[b]1　概　述 [/b]　　銅街子電站位于樂山市沙灣區,是大渡河梯級開發的最末一級,屬龔嘴水力發電總廠管轄,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:強迫油循環風冷式,共5臺冷卻器。 　　由于設計較早,因此,長期以來,該電站主變冷卻器的自動控制系統,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,導致整個發電單元被迫停電;測量部分技術落后且已嚴重損壞,以至于當主變溫度升高后不能實現保護功能和按負荷及溫度自啟動冷卻器功能。給安全生產埋下了極大地隱患。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進行改造。 　　通過半年多時間的調研和收集資料,在充分研究論證后,聯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新型電力風冷式變壓器冷卻器自動測控系統（TCPC-F自動控制裝置）。經過半年多的時間,該裝置于1997年11月在該電站11號主變正式投入使用。經實際生產運行考驗表明,該裝置完全能夠達到預先的設計要求,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）”及計算機監控的要求。 [b]2　測控系統的研制原則 [/b]　　為了能適應新形勢下的技術要求,研制后的裝置必須采用新技術、新方法、新器件。另外,新系統應徹底改變傳統的測控方式,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　測控系統研制的技術難點 [/b]　　第一,要使測控裝置根據溫度開關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,并且在任何一只溫度傳感器或溫度開[b]關出現故障時,能自動發出信號。 [/b][b]4　系統的硬件配置及技術指標 [/b]　　主變冷卻器測控系統由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、開關電源、繼電器等外圍部分。 　　PLC輸入:4路模擬量、40路開關量; 　　PLC輸出:40路開關量; 　　上送LCU:12路開關量; 　　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; 　　工作環境:溫度0°～55℃,相對濕度:95%。 　　（2）溫度變送器 　　型　　號:JUMO-P t100（德國）; 　　工作壓力:300 kPa; 　　調溫度范圍: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。 　　（3）溫度開關 　　型　　號:B403-120（美國）; 　　工作壓力:600 kPa; 　　調整溫度范圍:-15°～105℃; 　　允許最高溫度:0°～135℃; 　　輸　　出:2 SPDT,3 SPDT; 　　防護等級:IP65。 　　（4）流量開關 　　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。 　　（5）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系統的測控核心為PLC,負責所有信息的采集處理。當所有監測開關量送入PLC輸入口,溫度變送器將測得的溫度信號送入PLC專用A/D轉換模塊進行數據處理時,裝置按預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節外,還自動執行定時逐臺循環切換,當冷卻器在運行中出現故障,測控裝置還能自動進行“工作”—“備用”狀態的切換;同時,上送報警信號。 　　整套裝置根據設計,完成對主變冷卻系統的自動控制,實現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。根據實際運行情況,一旦主變投運,便將投入3臺冷卻器作為基本冷卻負荷,另余兩臺作為自動調節。同時根據對稱散熱條件啟動冷卻器,具體為:當只有3臺冷卻器運行時,組合方式是①—③④,②—④⑤,①或②—③⑤。當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　按功率調節功能 　　PLC根據功率變送器和溫度變送器設定值信息,進行所余兩臺冷卻器的啟動調節;當主變負載較快增加時（發電機帶50%～100%負荷）,PLC此時以功率變送器信息為優先,輔以油溫上升梯度值即可啟動參與調節的一臺或二臺冷卻器。 　　5.2　按主變油溫調節功能 　　PLC根據溫度變送器送來的設定溫度值,進行所余兩臺冷卻器的啟動與停止調節,并可定時自動切換。 　　當主變油溫在50°～55℃區間運行時,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;當油溫繼續上升至65℃時,PLC再指令啟動一臺冷卻器;當全部冷卻器都投運后,油溫再繼續上升至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控系統。反之,運行中當油溫由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滿足:機組油開關跳、主變油溫下降至溫度開關復歸接點動作（50℃）,PLC同時判斷溫度開關動作順序（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關聯動作（75℃）,延時10 min情況出現時,PLC出口跳閘并送出跳閘信號。當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聯動作（即:兩只溫度開關與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定值時,裝置才會輸出事故動作信號至跳閘回路。） 　　①當油溫≥75℃時,測控裝置將延時1 h送出信號到主變跳閘回路; 　　②在主變油溫≥75℃時,但主變冷卻器出現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; 　　③當油溫達到80℃時,測控裝置將立即送出信號到主變跳閘回路。 　　5.5　自動測控裝置能監測主變冷卻器的動力電源,并能自動控制切換 [b]6　結束語 [/b]　　該自動測控系統在龔嘴水力發電總廠、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的功能研究開發,并成功地在銅街子電站投入使用。經一年多時間運行證明,設備安全、穩定、可靠,消除了我廠以前該部分故障率高、運行不穩定的現象,并完善了以前沒能實現的自動控制功能,提高了主變的安全運行率,降低了設備的故障率,大大地減少了該部分設備的維護工作,延長了設備的使用壽命;整套系統性能和測控功能完善;系統所有元器件選型精良,達到了免維護、免值守的技術改造目的;整套系統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:具有明顯的經濟效益和社會效益,有廣泛的推廣應用價值,對水電廠的自動化進程起到了積極的推動作用。