魏靖涵

(國(guó)網(wǎng)新源水電有限公司，北京 100053)

1 富春江電廠溢洪門(mén)的工作現(xiàn)狀

富春江水力發(fā)電廠地處杭州桐廬縣境內(nèi),于1968年12月25日建成發(fā)電，總裝機(jī)6臺(tái)，總裝機(jī)容量360 MW，是一座低水頭河床式電站。電站以發(fā)電為主, 主要擔(dān)負(fù)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻及事故備用任務(wù)，同時(shí)電站兼有防洪減災(zāi)、航運(yùn)、灌溉、水產(chǎn)、城市供水、抗咸抵潮等綜合功能。

富春江電廠大壩右側(cè)共設(shè)置17扇弧形閘門(mén)，每孔高13 m，寬14 m，在正常高水位下，每扇弧形閘門(mén)的最大泄洪能力為1 100 m3/s，17孔全開(kāi)泄洪流量為18 700 m3/s，最大泄洪能力33 800 m3/s。

富春江電廠溢洪道弧形閘門(mén)啟閉機(jī)采用固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，安裝于弧形閘門(mén)上方排架梁上?；⌒伍l門(mén)啟閉機(jī)由卷筒裝置、鋼絲繩、平衡吊具、開(kāi)式齒輪裝置、工作及安全制動(dòng)器、減速器、電動(dòng)機(jī)、高度檢測(cè)裝置、荷載檢測(cè)及限制裝置、機(jī)架及其他附件組成。

2 防止溢洪門(mén)提升后墜落新技術(shù)的思路

溢洪門(mén)上升或下降操作過(guò)程中，當(dāng)溢洪門(mén)開(kāi)度品質(zhì)好，控制電源正常且在正常位置時(shí)，監(jiān)控流程執(zhí)行松開(kāi)安全制動(dòng)器操作，經(jīng)過(guò)5 s延時(shí)，制動(dòng)器松開(kāi)，投入變頻器電源，經(jīng)過(guò)5 s延時(shí)，若溢洪門(mén)變頻器無(wú)故障，則進(jìn)行溢洪門(mén)上升或下降操作；若中間任意判定不滿足條件，則輸出相應(yīng)報(bào)警語(yǔ)句，復(fù)歸“松開(kāi)安全制動(dòng)器”及“溢洪門(mén)上升(下降)”操作，流程退出。

選取富春江電廠2019年7月4日13號(hào)溢洪門(mén)提升，下降輸出數(shù)據(jù)曲線圖(見(jiàn)圖1)與富春江電廠2019年7月18日3號(hào)溢洪門(mén)提升，下降輸出數(shù)據(jù)曲線圖(見(jiàn)圖2)，選取開(kāi)度信號(hào)測(cè)值、變頻器輸出電壓測(cè)值，設(shè)定下降前溢洪門(mén)開(kāi)度H1；對(duì)應(yīng)時(shí)間t1，下降后溢洪門(mén)開(kāi)度H2；對(duì)應(yīng)時(shí)間t2；則溢洪門(mén)下落速度V=(H1-H2)/(t2-t1)。富春江電廠2019年7月4日13號(hào)溢洪門(mén)提升下落前后輸出數(shù)據(jù)表見(jiàn)表1。

圖1 富春江電廠2019年7月4日13號(hào)溢洪門(mén)提升數(shù)據(jù)輸出曲線圖

圖2 富春江電廠2019年7月4日13號(hào)溢洪門(mén)下落數(shù)據(jù)輸出曲線圖

富春江電力2019年7月18日3號(hào)溢洪門(mén)提升下落前后輸出數(shù)據(jù)報(bào)表如表2所示。通過(guò)對(duì)2019年7月4日13號(hào)溢洪門(mén)提升下落前后輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)，變頻器輸出電壓在溢洪門(mén)提升過(guò)程中，最大值為77.37 V；通過(guò)開(kāi)度的變化情況，可以推算出溢洪門(mén)具體的下降速度，下降速度V=(H1-H2)/(t2-t1)=(3.03-0)m/38s=0.08(m/s)。

表1 富春江電廠2019年07月04日13號(hào)溢洪門(mén)提升下落前后輸出數(shù)據(jù)表

表2 富春江電廠2019年7月18日3號(hào)溢洪門(mén)提升下落前后輸出數(shù)據(jù)表

富春江電廠2019年7月18日3號(hào)溢洪門(mén)提升數(shù)據(jù)輸出曲線圖如圖3所示。富春江電廠2019年7月18日3號(hào)溢洪門(mén)下落數(shù)據(jù)輸出曲線圖如圖4所示。

通過(guò)對(duì)2019年7月18日3號(hào)溢洪門(mén)提升下落前后輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)，變頻器輸出電壓在溢洪門(mén)提升過(guò)程中，最大值為163.84 V；通過(guò)開(kāi)度的變化情況，可以推算出溢洪門(mén)具體的下降速度，下降速度V=(H1-H2)/(t2-t1)=(3.03-0)m/120s=0.02(m/s)。

圖3 富春江電廠2019年07月18日3號(hào)溢洪門(mén)提升數(shù)據(jù)輸出曲線圖

圖4 富春江電廠2019年07月18日3號(hào)溢洪門(mén)下落數(shù)據(jù)輸出曲線圖

3 解決方案

通過(guò)分析對(duì)比可以看出，若在溢洪門(mén)開(kāi)度操作控制流程中加入對(duì)變頻器輸出電壓以及溢洪門(mén)下落速度的監(jiān)測(cè)，當(dāng)輸出電壓小于35 V時(shí)，復(fù)歸“松開(kāi)安全制動(dòng)器”及“溢洪門(mén)上升(下降)”操作，并輸出報(bào)警語(yǔ)句“報(bào)警：變頻器故障”，流程退出。

當(dāng)溢洪門(mén)下降速度大于0.03 m/s時(shí),流程退出，可判定為溢洪門(mén)卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)故障，立即啟動(dòng)溢洪門(mén)停止操作流程，停止相應(yīng)溢洪門(mén)全開(kāi)全關(guān)流程，復(fù)歸相應(yīng)提升、下降操作以及松開(kāi)安全制動(dòng)器操作并清零相關(guān)設(shè)值，即可防止溢洪門(mén)提升后墜落故障的出現(xiàn)。

4 實(shí)施過(guò)程

通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比推算，在原溢洪門(mén)的提升、下降流程中增加邏輯判斷語(yǔ)句“變頻器輸出電壓是否大于等于35 V”對(duì)輸出電壓進(jìn)行判斷：當(dāng)輸出電壓小于35 V，復(fù)歸“松開(kāi)安全制動(dòng)器”及“溢洪門(mén)上升(下降)”操作，并輸出報(bào)警語(yǔ)句“報(bào)警：變頻器故障”，流程退出；當(dāng)輸出電壓大于等于35 V時(shí)，則繼續(xù)進(jìn)行溢洪門(mén)上升操作。

溢洪門(mén)上升操作流程如圖5所示。溢洪門(mén)下降操作流程如圖6所示。

圖5 溢洪門(mén)上升操作流程

圖6 溢洪門(mén)下降操作流程

增加邏輯判斷語(yǔ)句“溢洪門(mén)下落速度是否大于0.03 m/s”對(duì)溢洪門(mén)下降速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)；當(dāng)溢洪門(mén)下落速度大于0.03 m/s時(shí)，可知是由于溢洪門(mén)卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)故障所引起。因此，將溢洪門(mén)下落速度大于0.03 m/s作為事故中斷量，在上升或下降的流程執(zhí)行過(guò)程中，一經(jīng)監(jiān)測(cè)到下落速度大于0.03 m/s，啟動(dòng)停止操作流程，停止相應(yīng)溢洪門(mén)全開(kāi)全關(guān)流程，復(fù)歸相應(yīng)提升、下降操作以及松開(kāi)安全制動(dòng)器操作并清零相關(guān)設(shè)值。

溢洪門(mén)停止操作流程如圖7所示。

5 成果檢驗(yàn)

在溢洪門(mén)的提升、下降流程中增加邏輯判斷語(yǔ)句“變頻器輸出電壓是否大于等于35 V”對(duì)輸出電壓進(jìn)行判斷：當(dāng)輸出電壓小于35 V，復(fù)歸“松開(kāi)安全制動(dòng)器”及“溢洪門(mén)上升(下降)”操作，并輸出報(bào)警語(yǔ)句“報(bào)警：變頻器故障”，流程退出。

增加邏輯判斷語(yǔ)句“溢洪門(mén)下落速度是否大于0.03 m/s”對(duì)溢洪門(mén)下降速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在上升或下降流程執(zhí)行過(guò)程中，一經(jīng)監(jiān)測(cè)到下落速度大于0.03 m/s，啟動(dòng)停止操作流程，停止相應(yīng)溢洪門(mén)全開(kāi)全關(guān)流程，復(fù)歸相應(yīng)提升、下降操作以及松開(kāi)安全制動(dòng)器操作并清零相關(guān)設(shè)值。

圖7 溢洪門(mén)停止操作流程

通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)溢洪門(mén)控制流程的修改完善，達(dá)到防止溢洪門(mén)提升后墜落的故障出現(xiàn)的效果。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)控制流程的修改，增設(shè)判斷條件，不僅起到了防止溢洪門(mén)提升后墜落的作用，更使得運(yùn)檢人員對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況能夠清晰準(zhǔn)確地判斷，無(wú)形中也減小了工作難度，同時(shí)降低了現(xiàn)場(chǎng)缺陷率，減少了安全隱患，保障了機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。