摘要：本文簡要介紹了樂灘水電站溢流壩閘門監(jiān)控系統(tǒng)改造的設(shè)計要點，以及如何利用的新增的控制設(shè)備實現(xiàn)泄水閘的啟閉要求，并對溢流壩閘門控制流程的簡化進行簡單的探討。
　　關(guān)鍵詞：樂灘水電站、溢流壩閘門、控制流程
　　一、工程概況
　　樂灘水電站是紅水河規(guī)劃開發(fā)的第八個梯級水電站，壩址位于廣西忻城縣紅渡大橋上游3km，距上游已建的百龍灘水電站76.2km。電站裝設(shè)4臺軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組，總裝機容量4×150MW。
　　溢流壩閘門共有8孔，均采用固卷機啟閉，其控制柜原為啟閉設(shè)備廠家配套提供，由于不能進行遠(yuǎn)方操作，不具備開度實時調(diào)節(jié)功能，自動化程度不高，于2006年進行改造，更換控制柜，并于當(dāng)年改造完成并投入運行，歷經(jīng)2007年至今的紅水河多次洪峰的考驗，很好地滿足電站的運行要求。
　　二、溢流壩閘門現(xiàn)地控制單元的組網(wǎng)設(shè)計
　　樂灘電站啟閉設(shè)備控制系統(tǒng)分為集中控制級和現(xiàn)地單元控制級，集中控制級與現(xiàn)地控制級采用MB+光纖環(huán)網(wǎng)通信。集中控制級由一面閘門現(xiàn)地控制單元LCU8組成，布置在溢流壩啟閉機室，可對全廠所有需遠(yuǎn)程控制的啟閉設(shè)備進行集中監(jiān)控。通過雙光纖以太網(wǎng)與全廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行通信。
　　現(xiàn)地單元控制級包括溢流壩閘門的新控制柜PLC（共8面），PLC采用施耐德公司ModicnTSXQuantumPLC系列，CPU為140CPU11302模塊。采用MB+通信模塊140NOM25200，通過MB+光纖環(huán)網(wǎng)的方式與閘門LCU8之間進行連接。考慮到溢流壩閘門PLC的重要性，PLC的少量的信號以硬接點方式送至閘門現(xiàn)地控制單元LCU8，其它監(jiān)信號均通過通訊方式實現(xiàn)。少量的信號包括PLC裝置本身故障、電源故障和相關(guān)啟閉機的運行信號，這樣即使網(wǎng)絡(luò)通訊故障，上位機也能采集到該信號，確保可靠性。
　　三、溢流壩閘門現(xiàn)地控制單元主要功能
　　現(xiàn)地控制單元實現(xiàn)的主要功能有，檢測溢流壩閘門設(shè)備（如閘門固卷機荷重傳感器、開度傳感器等）有關(guān)運行參數(shù)，監(jiān)視閘門設(shè)備的運行情況，接受閘門設(shè)備的狀態(tài)信號，按照預(yù)先編制的程序自動或根據(jù)運行人員指令手動對各現(xiàn)地設(shè)備進行控制，儲存所有實時數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)總線上傳至監(jiān)控主機，實現(xiàn)資源的全系統(tǒng)共享，主要功能如下：
　　電機啟、停控制；電機運行狀態(tài)指示；電機故障報警指示；電機運行時間累計；手動/切除/自動控制切換。
　　設(shè)備正常情況下，采用自動操作方式。可通過閘門現(xiàn)地控制單元LCU8發(fā)出工作門或事故門啟閉操作指令，也通過現(xiàn)地按鈕發(fā)出操作指令，完成閘門啟閉操作。現(xiàn)地操作指令和LCU操作指令具有相互閉鎖功能，能有效地防止兩地操作沖突。
　　在設(shè)備調(diào)試、檢修階段，以及在PLC故障，自動操作失靈的緊急情況下，采用手動操作方式，可實現(xiàn)閘門的啟閉控制。在手動方式下，遠(yuǎn)方計算機監(jiān)控系統(tǒng)操作無效。
　　不論在何種控制方式下，均可通過現(xiàn)地單元上的“緊急停止”按鈕使閘門停止運動，以實現(xiàn)特殊緊急情況下緊急停機。
　　四、溢流壩閘門控制流程的簡化設(shè)計
　　溢流壩閘門的開度控制由上位機通過閘門LCU8實現(xiàn)遠(yuǎn)程開度，在實際使用中，因涉及到下游流態(tài)對電站出力、下游航道口門區(qū)通航條件、岸坡安全等方面的綜合問題，導(dǎo)致對溢流壩閘門自動控制的要求很高。根據(jù)《廣西紅水河樂灘水電站工程運行設(shè)計報告》的要求，實現(xiàn)溢流壩閘門局部開啟泄洪調(diào)度運行控制的流程較為復(fù)雜，計算機監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫缺乏相關(guān)的有依據(jù)的程序模型，以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫無法精確實現(xiàn)其要求。
　　針對此類運行工況，結(jié)合正常溢流壩閘門的開度控制流程，將閘門局部開啟泄洪調(diào)度的控制流程的簡化為以下兩種方式，
　　           
　　　　
　　考慮到溢流壩每孔閘門逐次單啟閉的極端運行工況時，其控制流程還可簡化為：
　　
　　           
　　以上三種運行方式可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整，最大限度滿足現(xiàn)場實際運行工況的控制要求，同時要求運行單位技術(shù)人員在實際運行時加強巡視記錄，確切掌握下游流態(tài)，閘門振動強度與上下游水位、閘門開度、產(chǎn)生問題閘孔號等要素之間的關(guān)系，從而制定回避、確保運行安全的具體措施，并在實際使用過程中加以修改完善，形成最終的泄洪調(diào)度的操作依據(jù)。
　　五、結(jié)束語
　　樂灘水電站溢流壩閘門監(jiān)控系統(tǒng)通過更換控制柜設(shè)備，把閘門監(jiān)控的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、自動化執(zhí)行元件等重新整合，解決了原溢流壩閘門不能進行遠(yuǎn)方操作，不具備開度實時調(diào)節(jié)功能，自動化程度不高的問題。同時采用以簡化的控制流程為基礎(chǔ)的的溢流壩閘門的啟閉控制，歷經(jīng)2007年至今的紅水河多次洪峰的考驗，運行情況良好，性能穩(wěn)定，很好地滿足電站的泄洪調(diào)度運行要求，為今后類似的設(shè)計提供很好借鑒。