水力发电机组加热器自动投退技术改造 |
| 2012-08-16 14:35 作者：张扬 刘春祥 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网8月16日消息 《硅谷》杂志2012年第13期刊文称，介绍通过新增温控表和修改PLC程序及控制回路接线，实现机组加热器投退的自动控制，实践证明该技术不仅提高安全性和可靠性，而且也减轻电站运行人员劳动强度。该改造技术适合于其它类似水电站的技术改造，也可为其它辅机控制系统技术改造提供借鉴。
广东省潮州供水枢纽工程位于韩江下游东、西溪两溪口附近，距潮州市4km，集雨面积29084km2，是合理调配东、西、北溪水资源，为城镇及工农业供水创造条件，结合发电，兼顾航运、水环境保护等综合利用的枢纽工程。枢纽为Ⅰ等大（I）型工程，主要建筑物级别为2级，由拦河水闸、发电厂房、船闸、土坝等建筑物组成。东、西溪各布置16孔拦河水闸，东溪右岸及西溪左岸各布置一座发电厂房，装机容量分别为2×9MW和2×14MW，机组为灯泡贯流式。西溪电站两台机组分别于2005年12月和2006年5月投入商业运行，东溪电站两台机组于2006年9月并网发电。
1存在问题
目前，潮州供水枢纽东、西溪电站的机组加热器由于没有安装温度控制器，机组加热器的自动控制回路也没接线，因此需手动投退机组加热器，给运行人员增加了不便和工作强度。且存在以下安全隐患：
1）如果停机时间过长而没投入加热器，发电机仓内干燥度不够，导致发电机绝缘降低；2）如果加热器长期投入没退出，将造成发电机仓内温度过高，影响机组安全运行。
因此，有必要对机组加热器的投退方式进行改造，使其能自动投退运行，提高机组运行的安全性和可靠性。
2技术改造及实施过程
对机组加热器进行技术改造，方法如下：
利用温度控制器实现机组加热器自动投退控制，并且以机组开机条件作为闭锁，以替代手动投退方式。温控表采用南京优倍电气有限公司的智能数字显示报警仪、铂热电阻Pt100温度传感器和屏蔽电缆。其改造基本思路是：在机组的2个空冷器分别加装1个Pt100铂热电阻、在风机控制动力柜加装2个温度控制器，每个铂热电阻接线至温度控制器，然后通过温度控制器控制加热器自动投退回路。如果机组开机，PLC通过中间继电器断开加热器自动控制回路，闭锁机组在开机过程中可能误投加热器，并将投退信号采用硬接线方式送至PLC。
图1改造后的加热器自动投退控制回路
图2开机闭锁加热器PLC控制图
具体接法为智能数字显示报警仪（NPXM-20120）的1，2，3端子与铂热电阻Pt100连接；ALM1（上限）的24，25常闭点接至风机动力柜的X1端子的49，50。把手的104接至中间继电器7K的一个常闭触点1，常闭触点9接至X1端子的49，ALM2（下限）的20，21常开点接至的X1端子的51，52；控制机组1组加热器投退。同理，另外一个智能数字显示报警仪的1，2，3端子与另外1个铂热电阻Pt100连接；ALM1（上限）的24，25常闭点接至风机动力柜的X1端子的53，54。把手的204接至中间继电器7K的一个常闭触点2，常闭触点10接至X1端子的53，ALM2（下限）的20，21常开点接至的X1端子的55，56。控制机组2组加热器投退。CPU224的Q0.7接至7K的14端子，13端子接至0V。并增加相应的程序段闭锁开机时切断加热器自动控制回路。另外X1端子1，2和3，4采用硬接线分别接至机组LCU，并且在上位机的EC2000系统作图形组态，实现上位机实时监视。
图3加热器投退信号至机组LCU
3改造后效果评价
改造后，机组加热器可以根据温控器设定的温度（温度可调）进行自动投入和退出，在自动的控制方式且机组在停机状态下，当发电机仓的温度低于温度控制器设定的温度时（即达到设定的第一个下限：25℃），第一个温度控制器动作，投入第1组加热器；当发电机仓的温度继续下降时，达到第二个温度控制器设定的温度时，（即达到设定的第二个下限20℃），投入第2组加热器。当发电机仓的温度上升至温度控制器设定的温度时（即达到设定的第一上限45℃），温度控制器动作，退出第1组加热器。当发电机仓的温度继续上升至温度控制器设定的温度时（即达到设定的第二个上限50℃），温度控制器动作，退出第2组加热器。实现自动控制投退机组加热器，并且能将投退信号上传至PLC，PLC再通过通信方式送至计算机监控系统，达到实时监视，提高机组安全运行的可靠性。
4设备技术参数
1）高性能数字显示报警仪（温控器，型号：NPXM-20120）
主要技术指标：
显示范围：-1999～9999，小数点位置可设置
测量及变送输出准确度：±0.2％FS±1字；±0.1％FS±1字（需特殊定制）
输入信号：
热电偶：K、E、S、B、J、T、R、N、WRe；冷端温度自动补充范围0～50℃，补偿准确度±1℃。
热电阻：Pt100、Cu100、Cu50、BA2、BA1；引线电阻补偿范围≤50Ω。
模拟输入阻抗：电流信号Ri＝100Ω；电压信号Ri＝500KΩ。
模拟输出负载能力：
电流信号：4～20mA输出生Ro≤500Ω；0～10mA输出生Ro≤1KΩ。
电压信号：要求外接仪表的输入阻抗Ri≥250KΩ，否则不保证连接外表仪表后的输出准确度及线性度。
配电输出：DC24±1V，过流自动保护（≤40mA）。
报警方式：单回路对应四个报警点，双回路仪表每回路对应2个报警点。
通讯方式：RS232（10m）或RS485（1000m）
使用环境：环境温度：-10～55℃，环境湿度：10～90％RH。
耐压强度：输入/输出/电源/通讯之间≥1000V，AC1分钟。
绝缘阻抗：输入/输出/电源/通讯之间≥100MΩ。
电源：开关电源：交流：85～265V，频率：50Hz±2Hz；（推荐使用）
线性电源：交流：220V±10V，频率：50Hz±2Hz；（变压器电源，不推荐使用）。
直流电源：DC24V（允变范围16V-28V）
功耗<4W
2）铂热电阻Pt100温度传感器
应用：
采用接插件形式，安装方便。适用于测量-200-+450℃范围内液体、气体及固体表面测温。
主要技术参数
精度等级：A、B
防护等级：IP65
公称压力：常压
型号及规格
型号：WZP-270分度号：Pt100测温范围：-200～+420℃
热响应时间：<15s保护管材料：1Cr18Ni9Ti
5结束语
实践证明，潮州供水枢纽东、西溪电站机组加热器投退自动控制的改造达到了预期效果，改造后该系统运行可靠，监控方便，改造费用低廉。该改造技术适合于其它类似水电站的技术改造，也可为其它辅机控制系统技术改造提供借鉴，为电站实现“无人值班（少人值守）”提供有力技术支撑。（原文载于《硅谷》杂志2012年第13期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载） |
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