淺析水電廠電氣自動化監控系統功能

摘 要：通過電氣自動化監控系統的組態模式和基本構建、系統的具體功能、自動化監控的優越性這三點的描述對水電廠電氣自動化監控系統的應用分析，可以得出電氣化自動化監控系統對于常規監控方式的優越性。該系統不僅可以電廠提供一個流程且精確的運行狀態，同時兼顧發電機組時間和水能利用率的提高，達到勞動生產率提高的作用，減少運行人員的工作時間，從而使得運行人員有時間學習更深的知識，更進一步的發展。

關鍵詞：電氣自動化；現場總線監控方式；優越性；發展趨勢

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）5（b）-0110-02

隨著科技的進步，計算機技術的逐漸進步，網絡技術的日益發展和成熟，水電廠的電氣控制實現電子自動化、智能化也是一個提上日程的問題。在水電廠實現自動化監控系統不僅能夠在安全經濟中運行，還能堅持檢修和運行人員的勞動強度從而降低生產成本和企業減員增效等方面的顯著的效果。而在電氣自動化監控系統上有著很多的功能，這些都是推廣水電廠電氣自動化監控系統的必要理由。筆者就幾個方面分析水電廠電氣自動化監控系統的功能。

1 電氣自動化監控系統的組態模式和基本構建

1.1 組態模式

比較常見的監控模式分為三種，一種是以集中監控為主，這種監控方式的優勢在于其控制站的防護要求較低、設計的難度較小。但是隨著電氣設備的數量增加，機器統計的大量數據不斷導入導致主機運算沉滯、電纜的數量也增多、控制的面積變大等現象。這樣還可能出現電纜干擾到系統的情況，使系統的可靠性降低、大量的電纜集中導致火災的易發等問題。第二種是運程監控方式，這種方式具備降低安裝費用、節省電纜、組態靈活、可靠性較高、降低控制面積等的優點。然而，因這種方式會受現場總線通信速度的制約，通訊量的相對過大，所以該方式較多的應用在小單元系統中。第三種是現場總線監控方式，就目前來看，由于以太網技術以及現場總線等網絡技術的廣泛應用，尤其是在變電場上已經得到了應用，為在水電廠上應用電氣自動化監控系統提供的豐富的運行經驗。加上科技的高速發展，各種智能電氣設備也是日益更新換代，這些種種因素均給水電廠的電氣自動化監控系統奠定了堅實深厚的技術基礎。可以說，現場總線監控已經發展成了一種比較成熟、實用的方式。這種方式專門針對系統的設計，主要是通過對間隔的情況的分步設計，來完成間隔的不同構建，實現不同的功能。該方式不僅兼顧遠程監控方式的優點，還降低了安裝器件的成本，而且通過智能電氣設備的就地安裝、通過通信線連接監控系統等方面大大的節省的電纜的用量和安裝維護的工程量，從而達到進一步節約綜合成本的目的。在各設備的獨立功能情況下，提高了整個系統的靈活性和可靠性，就算其中的一個裝置發生了故障，也不會對整體的功能造成影響。可以預見，在未來的電廠計算機監控系統中，現場總線控制這一監控方式將成為發展的主流。

1.2 電氣自動化監控系統的基本構建

水電廠電氣自動化系統結構主要按照分層（級）分布式的方法進行多CPU的體系結構來設計，每一層均由各不同的設備以及子系統來組成，通過合理的搭配來實現各自的功能。從系統整體來說，二次設備主要可以分為兩層：單元層與站控層。站控層，作用是為單元層之間、監控間和各主機間提供必須的交換信息。而部件又主要分為遠動工作站、主機兼操作人員的工作站、工程師維護、工作站通信站、運行工作站。主機兼操作員站，主要是為了給下層測控單元提供電氣運行參數，并對運行參數進行相應的處理，此外還要完成遠程控制的工作；遠動工作站，主要是為了遠程連接遠動中心和監控管理系統，從而實現傳送電廠電氣系統部分運行信息與遠動中心的傳送，同時接收遠動中心送來的信息，并實現定值遠程管理等功能；運行工作站，亦稱操作員工作站，主要是為運行人員提供實時監控電廠電氣系統的運行自動抄表、運行工況、小電流接地選線、設備管理、故障信息管理等高級應用軟件；工程師維護工作站，其作用是給維護技術人員進行界面、數據庫、報表等的網絡監視維護和修改維護等，此外工程師維護工作站還充當培訓工作站，對工作人員進行仿真培訓，并對操作流程進行必要的預演等；通信站是用于連接電廠MIS、DCS、SIS等系統的信息。

2 系統的實際功能

2.1 采集數據和處理操控

系統的現場測控單元采集有關的信息，并對故障、事件、變位信號、狀態、和模擬量越限和正常的信息等都進行對應的檢測。預處理數據的各種合理性校檢，并且利用網絡對主控級進行實時數據庫更新。采集一下的信號類型：開關量、模擬量和脈沖量。模擬量分為電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、溫度和頻率。而脈沖量又分為有功電能和無功電能。開關量分為斷路器和隔離開關及接地開關的安全自動裝置、位置信號和繼電保護裝置的報警、動作、運行監視信號等等。主控級、中控室以及現地操作面板通過分析發出命令，現場機組接收后完成各種控制和調節任務：（1）設備的正常開停機。（2）設備同期裝置控制。（3）設備事故緊急停機控制。（4）設備有功、無功的針對性調節。（5）滅磁開關控制。（6）刀閘等控制。以及其他一系列任務處理。

2.2 信息顯示、監視、記錄及報警功能

監控系統主控層通過相關設備對現場控制單元級自動周期性采集獲取相關數據，在存入數據庫的同時，對相關數據進行分析和處理，通過將整個系統的實際電壓電流等模擬量、計算量以及隔離開關和斷路器等的具體掛牌檢修狀態、開關狀態等等實時數據整合生成以圖形、表格方式給工作人員。

通過實時數據庫的更新，顯示電氣接線圖、運行監視圖等各種畫面在上位機，生成報警一覽表和模擬量等的趨勢曲線，對設備的運行數據和狀態進行實時監控并顯示，相關工作人員可以通過監視器時刻清晰的監視全站的實際操作過程和運行狀態。在設備發生事故時，監控系統會自動將動作的自動安全裝置、斷路器信息和繼電保護，包括動作性質、信號名稱、編號、動作時間以及信號狀態等通過時間順序一一記載，同級車事件發生的順序記錄表格，還可以通過CRT顯示以及打印機打印輸出，也可以存入存儲裝置中保存，為判斷人員過失，分析事故原因，斷路器跳閘順序及分辨保護動作等提供直接依據。在對實際數據的時刻分析中，當模擬量達到上限時，提示并打印報警信息，對越限對象的編號、名稱、越限的參數值及越限時間不斷的報告，并累計越限次數。報警信息可以分辨出預告報警和事故報警，而且不同程度的報警會表現出不同的顏色和音響。

3 自動化監控的優越性

通過計算機監控實行電氣自動化監控，能夠讓工作人員便捷的通過控制臺進行信息交換等措施。在實際操作中，操作員可以通過機子實時顯示情況進行有效分析，有效觀察，并快速的發布具體的處理措施，在監控系統下，整個水電廠的所有系統都在監控中，運行人員對此電廠功能運行情況能夠一目了然。這樣的監控模式，既可以快速的發現事故，也能快速的反饋，從而使得運行人員能夠及時做出反應和處理。避免了因為設備故障信息不能及時反饋、甚至人為疏忽的原因導致耽誤工作人員的正確處理，能夠快速的阻止事故的擴大。通過計算機等設備的控制，采用智能的菜單式控制，操作方便簡潔。

4 結語

通過筆者簡單的描述可以看出，水電廠實行電氣自動化監控系統是非常有必要的。電氣自動化監控系統的優越性不言而喻，既可以杜絕大量的人員失誤，又可以節約無謂的人員勞動力，還可以提高設備的準確運行性，實現電氣化自動監控系統顯然更加安全、更加可靠、更具有經濟優勢。

參考文獻

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