关键词：水电厂；排水泵检修；自动控制
水电厂尾水闸门漏水是普遍存在的问题,机组检修过程中需手动启动检修泵排水,在运行值班人员较多时问题并不突出。随着水电厂“少人值班、无人值守”的推广,类似的问题越来越突出。因此，实现检修排水泵自动控制,能为解决这类问题提供借鉴。水电厂中渗漏排水泵是由PLC模块控制,而检修排水泵与渗漏排水泵的安装位置通常较近,利用渗漏排水泵PLC控制模块易于实现检修排水泵定时启动排水。
一、排水泵简介
排水泵是供输送清水及物理化学性质类似于清水的其他液体之用，适用于工业和城市给排水、远距离输送、暖通制冷循环、农田灌溉等冷暖水循环增压及设备配套。排水泵的流道及间隙较小，扬程相对较高。其叶轮是以提高工作效率为主，设计比较复杂，能显著提高工作效率。
二、水电厂排水泵检修系统控制功能要求
1、排水泵的排水过程。排水泵需将尾水管排空，并保证尾水管水位在肘管以下，由于尾水闸门密封不严，就会有尾水通过为水闸门进入尾水管。为了保证工作人员的安全，需设置一个排水泵开启水位，当水位达到开启水位时，使尾门漏水通过尾水盘型阀排入检修集水井，检修集水井的水又由两台检修排水泵排出尾水。
2、功能特点。以往在水轮发电机组进行一般性开盖检查和常规机组大修时，必须将尾水管内的水抽空才能开盖。由于不能保证进水口闸门和尾水闸门不漏水，也无法控制其漏水量时，运行人员要重复来回到检修排水泵控制室“启动”或“停止”检修排水泵，稍不留神尾水管内的水就会从进入孔流到外面来，从而无法保证尾水管内、蜗壳、转轮、座环、导水叶内工作的安全性。这额外的工作也给运行人员带来了很大的工作压力。因此，提出了进行检修排水泵自动控制改造。其功能特点为：
1)排水系统还是按以前的管路走向，完全适合水电站的生产情况。
2)水位变送器能可靠发出自动启动、停止水位变化信号，当排水泵故障或漏水量增大时，还能自动发出启动备用排水泵的信号给控制系统。
3)利用PLC软件逻辑控制检修排水系统。
4)检修排水泵的启动、停止、备用都在远程计算机监控系统范围内，运行人员能在中控室轻松对其进行手动干预操作。
5)极大地提高了其安全性，排水系统有任何故障，运行人员能在第一时间通知检修人员检修。
3、控制功能。控制功能是指自动根据泵站当时的运行状态,按照给定的控制模型或控制规律对变电所的变压器、主机机组的启停、泵站辅助设备、节制闸等水工建筑物进行自动控制。为了保证控制方式的灵活性,主要设备的控制有自动控制、手动控制和试验三种方式可切换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆系统的主要控制有:1)变电所的主变压器、站用变压器、电容器等的控制；2)主机机组的控制；3)泵站辅机设备如供水泵、排水泵、供油系统、压缩空气；4)系统等的控制；5)励磁设备的自动调节与控制上下游闸门、水利枢纽中节制闸的控制。
4、水位控制的线路安装。根据新购潜水泵的使用要求及特点,组织有关技术人员认真研究分析,提出水位控制线路改造的建议改变过去人工手动开泵排水、人工手动停泵的检修排水方法。由于检修排水井是密封井,在手动排水过程中,不易掌握水位变化情况,并且各闸门止水情况不同,也不易控制各水轮机组内检修排水的时间长短,所以,往往造成井水有时排到抽空水位,但泵一直转着,时间一长,不但水泵内橡胶皮套磨损,固定泵轴的轴承体内橡胶轴套也磨损,轴承体损坏就起不到泵轴定心作用,致使增加水泵大修次数,同时也浪费了大量的电能。
5、硬件控制连接。为使系统具有软启动器和电机具有互为备用，轮流启动的优点,且PLC具有运行方式灵活,很高的抗现场干扰能力,平均无故障工作时间很长,故选用了在国内应用范围广,性能可靠。由于原设计未考虑尾水门漏水这一情况,所以检修排水泵未设自动控制部分。系统控制方案系统利用渗漏排水泵PLC输出一个时间量,与检修排水泵启动回路中的启动按钮,保持接点并联,实现其中一台检修排水泵的自动控制。
三、控制系统软件设计
1、计算机集中控制系统设计。计算机是整个控制系统的大脑，它的基本任务是将生产过程中各设备的一系列运行参数进行采样，输入到计算机经过处理后，借助于自动化元器件及装置(如PLC模块)来实现机组调速器系统和油系统，压缩空气系统，供水、排水系统等设备进行逻辑控制和监视。其特点为：1)根据一个操作指令，机组应能迅速可靠地开、停，以实现不同运行工况的转换。2)当机组或辅助设备出现事故或故障时，应能迅速准确进行诊断，及时将事故位置从系统解列，或发出信号向运行人员指明位置和性质。
2、PLC程序设计。检修排水泵的自动控制是由PLC可编程控制器对来自水位变送器的启动、停止数据进行运算和逻辑处理后，经PLC输出模块输出控制信号进行控制的。其软件控制流程要保证初始化后，能从自动方式切换到手动方式，自动方式可对水位进行检测，并进行水泵的开启，排水达到停泵水位后，关闭水泵，并且重新初始化。
四、系统的实施
1、系统实施方法。1)用四芯控制电缆，将渗漏排水泵PLC模块的时间输出并接在检修排水泵控制回路中，启动按钮的接点上。2)令渗漏排水泵PLC模块从尾水管刚刚手动排空的那一时刻开始计数。3)单台检修排水泵每间隔2400s启动480s。
2、系统运行时的注意事项。在检修排水泵自动控制系统中没有水位过高报警功能，所以运行值班人员在巡回过程中要对尾水管水位进行检查。
五、水电厂检修排水泵的经济效益
1、直接经济效益。对实现检修排水泵的自动控制,若安装一套和渗漏排水泵功能相同的自动控制装置,两者费用比较如表1所示。
2、间接效益。1)为运行工作节省了人力,保证了机组大修工作的顺利进行。2)增强了排水的可靠性,避免了由于人为原因造成水淹厂房的事故。3)为以后大修中的类似工作积累了经验,今后大修工作的尾水管排水,可依照此方法执行。
参考文献：
[1]杨金雨.水电厂检修排水泵自动控制的实现[J].东北电力技术，2014(09):33-34.
[2]赵胜荣.浅谈水电厂检修排水泵的自动控制[J].中国城市经济，2015(23):386.
[3]郭志林.水电站检修排水泵的自动控制[J].科技风，2015(10):134+138.
论文作者:林松
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/12
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