國(guó)投云南大朝山水電有限公司是按照《中華人民共和國(guó)公司法》組建的規(guī)范化的大型水電有限責(zé)任公司。公司于1994年11月成立，是由國(guó)家開(kāi)發(fā)投資公司（現(xiàn)變更為國(guó)投電力有限公司）、云南紅塔實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司（現(xiàn)變更為云南紅塔集團(tuán)有限公司）、云南省開(kāi)發(fā)投資公司（現(xiàn)變更為云南省投資控股集團(tuán)有限公司）、云南省電力集團(tuán)公司（后轉(zhuǎn)股給中國(guó)華能集團(tuán)公司）按照5:3:1:1出資比例組建。公司注冊(cè)資本金17.7億元人民幣。公司對(duì)大型獨(dú)立電廠——大朝山水電站實(shí)行建設(shè)、運(yùn)營(yíng)一體化管理。
大朝山水電站是國(guó)家重點(diǎn)工程，是新世紀(jì)全國(guó)第一個(gè)建成投產(chǎn)發(fā)電的大型水電項(xiàng)目。
大朝山水電站位于云南省臨滄市的云縣和普洱市的景東彝族自治縣交界的瀾滄江上，是瀾滄江中下游梯級(jí)規(guī)劃中緊接漫灣電站的下一個(gè)梯級(jí)電站。壩址距漫灣水電站公路里程131KM，距省會(huì)昆明631km。電站總裝機(jī)容量135萬(wàn)kW（六臺(tái)單機(jī)22.5萬(wàn)KW），保證出力35.13萬(wàn)kW，多年平均發(fā)電量59.31億kW.h。待上游小灣電站水庫(kù)建成后可達(dá)70.21億kW.h。
大朝山電站機(jī)組自動(dòng)化元件(裝置)的選型使用介紹
1、流量測(cè)量?jī)x表
①空氣冷卻器和推力軸承外循環(huán)冷卻水出水管上，采用丹麥丹佛斯(Danfoss)生產(chǎn)的MAG3i00一體式電磁流量計(jì)測(cè)量水流量。該電磁流量計(jì)精度高、性能穩(wěn)定、故障率低，利于電站長(zhǎng)期工作。電磁流量計(jì)液晶表頭有瞬時(shí)和累積流量顯示，可自由修改參數(shù)，有4-20mA模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖輸出各一路。
②在上導(dǎo)、水導(dǎo)、主軸密封的水管上和推力外循環(huán)的油管上，分別安裝德國(guó)寶德(Burkert)8045型插入式電磁流量計(jì)和8025型渦輪式流量計(jì)。主要特點(diǎn)是：二個(gè)可調(diào)的流量開(kāi)關(guān)和一路4-20mA模擬量輸出。
③在上導(dǎo)、水導(dǎo)、主軸密封的水管上和推力外循環(huán)的油管上分管上安裝8000型流量開(kāi)關(guān)。流量開(kāi)關(guān)測(cè)量原理為熱導(dǎo)式，在測(cè)量探頭上有二個(gè)熱電阻，其中一個(gè)熱電阻測(cè)量介質(zhì)的溫度；另一熱電阻被加熱，當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)帶走熱量，使被加熱的熱電阻與介質(zhì)之間形成一定溫差，介質(zhì)流速越快溫差越大，通過(guò)測(cè)量二個(gè)電阻的溫差發(fā)出開(kāi)關(guān)信號(hào)。流量開(kāi)關(guān)無(wú)可動(dòng)部件，動(dòng)作值可調(diào)，元件型號(hào)不受測(cè)量管道的變化而改變。此測(cè)量原理的流量開(kāi)關(guān)現(xiàn)已在電站廣泛使用，通過(guò)國(guó)投云南大朝山水電有限公司在幾個(gè)電站使用流量開(kāi)關(guān)的應(yīng)用反饋：此表在滿足安裝條件的要求下，能達(dá)到要求。
④機(jī)組流量測(cè)量采用超聲波流量計(jì)。六臺(tái)機(jī)組用一臺(tái)超聲波流量計(jì)，包括：UF-911型超聲波流量計(jì)、互為備用二臺(tái)主機(jī)和擴(kuò)展機(jī)箱三臺(tái)，組屏在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)屏柜內(nèi)。實(shí)現(xiàn)六臺(tái)機(jī)組流量的在線測(cè)量。測(cè)量結(jié)果(包括：流量、流速、累積流量、流量計(jì)工作狀態(tài)等)除可在本機(jī)上顯示，還可以通過(guò)MODBUS通訊協(xié)議、RS485接口送入全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
超聲波流量計(jì)安裝與蝸殼進(jìn)口前8m壓力鋼管的水平段，6條管道均采用交叉斷面8聲路內(nèi)裝式換能器，確?！?.5流量測(cè)量精度。超聲波換能器采用雙體備份式結(jié)構(gòu)，在每個(gè)測(cè)量探頭上，安裝二個(gè)超聲波換能器，其信號(hào)線引至端子箱，當(dāng)一個(gè)超聲波換能器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能快速轉(zhuǎn)化到備用，通過(guò)專用信號(hào)電纜與流量計(jì)主機(jī)聯(lián)接。
2、機(jī)組冷卻水進(jìn)水閥
①在機(jī)組冷卻水進(jìn)水總管上安裝以色列伯爾梅特(BER-MAD)公司生產(chǎn)的720型可調(diào)式減壓閥，將從上游進(jìn)口處的高壓調(diào)節(jié)至所需要的低壓，無(wú)論進(jìn)口的壓力和流量如何變化，此預(yù)設(shè)出口壓力將恒定不變。
②在主閥上安裝一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電磁閥操作減壓閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，電磁閥的水源經(jīng)過(guò)二個(gè)互為主備用水過(guò)濾器提供，減壓閥全關(guān)位置有輸出的接點(diǎn)信號(hào)。機(jī)組停機(jī)時(shí)，電控減壓閥處于全關(guān)位置。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出機(jī)組開(kāi)機(jī)令時(shí)，打開(kāi)電控減壓閥，給機(jī)組各部提供壓力恒定的冷卻水。此電控減壓閥的使用投資減少、操作簡(jiǎn)單、性能可靠。在全國(guó)其它電站的使用情況，效果顯著。
3、壓力測(cè)量
①用于機(jī)組各處壓力監(jiān)視選用丹麥丹佛斯(Danfoss)公司的RT系列壓力開(kāi)關(guān)。壓力開(kāi)關(guān)通過(guò)表盤外的旋鈕和觀察窗，易設(shè)定動(dòng)作點(diǎn)，性能穩(wěn)定、可靠，經(jīng)長(zhǎng)期使用未見(jiàn)動(dòng)作值和測(cè)量值的漂移。
②機(jī)組各處壓力的測(cè)量選用瑞士技術(shù)的昌暉單晶硅壓力變送器YR-ER101，該壓力變送器外形小，易安裝，性能穩(wěn)定、可靠，經(jīng)長(zhǎng)期使用未見(jiàn)動(dòng)作值和測(cè)量值的漂移。
4、液位開(kāi)關(guān)及變送器
①用美國(guó)GEMS公司生產(chǎn)的LS-800型液位開(kāi)關(guān)控制機(jī)組上導(dǎo)、推力、水導(dǎo)油槽上、回油箱液位，當(dāng)油位高于或低于設(shè)定值時(shí)液位開(kāi)關(guān)發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。此液位開(kāi)關(guān)經(jīng)國(guó)內(nèi)外多個(gè)電站長(zhǎng)期使用動(dòng)作可靠。
②頂蓋液位開(kāi)關(guān)采用美國(guó)Magnetrol公司生產(chǎn)的B1O-1E2A型重錘式液位開(kāi)關(guān)，監(jiān)測(cè)三個(gè)液面，動(dòng)作值任意調(diào)整，接點(diǎn)容量大，動(dòng)作原理為重力式?？朔∽邮揭何婚_(kāi)關(guān)易卡、拒動(dòng)的現(xiàn)象。
③測(cè)量油槽和頂蓋液位，使用瑞士Keller公司生產(chǎn)的PR-46W型液位變送器，精度高、穩(wěn)定性好，對(duì)于測(cè)量油槽小量程的油位，是該變送器的主要特點(diǎn)。
對(duì)測(cè)量頂蓋液位。使用安裝時(shí)應(yīng)注意防水，將電纜接入端子箱，避免有水進(jìn)入電纜的導(dǎo)氣管內(nèi)，造成不能使用。
5、轉(zhuǎn)速測(cè)量
①轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)由東方電機(jī)控制設(shè)備有限公司生產(chǎn)的PLC-2B型電氣轉(zhuǎn)速和ZX-4型機(jī)械轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān)兩部分組成，測(cè)速裝置安裝于發(fā)電機(jī)頂部，通過(guò)齒盤、由零轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生正比于機(jī)組軸轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)。該轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)：信號(hào)的幅值恒定，即使很低的轉(zhuǎn)速，其信號(hào)也不會(huì)丟失，傳感器信號(hào)送至電氣PLC轉(zhuǎn)速信號(hào)處理裝置；提供13個(gè)可任意整定動(dòng)作值(1％-200nr)的電氣接點(diǎn)信號(hào)、爬行接點(diǎn)信號(hào)；2路對(duì)應(yīng)于機(jī)組0-200nr的4-20mA模擬量輸出；通過(guò)液顯面板可修改動(dòng)作參數(shù)；1組機(jī)械式轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān)，作用于機(jī)組過(guò)速保護(hù)；帶機(jī)組運(yùn)行頂燈；可根據(jù)用戶要求提供4個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)。此裝置在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，已在多個(gè)電站使用。
②安裝于水輪機(jī)儀表柜上的另一套ZKZ-2A轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置用于接收PT信號(hào)，輸出6路可調(diào)節(jié)的電氣接點(diǎn)信號(hào)和l路對(duì)應(yīng)于機(jī)組0-200nr的4-20mA模擬量信號(hào)。
6、電磁空氣閥和氣動(dòng)剪斷銷系統(tǒng)
機(jī)組低壓氣控制(如：機(jī)組制動(dòng)、檢修圍帶、氣動(dòng)剪斷銷)的采用美國(guó)ASCO公司的8316系列電磁閥。此閥為單線圈，全注塑真空密封。可長(zhǎng)時(shí)通電，動(dòng)作可靠。解決了因環(huán)境潮濕，引起線圈損壞的問(wèn)題。通過(guò)選型，可確定閥的開(kāi)閉形式。手動(dòng)操作。該機(jī)組對(duì)水輪機(jī)導(dǎo)葉剪斷銷的監(jiān)視采用氣動(dòng)方式。在正常情況下，壓縮空氣通過(guò)電磁閥、環(huán)管、軟管進(jìn)人水輪機(jī)導(dǎo)葉剪斷銷的盲孔內(nèi)，同時(shí)壓力開(kāi)關(guān)給監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出剪斷銷正常的信號(hào)。當(dāng)機(jī)組在運(yùn)行中，有剪斷銷剪斷時(shí)，壓縮空氣從破裂的剪斷銷中釋放。環(huán)管中的氣壓下降，壓力開(kāi)關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)．關(guān)閉電磁閥，切斷剪斷銷氣源。該系統(tǒng)從根本上避免了原電動(dòng)方式易發(fā)生的電氣接地短路情況，提高了系統(tǒng)的可靠性。
7、水輪機(jī)導(dǎo)葉位置和導(dǎo)葉接力器位移監(jiān)測(cè)
在水輪機(jī)機(jī)組和筒閥接力器旁、回復(fù)機(jī)構(gòu)上，分別安裝美國(guó)MTS公司位移傳感器、國(guó)產(chǎn)位置開(kāi)關(guān)。該位移傳感器特點(diǎn)：導(dǎo)葉接力器位移傳感器選用非接觸式的磁致伸縮位移變送器，因活動(dòng)的磁鐵與傳感器之間無(wú)接觸，不產(chǎn)生任何磨損，有利長(zhǎng)時(shí)期使用；精度和防護(hù)等級(jí)高；容易安裝；測(cè)程值在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)；測(cè)量信號(hào)用于監(jiān)控和機(jī)組調(diào)速裝置；可按控制的需要整定不同的動(dòng)作點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量電信號(hào)供監(jiān)控系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)和國(guó)外的機(jī)組上。較多使用此原理的變送器。國(guó)產(chǎn)的位置開(kāi)關(guān)因不易調(diào)節(jié)。體積大等因素，在部分電站已被非接觸直線式位置開(kāi)關(guān)所取代。
8、發(fā)電機(jī)軸電流監(jiān)測(cè)
發(fā)電機(jī)軸電流監(jiān)測(cè)裝置由東方電機(jī)控制設(shè)備有限公司生產(chǎn)提供，由軸電流互感器和軸電流顯示報(bào)警裝置組成軸電流監(jiān)測(cè)裝置。軸電流互感器套在發(fā)電機(jī)大軸上，固定在發(fā)電機(jī)推力油槽內(nèi)擋油管下方下機(jī)架中心體內(nèi)。當(dāng)發(fā)電機(jī)軸承的絕緣損壞，在大軸中形成危害軸瓦的軸電流時(shí)，軸電流顯示儀能顯示軸電流的大小。發(fā)出報(bào)警或停機(jī)信號(hào)。從而在軸承損壞之前就可以發(fā)現(xiàn)故障并予以消除，避免事故擴(kuò)大。
9、電液換向閥及二段關(guān)閉裝置
①機(jī)組所有的電液換向閥，均采用德國(guó)力士樂(lè)(Rexroth)的產(chǎn)品，二位四通的電液換向閥為雙線圈、帶自鎖、可短時(shí)通電，分別控制機(jī)組鎖錠、二段關(guān)閉閥。
②東方電機(jī)控制設(shè)備有限公司提供二段關(guān)閉閥安裝在接力器關(guān)閉時(shí)的回油管道上。
在機(jī)組緊急關(guān)機(jī)過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組以一定速度關(guān)閉到一定開(kāi)度后，操作電磁閥，投入二段關(guān)閉閥，以改變機(jī)組關(guān)閉速度，防止機(jī)組抬機(jī)，保護(hù)機(jī)組的安全。
10、儀表柜及控制箱
每臺(tái)機(jī)組安裝有機(jī)組制動(dòng)柜、溫度儀表柜、水力測(cè)量柜、筒型閥控制柜，共4個(gè)。
①機(jī)組制動(dòng)柜能自動(dòng)和手動(dòng)完成對(duì)機(jī)組的機(jī)械制動(dòng)及制動(dòng)閘的反向充氣。
②在溫度儀表柜上安裝18臺(tái)云南昌暉儀表制造有限公司生產(chǎn)的YR-GNC804-02-09-HHLL-T電站專用溫度儀表，該儀表抗干擾、性能穩(wěn)定，有雙上限和4-20mA輸出，該儀表能有效防止Pt100鉑電阻斷線和短路引起的開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作造成機(jī)組停機(jī)現(xiàn)象。
③水力測(cè)量柜安裝云南昌暉儀表制造有限公司生產(chǎn)的對(duì)機(jī)組蝸殼壓力、凈水頭、尾水管、各處油位、水位顯示的顯示儀表。
④每臺(tái)機(jī)組提供推力軸承外循環(huán)控制箱、頂蓋排水控制箱、發(fā)電機(jī)機(jī)坑電加熱器和除濕機(jī)控制箱、機(jī)組制動(dòng)吸塵控制箱、漏油箱油泵控制箱?？刂葡渌玫目刂圃缈諝忾_(kāi)關(guān)、斷路器、繼電器、按鈕、信號(hào)燈、PLC采用施耐德公司的產(chǎn)品，有利于維護(hù)、備件的采購(gòu)、管理。箱內(nèi)的PLC與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)MODBUS通訊協(xié)議、RS485接口和硬線進(jìn)行信號(hào)傳輸。發(fā)電機(jī)機(jī)坑電加熱器和除濕機(jī)控制箱，與安裝在發(fā)電機(jī)機(jī)坑內(nèi)6個(gè)電加熱器、溫度開(kāi)關(guān)、3臺(tái)除濕機(jī)組成發(fā)電機(jī)電加熱和除濕系統(tǒng)，保持機(jī)坑溫度和濕度在一定范圍內(nèi)，防止發(fā)電機(jī)結(jié)露。
11、機(jī)組筒形閥控制柜
機(jī)組的進(jìn)水閥為筒形閥，與安裝球閥和蝶閥相比降低了工程造價(jià)，開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)間短，適應(yīng)電力系統(tǒng)對(duì)電廠快速開(kāi)機(jī)并網(wǎng)、事故緊急停機(jī)的要求。筒形閥控制柜能手動(dòng)、自動(dòng)操縱水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)水筒形閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，閥門的控制原理為液壓同步控制方式，對(duì)筒形閥鏈條張力過(guò)載、力矩過(guò)載、位置開(kāi)關(guān)和變送器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在元引進(jìn)基礎(chǔ)上對(duì)筒形閥開(kāi)啟進(jìn)行了改進(jìn)，將一段開(kāi)啟方式改為二段開(kāi)啟方式，降低閥門至全開(kāi)時(shí)的速度，避免了閥門至全開(kāi)位置時(shí)對(duì)頂蓋的沖擊。使用的電液換向閥為德國(guó)力士樂(lè)4WEH62和4WEH16三位四通電液轉(zhuǎn)向閥。
大朝山電站機(jī)組從1996年開(kāi)始，經(jīng)業(yè)主方、設(shè)計(jì)院和廠家多次協(xié)調(diào)、了解和比較，提出該機(jī)組自動(dòng)化元件和裝置的最終方案，改變了過(guò)去跟隨主機(jī)過(guò)早確定自動(dòng)化元件的的情況，避免了在機(jī)組發(fā)電時(shí)有部分元件已經(jīng)落后，給電站的正常運(yùn)行帶來(lái)不利。
作者簡(jiǎn)介：羅景華，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事機(jī)組自動(dòng)化設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。
