三峡工程泄洪设施“无人值班”（少人值守）环境

王　琳　何　鹏

摘要：闸门的自动控制是水电厂自动化系统的重要组成部分。以完备的硬件结构、开放的软件平台、强大的应用系统为科学技术基础，配套高效的运行管理环境和运作良好的外围环境，三峡工程泄洪设施已经成功实现“无人值班”(少人值守)。

关键词：泄洪设施；运行管理；三峡工程

长江三峡水利枢纽工程在新技术、新工艺、新产品得到广泛运用的基础上，创建了安全可靠的基础自动化环境同时，也使高效的运行管理环境和动作良好的外围环境不断得到完善；这些都为三峡工程泄洪设施“无人值班”(少人值守)的成功实现提供了必要的现实条件。

1基础自动化环境

1.1工程组成

泄洪坝段位于三峡大坝中部。

泄洪坝段底部，均匀分布有22孔导流底孔弧形门，22扇底孔闸门分别由22台液压启闭机启闭，6个泵站驱动，采用“4机l泵”、“3机1泵”集中传动方式。

在导流底孔上部均匀分布(中轴线与底孔中轴线叉开)23孔泄洪深孔，23扇深孔弧门分别由23台液压启闭机启闭、由6个泵站驱动，采用“4机l泵”、“3机1泵”集中传动方式。

在泄洪坝段上部有左、右排漂孔弧形门，左门在左导墙坝段，右门在右纵向围堰坝段，每个弧门采用双吊点由两台液压启闭机双缸同步提开。

1.2闸门控制

1.2.1控制系统基本配置

泄洪坝段闸门的控制系统全部采用SIMATIC S7一400PLC，配置PS407电源，CPU选用CPU一412—2DP，配置OP系列操作面板。47扇闸门共有14个S7—400PLC的本地站和“个ET一200M远程站。其中6个是导流底孔本地站，每站带3个或4个远程站；6个是泄洪深孔本地站，每站带3个或4个远程站。每个远程站控制一个油缸，每个油缸带动一扇弧门。另外2个是排漂孔本地站，不带远程站。

在以前的闸门控制系统中，测量闸门位置的设备是模拟量，不但需要很多接线，而且可靠性难以得到保证。三峡工程泄洪坝段闸门控制系统采用了带有现场总线接口的旋转编码器来测量闸门的位置，不但可以减少现场的接线，而且数字信号传输技术大大提高了系统的可靠性。现地控制单元S7—400PLC主站与ET一200M从站之间的通讯接口采用Profibus一DP现场总线技术；旋转编码器选用德国P十F公司的带Profibus一DP从站接口的绝对型旋转编码器，传输介质使用满足工业环境要求的RS485接口屏蔽双绞线。

1.2.2泄水闸系统与监控系统

三峡左岸电站计算机监控系统是通过现地控制单元LCU实现对现地设备的信息采集、监视和控制。因此，泄水闸集中控制单元LCUl9应能实时采集各现地电气控制单元PLC的各类实时数据，例如：各种闸门开度、位置、电机、主回路运行状态及故障报警、液压系统运行状态及故障报警、闸门运行状态及故障报警以及2个排漂闸门的同步误差等等)。

LCUl9具有以下控制功能：

(1)监控系统控制方式的设置：

远方／集中／现地控制方式的设置；

底孔／深孔/排漂孔运行对象的设置。

(2)在集中控制方式下，监控系统通过预置闸门开度，选择运行方式，可实现闸门自动控制。运行方式主要有：

选孔(单孔或多孔)开启／关闭控制；

成组开启／关闭控制。

(3)事故停机等紧急操作泄洪闸门电控系统的PLC站通过数字通信(ProfibusDP协议，光纤环网)与三峡大坝左岸电站计算机监控系统接口，其特点是：

1)拓扑结构。允许增加或减少站点，分部投入不会影响到其它站点的操作，而且保证了在一个出故障时，能自动切换成线性结构，继续数据传输。

2)现地控制单元的AC450包括了所有的单点控制程序、所有的流程控制程序以及操作员站的人机接口程序。

3)上位计算机采用服务器一客户机模式(Server—ClientMode)，服务器选用冗余结构，组态软件选用SIMENS的WinCC组态软件，因此，在上位计算机上能实现工程师工作站和操作员工作站的功能。

1.2.3控制方式

整套设备包括：控制系统、液压泵站、油缸、弧门。在实际运行中，运行人员通过操作：控制系统一控制液压泵站一驱动油缸一带动弧门，完成开门和关门动作。

控制系统可供选择的控制方式有：现地手动、现地检修、现地自动、远方集控共4种。自动、检修、集控方式都是通过PLAC来完成。手动控制由简化的继电器逻辑控制。每组每次只能启动一台液压启闭机。在任何情况下都能切换到启闭机房进行操作(启闭机房优先)。4种方式相互连锁。在一种方式下操作另一种万式的按钮和面板按钮无效。选定一种操作后，其它操作方式的按钮被闭锁。

当选择“远方集控”时，运行人员可以通过操作员站实现远方控制。操作员站现有4套，2套布置在左岸电站中控室内，1套布置在运行办票室，1套布置在泄洪闸集中控制室。

2运行管理环境

2.1人员

在集中方式下可以实现的功能有：

(1)底孔闸门任一孔的开启／关闭；

(1)底孔闸门部分或全部开启／关闭，但必须分组分时运行，分时启动；

(2)深孔闸门任一孔开启／关闭到任一开度；

(3)深孔闸门部分或全部开启／关闭到任一开度，但必须分时分组运行，分时启动；

(4)排漂孔闸门任一孔开启／关闭；

(5)排漂孔闸门全部开启／关闭；

(6)在任一控制状态下能完成弧门下滑200mm自动提升，操作员站进行监视。

因此，在无特殊情况下，泄洪坝段集控室配置2～3名运行协察员，完成泄洪坝段机电设施的现场操作、控制、定检、定测等工作，中控室远方监控。

在两种情况下启闭泄水闸门：一是当水位变化时，由梯调下令且由当班值值长批准，方可进行；二是当重大试验或某项技术改造时，运行当班值值长下令，并派人到现场进行安全措施准备或实施操作，同时也可由运行ON—CALL人员到现场协助操作。弧门启闭完成后须上报梯调。

职责范围的明确，在确保精简人员的同时兼顾了人员配置的合理性。

2.2状态检修

历史数据库系统是监控系统的一个组成部分：将原来监控系统中需要历史保存的数据、事件和相关信息分门别类的存放在商用数据库中，供查询、打印或备份。对实时数据、历史数据加以分析比照，综合分析运行，可以进一步了解设备运行工况。

2.3工单管理

工单管理是运行管理环境中一个重要的环节。它的作用是：

(1)把日常维护从运行值班中完全分离，改由维修维护人员完成，并定期生成路线型或维护型工单，减轻了值守人员的劳动强度。

(2)运行人员发现设备缺陷，按有关规定分类登记，依轻重缓急通知各级人员。维护人员根据缺陷情况迅速作出处理方案，并在规定时间内及时处理，使设备重新恢复完好状态，保证泄洪设施持续稳定运行。

2.4培训与制度建设

“无规矩不成方圆”。加强制度建设，做到有章可依、违章必究，对巩固、加强、推广“无人值班”(少人值守)有着重要的作用。针对泄水闸设施，三峡电厂运行部首先及时制定了相应规程，如《导流底孔运行操作规程》、《深孔运行操作规程》、《排漂孔运行操作规程》、《检修工单管理条例》等；其次，针对泄洪坝段“无人值班”(少人值守)实际情况，重新制定安全技术考核项目和指标；再次加大岗位培训力度，实施“请进来、送出去”的培训措施，定期测评考试，考试内容包括理论和实际操作，合格者方能有许可、巡检、操作等的权限。

3合理充分运用EPMS

EPMS即生产管理信息系统，它有10大功能，其中设备维护管理、运行管理、技术文档管理、安全及可靠性管理、生产信息查询管理等5个功能，有效加强了运行与维护的联系，实现运行维护环境与EPMS外围环境之间数据共享。如：设备维护管理、技术文档管理、安全可靠性管理是对。

(1)状态检修的具体落实和补充；运行管理模块是对

(2)培训与制度建设在硬件上的有效补充与完善；而实时生产信息查询通过与电站监控系统的连接，能采集泄水闸门的实时运行数据，实现实时生产信息的共享，及时掌握设备运行工况。只要计算机联网，维护维修人员无论身处何处都对设备情况了如指掌，对泄洪闸门的异常情况能及时、快速作出反应，迅速到达现场进行处理。

2003年6月中控室远方发令，底孔闸门现地关闭，三峡工程成功蓄水到135m高程。迄今为止的一年多时间里，三峡工程泄洪设施在“无人值班”(少人值守)的环境中一直安全稳定运行，成功启闭深孔、排漂孔等地的弧门多次，并经受住了长江流域桃花汛的考验。

三峡工程泄洪设施“无人值班”(少人值守)只是三峡电站运行现状的—角。实践证明，创造良好的基础自动化条件、完善的运行管理环境、有效的外围环境，“无人值班”(少人值守)就会实现。