國投云南大朝山水電有限公司是按照《中華人民共和國公司法》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，是由國家開發(fā)投資公司（現(xiàn)變更為國投電力有限公司）、云南紅塔實業(yè)有限責(zé)任公司（現(xiàn)變更為云南紅塔集團有限公司）、云南省開發(fā)投資公司（現(xiàn)變更為云南省投資控股集團有限公司）、云南省電力集團公司（后轉(zhuǎn)股給中國華能集團公司）按照5:3:1:1出資比例組建。公司注冊資本金17.7億元人民幣。公司對大型獨立電廠——大朝山水電站實行建設(shè)、運營一體化管理。
大朝山水電站是國家重點工程，是新世紀(jì)全國第一個建成投產(chǎn)發(fā)電的大型水電項目。
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規(guī)劃中緊接漫灣電站的下一個梯級電站。壩址距漫灣水電站公路里程131KM，距省會昆明631km。電站總裝機容量135萬kW（六臺單機22.5萬KW），保證出力35.13萬kW，多年平均發(fā)電量59.31億kW.h。待上游小灣電站水庫建成后可達70.21億kW.h。
大朝山電站機組自動化元件(裝置)的選型使用介紹
1、流量測量儀表
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測量水流量。該電磁流量計精度高、性能穩(wěn)定、故障率低，利于電站長期工作。電磁流量計液晶表頭有瞬時和累積流量顯示，可自由修改參數(shù)，有4-20mA模擬量、開關(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，分別安裝德國寶德(Burkert)8045型插入式電磁流量計和8025型渦輪式流量計。主要特點是：二個可調(diào)的流量開關(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型流量開關(guān)。流量開關(guān)測量原理為熱導(dǎo)式，在測量探頭上有二個熱電阻，其中一個熱電阻測量介質(zhì)的溫度；另一熱電阻被加熱，當(dāng)液體流動時帶走熱量，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，通過測量二個電阻的溫差發(fā)出開關(guān)信號。流量開關(guān)無可動部件，動作值可調(diào)，元件型號不受測量管道的變化而改變。此測量原理的流量開關(guān)現(xiàn)已在電站廣泛使用，通過國投云南大朝山水電有限公司在幾個電站使用流量開關(guān)的應(yīng)用反饋：此表在滿足安裝條件的要求下，能達到要求。
④機組流量測量采用超聲波流量計。六臺機組用一臺超聲波流量計，包括：UF-911型超聲波流量計、互為備用二臺主機和擴展機箱三臺，組屏在一個標(biāo)準(zhǔn)屏柜內(nèi)。實現(xiàn)六臺機組流量的在線測量。測量結(jié)果(包括：流量、流速、累積流量、流量計工作狀態(tài)等)除可在本機上顯示，還可以通過MODBUS通訊協(xié)議、RS485接口送入全廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)。
超聲波流量計安裝與蝸殼進口前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流量測量精度。超聲波換能器采用雙體備份式結(jié)構(gòu)，在每個測量探頭上，安裝二個超聲波換能器，其信號線引至端子箱，當(dāng)一個超聲波換能器出現(xiàn)問題時，能快速轉(zhuǎn)化到備用，通過專用信號電纜與流量計主機聯(lián)接。
2、機組冷卻水進水閥
①在機組冷卻水進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，將從上游進口處的高壓調(diào)節(jié)至所需要的低壓，無論進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在主閥上安裝一個雙穩(wěn)態(tài)電磁閥操作減壓閥的開啟和關(guān)閉，電磁閥的水源經(jīng)過二個互為主備用水過濾器提供，減壓閥全關(guān)位置有輸出的接點信號。機組停機時，電控減壓閥處于全關(guān)位置。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出機組開機令時，打開電控減壓閥，給機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、操作簡單、性能可靠。在全國其它電站的使用情況，效果顯著。
3、壓力測量
①用于機組各處壓力監(jiān)視選用丹麥丹佛斯(Danfoss)公司的RT系列壓力開關(guān)。壓力開關(guān)通過表盤外的旋鈕和觀察窗，易設(shè)定動作點，性能穩(wěn)定、可靠，經(jīng)長期使用未見動作值和測量值的漂移。
②機組各處壓力的測量選用瑞士技術(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)長期使用未見動作值和測量值的漂移。
4、液位開關(guān)及變送器
①用美國GEMS公司生產(chǎn)的LS-800型液位開關(guān)控制機組上導(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)定值時液位開關(guān)發(fā)出相應(yīng)信號。此液位開關(guān)經(jīng)國內(nèi)外多個電站長期使用動作可靠。
②頂蓋液位開關(guān)采用美國Magnetrol公司生產(chǎn)的B1O-1E2A型重錘式液位開關(guān)，監(jiān)測三個液面，動作值任意調(diào)整，接點容量大，動作原理為重力式。克服原浮子式液位開關(guān)易卡、拒動的現(xiàn)象。
③測量油槽和頂蓋液位，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，對于測量油槽小量程的油位，是該變送器的主要特點。
對測量頂蓋液位。使用安裝時應(yīng)注意防水，將電纜接入端子箱，避免有水進入電纜的導(dǎo)氣管內(nèi)，造成不能使用。
5、轉(zhuǎn)速測量
①轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)由東方電機控制設(shè)備有限公司生產(chǎn)的PLC-2B型電氣轉(zhuǎn)速和ZX-4型機械轉(zhuǎn)速開關(guān)兩部分組成，測速裝置安裝于發(fā)電機頂部，通過齒盤、由零轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生正比于機組軸轉(zhuǎn)速的脈沖信號。該轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)特點：信號的幅值恒定，即使很低的轉(zhuǎn)速，其信號也不會丟失，傳感器信號送至電氣PLC轉(zhuǎn)速信號處理裝置；提供13個可任意整定動作值(1％-200nr)的電氣接點信號、爬行接點信號；2路對應(yīng)于機組0-200nr的4-20mA模擬量輸出；通過液顯面板可修改動作參數(shù)；1組機械式轉(zhuǎn)速開關(guān)，作用于機組過速保護；帶機組運行頂燈；可根據(jù)用戶要求提供4個機械開關(guān)。此裝置在國內(nèi)領(lǐng)先，已在多個電站使用。
②安裝于水輪機儀表柜上的另一套ZKZ-2A轉(zhuǎn)速信號裝置用于接收PT信號，輸出6路可調(diào)節(jié)的電氣接點信號和l路對應(yīng)于機組0-200nr的4-20mA模擬量信號。
6、電磁空氣閥和氣動剪斷銷系統(tǒng)
機組低壓氣控制(如：機組制動、檢修圍帶、氣動剪斷銷)的采用美國ASCO公司的8316系列電磁閥。此閥為單線圈，全注塑真空密封?？砷L時通電，動作可靠。解決了因環(huán)境潮濕，引起線圈損壞的問題。通過選型，可確定閥的開閉形式。手動操作。該機組對水輪機導(dǎo)葉剪斷銷的監(jiān)視采用氣動方式。在正常情況下，壓縮空氣通過電磁閥、環(huán)管、軟管進人水輪機導(dǎo)葉剪斷銷的盲孔內(nèi)，同時壓力開關(guān)給監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出剪斷銷正常的信號。當(dāng)機組在運行中，有剪斷銷剪斷時，壓縮空氣從破裂的剪斷銷中釋放。環(huán)管中的氣壓下降，壓力開關(guān)發(fā)出報警信號．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、水輪機導(dǎo)葉位置和導(dǎo)葉接力器位移監(jiān)測
在水輪機機組和筒閥接力器旁、回復(fù)機構(gòu)上，分別安裝美國MTS公司位移傳感器、國產(chǎn)位置開關(guān)。該位移傳感器特點：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，因活動的磁鐵與傳感器之間無接觸，不產(chǎn)生任何磨損，有利長時期使用；精度和防護等級高；容易安裝；測程值在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)；測量信號用于監(jiān)控和機組調(diào)速裝置；可按控制的需要整定不同的動作點，開關(guān)量電信號供監(jiān)控系統(tǒng)。在國內(nèi)和國外的機組上。較多使用此原理的變送器。國產(chǎn)的位置開關(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關(guān)所取代。
8、發(fā)電機軸電流監(jiān)測
發(fā)電機軸電流監(jiān)測裝置由東方電機控制設(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警裝置組成軸電流監(jiān)測裝置。軸電流互感器套在發(fā)電機大軸上，固定在發(fā)電機推力油槽內(nèi)擋油管下方下機架中心體內(nèi)。當(dāng)發(fā)電機軸承的絕緣損壞，在大軸中形成危害軸瓦的軸電流時，軸電流顯示儀能顯示軸電流的大小。發(fā)出報警或停機信號。從而在軸承損壞之前就可以發(fā)現(xiàn)故障并予以消除，避免事故擴大。
9、電液換向閥及二段關(guān)閉裝置
①機組所有的電液換向閥，均采用德國力士樂(Rexroth)的產(chǎn)品，二位四通的電液換向閥為雙線圈、帶自鎖、可短時通電，分別控制機組鎖錠、二段關(guān)閉閥。
②東方電機控制設(shè)備有限公司提供二段關(guān)閉閥安裝在接力器關(guān)閉時的回油管道上。
在機組緊急關(guān)機過程中，當(dāng)機組以一定速度關(guān)閉到一定開度后，操作電磁閥，投入二段關(guān)閉閥，以改變機組關(guān)閉速度，防止機組抬機，保護機組的安全。
10、儀表柜及控制箱
每臺機組安裝有機組制動柜、溫度儀表柜、水力測量柜、筒型閥控制柜，共4個。
①機組制動柜能自動和手動完成對機組的機械制動及制動閘的反向充氣。
②在溫度儀表柜上安裝18臺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關(guān)誤動作造成機組停機現(xiàn)象。
③水力測量柜安裝云南昌暉儀表制造有限公司生產(chǎn)的對機組蝸殼壓力、凈水頭、尾水管、各處油位、水位顯示的顯示儀表。
④每臺機組提供推力軸承外循環(huán)控制箱、頂蓋排水控制箱、發(fā)電機機坑電加熱器和除濕機控制箱、機組制動吸塵控制箱、漏油箱油泵控制箱?？刂葡渌玫目刂圃缈諝忾_關(guān)、斷路器、繼電器、按鈕、信號燈、PLC采用施耐德公司的產(chǎn)品，有利于維護、備件的采購、管理。箱內(nèi)的PLC與監(jiān)控系統(tǒng)通過MODBUS通訊協(xié)議、RS485接口和硬線進行信號傳輸。發(fā)電機機坑電加熱器和除濕機控制箱，與安裝在發(fā)電機機坑內(nèi)6個電加熱器、溫度開關(guān)、3臺除濕機組成發(fā)電機電加熱和除濕系統(tǒng)，保持機坑溫度和濕度在一定范圍內(nèi)，防止發(fā)電機結(jié)露。
11、機組筒形閥控制柜
機組的進水閥為筒形閥，與安裝球閥和蝶閥相比降低了工程造價，開啟、關(guān)閉時間短，適應(yīng)電力系統(tǒng)對電廠快速開機并網(wǎng)、事故緊急停機的要求。筒形閥控制柜能手動、自動操縱水輪發(fā)電機組進水筒形閥的開啟和關(guān)閉，閥門的控制原理為液壓同步控制方式，對筒形閥鏈條張力過載、力矩過載、位置開關(guān)和變送器進行監(jiān)測。在元引進基礎(chǔ)上對筒形閥開啟進行了改進，將一段開啟方式改為二段開啟方式，降低閥門至全開時的速度，避免了閥門至全開位置時對頂蓋的沖擊。使用的電液換向閥為德國力士樂4WEH62和4WEH16三位四通電液轉(zhuǎn)向閥。
大朝山電站機組從1996年開始，經(jīng)業(yè)主方、設(shè)計院和廠家多次協(xié)調(diào)、了解和比較，提出該機組自動化元件和裝置的最終方案，改變了過去跟隨主機過早確定自動化元件的的情況，避免了在機組發(fā)電時有部分元件已經(jīng)落后，給電站的正常運行帶來不利。
作者簡介：羅景華，教授級高級工程師，從事機組自動化設(shè)計和調(diào)試工作。
