因光缆破损造成的信号衰减和信号干涉、熔纤处断裂、光缆断裂等，日常巡视检查中应重点关注。
（3）机旁工作站接收故障。机旁工作站接收故障主要是接收信号终端至机旁工作站主机通讯故障，常由端口松动引起，在此设备处工作时应做好防止勿动设备的措施。
2.2.2 现地自动控制故障
现地自动控制的核心是机旁工作站，机旁工作站是泄洪闸启闭设备控制的基础。机旁工作站配置2套动力输出装置，配合2套油泵组进行冗余工作，满足动力输出单元的主备用切换需要。工作站故障表现为软启动器故障、通讯故障、PLC程序故障等。设备硬件故障产生的原因多为设备选型可靠性低、设备工作环境差、设备维护保养不及时等因素引起，除应尽可能改善工作环境外，应选用可靠性高的设备及配套设施；设备软件故障一般在程序上送至PLC时出错导致的。
2.2.3 现地手动控制故障
现地手动控制仍在机旁工作站进行，但是此时数据方面的相关联锁保护已经解锁，操作中故障由保护单元故障引起，由熟练操作人员进行操作并进行现场专人监护。
2.3 泄洪闸启闭设备组成单元故障
泄洪闸启闭设备液压系统设备由动力单元、液控单元、执行单元、反馈单元组成，其中动力单元和执行单元为主要单元，液控单元、反馈单元是辅助单元。泄洪闸启闭设备液压系统设备故障主要表现型式有：油泵卡阻、渗漏，阀组卡滞、渗漏，管路渗漏等。造成设备故障的原因有设备正常工作磨损、设备超压损坏、设备工作环境损耗等，日常工作中应定期进行检查、维保，视设备状态安排设备检修，重点解决压力高、温升大、油液粘度低、油液污染度系数超标等问题。
3、结束语
本文对桃源水电站泄洪闸液压启闭设备的供电系统、电控系统、设备组成单元等方面进行了运行可靠性分析，通过桃源水电站运行检验，其供电系统布置合理，电控系统运行平稳，设备组成单元动作准确，对比重要的系统、部件、元器件等运行小时数、故障小时数，桃源水电站泄洪闸启闭设备未出现影响闸门启闭功能的因素，泄洪闸启闭设备运行可靠性较高。
参考文献
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[2]液压传动装置的可靠性寿命与传动效率的影响因素\姚怀新.
[3]厂用电可靠性\DL 5000-2000.
[4]液压系统可靠性工程\机械工业出版社.
作者简介：陈超（1976-），男，湖南长沙人，助理工程师，从事水电站水检修维护作。
罗浩（1983-），男，湖南长沙人，助理工程师，从事水电站检修维护工作。