发电厂取水泵组控制系统改进
2014-11-27郭勇
摘 要：通过介绍国华定电取水泵站运行中存在的风险，提出了在运行方式上的改进措施，从而保证取水泵站向电厂供水的可靠性。
关键词：取水泵组；软启动；工频启动；PLC
中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）21-0031-02
1 取水泵站概述
国华定洲发电有限责任公司取水泵站位于河北省西大洋水库六轴坡副坝右肩，由引水隧洞、竖井式泵房、高位水池、压力管道和变电站组成。西大洋水库位于河北省保定市唐县境内的大清河水系唐河出山口，在西大洋村下游1 km处，距唐县县城20 km，距国华定洲发电厂29 km。
该工程按定洲电厂规划容量2 400 MW时的年用水量3.4×107 m3设计，设计总引水流量为5 100 m3/h（1.417 m3/s），一期工程设计引水流量为2 900 m3/h（0.806 m3/s）。
泵站采用正向引水干室型竖井式布置，引水隧洞以45°角斜交于水库输水洞。进水池与泵房合建，泵房提水至高位水池，压力管道穿过六轴坡山体山凹后顺路敷设至电厂，35 kV变电站与管理区合建，位于泵站高位水池东侧。
泵站装机台数共4台，3台工作，1台备用。一期工程的装机台数为3台，2台工作，1台备用。
2 取水泵组控制系统改进的必要性
2.1 取水泵组控制系统改进前的运行方式
2.1.1 接线方式
取水泵PCⅠ段带1号、2号取水泵，PCⅡ段带3号、4号取水泵；两段为串联方式。
2.1.2 控制方式
2套PLC控制系统分别单独控制。控制系统具体为以下2种：①井上3号、4号取水泵PLC系统。上位机和面板就地控制均可变频启动3号、4号取水泵；上位机可工频启动1台取水泵（3号或4号）；软启动未接线。②井下1号、2号取水泵PLC系统。上位机和面板就地控制均可变频启动1号、2号取水泵；无工频启动方式。
2.2 实施改进的必要性
由于常遭受雷击，导致取水泵站上位机和PLC故障频繁，尤其雷击造成的变频器故障，可导致4台取水泵都无法启动，进而使供水受限或中断。
2.3 现有设备状况
根据目前取水泵站现场的设备情况，控制系统的改进无需新增设备，只需在现有的基础上改进和调试。
2.4 攻关内容
实施取水泵组控制系统改进应解决的问题主要有以下2点：①自耦变启动（工频启动）1号、2号取水泵；②软启动3号、4号取水泵。
2.5 预期效果
预期实现即使在上位机、PLC和变频器均故障的情况下，取水泵组仍然可以启动，并具备最简单的启动方式，从而保证电厂稳定运行。
3 实施步骤
具体实施步骤分为以下10步：①检查4台泵的变频、软启动、自耦降压启动电气一次回路和控制回路，以保证接线与设计图纸完全一致。②将取水口PC段的运行方式变为分段运行方式。③办理工作票，将3号、4号泵变频柜和软启动柜停电，
检查、清理一次回路和控制回路中的各元器件，对未接线的，要接线；对接线松动的加以紧固。此外，还要检查电源电缆和控制回路的绝缘是否符合要求。④拆除软启动柜至取水泵电机间的出线，并对拆除的电缆做好绝缘包缠。押票将3号、4号泵送电，空载启动软启动柜，检查各个元件动作情况和盘面指示灯的指示是否正确。⑤在软启动柜空载启动无误后，重新办理停电手续，拿回工作票，将软启动柜至电机间的电源线接好。⑥押票将3号、4号泵送电，检查无误后，用软启动柜分别启动3号、4号泵，检查电机和软启动柜的运行是否正常。运行正常后，结束工作票，3，4号泵恢复为变频运行的方式。⑦在3号、4号泵软启动柜调试正常后，办理工作票，将1号、2号泵和自耦降压启动柜停电，检查、清理一次回路和控制回路中的各元器件，用4号泵的工频启动控制回路控制1号、2号泵的工频启动。检查电源电缆和控制回路的绝缘是否符合要求。⑧拆除自耦降压启动柜至取水泵电机间的引线，对拆除的电缆做好绝缘包缠。押票将自耦降压启动柜送电，空载自耦降压启动柜，检查各个元件的动作情况和盘面指示灯的指示是否正确。⑨自耦降压启动柜空载启动无误后，重新办理停电手续，拿回工作票，将自耦降压启动柜至电机间的电源线接好。⑩押票将自耦降压启动柜送电，检查无误后，用自耦降压启动柜分别启动1号、2号泵，检查自耦降压启动柜和电机的运行是否正常。运行正常后结束工作票，1号、2号泵恢复为变频运行的方式。
4 控制系统改进的情况和成果
3号、4号取水泵的软启动调试于2011-08-06完成；1号、2号取水泵的工频启动调试于2011-08-27完成。
通过改进取水泵组的控制系统，实现了即使在上位机、PLC和变频器故障情况下，取水泵组仍然可以启动，并具备了最简单的启动方式。
5 改造后取水泵组变频柜的工作原理
改造后1号、2号取水泵控制系统变频柜的工作原理如图1所示。
图1 改造后1号、2号取水泵控制系统变频柜的工作原理
改造后3号、4号取水泵控制系统变频柜的工作原理如图2所示。
图2 改造后3号、4号取水泵控制系统变频柜的工作原理
6 取水泵组的运行方式
取水泵组的具体运行方式有以下3种：①正常运行方式为上位机操作，变频启动1号、2号、3号、4号取水泵。②雷雨天气时，为了防止取水泵组及其控制系统受到雷击，进而造成供水受限或中断，制定了《取水泵组及其控制系统防雷击运行技术措施》并下发执行。③当取水泵站因上位机和PLC故障而无法变频启动时，1号、2号取水泵可通过自耦变工频启动其中一台，3号、4号取水泵通过软启动工频启动另一台。此项操作是在变频无法启动时的最终启动方式。
7 结束语
通过改进取水泵组的运行方式，提高了设备运行的可靠性，从而保证取水泵站更好地向电厂供水。
————————
作者简介：郭勇（1974—），男，汉族，山西阳高人，工程师，现从事电厂化学管理工作。
〔编辑：张思楠〕
Plant Water Pump Control System Improvements
Guo Yong
Abstract：The risk of introduction Guohua given electric water pump station operation exists in the operation mode is proposed improvements， water pumping stations to ensure the reliability of the water supply to the plant.
Key words： water pump； soft start； start frequency； PLC
摘 要：通过介绍国华定电取水泵站运行中存在的风险，提出了在运行方式上的改进措施，从而保证取水泵站向电厂供水的可靠性。
关键词：取水泵组；软启动；工频启动；PLC
中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）21-0031-02
1 取水泵站概述
国华定洲发电有限责任公司取水泵站位于河北省西大洋水库六轴坡副坝右肩，由引水隧洞、竖井式泵房、高位水池、压力管道和变电站组成。西大洋水库位于河北省保定市唐县境内的大清河水系唐河出山口，在西大洋村下游1 km处，距唐县县城20 km，距国华定洲发电厂29 km。
该工程按定洲电厂规划容量2 400 MW时的年用水量3.4×107 m3设计，设计总引水流量为5 100 m3/h（1.417 m3/s），一期工程设计引水流量为2 900 m3/h（0.806 m3/s）。
泵站采用正向引水干室型竖井式布置，引水隧洞以45°角斜交于水库输水洞。进水池与泵房合建，泵房提水至高位水池，压力管道穿过六轴坡山体山凹后顺路敷设至电厂，35 kV变电站与管理区合建，位于泵站高位水池东侧。
泵站装机台数共4台，3台工作，1台备用。一期工程的装机台数为3台，2台工作，1台备用。
2 取水泵组控制系统改进的必要性
2.1 取水泵组控制系统改进前的运行方式
2.1.1 接线方式
取水泵PCⅠ段带1号、2号取水泵，PCⅡ段带3号、4号取水泵；两段为串联方式。
2.1.2 控制方式
2套PLC控制系统分别单独控制。控制系统具体为以下2种：①井上3号、4号取水泵PLC系统。上位机和面板就地控制均可变频启动3号、4号取水泵；上位机可工频启动1台取水泵（3号或4号）；软启动未接线。②井下1号、2号取水泵PLC系统。上位机和面板就地控制均可变频启动1号、2号取水泵；无工频启动方式。
2.2 实施改进的必要性
由于常遭受雷击，导致取水泵站上位机和PLC故障频繁，尤其雷击造成的变频器故障，可导致4台取水泵都无法启动，进而使供水受限或中断。
2.3 现有设备状况
根据目前取水泵站现场的设备情况，控制系统的改进无需新增设备，只需在现有的基础上改进和调试。
2.4 攻关内容
实施取水泵组控制系统改进应解决的问题主要有以下2点：①自耦变启动（工频启动）1号、2号取水泵；②软启动3号、4号取水泵。
2.5 预期效果
预期实现即使在上位机、PLC和变频器均故障的情况下，取水泵组仍然可以启动，并具备最简单的启动方式，从而保证电厂稳定运行。
3 实施步骤
具体实施步骤分为以下10步：①检查4台泵的变频、软启动、自耦降压启动电气一次回路和控制回路，以保证接线与设计图纸完全一致。②将取水口PC段的运行方式变为分段运行方式。③办理工作票，将3号、4号泵变频柜和软启动柜停电，
检查、清理一次回路和控制回路中的各元器件，对未接线的，要接线；对接线松动的加以紧固。此外，还要检查电源电缆和控制回路的绝缘是否符合要求。④拆除软启动柜至取水泵电机间的出线，并对拆除的电缆做好绝缘包缠。押票将3号、4号泵送电，空载启动软启动柜，检查各个元件动作情况和盘面指示灯的指示是否正确。⑤在软启动柜空载启动无误后，重新办理停电手续，拿回工作票，将软启动柜至电机间的电源线接好。⑥押票将3号、4号泵送电，检查无误后，用软启动柜分别启动3号、4号泵，检查电机和软启动柜的运行是否正常。运行正常后，结束工作票，3，4号泵恢复为变频运行的方式。⑦在3号、4号泵软启动柜调试正常后，办理工作票，将1号、2号泵和自耦降压启动柜停电，检查、清理一次回路和控制回路中的各元器件，用4号泵的工频启动控制回路控制1号、2号泵的工频启动。检查电源电缆和控制回路的绝缘是否符合要求。⑧拆除自耦降压启动柜至取水泵电机间的引线，对拆除的电缆做好绝缘包缠。押票将自耦降压启动柜送电，空载自耦降压启动柜，检查各个元件的动作情况和盘面指示灯的指示是否正确。⑨自耦降压启动柜空载启动无误后，重新办理停电手续，拿回工作票，将自耦降压启动柜至电机间的电源线接好。⑩押票将自耦降压启动柜送电，检查无误后，用自耦降压启动柜分别启动1号、2号泵，检查自耦降压启动柜和电机的运行是否正常。运行正常后结束工作票，1号、2号泵恢复为变频运行的方式。
4 控制系统改进的情况和成果
3号、4号取水泵的软启动调试于2011-08-06完成；1号、2号取水泵的工频启动调试于2011-08-27完成。
通过改进取水泵组的控制系统，实现了即使在上位机、PLC和变频器故障情况下，取水泵组仍然可以启动，并具备了最简单的启动方式。
5 改造后取水泵组变频柜的工作原理
改造后1号、2号取水泵控制系统变频柜的工作原理如图1所示。
图1 改造后1号、2号取水泵控制系统变频柜的工作原理
改造后3号、4号取水泵控制系统变频柜的工作原理如图2所示。
图2 改造后3号、4号取水泵控制系统变频柜的工作原理
6 取水泵组的运行方式
取水泵组的具体运行方式有以下3种：①正常运行方式为上位机操作，变频启动1号、2号、3号、4号取水泵。②雷雨天气时，为了防止取水泵组及其控制系统受到雷击，进而造成供水受限或中断，制定了《取水泵组及其控制系统防雷击运行技术措施》并下发执行。③当取水泵站因上位机和PLC故障而无法变频启动时，1号、2号取水泵可通过自耦变工频启动其中一台，3号、4号取水泵通过软启动工频启动另一台。此项操作是在变频无法启动时的最终启动方式。
7 结束语
通过改进取水泵组的运行方式，提高了设备运行的可靠性，从而保证取水泵站更好地向电厂供水。
————————
作者简介：郭勇（1974—），男，汉族，山西阳高人，工程师，现从事电厂化学管理工作。
〔编辑：张思楠〕
Plant Water Pump Control System Improvements
Guo Yong
Abstract：The risk of introduction Guohua given electric water pump station operation exists in the operation mode is proposed improvements， water pumping stations to ensure the reliability of the water supply to the plant.
Key words： water pump； soft start； start frequency； PLC
摘 要：通过介绍国华定电取水泵站运行中存在的风险，提出了在运行方式上的改进措施，从而保证取水泵站向电厂供水的可靠性。
关键词：取水泵组；软启动；工频启动；PLC
中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）21-0031-02
1 取水泵站概述
国华定洲发电有限责任公司取水泵站位于河北省西大洋水库六轴坡副坝右肩，由引水隧洞、竖井式泵房、高位水池、压力管道和变电站组成。西大洋水库位于河北省保定市唐县境内的大清河水系唐河出山口，在西大洋村下游1 km处，距唐县县城20 km，距国华定洲发电厂29 km。
该工程按定洲电厂规划容量2 400 MW时的年用水量3.4×107 m3设计，设计总引水流量为5 100 m3/h（1.417 m3/s），一期工程设计引水流量为2 900 m3/h（0.806 m3/s）。
泵站采用正向引水干室型竖井式布置，引水隧洞以45°角斜交于水库输水洞。进水池与泵房合建，泵房提水至高位水池，压力管道穿过六轴坡山体山凹后顺路敷设至电厂，35 kV变电站与管理区合建，位于泵站高位水池东侧。
泵站装机台数共4台，3台工作，1台备用。一期工程的装机台数为3台，2台工作，1台备用。
2 取水泵组控制系统改进的必要性
2.1 取水泵组控制系统改进前的运行方式
2.1.1 接线方式
取水泵PCⅠ段带1号、2号取水泵，PCⅡ段带3号、4号取水泵；两段为串联方式。
2.1.2 控制方式
2套PLC控制系统分别单独控制。控制系统具体为以下2种：①井上3号、4号取水泵PLC系统。上位机和面板就地控制均可变频启动3号、4号取水泵；上位机可工频启动1台取水泵（3号或4号）；软启动未接线。②井下1号、2号取水泵PLC系统。上位机和面板就地控制均可变频启动1号、2号取水泵；无工频启动方式。
2.2 实施改进的必要性
由于常遭受雷击，导致取水泵站上位机和PLC故障频繁，尤其雷击造成的变频器故障，可导致4台取水泵都无法启动，进而使供水受限或中断。
2.3 现有设备状况
根据目前取水泵站现场的设备情况，控制系统的改进无需新增设备，只需在现有的基础上改进和调试。
2.4 攻关内容
实施取水泵组控制系统改进应解决的问题主要有以下2点：①自耦变启动（工频启动）1号、2号取水泵；②软启动3号、4号取水泵。
2.5 预期效果
预期实现即使在上位机、PLC和变频器均故障的情况下，取水泵组仍然可以启动，并具备最简单的启动方式，从而保证电厂稳定运行。
3 实施步骤
具体实施步骤分为以下10步：①检查4台泵的变频、软启动、自耦降压启动电气一次回路和控制回路，以保证接线与设计图纸完全一致。②将取水口PC段的运行方式变为分段运行方式。③办理工作票，将3号、4号泵变频柜和软启动柜停电，
检查、清理一次回路和控制回路中的各元器件，对未接线的，要接线；对接线松动的加以紧固。此外，还要检查电源电缆和控制回路的绝缘是否符合要求。④拆除软启动柜至取水泵电机间的出线，并对拆除的电缆做好绝缘包缠。押票将3号、4号泵送电，空载启动软启动柜，检查各个元件动作情况和盘面指示灯的指示是否正确。⑤在软启动柜空载启动无误后，重新办理停电手续，拿回工作票，将软启动柜至电机间的电源线接好。⑥押票将3号、4号泵送电，检查无误后，用软启动柜分别启动3号、4号泵，检查电机和软启动柜的运行是否正常。运行正常后，结束工作票，3，4号泵恢复为变频运行的方式。⑦在3号、4号泵软启动柜调试正常后，办理工作票，将1号、2号泵和自耦降压启动柜停电，检查、清理一次回路和控制回路中的各元器件，用4号泵的工频启动控制回路控制1号、2号泵的工频启动。检查电源电缆和控制回路的绝缘是否符合要求。⑧拆除自耦降压启动柜至取水泵电机间的引线，对拆除的电缆做好绝缘包缠。押票将自耦降压启动柜送电，空载自耦降压启动柜，检查各个元件的动作情况和盘面指示灯的指示是否正确。⑨自耦降压启动柜空载启动无误后，重新办理停电手续，拿回工作票，将自耦降压启动柜至电机间的电源线接好。⑩押票将自耦降压启动柜送电，检查无误后，用自耦降压启动柜分别启动1号、2号泵，检查自耦降压启动柜和电机的运行是否正常。运行正常后结束工作票，1号、2号泵恢复为变频运行的方式。
4 控制系统改进的情况和成果
3号、4号取水泵的软启动调试于2011-08-06完成；1号、2号取水泵的工频启动调试于2011-08-27完成。
通过改进取水泵组的控制系统，实现了即使在上位机、PLC和变频器故障情况下，取水泵组仍然可以启动，并具备了最简单的启动方式。
5 改造后取水泵组变频柜的工作原理
改造后1号、2号取水泵控制系统变频柜的工作原理如图1所示。
图1 改造后1号、2号取水泵控制系统变频柜的工作原理
改造后3号、4号取水泵控制系统变频柜的工作原理如图2所示。
图2 改造后3号、4号取水泵控制系统变频柜的工作原理
6 取水泵组的运行方式
取水泵组的具体运行方式有以下3种：①正常运行方式为上位机操作，变频启动1号、2号、3号、4号取水泵。②雷雨天气时，为了防止取水泵组及其控制系统受到雷击，进而造成供水受限或中断，制定了《取水泵组及其控制系统防雷击运行技术措施》并下发执行。③当取水泵站因上位机和PLC故障而无法变频启动时，1号、2号取水泵可通过自耦变工频启动其中一台，3号、4号取水泵通过软启动工频启动另一台。此项操作是在变频无法启动时的最终启动方式。
7 结束语
通过改进取水泵组的运行方式，提高了设备运行的可靠性，从而保证取水泵站更好地向电厂供水。
————————
作者简介：郭勇（1974—），男，汉族，山西阳高人，工程师，现从事电厂化学管理工作。
〔编辑：张思楠〕
Plant Water Pump Control System Improvements
Guo Yong
Abstract：The risk of introduction Guohua given electric water pump station operation exists in the operation mode is proposed improvements， water pumping stations to ensure the reliability of the water supply to the plant.
Key words： water pump； soft start； start frequency； PLC
