天生桥一级水力发电厂油压装置自动补气系统改造

高尚政

（天生桥一级水力发电厂，贵州 兴义 562400）

天生桥一级水力发电厂油压装置自动补气系统改造

高尚政

（天生桥一级水力发电厂，贵州 兴义 562400）

天生桥一级水力发电厂油压装置技术改造，在原有自动补油功能基础上，通过完善硬件配置及重新进行软件设计，实现了自动补气功能，并结合现场实际，合理整定定值，有效地维持了油压装置的油、气平衡。设备改造后，系统运行稳定，效果好。

水电站；油压装置；自动补气；定值整定

水电厂油压装置利用压缩空气储能产生并储存高压油，是水力发电机组开机、停机、调整负荷以及液压配压阀和大型主阀等的操作动力能源。油压装置中油和压缩空气的比例通常要控制在合理范围。当油多气少时，在机组调节过程中，油压下降快，压力油泵必然会频繁启动。如果油过多而空气过少，则有可能不能完成最不利情况下的紧急停机操作。而若油少气多，在机组调节频繁需大量用油时，空气有可能进入调速器系统内部，造成主配压阀振动、接力器振荡，引起事故。可见，维持油压装置的油、气平衡，对机组的安全稳定运行至关重要。

设备改造前，天生桥一级水力发电厂油压装置仅具备自动补油功能，补气操作需由人工手动完成。一方面，增加了运行值班人员的劳动强度；另一方面因对补气阀门操作频繁，易造成系统漏气等情况发生。而保持油压装置的油、气平衡过于依赖人员经验判断，不利于设备的安全可靠运行。因此，实现油压装置的自动补气功能很有必要。

1 油压装置自动补气系统改造

为满足油压装置自动补气功能要求，需配置如下自动化元件：

（1）压力油罐液位信号装置选型为可雷可（clake）BNA21-900磁翻板液位计。配置4对磁记忆液位开关（提供开始补气油位、停止补气油位、油位过低、油位过高接点信号）和1个两线制液位变送器，供流程控制及油位显示使用；

（2）采用西安江河生产的3KH-V自动补气装置。由一个DC24V供电的二位三通电动球阀，两个手动球阀，单向阀，安全阀等组成。具有自动补气、手动补气两种补气方式；

（3）配置压力油罐压力信号装置，分别为5个美国FOLOLO压力开关（原油泵控制使用）及1个威卡（WIKA）PGT23.100压力表计，供流程控制及压力显示使用。威卡（WIKA）PGT23.100压力表计兼有现场压力指针指示和模拟量输出功能，不仅满足了断电情况下读取现场压力值的要求，又避免了因指针表和数显表冗余配置致使管路接头过多的问题。

油压装置控制系统采用西门子S7-300作为核心控制元件。人机接口（HMI）采用西门子10.4寸KTP1 000 DP触摸屏。触摸屏设有系统拓扑显示、开关量输入（DI）测点一览、模拟量输入（AI）测点一览、参数设置、故障记录、事件记录等画面。既满足了运行监视与人机交互需求，又具备了事件追忆及故障分析功能。

软件设计思路为：根据机组运行对油压装置油、气比例的要求，设置开始补气油位、停止补气油位、告警（最低/最高）油位；综合考虑油泵启动条件，设置开始补气油压、停止补气油压值。由油位及油压值的配合，实现压油装置的自动补气功能，维持压力油罐的油、气平衡。

2 油压装置定值整定分析

天生桥一级水力发电厂油压装置额定压力4.0MPa，原设计为5个压力开关，用于油泵控制及油压报警输出。压力开关定值设定为：工作油泵启动3.60MPa，备用油泵启动3.30MPa，油泵停机3.95MPa，油压过高报警4.05MPa，事故低油压2.80MPa。

在原油泵控制基础上，如何利用新配置自动化元件，合理整定系统定值，是此次改造成败的关键。现场技术人员和厂家人员经反复试验，综合考虑油压装置的油、气平衡点，提出以下定值整定意见：

（1）在不改变原有自动补油功能的前提下，增设一路油压模拟量，和原有压力开关冗余配置，用于自动补油、自动补气控制及报警。考虑到模拟量易受环境电磁干扰，为机组安全起见，不开出事故低油压接点；

（2）现场压油装置油位最高为900mm。根据现场实际需要，自动补气功能启动时，油位应控制在合理范围（400～600mm，模拟量）。考虑到模拟量有断线掉电的风险，油位过低（350mm，开关量）时也应作用于停止补气；

（3）油位在合理区间时，自动补气功能应先于自动补油（3.6MPa）启动，整定为3.7MPa。根据现场试验效果，补气停止压力整定为3.90MPa。为防止因系统漏气而长时间补气造成更大的风险，补气时长整定为25min。

综合考虑上述意见，自动补气控制定值整定如下：

补气装置启动：压力小于设定值（模拟量3.7MPa或开关量3.6MPa），且油位≥启动值（600mm）。

补气装置停止：压力大于额定值（3.90MPa），或油位≤停止值（模拟量400mm或开关量350mm），或补气时间＞25min（视机组实际情况确定）。

3 结语

2014年底天生桥一级水力发电厂油压装置进行了升级改造，在原自动补油基础上，通过完善硬件配置及重新进行软件设计，实现了自动补气功能。通过合理整定定值，既兼顾了原油泵控制信号的冗余配置，又有效保证了自动补气功能的稳定运行。设备改造后，系统运行稳定，运行人员人为干预操作由每月一次下降到每年不到一次，大大减轻了人员操作负担，效果良好。其改造经验可供类似工程借鉴。

（责任编辑：周 群）

Upgrade of automatic air replenishment system for pressure oil supply unit of TianshengQiao-ⅠHydro-power Plant

GAO Shang-zheng
（TianshengQiao-Ⅰ Hydro-power Plant,Xingyi 562400,China）

The pressure oil supply units of TianshengQiao-I Hydro-power Plant were subject to a technical upgrade.On the basis of original automatic oil replenishment function,hardware was improved and new software was developed to realize automatic air replenishment.Settings were adjusted combined with field condition.The oil and air balance within pressure oil supply unit is effectively kept.The system operates well after the upgrade.

Hydropower plant;pressure oil supply unit;automatic air replenishment;settings

TV735

B

1003-1510（2016）04-0086-02

2016-04-19

高尚政（1972-），男，甘肃临洮人，天生桥一级水力发电厂工程师，学士，从事水电厂生产管理工作。