珊溪水電廠計算機監控系統簡報信息的自動分析

黃東洋，蘇德良

1.溫州市珊溪水利樞紐管理局，浙江 溫州 325000

2.浙江珊溪經濟發展有限責任公司，浙江 溫州 325000

1 概述

珊溪水力發電廠坐落于浙江省溫州市文成縣珊溪鎮，距市區117km。電廠共裝4臺50mW混流式水輪發電機組，總裝機200mW，電廠裝設兩臺120000kVA強迫油循環風冷主變壓器，采用兩機一變擴大單元接線，經主變升壓至220kV母線后由珊垂2476線并入浙江電網。承擔浙江電網的調峰、調相和事故備用等任務。珊溪電廠采用南瑞公司的nc2000計算機監控系統，實現對全廠四臺水電機組、兩臺主變和各公用設備的監視和控制。控制功能主要體現在四臺機組的開停機流程、公用開關站各高壓開關的分合流程、全廠18臺高壓油泵等設備的啟停控制；監視功能主要體現在對滲漏排水系統、中低壓氣機系統、廠用電和直流配電系統上。

2 目前簡報信息分析過程中存在的問題

電廠運行管理人員的一項主要工作內容就是全天24小時不間斷地對計算機監控系統的各類簡報信息進行監視和分析，及時發現設備缺陷并對設備的運行狀態進行綜合判斷處理。監控系統報告的簡報信息有上千種，并且刷新較快，運行管理人員需要實時監視監控系統發來的各類簡報信息并判斷分析處理，工作量很大，短時間精力還能應付，長時間因為注意力下降導致會忽略掉可能的重要信息，從而對電廠安全運行帶來不利影響。例如：機組調速器壓油泵運行監視過程中，全廠8臺同類型油泵平均一小時各啟動一次，共32條啟停簡報信息，運行人員需要通過這32條信息來計算每臺油泵的啟動時間和啟停間隔時間并判斷是否在正常范圍內；漏油泵和蝶閥壓油泵共10臺，平均1天啟動一次，共40條啟停簡報信息，運行人員需要從當天平均2000多條信息中檢索出相關信息，并計算分析各臺泵的運行工況；除此之外還有4臺深井水泵，4臺空壓機，也需要同等的工作量來加以計算分析；機組發電過程中，機組的有功、無功功率、電壓、各部電流值、轉速、溫度量監視也需要較大的工作量。

3 簡報信息自動化分析的思路與方案設計

具體設計方案分為以下幾個方面：

1）硬件實現。新增一臺電腦，與目前的計算機操作員工作站聯網，接受并保存操作員工作站發來的所有測點和簡報信息；

2）軟件實現。在新增電腦中建立歷史數據庫，分類保存相應數據信息，并通過程序實現對數據的提取、比較、運算分析和報警功能；

3）安全考慮。為新增電腦指派用戶權限，僅保留瀏覽功能，屏蔽所有可移動存儲功能和除監控環網以外的聯網功能，防止對原來的計算機系統安全性造成影響；

4）數據庫數據分析系統的邏輯設計：

（1）油泵運行分析：針對全廠18臺高壓油泵分別設定各自的啟停時間定值和啟動間隔時間定值，超出定值即發出文字和聲音報警，并針對不同油泵運行特點統計啟停頻率、累計啟動時長；

（2）空壓機運行分析：根據中、低壓氣罐壓力值判斷空壓機是否正常啟停，并對壓氣機連續啟動時間進行比較，判斷全廠氣壓系統是否有故障，超出定值發出文字和聲音報警；

（3）水泵運行分析：計算滲漏水泵的持續啟動時間和啟停間隔時間并與定值進行比較，判斷滲漏水系統是否出現異常來水情況，超出定值即報警；計算檢修水泵持續啟動時間和啟停間隔時間并于定值進行比較，判斷檢修排水空間內是否有大量漏水，超出定值即報警。統計每臺水泵的啟停頻率和累計啟動時間；

（4）機組發電狀態下負荷監視與報警：比較機組發電狀態下實際負荷與設定值的差值，判斷機組負荷是否在規定負荷下運行；比較機組三相電流、電壓值、轉速值與設定值的差值，判斷機組是否出現不穩定工況，記錄相應數據并報警；

（5）機組發電量估算：對機組有功功率分時段采樣統計，估算當日發電量，方便運行人員校核當日0時手工計算的日發電量，防止人為計算錯誤；

（6）機組、主變溫度測點的監視與報警：針對機組不同工況，計算單位時間各溫度測點的溫度變化值及最高值，分別與設定值進行比較，判斷各測量節點溫度變化是否在合理范圍內，超出定值即記錄數據并報警；

（7）機組各工況變化流程的監視與報警：機組各工況之間變化時的控制操作流程是計算機監控系統的一項關鍵內容，最長流程操作持續時間約10min，需要監視的測點信息有20多個。通過對各測定信息的間隔出現時間和先后順序自動判斷流程執行情況是否正常，超出時間間隔或測定順序錯誤即記錄并報警；

（8）事故處理流程的監視與報警：當主設備發生事故時，判斷各出口量的執行反饋信息是否正常，記錄并報警，方便運行人員及時發現異常或拒動設備，防止事故擴大；

（9）全廠關鍵測點的監視與報警：蝶閥層水位，滲漏和檢修集水井水位，中、低壓氣罐壓力，6個壓力油罐的壓力及油位，10.5kV母線和220kV母線電壓，直流系統和廠用電系統母線電壓等測點，這些測定的數值非常重要，通過和設定值的比較判斷，超限時計算機自動記錄并報警；

（10）Plc非正常運行狀態的監視與報警：機組plc是整個機組的控制核心，同時還擔負著機組壓油泵的啟停控制與事故處理工作，根據以往運行經驗，因為plc工作環境不理想，出現過多次死機和人為誤切除的情況，對機組安全運行造成較大影響。對各plc上報數據的間隔時間進行監視，超出時限自動記錄并報警，通知運行人員及時進行處理。

4 結論

南瑞公司開發的計算機監控系統在我國很多電廠都有所應用。該系統結構緊湊、操作界面友好，系統運行穩定、可靠、可利用率高，抗干擾能力強，結構采用分單元模塊式，在實際應用中便于維護，而各子模塊之間又相互獨立，便于操作，即使沒有很強專業電腦知識的工作人員，經過短期的上崗培訓也能對其操作自如；系統采用開放式網絡結構能充分地體現了遠方控制的優點，即實現“無人值班，少人值守”的運行方式。在長期使用過程中發現，該系統偏重于控制，數據分析功能相對較弱，模塊化程序設計很容易在不同電廠之間實現移植，但針對不同電廠的特殊需要，設計考慮相對不足。作者從用戶角度對該系統的數據分析處理功能提出可能的改進方案，拋磚引玉，寄希望與各電廠同行和程序研發人員共同探討，使系統功能更加完善和人性化，進一步提高設備運行的安全可靠性。

[1]商國才.電力系統自動化.

[2]中國電力企業聯合會.2007年中國電力行業年度發展報告[R].北京：中國電力企業聯合會，2008.