水电站的技术供水系统
水电站技术供水系统安装施工措施
水电站技术供水系统安装施工措施1.前期准备：在施工前，需要对供水系统进行详细的设计和规划，了解其基本结构和要求。
然后，准备所需的材料和设备，以及施工计划和进度安排。
2.地基处理：水电站供水系统的地基需要经过处理，以确保其坚固稳定。
在地基处理过程中，需要将其清理干净，并填充合适的土石料，然后进行均匀夯击。
3.安装水源管道：根据设计要求，将水源管道与水电站主体相连接。
在安装过程中，需要检查管道的长度、直径和连接处的密封性。
4.安装进口闸门：进口闸门用于控制水源流量和压力，保证供水系统的正常运行。
在安装进口闸门时，需要根据设计要求选择适当的类型和规格，然后进行连接和密封。
5.安装输水管道：输水管道是将水源输送到水轮发电机组的关键部分。
在安装输水管道的过程中，需要根据设计要求选择合适的管道材料和规格，并进行连接和固定。
6.安装出口闸门：出口闸门用于控制水轮发电机组的出水量和压力。
在安装出口闸门时，需要与输水管道相连接，并进行严密的密封。
7.安装水轮发电机组：水轮发电机组是水电站的核心设备，用于将水能转化为电能。
在安装过程中，需要按照设计要求将发电机组与输水系统进行连接，并进行调试和检验。
8.安装监测设备：为了及时监测供水系统的运行状况，需要安装一些监测设备，如流量计、压力计和温度计等。
这些设备可以帮助运维人员及时发现问题并进行修复。
9.质量检验和试运行：在供水系统安装完毕后，需要进行质量检验和试运行，以确保系统能够正常运行，并满足设计要求。
在试运行期间，需要检测系统的流量、压力、温度等参数，并进行必要的调整和修正。
安装施工措施的执行需要细心、耐心和专业的技术知识。
在执行过程中，要严格按照设计要求和安全操作规程进行，确保施工过程的安全性和质量。
此外，还应根据当地实际情况和环境要求，合理选择材料和设备，并进行必要的维护和保养，以延长供水系统的使用寿命和运行效率。
技术供水系统PPT课件
用主要有：
（1）冷却；
（2）润滑；
（3）液压操作。
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4.1.2供水对象
1、发电机空气冷却器
发电机在运行过程中有电磁 损耗和机械损耗，即定子绕 组损耗、涡流及高次谐波的 附加损耗、铁损耗、励磁损 耗、通风损耗及轴承摩擦机 械损耗。这些损耗转化为热 量，如不及时散发出去，不 但会降低发电机的效率和出 力，而且还会因局部过热损 坏线圈绝缘，影响发电机使 用寿命，甚至引起事故。
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4.1.2供水对象
4、水冷式空压机
空气 产生 热 散热不及时
压缩
量
压缩空气 升温
空压机中空气被压缩时，温度可能升高到180℃左右，因此 需要对空压机气缸进行冷却，降低压缩空气温度，提高生 产能力，降低压缩功耗，并且避免润滑油达到碳化温度造 成活塞内积碳和润滑油分解。
汽缸升温
空压机的冷却方式有水冷式和风冷式两 种。大容量的空压机多采用水冷式，其特 点是冷却效率高，冷却效果好。水冷式是 在气缸及气缸盖周围包以水套，其中通冷 却水，以带走热量。
4.1.2供水对象
3、变压器油冷却器
电磁损耗
转化
热量
绝缘油升温
散热不及时
变压器升温
加速油的劣化 降低绝缘强度
降低变压器的效率 降低线圈的绝缘性能 降低变压器寿命 …… 甚至引起变压器事故
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4.1.2供水对象
3、变压器油冷却器
电力变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、 风冷式和水冷式。
容量较大的变压器常采用水冷却。水冷式变压器有内部 水冷式和外部水冷式两种。内部水冷式变压器的冷却器安 装在变压器的绝缘油箱内，通过冷却器的冷却水将变压器 运行时发出的热量带走。外部水冷式即强迫油循环水冷式， 这种变压器用油泵把油箱中的运行油抽出，加压送入设置 在变压器体外的油冷却器进行冷却。后一种冷却方式能提 高变压器的散热能力，使变压器的尺寸缩小，便于布置， 但需要设置一套水冷却系统。
某小型水电站技术供水系统改造
行， 提供了必要的前提和保障。 从上述某小型电站技术供水系统改造的成功案 例来看 ，对于高水头 、多泥砂、径流式小型水 电站 而言 ，技术供水系统不宜采用直接从机组发 电尾水
取水 的方式 ，机组 发 电尾水 须先 经拦 污 、沉淀 、过
５ 结
语
滤等系统处理后 ，再供给各技术供水用户 ，可以最 大限度地减少技术供水系统堵塞的可能性。
中位偏移了；于是决定在无水状态下将调速器切至 纯手动开到 ０ ５％，观察导叶开度往关方 向缓慢移 动 ，验证 中位 确实偏 离 了 ；经 维护人 员调 节后 ，手 动操 作导 叶未 发现导 叶偏 移 。经手 动开机 后切 回 自 动运 行 ，运 行一 段 时间之 后又 出现上 述 的溜负 荷现 象 。从上位 机 导叶开 度 曲线分 析 ，调 速器 往关 侧偏 移 ；于是维护人员推断可能是之前处理的机械复中 装置中位偏移故 障未完全消除 ，缺 陷隐患仍然存 在 ，中位卡涩现象更加严重了，手动操作手轮明显 感觉手轮复中无弹性 。针对上述故障现象 ，对整个 自复 中装置的解体势在必行 。
为了保持检修集 水井的原有功 能，在 Ｄ ２０ Ｎ ０ 尾水取水 口末端 （ 集水井 内）及原 Ｄ ２０机组检 Ｎ０ 修排水管 （ ２８ 高程尾 水管至检修 集水井 ） ２ ８． ｍ ５ ０ 末端 均安装 Ｄ ２０的长柄 闸 阀。当机组 检修 时 ， Ｎ０ 关闭位于检修集水井 内的 ２只尾水取水 口长柄 闸 阀，打开位 于检修集水 井 内的检修排水 管长柄 闸 阀，投入检修排水泵后便可实现机组的检修排水。 当机组运行时 ，关闭位于检修集水井 内的检修排水 管长柄闸阀，打开位于检修集水井内的 ２ 只尾水取 水 口长柄闸阀，使检修集水井作沉砂池用 。 从机组制造厂家提供的 １ 台机组用水情况和运 行单位 的现场试验结果来看，原技术供水泵的流量 偏 紧、扬程偏小 ，与实际运行要求存 在较大 的差 异。建议更换全部的技术供水泵，适 当加大技术供 水泵 的扬程 和 流量 。经初 步 比选 ，可 选择 与原 水泵 进 出水管直径及外形尺寸相当，但扬程和流量均有
锁金山水电站技术供水系统改造
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｓ ｕ ｏ ｊ ｉ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ， ｉ ｎ —
１ 供水系统存在 的问题
锁金 山水 电站 原 来 装 有 ３台 冲 击 式 水 轮 发 电机 组， 单机 容量 １ ５ ＭＷ。电站 的技 术供 水 水 源原 来是 由 蓄水 池集 中 自流供 水 为 主 ， 加 上抽 水 泵 供 水 为辅 。每
台机组技 术 用水 量 为 ２ ４ ３ ｍ。 ／ ｈ ， ３台机 组 用 水 总量 为
７２ ９ ｍ。 ／ｈ
，
（ ２ ） 随着 自然环境 变 化 ， 原 山涧来 水 日渐枯 竭 ， 机
组 技术供 水被 迫改 为 以水 泵 供水 为 主 、 山涧 来 水方 式 为辅 。因而 原供水 泵 的抽 水 量 明 显偏 小 ， 不 能 满 足正 常供水 需要 。 同时 ， 原供 水 泵 已运行 １ ７ ａ之 久 ， 叶轮 气 蚀磨 损严 重 ， 底 阀常 被 卡 塞 ， 轴套 密 封 严 重漏 水 ， 泵 水 效率 低下 ， 致使 厂用 电耗增 加 。 （ ３ ） 原供水 主管 路上 的滤 水 器 为低 进 高 出 固定滤 网压差 反 冲洗 自动滤 水 器 ， 下 设排 污 口。此 种 滤 水 器
水 不足 时 ， 启 动水 泵抽水 至蓄 水池 ， 再 从 蓄水池 自流入
Ｙ Ａ Ｎ Ｈｏ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｓ ｈ ａ ｏ ｊ ｕ ｎ ， Ｔ Ｉ Ａ Ｎ Ｊ ｉ ｊ ｕ ｎ
润狄水电站技术供水系统设计
向北流 ， 至永靖县境内汇人黄河刘家 峡水库 。电站距上游李
家村 水 文 站 ６ ｋ 距 下游 红 旗水 文 站 ６ ｍ。 河 流域 的上 ｍ， ７ｋ 洮 游 及 中游 大部 分 地 区植 被 良好 ， 土 流 失 轻 ， 游 地 区 为 典 水 下
型 的 黄 土 丘 陵 区 ， 被 较 差 ， 土 流 失严 重 ， 植 水 是洮 河 泥 沙 的 主
Ｊ １，０ ０ ｕ．２ １
・
设 计 与研 究 ・
润狄水电站 技术供 水系统设 计
魏 学 智
（ 临夏 州 夏 能水 利水 电开 发 有 限公 司 ， 甘肃 临 夏 ７ １０ ） ３ ０ １
摘 要 ：水 电站技 术供 水 系统 是 水 电站 重要 的辅 助 系统 之 一 ，水 电站 技 术的作 用 。 果对 电站技 术 供 水 系统设 计 不合 理 ， 不 到技 术 供 水 的要 求 ， 会 影 响 电站 的 正常 运行 ， 成 不 必要 的 经 济损 如 达 就 造
ｌ． — ． 设 计 水 头 为 ９５ ｍ， Ｏ８ ８ ５ ｍ， ３ ７ ． 总装 机 为 １ ２ ＭＷ（ ｘ ． ２ ４５ Ｍ Ｗ＋ ｘ Ｉ３ Ｍｗ）电 站并 人 临 洮 县洮 阳变 电所 。电站 基本 参 数 ，
如下：
转 轮 直径 ： ２ ５ｃ Ｄ＝ ３ ｍ 设计 水 头 ： ＝ ． ｍ 胃 ９ ５ 设计 流量 ： ＝ ９９ ４． ｍ ６
失。 结合 润 狄 水 电站 技 术供 水 系统设 计 ， 出 了同 类型 （ 相 似 ） 水 头 水 电站 技 术供 水 系统 的 方 案 。 提 或 低
关键 词 ： 术供 水 系统 ； 源 ； 水 方 式 ； 技 水 供 润狄 水 电 站 中 图分 类 号 ：Ｖ ３ Ｔ ７５ １ 电站 概 况 文献 标识 码 ： Ｂ 套数 ： ２台套 （ ）水轮 机 型 号 ：Ｄ ６一 Ｈ ２ ５ ２ Ｚ ６０ Ｌ 一 ３
水电站技术供水系统的设计
ห้องสมุดไป่ตู้、技术供水系统的设计
2、 技术供水系统的组成应包括水源，水的净化，供水泵、管网和 控制阀件，供水的监视和保护等。
3、 水源的选择应根据用水设备对水量、水压、水温及水质的要求， 结合电厂的具体条件合理选定。可供选择的水源有：水库、尾 水渠、顶盖取水、地下水，靠近水电厂的小溪水。并应满足下 列要求：
一、技术供水系统的设计
➢ 技术供水系统应满足设备用水量的要求。在未获得制造厂提供的数据时， 可按投入运行的、水头和容量相近的设备用水量初定；也可按经验公式 或统计曲线初步估算；最后应以设备制造厂提供的数字核实。
➢ 技术供水系统的水压应由冷却器的水力压降、管路系统水力压降和管路 出口背压(尾水反压)三部分决定。水轮发电机组的空气冷却器和各轴承 冷却器进口的最大工作压力应按实际设计条件确定。宜采用0.15MPa～ 0.3MPa，如要求加大工作压力，应向制造厂提出要求。水冷式变压器 进水最高压力，应按变压器油冷却器内油压高于水压确定。
一、技术供水系统的设计
7、一般规定:
➢ 水电厂工作水头为15m～80m 时，宜采用自流供水方式；工作水头小于 15m 时，宜采用水泵供水方式。
➢ 水电厂工作水头在70m～120m 时，宜采用自流减压或射流泵以及顶盖 取水的供水方式。减压阀(装置)应具有随着背压波动而浮动压力的特性。
➢ 水电厂工作水头大于100m ，选用供水方式时应进行技术经济比较。宜 优先考虑水泵供水，射流泵供水或水轮机顶盖取水供水方式。
➢ 水电厂工作水头变化范围较大，单一的供水方式不能满足水压力和水量 的要求或不经济时，宜采用水泵和自流、自流和自流减压等两种方式结 合的供水方案。
岩滩水电站2号机组技术供水控制系统优化改造
第３９卷第３期红水河Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．３２０２０年６月ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＪｕｎｅ．２０２０岩滩水电站２号机组技术供水控制系统优化改造王妍祯（大唐岩滩水力发电有限责任公司，广西㊀大化㊀５３０８１１）摘㊀要：岩滩水电站技术供水控制系统已投运多年，但监控系统无主要阀门远方控制功能㊂系统存在因滤水器进口阀偷关㊁滤水器堵塞而导致冷却水中断的安全隐患㊂监控系统信号不完善，无法对设备运行状态做出准确判断㊂为了解决影响机组安全稳定运行的隐患，提高自动化控制水平，笔者在对岩滩水电站２号机组技术供水控制系统现状进行分析后，通过改进系统远方控制功能及备用水源自动切换功能，通过优化控制逻辑㊁增设监控信号，实现了技术供水远方控制，并解决了安全隐患㊂实践证明文章中所论述的优化方法切实可行㊂改造后设备运行安全㊁可靠，满足电厂实际运行要求㊂关键词：技术供水控制系统；远方控制；优化；改造；岩滩水电站中图分类号：ＴＶ７３４；ＴＶ７３６文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０２０）０３－００７９－０５１㊀项目背景岩滩水电站位于广西大化瑶族自治县内岩滩镇的红水河中游河段，一期工程安装４台（１号㊁２号㊁３号㊁４号机组）单机容量为３０２．５ＭＷ的混流式水轮发电机组，二期工程安装２台（５号㊁６号机组）单机容量为３００ＭＷ的发电机组，总装机容量为１８１０ＭＷ㊂水电厂技术供水系统的主要任务是对发电机上导㊁推力㊁下导㊁水导轴承及发电机空气冷却器等进行冷却㊂如果机组冷却水中断将导致导轴承及发电机空气冷却器冷却效果下降，瓦温升高，出现机组瓦温过高保护动作，造成机组事故停机，严重时甚至会烧瓦，对机组安全构成很大的威胁㊂岩滩水电站机组技术供水主供水源采用蜗壳取水方式，每台机组蜗壳均设有取水口，供本机组技术供水专用，坝前取水为备用水源㊂一期设有２个坝前取水口，共用１根备用水管㊂一般情况下，１号坝前取水源供１号㊁２号机组使用，２号坝前取水源供３号㊁４号机组使用，两者通过联络阀连接㊂２号机技术供水系统的系统图（局部）见图１㊂图２㊀２号机技术供水系统的系统图（局部）㊀㊀收稿日期：２０１９－０８－０６；修回日期：２０２０－０１－１５㊀㊀作者简介：王妍祯（１９９２），女，广东河源人，助理工程师，主要从事电气二次自动化专业工作，Ｅ－ｍａｉｌ：７９４０１３４５２＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂９７㊀红水河２０２０年第３期㊀㊀机组正常工况下，２２０１㊁２２０６㊁２２０８㊁２２０９㊁２２１３阀在开启状态，２２１０阀为四通阀，通过控制２２１０阀实现技术供水正向或反向供水，技术供水的主水源通断由滤水器进口阀２２０２阀的开关状态决定，２２０７备用水源供水阀在正常情况下处于全关状态㊂２㊀存在硬件配置问题及改进措施岩滩水电站技术供水控制系统配备独立的控制柜，采用西门子Ｓ７－２００可编程控制器及ＰＲＯＦＡＣＥ触摸屏相结合的控制方式，触摸屏与ＰＬＣ通过串口通信，这种方式的优点是操作简单，在触摸屏上可以直接查看流程执行情况㊂现地控制模式下，可通过触摸屏进行电动阀门的开启／关闭／停止操作，控制命令经过地址转换后由ＰＬＣ进行逻辑判断开出动作；远方控制模式下，２２０２阀的开关由机组开／停机流程启动，机组开／停机时，由监控系统下发２２０２阀开／关指令至现地ＰＬＣ进行２２０２阀开关控制㊂２．１㊀远方控制功能改进２．１．１㊀存在问题目前的技术供水控制系统存在两个问题：１）阀门不能远控㊂在计算机监控系统无法直接控制阀门（２２０２阀的开关由机组开／停机工况决定，不能独立控制），切换正反向冷却水需要在现地控制柜或机组ＬＣＵ触摸屏进行操作，备用水源切换或机组紧急控制只能在现地控制柜触摸屏对各电动阀门进行操作，不满足 远程集控，无人值班，少人值守 管理模式㊂２）控制系统无冗余设计㊂技术供水控制系统为ＰＬＣ与触摸屏综合控制，未采用双套ＰＬＣ冗余控制，远方㊁现地控制均必须通过ＰＬＣ实现［１］，一旦ＰＬＣ或触摸屏出现故障，只能手动操作阀门，既浪费人力与时间，又给设备的安全稳定运行带来了诸多不确定性㊂２．１．２㊀改进措施之一经过一段时期的研讨论证，只需在监控系统增加２２０２阀㊁２２０７阀㊁２２１０阀远方控制即可实现岩滩水电站技术供水正反向水切换㊁备用水源自动切换㊁机组紧急控制（如开／停机流程启动后未成功开启／关闭２２０２阀）等远方控制功能㊂原２２０２阀的开关通过开／停机流程控制㊁正反向冷却水切换２２１０阀可在机组ＬＣＵ触摸屏操作，因此２２０２阀㊁２２１０阀在监控系统及现地控制单元ＬＣＵ有相应的开／关阀门控制开出点，具备远方控制条件，可直接在监控系统增加阀门操作画面及控制开出指令来实现远方控制功能，而２２０７阀不具备远方控制功能㊂在计算机监控系统及２号机现地控制单元ＬＣＵ中新增加２２０７阀控制开出点：ＤＯ４８（２号机开２２０７阀）㊁ＤＯ４９（２号机关２２０７阀），在技术供水控制柜增加一块ＰＬＣ输入模块（Ｉ４．０ Ｉ４．７）；增加输入点：Ｉ４．０远方开２２０７阀㊁Ｉ４．１远方关２２０７阀，在监控系统增加２２０２阀㊁２２１０阀㊁２２０７阀操作画面，在机组ＬＣＵ程序中增加２２０２阀㊁２２１０阀㊁２２０７阀控制开出指令㊂２２０７阀控制开出指令如下㊂（∗∗∗∗∗∗∗２２０７阀开启∗∗∗∗∗∗∗∗）㊀７０１：㊀㊀ＩＦＤＩ［３３７］ＴＨＥＮ㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＡＬＭ＿ＣＯＤＥ：＝２２１６；㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＦＡＩＬ：＝１；㊀㊀ＥＬＳＥ㊀㊀ＣＴＬ＿ＩＮＦ［ｏｂｊｅｃｔ］．ＣＳＴＥＰ：＝７０４；㊀㊀ＥＮＤ＿ＩＦ；㊀７０４：㊀㊀ＤＯＵＴ［４８］：＝－１；㊀㊀ＣＴＬ＿ＩＮＦ［ｏｂｊｅｃｔ］．ＣＳＴＥＰ：＝７１１；㊀７１１：㊀㊀ＣＴＯＮ［４６］．ＩＮ：＝ＤＩ［３３７］；㊀㊀ＣＴＯＮ（ＣＴＯＮ［４６］，１２００００）；㊀㊀ＩＦＣＴＯＮ［４６］．ＤＮＴＨＥＮ㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＳＵＣＣ：＝１；㊀㊀ＥＮＤ＿ＩＦ；㊀㊀ＩＦＣＴＯＮ［４６］．ＯＴＴＨＥＮ㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＡＬＭ＿ＣＯＤＥ：＝２２１７；㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＦＡＩＬ：＝１；㊀㊀ＥＮＤ＿ＩＦ；（∗∗∗∗∗∗∗∗２２０７阀关闭∗∗∗∗∗∗∗）㊀㊀４０１：㊀㊀ＩＦＤＩ［３３８］ＴＨＥＮ㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＡＬＭ＿ＣＯＤＥ：＝２２１８；㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＦＡＩＬ：＝１；㊀㊀ＥＬＳＥ㊀㊀ＣＴＬ＿ＩＮＦ［ｏｂｊｅｃｔ］．ＣＳＴＥＰ：＝４０４；㊀㊀ＥＮＤ＿ＩＦ；㊀４０４：㊀㊀ＤＯＵＴ［４９］：＝－１；㊀㊀ＣＴＬ＿ＩＮＦ［ｏｂｊｅｃｔ］．ＣＳＴＥＰ：＝４１１；㊀４１１：㊀㊀ＣＴＯＮ［４６］．ＩＮ：＝ＤＩ［３３８］；㊀㊀ＣＴＯＮ（ＣＴＯＮ［４６］，１２００００）；㊀㊀ＩＦＣＴＯＮ［４６］．ＤＮＴＨＥＮ㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＳＵＣＣ：＝１；㊀㊀ＥＮＤ＿ＩＦ；０８王妍祯：岩滩水电站２号机组技术供水控制系统优化改造㊀㊀㊀ＩＦＣＴＯＮ［４６］．ＯＴＴＨＥＮ㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＡＬＭ＿ＣＯＤＥ：＝２２１９；㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＦＡＩＬ：＝１；㊀㊀ＥＮＤ＿ＩＦ；㊀ＥＬＳＥ㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＡＬＭ＿ＣＯＤＥ：＝８；㊀㊀ＣＴＬ＿Ｐ．ＦＡＩＬ：＝１；㊀㊀ＥＮＤ＿ＣＡＳＥ；㊀㊀（∗∗流程中有非法步数∗∗）㊀㊀技术供水ＰＬＣ及触摸屏控制系统在正常运行状态下，在监控系统远方操作２２０２阀㊁２２１０阀㊁２２０７阀时，控制指令通过现地控制ＬＣＵ下发传送至技术供水控制柜ＰＬＣ［２］，ＰＬＣ接收控制指令后经过内部逻辑判断开出阀门控制指令，实现２２０２阀㊁２２１０阀㊁２２０７阀远方开／关控制㊂２．１．３㊀改进措施之二技术供水ＰＬＣ或触摸屏控制系统在故障情况下，ＰＬＣ无法接收远方控制指令控制阀门，为确保技术供水控制系统异常情况时仍能进行远方控制，需增设技术供水应急冗余控制回路㊂以西门子ＰＬＣ特殊标志位存储器ＳＭ０．０作为ＰＬＣ正常的判断条件，增加技术供水ＰＬＣ输出点Ｑ３．２：ＰＬＣ正常，增加ＰＬＣ正常继电器，继电器的常闭接点作为ＰＬＣ故障扩展接点，２２０２阀㊁２２０７阀㊁２２１０阀远方控制信号经ＰＬＣ故障接点闭锁后驱动扩展继电器，使用扩展继电器接点直接控制阀门㊂远控信号开出回路简图如图２所示㊂图２㊀远控信号开出回路简图２．２㊀备用水源自动切换功能改进２．２．１㊀存在问题岩滩水电站所在红水河流域含沙量较多，易造成滤水器堵塞，从而导致冷却水水压不足㊁机组导轴承及发电机空气冷却器冷却效果不佳，因此机组技术供水系统设有备用水源㊂主用水源的通断由滤水器进口阀２２０２阀控制，备用水源的通断由备用水源供水阀２２０７阀控制㊂２２０２阀为水力控制阀，水力控制阀以管道本身介质压力作为动力源，进行启闭和调节，利用上下控制腔压力差来驱动主阀阀盘，从而实现阀门的开闭［３］，如果阀门控制腔下腔的压力超过上腔的压力，阀门将自动关闭㊂在机组运行过程中，２２０２阀曾在未收到关闭令的情况下自动关闭，这直接影响机组安全运行［４］㊂２．２．２㊀改进措施为了保证机组运行情况下技术供水系统稳定可靠，增加技术供水备用水源自动切换功能㊂在技术供水主用水源滤水器前后及２２０７阀前管路增加压力传感器（见图１，ＬＱＳＹ２０２为２号机滤水器前压力传感器，ＬＱＳＹ２０３为２号机滤水器后压力传感器，ＬＱＳＹ２０４为２号机备用水压力传感器），压力测值接入监控系统，监控系统增加主备用水切换软压板㊂在软压板投入且机组运行状态时，以管路水压及２２０２阀㊁２２０７阀位置接点作为控制流程逻辑判断条件，当２２０２阀偷关或滤水器堵塞导致主用冷却水水源水压不足时，自动切换至备用水源供水㊂技术供水备用水切换流程如图３所示㊂图３㊀技术供水备用水切换流程图１８㊀红水河２０２０年第３期２．３㊀监控信号完善２．３．１㊀存在问题岩滩水电站原技术供水系统已有监控系统信号不全，只有２２０２阀全关㊁２２１０阀正向㊁反向供水与２２１３冷却水排水阀全开㊁全关信号，缺乏２２０７阀的全开㊁全关位置信号及ＰＬＣ故障信号，且技术供水系统没有设置设备实时状态监控系统，无法对设备状况进行实时的掌控，一旦ＰＬＣ故障或者阀门控制异常监控系统没有报警信息，运行人员无法及时掌握设备异常情况并做出快速准确的判断，更不利于维护人员对故障的分析和处理㊂２．３．２㊀改进措施增加技术供水ＰＬＣ输出点Ｑ３．２：ＰＬＣ正常，增加ＰＬＣ正常继电器，使用继电器的常闭接点引入监控系统作为ＰＬＣ故障报警信号；从２２０７阀本体引出２２０７阀全开㊁全关位置信号，利用硬接线接入监控系统，实现２２０７阀的位置判断㊂为实现技术供水系统实时监测，根据岩滩水电站的设备现状，采用原技术供水可编程控制器ＰＬＣ与ＳＪ３０通信管理装置相配合，通过ＳＪ３０通信管理装置与现地控制单元ＬＣＵ通信，将所有信号以通信量方式上送监控，在机组技术供水监控画面统一显示㊂这种方式既节约资源㊁保持了技术供水控制回路的独立性，又利用了可编程控制器抗干扰性强㊁环境要求低㊁可扩展性强的特点［５］，不仅能将ＰＬＣ的开入㊁开出量上送监控，还能监测程序中如阀门开启／关闭失败等重要中间变量㊂监控画面实时显示设备监测状态，当设备状态发生改变或出现异常时，监控画面相应测点变位并发出报警信号，提醒监视人员发现故障问题并采取相应措施，且设备的正常运行和事故等信息能保存在监控系统事件记录中，方便维护人员对设备异常进行快速准确的分析㊁处理，保持设备的正常㊁稳定运行，避免事故的扩大蔓延㊂技术供水监控画面见图４㊂图４㊀技术供水监控画面图３㊀系统控制逻辑问题及优化３．１㊀阀门控制限位闭锁优化为防止电动阀门远方控制时开／关过头，损坏阀门，在控制回路中增加阀门限位闭锁条件㊂ＰＬＣ内部控制逻辑增加２２０２阀全关㊁２２１０阀正向全开／反向全开㊁２２０７阀全开／全关闭锁条件（２２０２阀为水力控制阀，不用考虑阀门全开超过限位的问题），技术供水控制系统在正常状态下，ＰＬＣ接收计算机监控系统下发的２２０２阀㊁２２０７阀㊁２２１０阀控制指令，经过ＰＬＣ逻辑判断后对阀门进行控制㊂开启２２０７阀控制逻辑如图５所示㊂因ＰＬＣ故障情况下远方控制回路不经过ＰＬＣ逻辑判断，所以在硬接线控制回路中串接了阀门全开／全关限位接点㊂２２０２阀为水力控制阀，不用考虑阀门全开过限问题；２２０７阀为进口阀门，开／关２８王妍祯：岩滩水电站２号机组技术供水控制系统优化改造㊀图５㊀开启２２０７阀控制逻辑图阀门控制已在阀门内部设计有全开㊁全关接点闭锁；在２２１０阀正向开回路中串入正向全开限位接点进行闭锁，反向开回路中串入反向全开限位接点进行闭锁，保证技术供水远方控制回路在ＰＬＣ控制系统正常／故障情况下限位保护均能可靠动作㊂３．２㊀阀门控制流程优化根据技术供水设备运行情况，对２２０２阀㊁２２０７阀㊁２２１０阀开启／关闭失败信号进行了优化㊂根据多次统计２２０２阀㊁２２０７阀㊁２２１０阀全开㊁全关时间后对远方控制指令的开出脉冲时间进行了整定，整定时间在阀门动作时间上预留了约３０％的裕度：２２０２阀开启㊁关闭令保持１８０ｓ后复归，２２０７阀开启㊁关闭令保持１２０ｓ后复归，２２１０阀正向㊁反向令保持６０ｓ后复归㊂在ＰＬＣ控制程序中也作了相应的时间设定，若接收阀门开／关指令（包括远方㊁现地控制模式）后没有在相应的时间内收到阀门全开／全关限位信号，则触摸屏报此阀门开启／关闭失败信号㊂４㊀结语岩滩水电站在原２号机技术供水控制系统的基础上增加了２２０２阀㊁２２０７阀㊁２２１０阀远方控制功能，并增设技术供水应急冗余控制回路㊁备用水源自动切换功能，实现了技术供水远方控制，在信号采集㊁控制逻辑方面更是力求完善，提升了岩滩水电站综合自动化控制水准，向 无人值班，少人值守 的目标迈进了坚实的一步㊂参考文献：［１］㊀宋艳伟，徐刚．浅析水电厂辅助控制设备自动控制［Ｊ］．科技致富向导，２０１３（３０）：１２６－１２７．［２］㊀刘岂，尹永双，刘希涛，等．小浪底电厂机组技术供水控制改造［Ｊ］．水电厂自动化，２００６（１）：６８－７１．［３］㊀胡宗邱，涂阳文．向家坝左岸电站技术供水系统水力控制阀运行分析及对策［Ｊ］．水电与新能源，２０１７（２）：６４－６６．［４］㊀李汶青，韩明勇，丁德忠，等．关于水泵出口水力控制阀在控制中存在的问题探讨［Ｊ］．水电厂自动化，２００８（１）：８１－８２．［５］㊀姜方红．乌溪江水电厂的辅机智能化改造［Ｊ］．水电厂自动化，２０００（３）：６９－７１．ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＣｏｏｌｉｎｇＷａｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＵｎｉｔ２ｉｎＹａｎｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＷＡＮＧＹａｎｚｈｅｎＤａｔａｎｇＹａｎｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＣｏ． Ｌｔｄ． Ｄａｈｕａ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０８１１Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｎＹａｎｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｐｕｔｉｎｔｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｏｒｍａｎｙｙｅａｒｓ ｂｕｔｔｈｅｒｅｉｓｎｏｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｉｎｖａｌｖｅｉｎｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｈｉｄｄｅｎｄａｎｇｅｒｓｕｃｈａｓｓｔｅａｌｃｌｏｓｕｒｅｏｆｆｉｌｔｅｒｉｎｌｅｔｖａｌｖｅａｎｄｂｌｏｃｋａｇｅｏｆｗａｔｅｒｆｉｌｔｅｒｗｈｉｃｈｍａｙｌｅａｄｔｏｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｏｆｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅｓｉｇｎａｌｆｒｏｍｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｎｏｔｅｎｏｕｇｈ ｓｏｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍａｋｅａｃｃｕｒａｔｅｊｕｄｇｍｅｎｔｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｈｉｄｄｅｎｄａｎｇｅｒｗｈｉｃｈｍａｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｓａｆｅａｎｄｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｎｉｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅａｕｔｈｏｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｕｎｉｔ２ｉｎＹａｎｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎ ａｄｄｓｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｓｗｉｔｃｈｉｎｇｏｆｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅ．Ｂｙｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｏｇｉｃａｎｄａｄｄｉｎｇｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｉｇｎａｌｓ ｔｈｅｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｉｓｒｅａｌｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｈｉｄｄｅｎｓａｆｅｔｙｈａｚａｒｄｓｉｓｓｏｌｖｅｄ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｐｅｒａｔｅｓｓａｆｅｌｙａｎｄｒｅｌｉａｂｌｙ ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅａｃｔｕａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ ｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＹａｎｔａｎＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎ３８。
水电站技术供水系统节能设计探讨
种非 常值得推 广 的技 术 ， 成 为 水头 大 于 １ ０Ｉ 应 ５ Ｉ Ｔ
上， 而技 术供水 系统 的 电能 消耗 在 厂 用 电系 统 中 占 有较大 的 比例 。研究 技 术供 水 系 统 节能 设计 方 案 ， 对 水 电站 节能 降耗 运行具 有重要 意义 。
的混 流式水 轮机组 首选 的冷却供 水方案 。 从 已运 行 电站的情 况看 ， 用顶盖取 水 ， 采 尚应 注
注意 留有备用 和安 全措施 ； ②新机组 订货 时 ， 应与厂 家沟通 协商 ， 转轮是 否设置 泵板加 以研究 ， 对 如是技 术 改造 ， 则应对 是否 需 要 封堵 部 分泄 水孔 进 行 论证
和试验 ； ③从部 分 电站 运行情 况看 ， 的机组顶 盖取 有
有水泵供 水 、 自流供 水和 自流 减压供 水 。另外 ， 在部
分多泥 沙电站 和水质 较 差 的 电站 ， 年来 发 展起 来满 足 技术 供 水 总量 要 求 ， 基 本 但
可 以满足 发 电机 空冷器 的用水 ， 在此情 况下 ， 组其 机
种循环 冷却供 水 系统 ， 即将冷 却 水 通过 水 冷却 器
余轴 承用水 应考虑 由其 它供水 方式解决 。
意 以下 问题 ： ①顶 盖取 水 的 可取 水量 和水 压随 机 组
的转 速 、 率上 升而 升 高 ， 功 同时 与水 轮 机转 轮 结构 、
１ 水 电站 技 术供 水 系统 节 能供 水 方 式 选 择
水 电站技 术 供水 对 象 主要是 水 轮发 电机 组 、 水
上迷 宫环结 构和 密封 间 隙大 小 密切 相关 ， 论 计算 理
第 ３ ２卷 第 ６期
２０ ０ ９年 １ ２月
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水电站的技术供水系统
水电站的供水包括技术供水、消防供水及生活供水。
技术供水又称生产供水，主要对象是各种机电运行设备，主要有发电机空气冷却器、发电机推力轴承和导轴承、水轮机导轴承冷却和润滑、水冷式变压器冷却器、水冷式空气压缩机等；主要作用是对运行设备进行冷却，有时也用来进行润滑（如水轮机橡胶瓦导轴承）及水压操作（如高水头电站主阀）。
3.1.2 技术供水系统的组成
（1）水源、取水和净化设备、用水设备由取水设备（如水泵）从水源（如水库、尾水渠等）取水，经水处理设备（如拦污栅、滤水器等）净化，使所取的水符合用水设备对水量、水压、水温和水质的要求。
（2）管网由取水干管、支管、管路附件等组成。
干管直径较大，把水引到厂内用水区。
支管直径较小，把水从干管引向用水设备。
管路附件包括弯头、三通、法兰等，也是管网不可缺少的组成部分。
（3）量测控制元件用以监视、控制和操作供水系统的有关设备，保证供水系统正常运行，如阀门、压力表、温度计、示流信号器等。
用水设备对供水的要求
用水设备对水量、水质、水压、水温有一定要求，总的原则是：水量足够，水压合适，水质良好，水温适宜。
3.3.1 水的净化
（一）除污物
（1）拦污栅。
拦污栅用以阻拦较大的悬浮物。
（2）滤水器。
滤水器用来清除水中的悬浮物。
按滤网的形式分固定式和旋转式两种。
（二）除泥沙
（1）水力旋流器。
水力旋流器是利用离心力来分离泥沙的装置。
（2）沉淀池。
沉淀池用以分离水中颗粒和密度较大的沙等物体。
3.3.2 水生物的防治
（1）用药物毒杀。
（2）提高管内水温和流速。
3.4.1 水源
（一）上游取水
（1）坝前取水。
从坝前水库直接取水，地域广，水量丰富，取水设备简单且可靠，布置方式也最灵活。
（2）压力钢管取水。
取水口通常在进水阀前面（当装设进水阀时），它由两种不同的运用条件。
1）各机组均设置取水口。
2）全站设置统一的取水口。
（3）蜗壳取水。
在每台机组的蜗壳设取水口，各机组供水可以自成体系。
也可以将各取水口用干管联系起来，组成全站的技术供水系统。
（二）下游取水
当电站上游水头过低不能满足水压要求，或水头很高取水不经济时，可考虑从下游尾水抽水作为技术供水水源。
（三）地下取水
如果电站附近有可利用的地下水源时，在水量和水质能够满足要求的条件下，也可以用来作为技术供水水源。
3.4.2 供水方式
通常，供水方式按水电站水头、水源类型、机组容量等条件确定。
（一）自流供水
水头在15~80m的电站（小型水电站一般在12m以上），当水温、水质符合要求时，一般采用自流供水。
（二）水泵供水
当电站水头低于15m时，自流供水水压难以满足要求；当电站水头高于80~90m（对于小型水电站，水头大于120m）时采用自流减压供水往往不经济。
因此，在这两种情况下，一般采用水泵供水，来保证所要求的水量和水压。
（三）混合供水
混合供水是由自流供水和水泵供水相混合的供水方式。
水头为12~20m的电站，单一供水往往不能满足要求，需采用混合供水。
一般由以下三种方式：
（1）自流供水与水泵供水交替使用的系统。
（2）自流与水泵按用户同时供水的系统。
（3）水塔（中间水池）供水系统。
用水泵抽水至水塔（中间水池），再由水塔（中间水池）向设备自流供水的系统。
（四）其他供水方式
（1）射流泵供水。
当水电站水头为80~160m时，可考虑射流泵供水。
（2）水轮机顶盖供水。
对中高水头混流式机组，还可以从水轮机顶盖排水管上取水。
3.4.3 设备配置方式
（1）集中供水。
全站所有用水设备都由一个或几个共用的取水设备取水，再经共用的干管供给各用水设备。
（2）单元供水。
全站没有共用的供水设备和管道，每台机组自设取水口、设备和管道，自成体系，独立运行。
（3）分组供水。
当电站机组台数较多时，可将机组分成若干组，每组构成一个完整的供水系统。
3.5.1 泵的类型
（1）叶片式泵。
叶片式泵是利用叶片的旋转运动来输送液体的。
按叶轮旋转时使水产生的力的不同，又可分为离心泵、轴流泵和混流泵三种。
（2）容积式泵。
容积式泵依靠工作室容积周期性变化输送液体。
容积式泵根据工作室容积改变的方式又分为往复泵和回转泵两种。
（3）其它类型泵。
除叶片式和容积式泵以外，在灌排泵站中有射流泵、水锤泵、气升泵（又称空气扬水机）、螺旋泵、内燃泵等。
3.5.2 离心泵的工作原理和基本参数
（一）离心泵的工作原理
由物理学可知，若一物体绕轴旋转时会产生一定的离心力，旋转速度越快，离心力就越大，离心泵就是基于这个原理工作的。
这种由旋转的离心力作用得到压力能的水泵，称为离心泵。
水泵启动之前，泵壳内和吸水管内都要充满水。
（二）离心泵工作的基本参数
离心泵工作的基本参数主要有扬程、流量、转速、功率、效率和允许吸上真空高度。
（1）扬程。
扬程是指单位质量的水从水泵进口到泵出口所增加的能量，用H表示，单位是m。
（2）流量。
流量是指水泵在单位时间内抽出的液体体积，以Q表示，单位m3/s或m3/h。
（3）转速。
转速是指泵轴每分钟旋转的次数，用n表示，单位是r/min。
（4）功率。
功率是指泵在单位时间内所做功的大小，用P表示，单位是kW。
1）有效功率。
有效功率又称输出功率，是指泵传递给输出液体的功率，用Pu表示，计算式：Pu=ρgQH/1000
式中ρ——液体的密度，kg/m3
2）轴功率。
轴功率又称输入功率，是指泵轴所接受的功率，用P表示。
（5）效率。
泵有效功率与轴功率之比称为水泵的效率，用η表示。
η=Pu/P*100%。
（6）几何安装高度。
1）允许吸上真空高度[Hs]。
水泵允许吸上真空度表示水泵不发生汽蚀时能够吸上水的最大吸上真空度。
2）空蚀余量（NPSH）。
3.5.3 离心泵启动前的充水
离心泵有空气存在不能正常工作，甚至发生空转，因此水泵启动前必须充水排气。
3.5.4 常用水泵
（1）离心式水泵
（2）深井泵
（3）潜水泵
3.7.2 水电站消防对象
（1）厂房消防
（2）发电机灭火
（3）油系统消防。