[b]1　概　述 [/b]　　銅街子電站位于樂(lè)山市沙灣區(qū),是大渡河梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最末一級(jí),屬龔嘴水力發(fā)電總廠管轄,距離上游龔嘴電站約33 km,距離沙灣總廠基地約32 km。全站裝機(jī)容量為4×150 MW,為壩后式明廠房,機(jī)組、變壓器為典型的單元接線;主變壓器容量為180 000 kVA,冷卻方式為:強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式,共5臺(tái)冷卻器。 　　由于設(shè)計(jì)較早,因此,長(zhǎng)期以來(lái),該電站主變冷卻器的自動(dòng)控制系統(tǒng),在測(cè)控方式、控制元件及外圍測(cè)量元件方面都存在著很多缺陷。在前幾年的運(yùn)行中,曾多次出現(xiàn)過(guò)自控裝置控制失靈造成冷卻器不能自動(dòng)啟動(dòng);主變本體大量跑油時(shí)無(wú)任何信號(hào)輸出,導(dǎo)致整個(gè)發(fā)電單元被迫停電;測(cè)量部分技術(shù)落后且已嚴(yán)重?fù)p壞,以至于當(dāng)主變溫度升高后不能實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能和按負(fù)荷及溫度自啟動(dòng)冷卻器功能。給安全生產(chǎn)埋下了極大地隱患。同時(shí),主變油位、油溫必須依靠人工定時(shí)巡視、記錄及定期進(jìn)行冷卻器切換操作,不能滿足水電廠無(wú)人值班（少人值守）運(yùn)行的要求。為解決上述諸多方面問(wèn)題,使該系統(tǒng)能達(dá)到“無(wú)人值班（少人值守）”運(yùn)行方式的要求。我廠決定對(duì)主變冷卻器自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行改造。 　　通過(guò)半年多時(shí)間的調(diào)研和收集資料,在充分研究論證后,聯(lián)合四川中鼎電氣控制有限公司、四川電力試驗(yàn)研究院,利用可編控制器共同開(kāi)發(fā)新型電力風(fēng)冷式變壓器冷卻器自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)（TCPC-F自動(dòng)控制裝置）。經(jīng)過(guò)半年多的時(shí)間,該裝置于1997年11月在該電站11號(hào)主變正式投入使用。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行考驗(yàn)表明,該裝置完全能夠達(dá)到預(yù)先的設(shè)計(jì)要求,從根本上解決了原裝置中所存在的種種問(wèn)題,滿足了“無(wú)人值班（少人值守）”及計(jì)算機(jī)監(jiān)控的要求。 [b]2　測(cè)控系統(tǒng)的研制原則 [/b]　　為了能適應(yīng)新形勢(shì)下的技術(shù)要求,研制后的裝置必須采用新技術(shù)、新方法、新器件。另外,新系統(tǒng)應(yīng)徹底改變傳統(tǒng)的測(cè)控方式,要求具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行可靠、功能齊全、比較完善的自控、保護(hù)及信息傳遞功能,能適應(yīng)主變的各種運(yùn)行工況,達(dá)到免維護(hù)、無(wú)操作的目的。 [b]3　測(cè)控系統(tǒng)研制的技術(shù)難點(diǎn) [/b]　　第一,要使測(cè)控裝置根據(jù)溫度開(kāi)關(guān)和溫度傳感器送來(lái)的溫度值,能進(jìn)行冷卻器的啟動(dòng)、停止控制,同時(shí)又要使各臺(tái)冷卻器的啟停滿足廠家所要求變壓器作對(duì)稱散熱的條件;第二,為了保證在主變油溫升高時(shí)能可靠動(dòng)作,避免因測(cè)量元件誤動(dòng)而造成誤跳開(kāi)關(guān),并且在任何一只溫度傳感器或溫度開(kāi)[b]關(guān)出現(xiàn)故障時(shí),能自動(dòng)發(fā)出信號(hào)。 [/b][b]4　系統(tǒng)的硬件配置及技術(shù)指標(biāo) [/b]　　主變冷卻器測(cè)控系統(tǒng)由6個(gè)主要部分組成: 　　（1）TCPC-F主變冷卻器自動(dòng)測(cè)控裝置 　　該測(cè)控裝置包括:FX2-80 MT可編程控制器、4 AD模塊、開(kāi)關(guān)電源、繼電器等外圍部分。 　　PLC輸入:4路模擬量、40路開(kāi)關(guān)量; 　　PLC輸出:40路開(kāi)關(guān)量; 　　上送LCU:12路開(kāi)關(guān)量; 　　接點(diǎn)容量:220 VDC/5A; 　　測(cè)量精度:0.5%; 　　電　　源:三路220±10% VAC; 　　工作方式:連續(xù); 　　工作環(huán)境:溫度0°～55℃,相對(duì)濕度:95%。 　　（2）溫度變送器 　　型　　號(hào):JUMO-P t100（德國(guó)）; 　　工作壓力:300 kPa; 　　調(diào)溫度范圍:0°～100℃; 　　允許最高溫度:100℃; 　　輸　　出C4～20 mA; 　　精　　度:0.2%F.S; 　　防護(hù)等級(jí):IP65。 　?。?）溫度開(kāi)關(guān) 　　型　　號(hào):B403-120（美國(guó)）; 　　工作壓力:600 kPa; 　　調(diào)整溫度范圍:-15°～105℃; 　　允許最高溫度:0°～135℃; 　　輸　　出:2 SPDT,3 SPDT; 　　防護(hù)等級(jí):IP65。 　?。?）流量開(kāi)關(guān) 　　型　　號(hào):FCS-G 1/2 AN8 X（德國(guó)）; 　　壓　　力:6 MPa; 　　電　　源:24 VDC; 　　工作范圍:H201～150 cm/s; 　　防護(hù)等級(jí):IP67。 　　（5）空開(kāi)、接觸器、TK（包括缺相保護(hù)） 　　電　　源:3相AC; 　　工作電壓:400 V; 　　工作電流:100 A,15 A。 　?。?）壓差變送器 　　型　　號(hào):FOXBORO-841（上海）; 　　量　　程:0～4 m水柱; 　　精　　度:0.2%F.S; 　　電　　源:24 VDC±20%; 　　輸　　出C4～20 mA。 [b]5　裝置主要控制功能 [/b]　　TCPC系統(tǒng)的測(cè)控核心為PLC,負(fù)責(zé)所有信息的采集處理。當(dāng)所有監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)量送入PLC輸入口,溫度變送器將測(cè)得的溫度信號(hào)送入PLC專用A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),裝置按預(yù)制程序完成對(duì)主變油溫的自動(dòng)測(cè)量和對(duì)冷卻器的自動(dòng)控制。 　　其運(yùn)行方式除了按主變油溫自動(dòng)調(diào)節(jié)外,還自動(dòng)執(zhí)行定時(shí)逐臺(tái)循環(huán)切換,當(dāng)冷卻器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障,測(cè)控裝置還能自動(dòng)進(jìn)行“工作”—“備用”狀態(tài)的切換;同時(shí),上送報(bào)警信號(hào)。 　　整套裝置根據(jù)設(shè)計(jì),完成對(duì)主變冷卻系統(tǒng)的自動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)油泵和冷卻器的自動(dòng)啟停,維持主變油溫在正常的工作范圍內(nèi)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況,一旦主變投運(yùn),便將投入3臺(tái)冷卻器作為基本冷卻負(fù)荷,另余兩臺(tái)作為自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)根據(jù)對(duì)稱散熱條件啟動(dòng)冷卻器,具體為:當(dāng)只有3臺(tái)冷卻器運(yùn)行時(shí),組合方式是①—③④,②—④⑤,①或②—③⑤。當(dāng)4臺(tái)冷卻器運(yùn)行時(shí),組合方式是①②—④⑤,①②—③⑤,①②—③④,并可自動(dòng)定時(shí)切換。 　　5.1　按功率調(diào)節(jié)功能 　　PLC根據(jù)功率變送器和溫度變送器設(shè)定值信息,進(jìn)行所余兩臺(tái)冷卻器的啟動(dòng)調(diào)節(jié);當(dāng)主變負(fù)載較快增加時(shí)（發(fā)電機(jī)帶50%～100%負(fù)荷）,PLC此時(shí)以功率變送器信息為優(yōu)先,輔以油溫上升梯度值即可啟動(dòng)參與調(diào)節(jié)的一臺(tái)或二臺(tái)冷卻器。 　　5.2　按主變油溫調(diào)節(jié)功能 　　PLC根據(jù)溫度變送器送來(lái)的設(shè)定溫度值,進(jìn)行所余兩臺(tái)冷卻器的啟動(dòng)與停止調(diào)節(jié),并可定時(shí)自動(dòng)切換。 　　當(dāng)主變油溫在50°～55℃區(qū)間運(yùn)行時(shí),可不再啟動(dòng)冷卻器。如果油溫上升至60℃時(shí),PLC指令啟動(dòng)一臺(tái)冷卻器;當(dāng)油溫繼續(xù)上升至65℃時(shí),PLC再指令啟動(dòng)一臺(tái)冷卻器;當(dāng)全部冷卻器都投運(yùn)后,油溫再繼續(xù)上升至75℃以上,此時(shí),PLC將延時(shí)分段報(bào)警,并將報(bào)警信號(hào)上送給計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。反之,運(yùn)行中當(dāng)油溫由65℃下降至55℃時(shí),PLC將逐一停運(yùn)兩臺(tái)冷卻器。 　　5.3　冷卻器全停保護(hù)功能 　　冷卻器正常全部停止運(yùn)行應(yīng)滿足:機(jī)組油開(kāi)關(guān)跳、主變油溫下降至溫度開(kāi)關(guān)復(fù)歸接點(diǎn)動(dòng)作（50℃）,PLC同時(shí)判斷溫度開(kāi)關(guān)動(dòng)作順序（由高至低）和功率變送器所送的信息（功率為零）一致。否則冷卻器將保持運(yùn)行。 　　冷卻器全部故障停止主變運(yùn)行應(yīng)滿足:①冷卻器全部故障停運(yùn),延時(shí)60 min;②冷卻器全部故障停運(yùn),同時(shí)主變油溫上升至溫度傳感器與溫度開(kāi)關(guān)關(guān)聯(lián)動(dòng)作（75℃）,延時(shí)10 min情況出現(xiàn)時(shí),PLC出口跳閘并送出跳閘信號(hào)。當(dāng)油溫接近跳閘溫度時(shí),PLC可先送出報(bào)警信號(hào)。 　　5.4　主變油溫升高保護(hù)功能 　　為了保證主變油溫升高時(shí)事故停運(yùn)動(dòng)作可靠,對(duì)于3只溫度開(kāi)關(guān)與1只溫度傳感器的動(dòng)作正確與否,測(cè)控裝置除了對(duì)測(cè)溫元件進(jìn)行自檢與互檢外;還要進(jìn)行兩者之間的三選二關(guān)聯(lián)動(dòng)作（即:兩只溫度開(kāi)關(guān)與1只溫度傳感器,必須有兩個(gè)以上的輸出量達(dá)到事故溫度設(shè)定值時(shí),裝置才會(huì)輸出事故動(dòng)作信號(hào)至跳閘回路。） 　?、佼?dāng)油溫≥75℃時(shí),測(cè)控裝置將延時(shí)1 h送出信號(hào)到主變跳閘回路; 　?、谠谥髯冇蜏亍?5℃時(shí),但主變冷卻器出現(xiàn)全部冷卻器故障或兩段動(dòng)力電源消失,延時(shí)10 min送出信號(hào)到主變跳閘回路; 　?、郛?dāng)油溫達(dá)到80℃時(shí),測(cè)控裝置將立即送出信號(hào)到主變跳閘回路。 　　5.5　自動(dòng)測(cè)控裝置能監(jiān)測(cè)主變冷卻器的動(dòng)力電源,并能自動(dòng)控制切換 [b]6　結(jié)束語(yǔ) [/b]　　該自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)在龔嘴水力發(fā)電總廠、四川中鼎電氣控制有限公司和四川電力試驗(yàn)研究院的共同努力下,完成了整個(gè)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的功能研究開(kāi)發(fā),并成功地在銅街子電站投入使用。經(jīng)一年多時(shí)間運(yùn)行證明,設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠,消除了我廠以前該部分故障率高、運(yùn)行不穩(wěn)定的現(xiàn)象,并完善了以前沒(méi)能實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制功能,提高了主變的安全運(yùn)行率,降低了設(shè)備的故障率,大大地減少了該部分設(shè)備的維護(hù)工作,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命;整套系統(tǒng)性能和測(cè)控功能完善;系統(tǒng)所有元器件選型精良,達(dá)到了免維護(hù)、免值守的技術(shù)改造目的;整套系統(tǒng)及外圍自動(dòng)化元件均具有較強(qiáng)的室外防護(hù)能力,完全能夠滿足“無(wú)人值班（少人職守）”的要求。1999年1月,由四川省電力公司組織的專家鑒定委員會(huì)對(duì)該裝置給予了高度評(píng)價(jià):具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值,對(duì)水電廠的自動(dòng)化進(jìn)程起到了積極的推動(dòng)作用。