防止溢洪门提升后坠落的新技术

2020-07-07魏靖涵

电力与能源 2020年3期

魏靖涵

(国网新源水电有限公司，北京 100053)

1 富春江电厂溢洪门的工作现状

富春江水力发电厂地处杭州桐庐县境内,于1968年12月25日建成发电，总装机6台，总装机容量360 MW，是一座低水头河床式电站。电站以发电为主, 主要担负电网调峰、调频及事故备用任务，同时电站兼有防洪减灾、航运、灌溉、水产、城市供水、抗咸抵潮等综合功能。

富春江电厂大坝右侧共设置17扇弧形闸门，每孔高13 m，宽14 m，在正常高水位下，每扇弧形闸门的最大泄洪能力为1 100 m3/s，17孔全开泄洪流量为18 700 m3/s，最大泄洪能力33 800 m3/s。

富春江电厂溢洪道弧形闸门启闭机采用固定卷扬式启闭机，安装于弧形闸门上方排架梁上。弧形闸门启闭机由卷筒装置、钢丝绳、平衡吊具、开式齿轮装置、工作及安全制动器、减速器、电动机、高度检测装置、荷载检测及限制装置、机架及其他附件组成。

2 防止溢洪门提升后坠落新技术的思路

溢洪门上升或下降操作过程中，当溢洪门开度品质好，控制电源正常且在正常位置时，监控流程执行松开安全制动器操作，经过5 s延时，制动器松开，投入变频器电源，经过5 s延时，若溢洪门变频器无故障，则进行溢洪门上升或下降操作；若中间任意判定不满足条件，则输出相应报警语句，复归“松开安全制动器”及“溢洪门上升(下降)”操作，流程退出。

选取富春江电厂2019年7月4日13号溢洪门提升，下降输出数据曲线图(见图1)与富春江电厂2019年7月18日3号溢洪门提升，下降输出数据曲线图(见图2)，选取开度信号测值、变频器输出电压测值，设定下降前溢洪门开度H1；对应时间t1，下降后溢洪门开度H2；对应时间t2；则溢洪门下落速度V=(H1-H2)/(t2-t1)。富春江电厂2019年7月4日13号溢洪门提升下落前后输出数据表见表1。

图1 富春江电厂2019年7月4日13号溢洪门提升数据输出曲线图

图2 富春江电厂2019年7月4日13号溢洪门下落数据输出曲线图

富春江电力2019年7月18日3号溢洪门提升下落前后输出数据报表如表2所示。通过对2019年7月4日13号溢洪门提升下落前后输出数据进行研究，可以发现，变频器输出电压在溢洪门提升过程中，最大值为77.37 V；通过开度的变化情况，可以推算出溢洪门具体的下降速度，下降速度V=(H1-H2)/(t2-t1)=(3.03-0)m/38s=0.08(m/s)。

表1 富春江电厂2019年07月04日13号溢洪门提升下落前后输出数据表

表2 富春江电厂2019年7月18日3号溢洪门提升下落前后输出数据表

富春江电厂2019年7月18日3号溢洪门提升数据输出曲线图如图3所示。富春江电厂2019年7月18日3号溢洪门下落数据输出曲线图如图4所示。

通过对2019年7月18日3号溢洪门提升下落前后输出数据进行研究，可以发现，变频器输出电压在溢洪门提升过程中，最大值为163.84 V；通过开度的变化情况，可以推算出溢洪门具体的下降速度，下降速度V=(H1-H2)/(t2-t1)=(3.03-0)m/120s=0.02(m/s)。

图3 富春江电厂2019年07月18日3号溢洪门提升数据输出曲线图

图4 富春江电厂2019年07月18日3号溢洪门下落数据输出曲线图

3 解决方案

通过分析对比可以看出，若在溢洪门开度操作控制流程中加入对变频器输出电压以及溢洪门下落速度的监测，当输出电压小于35 V时，复归“松开安全制动器”及“溢洪门上升(下降)”操作，并输出报警语句“报警：变频器故障”，流程退出。

当溢洪门下降速度大于0.03 m/s时,流程退出，可判定为溢洪门卷扬机电机故障，立即启动溢洪门停止操作流程，停止相应溢洪门全开全关流程，复归相应提升、下降操作以及松开安全制动器操作并清零相关设值，即可防止溢洪门提升后坠落故障的出现。

4 实施过程

通过数据对比推算，在原溢洪门的提升、下降流程中增加逻辑判断语句“变频器输出电压是否大于等于35 V”对输出电压进行判断：当输出电压小于35 V，复归“松开安全制动器”及“溢洪门上升(下降)”操作，并输出报警语句“报警：变频器故障”，流程退出；当输出电压大于等于35 V时，则继续进行溢洪门上升操作。

溢洪门上升操作流程如图5所示。溢洪门下降操作流程如图6所示。

图5 溢洪门上升操作流程

图6 溢洪门下降操作流程

增加逻辑判断语句“溢洪门下落速度是否大于0.03 m/s”对溢洪门下降速度进行监测；当溢洪门下落速度大于0.03 m/s时，可知是由于溢洪门卷扬机电机故障所引起。因此，将溢洪门下落速度大于0.03 m/s作为事故中断量，在上升或下降的流程执行过程中，一经监测到下落速度大于0.03 m/s，启动停止操作流程，停止相应溢洪门全开全关流程，复归相应提升、下降操作以及松开安全制动器操作并清零相关设值。

溢洪门停止操作流程如图7所示。