摘　要：抽水蓄能電廠(chǎng)具有削峰、填谷作用，在用電低谷時(shí)期利用多余電量將水從下水庫抽到上水庫進(jìn)行蓄能。抽水啟動(dòng)過(guò)程中利用高壓氣系統將轉輪室的水壓到轉輪以下，使得機組在空氣中旋轉升速，避免了轉輪在水中攪水啟動(dòng)消耗太多能量，啟動(dòng)電流太大對電氣設備要求太高等問(wèn)題。尾水管液位過(guò)高信號用來(lái)監測尾水管水位，機組升速過(guò)程中尾水管水位在轉輪以下，若此時(shí)報尾水管液位過(guò)高說(shuō)明壓水失敗，轉輪將會(huì )在水中攪水，現地中央控制單元將會(huì )發(fā)令走停機流程，導致機組啟動(dòng)失敗。故對尾水管水位過(guò)高信號進(jìn)行優(yōu)化，在符合現場(chǎng)設備實(shí)際的情況下，提升設備的可靠性。結合現場(chǎng)工作經(jīng)驗，對機組抽水啟動(dòng)中尾水管液位過(guò)高誤動(dòng)原因進(jìn)行分析和總結，供大家參考和指正。

1裝置現狀及問(wèn)題分析

機組在尾水管錐管段上裝有1個(gè)液位開(kāi)關(guān)CL301，是開(kāi)關(guān)量輸出測量裝置。用于機組在抽水啟動(dòng)壓水保持流程中監測尾水管水位，當液位開(kāi)關(guān)CL301動(dòng)作時(shí)，向機組監控系統送出1個(gè)“尾水管水位過(guò)高”信號，該信號作用于停機。另外在尾水管錐管段上還裝有1個(gè)差壓變送器CP304，是模擬量輸出測量裝置，用于充水流程控制，如圖1所示。

機組自投運以來(lái)，發(fā)生過(guò)數次因尾水管水位過(guò)高液位開(kāi)關(guān)CL301誤動(dòng)導致停機的情況，針對該問(wèn)題，電站組織專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行了深入分析，從原因分析、處理過(guò)程、優(yōu)化方案3方面對該問(wèn)題進(jìn)行了闡述。

2液位過(guò)高誤動(dòng)原因分析

“機組壓水過(guò)程中尾水水位過(guò)高而壓水失敗”，該保護的目的是避免機組在抽水開(kāi)機壓水保持過(guò)程中，尾水管液位過(guò)高，使得機組轉輪攪水，使機組處于不安全的工況。該保護動(dòng)作的條件有2點(diǎn)：①機組在壓水保持過(guò)程中；②尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301動(dòng)作。通過(guò)對歷史事件進(jìn)行分析，發(fā)現一個(gè)共同點(diǎn)，即當監控系統收到尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301動(dòng)作信號時(shí)，尾水管液位差壓變送器CP304值均是在17~20kPa，機組LCU監測到的有功功率是0MW，而正常情況下，當尾水管液位過(guò)高，機組攪水時(shí)，差壓變送器CP304模擬量值一般小于4kPa，機組有功功率值小于-20MW，從尾水管液位差壓值和機組有功功率值可以側面得出保護動(dòng)作時(shí)，機組尾水管實(shí)際液位并不在過(guò)高位置，故判斷系尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301誤動(dòng)導致停機。

3液位過(guò)高誤動(dòng)處理建議

（1）對尾水管水位過(guò)高信號回路二次端子進(jìn)行檢查和緊固，檢查端子無(wú)松動(dòng)跡象。

（2）對“尾水管水位過(guò)高”信號繼電器K81進(jìn)行校驗，繼電器線(xiàn)圈阻值正常，輔助觸點(diǎn)通斷正常。

（3）將尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301拆下，發(fā)現其探頭上有大量水垢。尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301使用的是KOBOLD液位開(kāi)關(guān)，型號為NQ1000，該液位開(kāi)關(guān)傳感器使用24V直流電源供電，采用三線(xiàn)制接線(xiàn)方法，如圖2所示。

（4）傳感器探頭電極使用不銹鋼導電材料制作，中間采用不親水的材料作為絕緣，其工作原理是：尾水管液位開(kāi)關(guān)傳感器探頭沒(méi)入水中時(shí)，其探頭電極間導通或極間電容變小，液位開(kāi)關(guān)延時(shí)0.05s動(dòng)作，信號1，2線(xiàn)接通，信號端1號線(xiàn)發(fā)出24V直流高電平即尾水水位過(guò)高信號；當液位開(kāi)關(guān)傳感器探頭暴露在空氣中時(shí)，探頭電極不導電，極間電容較大，液位開(kāi)關(guān)延時(shí)0.5s動(dòng)作復歸，信號端1號線(xiàn)變?yōu)?V低電平，即尾水水位正常信號。由此分析得出，由于尾水管液位開(kāi)關(guān)傳感器探頭電極絕緣部分存在大量水垢，電極間的絕緣材料絕緣能力降低，若水位波動(dòng)導致水流濺在傳感器探頭上，容易造成液位傳感器誤認為沒(méi)入水中，從而誤發(fā)尾水管水位過(guò)高信號。

（5）通過(guò)以上檢查分析，確認尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301誤動(dòng)作原因為：傳感器金屬探頭存在水垢和水位波動(dòng)兩方面造成了傳感器誤發(fā)報警信號。

（6）對液位開(kāi)關(guān)CL301傳感器探頭進(jìn)行清洗回裝后，開(kāi)關(guān)動(dòng)作正常。

（7）后續改進(jìn)措施：定期對尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301探頭進(jìn)行清洗，確保無(wú)污垢，通過(guò)差壓變送器CP304對管路進(jìn)行排氣。

4優(yōu)化方案

機組抽水啟動(dòng)中尾水管液位過(guò)高致保護停機邏輯為當機組壓水成功后，如果監控收到尾水管水位過(guò)高開(kāi)關(guān)CL301動(dòng)作信號，則會(huì )給監控發(fā)一個(gè)尾水管水位過(guò)高信號，監控將會(huì )判斷機組壓水失敗，走停機流程。優(yōu)化前邏輯圖如圖3所示。

由于采用的是單點(diǎn)無(wú)延時(shí)保護出口邏輯，而液位開(kāi)關(guān)CL301誤動(dòng)的可能性依然存在，故保護的可靠性不高�？紤]到尾水管液位差壓變送器CP304自投運以來(lái)，運行穩定，未出現過(guò)異常情況，故通過(guò)CP304，在監控程序內設置一個(gè)“尾水管水位過(guò)高”定值，程序內實(shí)時(shí)比較CP304上送至監控的模擬量值與“尾水管水位過(guò)高”定值，如果CP304上送至監控的模擬量值小于“尾水管水位過(guò)高”定值，則在程序內出口另一個(gè)“尾水管水位過(guò)高”信號，此信號與液位開(kāi)關(guān)CL301送上來(lái)的“尾水管水位過(guò)高”信號進(jìn)行邏輯與操作后，才#終出口保護停機信號。根據機組運行實(shí)際情況，將“尾水管水位過(guò)高”模擬量定值設為4KPa，優(yōu)化后的尾水管水位過(guò)高保護停機邏輯如圖4所示。

 

5結語(yǔ)

通過(guò)對監控尾水管水位過(guò)高保護停機邏輯進(jìn)行優(yōu)化及定期清洗液位開(kāi)關(guān)CL301雙重措施，機組未再出現因尾水管水位過(guò)高而導致機組停機的情況，有效提升了機組的可靠運行水平。