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三门峡明珠集团水力发电厂60年技术进步掠影

2017-07-01刘国献

黄河黄土黄种人·水与中国 2017年6期
关键词:励磁机三门峡水电厂

刘国献

斗转星移,沧桑巨变。今年正值万里黄河第一坝——三门峡水利枢纽工程开工建设60年,也是三门峡黄河明珠(集团)有限公司水力发电厂(以下简称水电厂)正式发电44年。笔者从1987年成为水电厂运行分场一名电气运行值班员至今,转眼间30年过去了,回顾几十年来水电厂的技术进步,不禁感慨万千。

从CCCP到CPU

记得刚来水电厂时,我们每天要与中央控制室各种仪表设备打交道,要定时对继电保护装置进行巡视和检查,以保证设备的安全运转。

继电保护器是一种反映电力系统故障和不正常状态,并能及时使断路器跳闸或发出信号的自动化设备,它是水电厂保护系统中重要的组成部分。

那时,中央控制室后边的继电保护室老式保护盘柜有4排,盘柜上密密麻麻布置了很多电磁式、感应式的继电器,当继电器线圈通电以后,铁心被磁化产生足够大的电磁力,吸动衔铁并带动簧片,使动触点和静触点闭合或分开。继电器触点是铆压的,其主要的弊病是触点松动、跳跃、打火或位置偏差过大,可能影响继电器的接触可靠性。

师傅告诉我,三门峡水利枢纽工程是当时苏联援建我国的156项工程之一。水电厂设备控制系统最早由苏联列宁格勒设计院设计,主要控制设备由苏联明斯克的工厂生产,继电器黑色外壳上有CCCP(苏联制造)的字样。

当时,每次出故障时值班人员都去检查是哪块继电器报警了,哪块信号继电器掉牌了……一边要及时处理故障,一边要做好故障记录等工作。

最让人发怵的是清扫面板和继电器的工作,必须由电气班长手持鸡毛掸子亲自进行,控制盘柜繼电器信号线没有明显的标示和隔离,容易产生误碰,造成误动,还要注意与带电设备保持安全距离,防止运行继电器触点误碰,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故等。

60年来,水电厂继电保护装置的元器件经历了电磁式、晶体管、集成电路和微机式继电保护装置多代更新。智能综合保障装置可完成过去十几个继电器的功能,而微机保护充分利用了CPU高速的运算能力和海量的存储记忆能力,每次出故障时都能在电脑上及时准确显示故障的性质、范围,为运行人员判断处理故障提供了第一手资料。

消失的备用励磁机的轰鸣声

20世纪80年代初期,水电厂机组励磁装置为“文革”时期的产品,那时国内科技力量薄弱、生产材料备件不足,大容量晶闸管元件的工作可靠性差,故障率高,运行维护工作量大。因此,常常需要备用励磁机代替它工作。

坐落在水电厂副厂房的备用励磁机,采用单独供电的大功率电动机拖动同轴连接的直流发电机的励磁方式。那时,运行人员最头疼的一项工作就是巡查备用励磁机室,在这个不大的房间内,6千伏交流电动机的隆隆轰鸣声,夹杂着直流发电机电刷摩擦的刺耳尖叫声,震耳欲聋,换向器喷射着红黄色的火星,令胆小的人畏惧。人们在这里说话彼此是听不清的,只能靠眼神和手势交流。给备用励磁机定期加润滑油或者打扫设备卫生时,由于电机转速飞快,稍有不慎,手就会被擦伤。

水电厂于1986年起开始对机组励磁装置实施改造,使用晶体管分离元件式励磁装置。1995年起又更新为微机/模拟双通道励磁调节器,备用励磁机基本不用了。励磁调节装置自动跟踪调节发电机电压,比过去手动调节更为及时,更加精确,运行也更为稳定,误动作概率大大减小。

鼠标一点 机组转起

过去水电厂发电机组的设备陈旧、老化,工作人员每天要与各种设备、仪器仪表打交道,一个指针的微小变化、一个指示灯的颜色改变、一个螺丝的轻微松动,都必须及时发现并处理,才能保证机组的安全运转。

1995年,随着设备的不断更新换代,水电厂对机组监控系统进行自动化改造。机组现地控制单元采用CPU+可编程的控制模式,实现了计算机控制的机组自动开机、停机,设备温度自动采集、保护,以及机组故障报警、事故停机等功能。

过去水电厂机组调速器为晶体管电液调速器。1999年起更换了集成电路式调速器,采用了更为先进的伺服电机控制式可编程双调节调速器,减小了机组振动大、溜负荷等缺陷。机组开停机时间由改造前的30~50分钟,缩短为6~8分钟,提高了开机效率,节约了水能。

2013年,水电厂计算机监控系统上位机(主站)硬件更新,厂级工作站、工程师工作站、历史服务器、On call工作站(语音报警服务器)、GPS装置和对时、网络交换设备及配套软件再次更换升级。新增了220千伏开关站现地LCU控制单元,实现了开关站设备监控,监视测量220千伏出线、母线、电源系统电压、电流、功率,继电保护信号采集等,在监控系统中实时显示220千伏开关站相关开关、刀闸的状态,开关站的自动化水平显著提高。

中央主控室也发生了日新月异的变化。2002年水电厂开发管理信息系统(简称MIS)投入使用,使电力生产业务以信息流处理,生产上实现了计算机网上办理工作票、操作票和公文的流转、传送、办理,各项技术数据、记录等能从全厂任何一台计算机上查询。

如今的三门峡水电厂,随着技术的不断进步,更好地担负起电网系统调峰、紧急事故备用的重任,成为电网安全经济优质运行的忠诚卫士。

多年来,由于三门峡水电厂历史悠久,设备时代跨度大的特殊性,这里成了一个名副其实的水电人才成长的摇篮,为全国各地的诸多水电厂培养了一批又一批管理和技术骨干。先后为陕西宝鸡峡、山西万家寨、河南小浪底、宁夏沙坡头、河南西霞院等多个水电厂培训一批批生产技术工人。目前,水电厂已成为西安理工大学、华北水利水电大学、中原工学院、黄河水利职业技术学院、三门峡职业技术学院等院校大学生们的实习基地。

回顾60年的峥嵘岁月,三门峡水电厂传承了大禹精神,用夸父追日的勇气登上了一个又一个台阶。展望未来,三门峡水电厂必将用创新和科技的力量,再创新的辉煌。

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