调速器油压装置、尾水盘型阀油压装置、主变冷却器控制系统教案

第一篇：调速器油压装置、尾水盘型阀油压装置、主变冷却器控制系统教案

调速器油压装置、尾水盘形阀油压装置、主

变冷却器控制系统

王浩，讲稿分类：运行专业 基本功能

机组调速器油压装置控制系统能实现压油装置油泵的自动启/停和自动补气功能。盘型阀油压装置控制系统能实现压油装置油泵的自动启/停。主变冷却器控制系统能完成三台单相变冷却器及相关附属设备的自动和手动控制。各辅机控制系统组成及控制原理

2.1 机组调速器油压装置控制系统

2.1.1 系统组成

官地水电站调速器油压装置控制系统共有4套，每套有2个动力屏和1个控制屏，屏柜安装在水轮机层机礅旁。布置图如下：

图1 调速器油压装置控制系统屏柜布置图 调速器油压装置采用PLC控制，控制对象包括2台110kW大油泵、1台22kW小油泵、3个油泵出口组合阀和自动补气装置。

调速器油压装置控制系统有2回AC 380V电源和1回DC 220V电源。2回AC 380V电源分别取自机旁动力盘Ⅰ、Ⅱ段。大泵采用一回AC 380V作为动力电源，小泵采用双电源供电，两路电源分别取自两回主交流电源进线，通过配置的双电源切换开关，实现双路电源的自动投切。2台大泵的C相为开关电源装置PS1提供两路220V交流电源（互为备用），DC 220V为开关电源装置PS2提供一路直流电源，开关电源输出两路24V直流电供PLC使用。

控制柜内装有满足调速器油压装置控制所需的所有控制、保护设备和电机启动设备，主要包括自动空气开关、电动机软启动器、双电源切换开关、AC220V/DC24V开关电源、DC220V/DC24V开关电源、PLC、继电器、防雷设备、模拟信号隔离器、指示灯、操作控制开关等设备。

现地控制屏装有10.4”彩色液晶（触摸）显示屏，显示设备运行状态信号，各种报警信号，各模拟量实测值（压力油罐的油位值和油压值、回油箱的油位值），电机的运行时间和动作次数。现地控制屏上还设有运行状态监视灯，监视设备运行状态、主要报警信号等。2.1.2 控制方式及作用

调速器油压装置控制系统的现地手动、自动控制方式选择切换开关设在现地柜上；切换开关设有“自动”、“切除”、“手动”三档。将控制方式选择切换开关置于“自动”控制方式时，调速器油压装置控制系统按照PLC程序自动控制相关控制对象的启/停。正常运行情况下，各控制对象均设置在“自动”控制方式。当切换开关设置于“切除”位置时，相应控制对象退出运行。将控制方式选择切换开关置于“手动”运行时，在现地控制柜上通过按钮直接启/停油泵，并闭锁自动控制命令的输出。

PLC根据压力油罐的油压完成三台油泵的启/停控制。当油罐油压低于工作泵启动压力时（主油泵启动压力5.8MPa，辅助油泵启动压力6.1MPa），自动启动工作泵；若压力继续降低至备用泵启泵压力（5.5MPa）或检测到工作泵故障时，发出油泵故障报警，并自动启动备用油泵；当油压降低到事故低油压整定值5.0MPa时，压力开关动作，压力开关空接点作用于发电机停机回路，启动紧急落门停机流程并报警；当油压恢复到正常油压6.3MPa时，停止工作油泵和备用油泵，如油泵或PLC故障，不能按要求停止油泵运行，油压继续上升到油压过高整定值6.5MPa时，发出油压过高报警信号。

每台油泵启动时，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成。当油泵操作切换开关置于“手动”控制方式时，可通过按钮手动直接启/停油泵。当某台油泵故障时，应将其切换开关置于“切除”位置，拉开对应主回路开关。

当压力罐油位上升至上限并且油压低于额定值时，打开自动补气阀向压力罐补气。当压力罐油压上升至额定值以上或油位降低至下限，则自动补气阀关闭，停止补气。补气开始压力6.0MPa，补气停止压力6.3MPa。

现地控制屏通过MB+口与计算机监控系统通信，将切换开关位置状态、电机运行状态和故障报警信号（包括电机故障、PLC故障、软启动器故障、电源故障、传感器故障、主/备切换等）以及各模拟量实测值，以及泵的运行时间和动作次数的统计结果通过MB+口上送计算机监控系统。事故低油压采用两只压力开关独立上送。2.1.3 控制原理

调速器#1油泵电机控制系统图：

图2 调速器油压装置控制系统#1油泵电机回路图

当1SA切至自动时，接点1、2接通，-1KA2在软启动器无故障时是闭合的，当PLC控制的-K1触点接通时，-1KA线圈得电，-1KA触点接通，使得-1KM线圈得电，1KM触点闭合，1KA1线圈得电，接触器控制的主回路接通，实现油泵电机的自动启动，1KM触点闭合，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成；当1SA切至手动时，接点3、4接通，-1KA2在软启动器无故障时是闭合的，按下-SB11按钮时，-1KA线圈得电，软启动器回路中的-1KA触点接通，同时自保持回路中的-1KA触点接通，实现油泵电机的手动启动。2.1.4 运行注意事项

3.1.4.1 控制屏上的复归按钮短按复归报警信号，长按恢复出厂设置。3.1.4.2 回油箱有油混水监测装置。

3.1.4.3 事故低油压发停机信号，极低油位不停机。

3.1.4.4 控制系统检修时PLC仅靠一块电池供电，如电池无电将造成程序丢失。2.1.5 常见运行操作

3.1.5.1 将控制把手切至手动时，按下启动/停止按钮可对油泵进行启停操作。3.1.5.2 短按复归按钮可对报警信号进行复归。

3.1.5.3 控制系统检修时，检查油泵停止后，将3个油泵控制把手切至切除，将动力屏内的双电源转换开关切至“断电O”位置，拉开机旁盘上两个动力电源开关，拉至检修位置，拉开机旁直流馈电屏调速器油压装置控制系统电源开关。2.2 盘型阀油压装置控制系统 2.2.1 系统组成

官地水电站盘型阀油压装置设置了一套自动控制系统，采用PLC控制，控制对象为2台22kW油泵，能完成油压装置的现地自动和手动控制及电机保护。

盘型阀油压装置控制系统有2回AC 380V电源和1回DC 220V电源。每台泵采用一回AC 380V作为动力电源，电机采用常规电磁式启动。2台泵的C相为开关电源装置PS1提供两路220V交流电源（互为备用），DC 220V为开关电源装置PS2提供一路直流电源，开关电源输出两路24V直流电供PLC使用。

控制柜内装设满足油压装置控制所需的所有控制、保护设备，主要包括自动空气开关、接触器、热继电器、开关电源、PLC、继电器、防雷设备、模拟信号隔离器、指示灯、操作控制开关等。

现地控制屏装有10.4”彩色液晶（触摸）显示屏，显示设备运行状态信号，各种报警信号，各模拟量实测值（压力油罐的油位值和油压值、回油箱的油位值），电机的运行时间和动作次数。现地控制屏上还设有运行状态监视灯，监视设备运行状态、主要报警信号等。2.2.2 控制方式及作用

盘型阀油压装置控制系统的现地手动、自动控制方式选择切换开关设在现地柜上；切换开关设有“自动”、“切除”、“手动”三档。将控制方式选择切换开关置于“自动”控制方式时，盘型阀油压装置控制系统按照PLC程序自动控制相关控制对象的启/停。当切换开关设置于“切除”位置时，相应控制对象退出运行。将控制方式选择切换开关置于“手动”运行时，在现地控制柜上通过按钮直接启/停油泵、开/关组合阀。

PLC通过油罐压力开关和油罐压力变送器来控制油泵电机的启动和停止。当油罐油压低于工作泵启动压力时，自动启动工作泵；若压力继续降低至备用泵启泵压力或检测到工作泵故障时，应发出油泵故障报警，并自动启动备用油泵；当油压继续降低到低油压报警整定值时，发出油压过低报警信号；当油压恢复到正常油压时，停止工作油泵和备用油泵，如油泵或PLC故障，不能按要求停止油泵运行，油压继续上升到油压过高整定值时，发出油压过高报警信号。当回油箱液位降低至低液位时（现场整定）自动停泵并发液位低报警，回油箱液位过高时发液位过高报警信号。

现地控制屏通过MB+口与计算机监控系统通信，将切换开关位置状态、电机运行状态和故障报警信号（包括电机故障、PLC故障、电源故障、传感器故障、主/备切换等）以及各模拟量实测值，以及泵的运行时间和动作次数的统计结果通过MB+口上送计算机监控系统。

2.2.3 控制原理

盘型阀#1油泵电机控制系统图：

图3 盘型阀油压装置控制系统#1油泵电机回路图 当1SA切至自动时，接点1、2接通，当PLC控制的-K1触点接通时，-1KA线圈得电，-1KA触点接通，使得-KM1线圈得电，-KM1触点闭合，接触器控制的主回路接通，实现油泵电机的自动启动，同时1KM线圈得电，1KM触点闭合，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成；当1SA切至手动时，接点3、4接通，按下-SB11按钮时，-1KM线圈得电，自保持回路中的-1KM触点接通，接触器控制的主回路接通，同时1KM线圈得电，1KM触点闭合，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成。2.2.4 运行注意事项

2.2.4.1 控制屏上的复归按钮短按复归报警信号，长按恢复出厂设置。2.2.4.2 盘型阀油压装置控制系统没有自动补气功能。2.2.4.3 根据与设计沟通，正常时自动控制方式不投入。

2.2.4.4 控制系统检修时PLC仅靠一块电池供电，如电池无电将造成程序丢失。2.2.5 常见运行操作

3.2.5.1 将控制把手切至手动时，按下启动/停止按钮可对油泵进行启停操作。3.2.5.2 短按复归按钮可对报警信号进行复归。

3.2.5.3 控制系统检修时，检查盘型阀压油装置已泄压排油，补气装置已退出，检查油泵停止后，将2个油泵控制把手切至切除，拉开油泵动力电源开关，拉至检修位置，拉开控制系统直流电源开关。2.3 主变冷却器控制系统 2.3.1 系统组成

官地水电站主变冷却器控制系统共有4套，每套有1个动力屏和1个控制屏。控制对象为主变冷却器油泵A、B、C 3相，每相各4台，共12台。主变冷却器控制系统能完成每个机组段内三套主变冷却器及相关附属设备的自动和手动控制以及电机的保护，确保主变压器的正常运行。

盘柜布置图如下：

图4 盘型阀油压装置控制系统屏柜布置图 主变冷却器的动力电源采用AC 380V双电源供电，柜内配置双电源切换开关，实现主回路失电时自动投入备用电源回路的功能。主变冷却器控制系统动力柜#1电源取自相应的机旁动力盘Ⅰ段，#2电源取自机旁动力盘Ⅱ段；控制柜有1路AC 220V电源，1路DC 220V电源。DC 220V电源取自主变洞直流母线。

柜内装有满足主变冷却器所需的所有控制、保护设备，主要包括自动空气开关、双电源切换开关、开关电源、PLC、接触器、热继电器、继电器、电流变送器（主变高压侧CT信号）、电压变送器（主变低压侧母线PT信号）、防雷设备、模拟量信号隔离器、指示灯、操作控制开关等设备。

现地控制屏装设10.4”彩色液晶（触摸）显示屏，显示设备运行状态信号，各种报警信号，各模拟量实测值（如总管压力、主变低压侧电压、主变运行负荷等），电机的运行时间和动作次数，以及进行设定和修改整定值。2.3.2 控制方式及作用

控制方式分为自动、切除、手动，控制方式选择切换开关设在控制屏上，控制方式选择切换开关置于“自动”控制方式时，主变冷却器随主变的状态自动投切，即主变运行时投入主变冷却器，主变停运时退出主变冷却器。控制方式选择切换开关置于“手动”时，在现地控制柜上通过启/停切换开关投切主变冷却器。

PLC能自动统计每台冷却器的运行时间和启动次数，正常情况下，冷却器均设置为“自动”控制方式，并根据运行时间或启动次数在启停冷却器过程中自动轮换工作和备用冷却器，实现4台冷却器互为备用的功能，并且当工作方式自动切换时，自动发出信号。

现地控制屏通过MB+口与计算机监控系统通信，将切换开关位置状态、电机运行状态和故障报警信号（包括电机故障、PLC故障、电源故障、传感器故障、主/备切换等）以及各模拟量实测值，以及泵的运行时间和动作次数的统计结果通过MB+口上送计算机监控系统。主变共设两只油面温度计及一只绕组温度计，控制屏只采集每只温度计中的模拟量信号和两个控制接点开关，报警接点及跳闸接点信号由主变端子箱直接接至LCU。2.3.3 控制原理

当主变带电时自动投入一台冷却器运行。每台变压器的4个油泵电机根据主变油温信号自动投退。当主变油温达到45℃时或监测到主变带电后自动投入主用油泵；主变油温达到55℃时，自动投入辅助油泵；油温继续上升至65℃或主变负荷超过设定值并经延时，则投入备用油泵，并同时报警，发主变油温过高告警信号；油温降低至55℃以下或主变负荷低于设定值并经延时，自动退出备用油泵和辅助油泵；当主变退出运行后，所有冷却器自动退出运行；当工作冷却器出现故障时，包括油流中断、水流中断、泄漏、油泵电机故障，经延时如故障仍未解除，切除故障冷却器，自动投入备用冷却器运行。其中油流中断、水流中断、泄露延时60s，油泵电机故障延时200ms。变压器带电出现冷却器全停故障或两台以上冷却器故障时延时5s发冷却器故障信号；冷却器全停20分钟后若油温达75℃，立即发事故跳闸信号；冷却器全停60分钟后不论主变油温多少，直接发事故跳闸信号。2.3.4 运行注意事项

2.3.4.1 控制屏上的复归按钮短按复归报警信号，长按恢复出厂设置。

2.3.4.2 控制系统检修时PLC仅靠一块电池供电，如电池无电将造成程序丢失。2.3.4.3 SA控制把手控制全部泵运行方式。

2.3.5 常见运行操作

2.3.4.4 将控制把手切至手动时，操作启动/停止切换开关可对油泵进行启停操作。2.3.4.5 控制系统检修时，将控制把手切至切除，将动力屏内的双电源转换开关切至“断电O”位置，拉开机旁盘两个动力电源开关，拉至检修位置，拉开控制系统直流电源开关。

参考资料：

1，中鼎辅机控制设备原理接线图。

2，官地辅机及公用系统控制设备与自动化元件合同文件技术部分。