基于PLC控制的调速器油泵启停程序优化

2021-12-21杨镇阁李剑锋马锦彪

水电站机电技术 2021年12期

杨镇阁，李剑锋，马锦彪

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北唐山 064300）

1 引言

近年来，随着新能源产业的不断深入推广，抽水蓄能电站凭借其优良的调峰调频能力，开始进入建设发展的快车道。调速器油泵是其压油系统控制设备中的重要部件，可以稳定、安全、可靠地为调速器系统提供操作动力。压油系统一般在特定压力区间内工作，油压过高或过低都会严重影响整个机组运行，因此对油泵的可靠运行提出了更高的要求。

罗海龙[1]对油泵频繁启动问题进行了多角度分析；李雨通等[2]通过结合实际情况调整定值来优化压油系统的控制逻辑，李承龙等[3]对油压装置控制逻辑进行了系统性介绍；本文通过在原有逻辑中增加启动闭锁，增加停泵条件，改变触点形式，提升了调速器油泵的启停可靠性。

2 调速器油泵

调速器油泵能够为调速器系统和其他用油设备提供稳定的压力油源，一般配备两套油泵，互为主备，进行轮换使用。随着压力油的不断使用，压力油罐内的压力逐渐降低，此时需要将油经过油泵升压后从回油箱补充至压力罐内。对于压力油有以下要求：通常有两台有感应电动机驱动的油泵，每台油泵1 min的流量为1~2倍的水轮机接力器总容积，或者每台油泵1 min的流量能使油压在1 min内从最小工作压力升到最大工作压力。因此可以理解为，压力油的品质在运行中主要看流量和压力这两个关键因素，流量具体体现在对油罐内油位的监控，压力具体体现在油罐内油压的监控，通过对油泵的启停控制，能够很快地调节压力油的品质。

某厂压油系统由国外设计，配备两套油泵，因国内外设计理念差异，该厂油泵启动依靠油位进行判断，并按照油压进行辅助判断。油罐通过补气阀向内补气，通过油泵向内补油，保证油罐内的油气比维持在2∶1左右，其压油系统如图1所示。

图1 压油系统图

3 程序设计与优化

3.1 程序设计

油泵的启停主要逻辑预设有：启备泵油位，启主泵油位，停泵油位，并辅以油压控制，具体逻辑参数参见表1。

表1 油泵控制逻辑参数表

启主泵程序为：在自动控制条件下，总动力电源条件满足，达到正常起泵油位1 500 mm时起主泵。启备泵程序为：在自动控制条件下，总动力电源条件满足，达到正常起备泵油位855 mm时起备泵。

停泵程序均使用上升沿触点，当以下任一条件触发时：高油位报警2 200 mm；停泵油位1 800 mm；油压报警5.2 MPa。正转换感应触点接通一次，调用一次停泵流程后复归，不影响后续其他条件触发时调用停泵流程。

其梯形图如图2所示。

图2 原油泵控制逻辑

为方便理解，将本文涉及到的符号注释列入表2。

表2 油泵启停梯形图符号注释表

3.2 存在问题

在程序检查中发现，当油罐内因外界原因上升到一定压力，满足“高油压报警”或“油压高二级报警”时，油泵存在无法停泵的隐患，同时，油泵和备用泵甚至可能存在起泵情况，因此，需要对油泵的控制逻辑进行优化，消除隐患，提高油泵启停可靠性，保证压油系统的安全性。

3.3 程序优化

在“启主泵”及“启备泵”程序中加入“高油压报警”和“油压高二级报警”两个条件闭锁，当“高油压报警”和“油压高二级报警”两个条件都不存在时，主备用油泵方可启动。

在停泵程序中，在原有停泵条件“高油位报警”、“停泵油位”、“油压报警”中并入“油压高二级报警”条件，将原来的常闭触点改变为负转换感应触点，当油压继续上升至5.4 MPa，PLC将再次发一下停泵指令，提高停泵的可靠性。当停泵的任一条件触发时，正/负转换感应触点接通一次，调用一次停泵流程后复归，不影响后续其他条件触发时调用停泵流程。需要指出的是，使用负转换感应触点的原因是原触点是闭接点，反之，开接点则应对应使用正转换感应触点。

新PLC程序如图3所示。