[b]1　概　述 [/b]　　銅街子電站位于樂山市沙灣區(qū),是大渡河梯級開發(fā)的最末一級,屬龔嘴水力發(fā)電總廠管轄,距離上游龔嘴電站約33 km,距離沙灣總廠基地約32 km。全站裝機容量為4×150 MW,為壩后式明廠房,機組、變壓器為典型的單元接線;主變壓器容量為180 000 kVA,冷卻方式為:強迫油循環(huán)風(fēng)冷式,共5臺冷卻器。 　　由于設(shè)計較早,因此,長期以來,該電站主變冷卻器的自動控制系統(tǒng),在測控方式、控制元件及外圍測量元件方面都存在著很多缺陷。在前幾年的運行中,曾多次出現(xiàn)過自控裝置控制失靈造成冷卻器不能自動啟動;主變本體大量跑油時無任何信號輸出,導(dǎo)致整個發(fā)電單元被迫停電;測量部分技術(shù)落后且已嚴(yán)重?fù)p壞,以至于當(dāng)主變溫度升高后不能實現(xiàn)保護功能和按負(fù)荷及溫度自啟動冷卻器功能。給安全生產(chǎn)埋下了極大地隱患。同時,主變油位、油溫必須依靠人工定時巡視、記錄及定期進行冷卻器切換操作,不能滿足水電廠無人值班（少人值守）運行的要求。為解決上述諸多方面問題,使該系統(tǒng)能達到“無人值班（少人值守）”運行方式的要求。我廠決定對主變冷卻器自動測控系統(tǒng)進行改造。 　　通過半年多時間的調(diào)研和收集資料,在充分研究論證后,聯(lián)合四川中鼎電氣控制有限公司、四川電力試驗研究院,利用可編控制器共同開發(fā)新型電力風(fēng)冷式變壓器冷卻器自動測控系統(tǒng)（TCPC-F自動控制裝置）。經(jīng)過半年多的時間,該裝置于1997年11月在該電站11號主變正式投入使用。經(jīng)實際生產(chǎn)運行考驗表明,該裝置完全能夠達到預(yù)先的設(shè)計要求,從根本上解決了原裝置中所存在的種種問題,滿足了“無人值班（少人值守）”及計算機監(jiān)控的要求。 [b]2　測控系統(tǒng)的研制原則 [/b]　　為了能適應(yīng)新形勢下的技術(shù)要求,研制后的裝置必須采用新技術(shù)、新方法、新器件。另外,新系統(tǒng)應(yīng)徹底改變傳統(tǒng)的測控方式,要求具有自動化程度高、運行可靠、功能齊全、比較完善的自控、保護及信息傳遞功能,能適應(yīng)主變的各種運行工況,達到免維護、無操作的目的。 [b]3　測控系統(tǒng)研制的技術(shù)難點 [/b]　　第一,要使測控裝置根據(jù)溫度開關(guān)和溫度傳感器送來的溫度值,能進行冷卻器的啟動、停止控制,同時又要使各臺冷卻器的啟停滿足廠家所要求變壓器作對稱散熱的條件;第二,為了保證在主變油溫升高時能可靠動作,避免因測量元件誤動而造成誤跳開關(guān),并且在任何一只溫度傳感器或溫度開[b]關(guān)出現(xiàn)故障時,能自動發(fā)出信號。 [/b][b]4　系統(tǒng)的硬件配置及技術(shù)指標(biāo) [/b]　　主變冷卻器測控系統(tǒng)由6個主要部分組成: 　　（1）TCPC-F主變冷卻器自動測控裝置 　　該測控裝置包括:FX2-80 MT可編程控制器、4 AD模塊、開關(guān)電源、繼電器等外圍部分。 　　PLC輸入:4路模擬量、40路開關(guān)量; 　　PLC輸出:40路開關(guān)量; 　　上送LCU:12路開關(guān)量; 　　接點容量:220 VDC/5A; 　　測量精度:0.5%; 　　電　　源:三路220±10% VAC; 　　工作方式:連續(xù); 　　工作環(huán)境:溫度0°～55℃,相對濕度:95%。 　?。?）溫度變送器 　　型　　號:JUMO-P t100（德國）; 　　工作壓力:300 kPa; 　　調(diào)溫度范圍:0°～100℃; 　　允許最高溫度:100℃; 　　輸　　出C4～20 mA; 　　精　　度:0.2%F.S; 　　防護等級:IP65。 　?。?）溫度開關(guān) 　　型　　號:B403-120（美國）; 　　工作壓力:600 kPa; 　　調(diào)整溫度范圍:-15°～105℃; 　　允許最高溫度:0°～135℃; 　　輸　　出:2 SPDT,3 SPDT; 　　防護等級:IP65。 　?。?）流量開關(guān) 　　型　　號:FCS-G 1/2 AN8 X（德國）; 　　壓　　力:6 MPa; 　　電　　源:24 VDC; 　　工作范圍:H201～150 cm/s; 　　防護等級:IP67。 　?。?）空開、接觸器、TK（包括缺相保護） 　　電　　源:3相AC; 　　工作電壓:400 V; 　　工作電流:100 A,15 A。 　　（6）壓差變送器 　　型　　號:FOXBORO-841（上海）; 　　量　　程:0～4 m水柱; 　　精　　度:0.2%F.S; 　　電　　源:24 VDC±20%; 　　輸　　出C4～20 mA。 [b]5　裝置主要控制功能 [/b]　　TCPC系統(tǒng)的測控核心為PLC,負(fù)責(zé)所有信息的采集處理。當(dāng)所有監(jiān)測開關(guān)量送入PLC輸入口,溫度變送器將測得的溫度信號送入PLC專用A/D轉(zhuǎn)換模塊進行數(shù)據(jù)處理時,裝置按預(yù)制程序完成對主變油溫的自動測量和對冷卻器的自動控制。 　　其運行方式除了按主變油溫自動調(diào)節(jié)外,還自動執(zhí)行定時逐臺循環(huán)切換,當(dāng)冷卻器在運行中出現(xiàn)故障,測控裝置還能自動進行“工作”—“備用”狀態(tài)的切換;同時,上送報警信號。 　　整套裝置根據(jù)設(shè)計,完成對主變冷卻系統(tǒng)的自動控制,實現(xiàn)對油泵和冷卻器的自動啟停,維持主變油溫在正常的工作范圍內(nèi)。根據(jù)實際運行情況,一旦主變投運,便將投入3臺冷卻器作為基本冷卻負(fù)荷,另余兩臺作為自動調(diào)節(jié)。同時根據(jù)對稱散熱條件啟動冷卻器,具體為:當(dāng)只有3臺冷卻器運行時,組合方式是①—③④,②—④⑤,①或②—③⑤。當(dāng)4臺冷卻器運行時,組合方式是①②—④⑤,①②—③⑤,①②—③④,并可自動定時切換。 　　5.1　按功率調(diào)節(jié)功能 　　PLC根據(jù)功率變送器和溫度變送器設(shè)定值信息,進行所余兩臺冷卻器的啟動調(diào)節(jié);當(dāng)主變負(fù)載較快增加時（發(fā)電機帶50%～100%負(fù)荷）,PLC此時以功率變送器信息為優(yōu)先,輔以油溫上升梯度值即可啟動參與調(diào)節(jié)的一臺或二臺冷卻器。 　　5.2　按主變油溫調(diào)節(jié)功能 　　PLC根據(jù)溫度變送器送來的設(shè)定溫度值,進行所余兩臺冷卻器的啟動與停止調(diào)節(jié),并可定時自動切換。 　　當(dāng)主變油溫在50°～55℃區(qū)間運行時,可不再啟動冷卻器。如果油溫上升至60℃時,PLC指令啟動一臺冷卻器;當(dāng)油溫繼續(xù)上升至65℃時,PLC再指令啟動一臺冷卻器;當(dāng)全部冷卻器都投運后,油溫再繼續(xù)上升至75℃以上,此時,PLC將延時分段報警,并將報警信號上送給計算機監(jiān)控系統(tǒng)。反之,運行中當(dāng)油溫由65℃下降至55℃時,PLC將逐一停運兩臺冷卻器。 　　5.3　冷卻器全停保護功能 　　冷卻器正常全部停止運行應(yīng)滿足:機組油開關(guān)跳、主變油溫下降至溫度開關(guān)復(fù)歸接點動作（50℃）,PLC同時判斷溫度開關(guān)動作順序（由高至低）和功率變送器所送的信息（功率為零）一致。否則冷卻器將保持運行。 　　冷卻器全部故障停止主變運行應(yīng)滿足:①冷卻器全部故障停運,延時60 min;②冷卻器全部故障停運,同時主變油溫上升至溫度傳感器與溫度開關(guān)關(guān)聯(lián)動作（75℃）,延時10 min情況出現(xiàn)時,PLC出口跳閘并送出跳閘信號。當(dāng)油溫接近跳閘溫度時,PLC可先送出報警信號。 　　5.4　主變油溫升高保護功能 　　為了保證主變油溫升高時事故停運動作可靠,對于3只溫度開關(guān)與1只溫度傳感器的動作正確與否,測控裝置除了對測溫元件進行自檢與互檢外;還要進行兩者之間的三選二關(guān)聯(lián)動作（即:兩只溫度開關(guān)與1只溫度傳感器,必須有兩個以上的輸出量達到事故溫度設(shè)定值時,裝置才會輸出事故動作信號至跳閘回路。） 　?、佼?dāng)油溫≥75℃時,測控裝置將延時1 h送出信號到主變跳閘回路; 　?、谠谥髯冇蜏亍?5℃時,但主變冷卻器出現(xiàn)全部冷卻器故障或兩段動力電源消失,延時10 min送出信號到主變跳閘回路; 　?、郛?dāng)油溫達到80℃時,測控裝置將立即送出信號到主變跳閘回路。 　　5.5　自動測控裝置能監(jiān)測主變冷卻器的動力電源,并能自動控制切換 [b]6　結(jié)束語 [/b]　　該自動測控系統(tǒng)在龔嘴水力發(fā)電總廠、四川中鼎電氣控制有限公司和四川電力試驗研究院的共同努力下,完成了整個自動測控系統(tǒng)的功能研究開發(fā),并成功地在銅街子電站投入使用。經(jīng)一年多時間運行證明,設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠,消除了我廠以前該部分故障率高、運行不穩(wěn)定的現(xiàn)象,并完善了以前沒能實現(xiàn)的自動控制功能,提高了主變的安全運行率,降低了設(shè)備的故障率,大大地減少了該部分設(shè)備的維護工作,延長了設(shè)備的使用壽命;整套系統(tǒng)性能和測控功能完善;系統(tǒng)所有元器件選型精良,達到了免維護、免值守的技術(shù)改造目的;整套系統(tǒng)及外圍自動化元件均具有較強的室外防護能力,完全能夠滿足“無人值班（少人職守）”的要求。1999年1月,由四川省電力公司組織的專家鑒定委員會對該裝置給予了高度評價:具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益,有廣泛的推廣應(yīng)用價值,對水電廠的自動化進程起到了積極的推動作用。