浅谈水电厂油压装置人机信息设置的必要性

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

1 概述

油压装置的作用是为调速器各种液压控制设备提供安全、可靠和稳定工作油压的液压能源装置，油压装置主要由压力油罐、回油箱、补油泵、阀组及其它附件组成。

亭子口水电厂油压装置控制屏是在1个屏柜上通过PLC、软启动器等自动化元件进行2台油泵、电动阀、组合阀的启、停控制；控制屏未设置触摸屏进行信息反馈，各种开关量、模拟量等信号未能直接有效展现出来，不利于运维人员日常巡检工作。根据DL/T 1548-2016《水轮机调节系统设计与应用导则》规定，对于大型水轮机调节系统，油压装置控制柜宜采用触摸屏作为人机界面，并显示压力、温度、油温、各种信号状态、动作信号、运行统计信息、故障信息等。

2 油压装置控制介绍

系统在运行时，由于调速器系统液压元件加工工艺不够精密，存在漏油，以及调速器系统中导叶、阀组的动作都是依靠油压去完成，会消耗能量，导致压油罐中的压力降低，为了保证压油罐压力在规定范围内，需对压油罐重新进行建压，一般情况下建压是通过油泵补油的方式进行(油气比一般是1∶3)，除非油位达到规定范围时，才通过补气的方式建压(补气建压的周期较长)。所以补油泵的作用是对压力油罐进行补油，快速建压，保证压力油罐的压力快速恢复到规定的设定值范围内，保证调速器系统正常工作及机组的安全运行。在控制过程中，会有油压开关量、油位模拟量、油位温度量等信号驱动逻辑进行判断，进行自动补油、补气控制。

亭子口电厂在未开展油压装置人机改造前，控制信号及控制中出现的故障不能及时呈现出来，存在较大安全隐患。在进行人机系统改造后，人机与PLC直接通讯，在人机触摸屏上设置油压装置开关量开出、开入点表、参数设置界面、设备动作信息记录界面等，可直观地显示设备状态、泵运行间隔时间、追述事件发生等信息，便于运维人员及时了解设备状态、发现问题。

3 人机信息设置的重要性

油泵是油压装置系统快速建压的一个重要途径，油泵的启停次数和间隔时间可以反映系统压力的变化情况(油罐及系统参数设计合理)，油压装置压力系统的压力损耗主要有：(1)导叶的正常开关；(2)阀组生产不够精密，存在渗油或串油现象；(3)液压管路法兰接头密封不严，存在漏油；(4)压力油罐气体损耗；(5)油管路或法兰接头故障，存在大量漏油；(6)压力油罐安全阀故障，误动作。当压力达到设定的起泵压力值时，油泵补油建压(气压在额定的范围内)。

油泵启停时间间隔可以有效反映出调速系统的健康状况，机组未进行频繁负荷调节的情况下，油泵启停时间比平常短说明系统压力损耗较快，判断油压装置系统可能存在缺陷或故障。亭子口水电厂2号机组于2013年8月正式投入生产，在运行一个月后，油压装置补油泵启停时间间隔比以前相差较大，油泵启停动时间由55min缓慢下降至12min。因当时现场未设置人机信息显示，运行人员只能在监控上位机监盘时了解油泵的运行及停止状况，监盘信息量过大造成监盘人员不能对设备状态充分分析，现场巡回人员缺少观察信号的窗口，也未能及时发现问题，严重影响机组的安全运行。事后经原因分析和试验验证，油泵启停时间较短的原因是由于事故配压阀内部阀芯、阀套磨损及拉伤造成事故配压阀渗油量大，油泵频发启停建压，经更换事故配压阀后，设备恢复正常工作，油泵启停的间隔时间恢复至1h左右。通过该事件后，电厂自动化专业维护人员决定进行人机改造，将各种状态实时呈现，有助于现场巡回人员及时发现问题，改造后多年的运行中，确实有助于运维人员发现了不少的安全隐患，并给予及时解决。例如发生了多次的油压装置组合阀卸载安全阀提前动作事件，因长期振动导致卸载阀未达到定值时就提前动作，动作压力值在停泵值以下，压油泵长时间运行，油温升高；运维人员定期巡回过程中根据事件记录及时发现故障，避免了事故的发生。

4 结语

水轮机油压装置系统故障直接影响调速器的调节品质，严重影响机组的安全运行，通过在现场设置人机信息，便于运维人员及时直观地判断设备健康状况，及时发现问题，及时分析，及时处理，把故障消除在萌芽状态，保证机组的正常运行。在自动化设备不断更新的时代，维护人员要与时俱进，及时运用先进技术进行设备维护管理工作，保证发电控制设备安全稳定运行。