浅谈外雄水电站渗漏排水泵控制系统

浅谈外雄水电站渗漏排水泵控制系统

吴静静

国网浙江省电力有限公司紧水滩水力发电厂 323600

[摘  要] 本文介绍了外雄水电站渗漏排水泵控制系统的方案、配置和功能等，对软启动器、PLC可编程序控制器在渗漏排水泵控制系统中的应用作了简要的论述。

[关键词] 外雄电站 渗漏水泵 控制系统

1 引言

外雄水电站工程位于浙江省青田县境内，是一座以发电为主、结合改善航运条件等综合利用的水利枢纽工程。外雄水电站为河床式电站，地面式厂房，共安装有2台灯泡贯流式发电机组，总装机容量为48MW，年发电量14150万千瓦时。

外雄水电站渗漏排水泵是电站防止水淹厂房的重要设备，因此其控制方式要求可靠且频繁启动的条件下正常工作。外雄水电站渗漏排水系统配置两台水泵，控制系统采用了国电南自自动化股份有限公司SD200控制系统。

2 系统方案　

本套控制装置采用施耐德公司M342020系列PLC和施耐德软起动器为控制核心，通过其标准的通信接口和计算机监控系统通信。渗漏排水泵由PLC程序控制，对集水井的水位进行采样自动控制水泵的起停。每台水泵采用"自动-切除-手动起动"三档，互相切换。水泵既能单独运行又能联合运行，在联合运行时，水泵能自动交替作工作泵，同时能手动选定工作泵。

3 系统配置

M340是施耐德一种新的中档PLC。既能组合太网，又能方便便用MODBUS通讯，同时通过USB线直接编程，不需专用编程线。基于WINDOWS界面的Unity Pro调试编程环境的利于现场调试。

软起动器采用施耐德48系列，接线简单，应用灵活。具备软启/停电动机功能，解决了传统降压或星三角变换中接触器触点易损坏、维护量较大等问题，并可通过设定软停泵时间，避免深井泵在停泵时的水锤现象。

水位信号采集采用开关量输入和模拟量输入两种方式，故分别配置了浮子式液位信号器和投入式液位变送器，两者同时工作，相互备用，互为校验。液位传感器是麦克公司的MPM426W液位传感器，直接缎带PLC采集数据。浮球液位控制器为深圳北疆实业有限公司的FUK系列。

渗漏排水泵控制接线图

4 水泵控制

间断运行为：当水位处于正常情况下，主泵在停止状态。当水位升高至第一个水位（模拟量与开关量互为冗余）设定时，第一台主水泵起动，集水井的水位下降到正常水位时停泵；当水位升高至第二个水位（模拟量与开关量互为冗余）设定时，第二台主水泵起动且告警提示备泵起动，集水井的水位下降到正常水位时停泵。主泵和备用泵根据水泵的启动次数自动交替切换。其控制流程示意图：

　　手动运行为：可通过手动按钮启动或停止水泵。

二台水泵可通过水泵方式选择开关（自动方式/切除/手动起动）分别选择自动方式、切除和手动起动。选择"自动方式"时，PLC自动控制水泵间断起动/停止以及主用和备用的自动轮换，主用备用的自动轮换是按主用泵起动的次数来进行的，当主用泵的起动次数到了，在保证主用泵停泵后自动转为备用泵同时备用泵转为主用泵。

当选择"手动起动"时，相应的水泵即可起动，若要手动停止，只需将方式选择开关由"手动起动"切至"切除"即可停该水泵。

5 系统的功能及特点

水泵控制系统具有根据集水井的水位进行自动控制功能以及状态指示、数据显示、故障判断等，具体如下：

4.1　每台水泵具有三种工作方式：自动（连续运行-间断运行）、切除（停止运行）、手动起动（手动运行）。

4.2　在自动方式下水泵自动起/停，自动进行主/备用切换。

4.3　手动起动时将切换把手放在手动起动方式下时水泵直接起动，手动停止时由手动起动切换到切除方式即可停止。

4.4　状态指示：每台泵的启动信号、动力电源信号、主用信号、备用信号等。

4.5　故障报警：电机过流、缺相保护动作、泵故障、PLC故障、传感器故障、集水井水位过高/过低、动力电源消失。

4.6　故障诊断：

当PLC中央处理单元工作正常时，PLC可判断出各个模块是否有故障，并给出故障指示。当PLC给出启动或停止命令后，PLC根据分析的结果可判断出动力系统（包括软起动器、电机、以及继电器等）是否出现故障可判断出。一旦有故障，显示操作终端就会显示当前的故障。

当水泵起动后而在一定的时间内（可整定），PLC自动发出报警信号表示来水量很大，以示提醒。

7、自动报警功能：当发生故障除了现地显示报警外，还可通过RS485　modbus总线上送到公用LCU报警还可通过空接点上送到中控室从而实现远方报警功能 。

8、紧急停机功能：当出现紧急情况，可通过紧急停机按钮使两台水泵停止运行。

9、故障复位功能：当控制系统出现故障时，在故障修复后按故障复位按钮才能复位，否则不能正常工作，从而保证设备在无故障的状态下才能工作。

10、控制电源由两个交直流220V供电，互为备用。

11、通讯功能

PLC可通过MODBUS总线将各种数据和状态量、故障报警信号通过现场总线上送到上位机，同时也可接收上位机的发送信号，实现启停。

12、软件滤波功能

由于水位存在波动，通过软件滤波后可防止水泵的误启动。

6 控制柜人机界面

控制（启动）柜上设有台湾EVIEW5.7”TFT液晶触摸屏，通过触摸屏可以进行控制参数的设置、修改和控制操作。

控制柜上设有水泵电机控制电源指示灯、水泵工作状态指示灯等

触摸屏上能显示电机状态、控制方式、集水井水位（水位可按海拔显示）、故障提示等参数

7 结束语 采用PLC可编程序控制器和软起动器为控制核心排水泵控制系统，能避免水泵在停泵时的水锤现象，减小直接启动对厂用电造成的冲击，实现水电站渗漏集水井排水自动控制，保证水电站安全稳定运行。