水電廠電氣工程自動化監控系統安全防護探討

摘 要：伴隨著信息化網絡措施的飛速發展，水電廠中電氣掌控向著自動化模式轉變是必然趨勢。文章主要講述了在水電廠中實施自動化的監督掌控的構造以及詳細的性能，并提出在現代化發展中，水電廠中實施自動化需要具備的主要技術。

關鍵詞：水電廠；電氣自動化；監控系統；功能；技術；發展

1 前言

最近幾年，伴隨著信息化的前進，伴隨著電腦措施、信息措施、網絡措施的飛速前進，為水電廠中自動化控制體系不管在構造上或者性能上，都供應了良好的前進條件。水電廠控制體系為了迎合現代化的發展，要集聚電腦、掌控、網絡、通信、電力電子等于一身的綜合體系，擁有最完善的硬件設施，強大的軟件構造以及開放使用的性能，這為水電廠實施自動化體系的使用提供了有利的保證，在很大程度上促進了水電廠健康順利的運轉。

2 水電廠電氣自動化監控系統概述

2.1 結構模式分析。當代變電站中自動化體系得到最普及使用的是太網和現場總線等網絡措施，開發使用技術成熟，再加上自動化電氣設施的飛速前進等，這都給水電廠中電氣體系實施自動化掌控供應了強有力的基礎準備。按照現場總線布置的監管掌控形式對體系的策劃有目的的進行，策劃時也能夠根據間隔狀況開展，間隔不一樣，相關的性能也不一樣。按照現場中總線的監管掌控形式和遠程監督掌控進行比較，不光要具備其所有的優點，同時還要在很大程度上降低遠程監管掌控形式中使用到的隔離設施、端子柜還有模擬量設施。除此之外，可以在現場裝置自動化設施，經過通信連接線和監管掌控設施進行連接，進而減少了掌控電線以及有關的裝置維修費用，這就能在很大程度上減少體系構成的費用。

2.2 構建分析。水電廠的電氣綜合自動化控制系統的結構按照分層分布式多 CPU 體系進行設計，不同的設備及子系統組成不同的結構層，實現其所對應的功能。就整個系統而言，其二次設備可以分為站控層以及單元層兩層，其中站控層設置以太網，其主要作用是實現主機之間以及監控機和各單元層間的信息交換，具體的工作站包括運行工作站、遠動工作站、操作工作站以及通信站和維護工作站等。其中運行工作站的主要作用是對電氣系統的運行進行實時監控；操作工作站的主要作用則是處理下層測控單元的電氣運行參數以及進行遠程控制；通信站的主要作用則是實現自動控制系統和水電廠其它系統的連接及信息共享；維護工作站的主要作用則是供系統工程師針對系統的數據庫、操作界面以及報表功能等進行修改與維護，并對網絡監視設備進行維護。維護工作站還可以兼作技術人員培訓工作站，在該模塊進行操作流程的預演，并對運行工作人員進行培訓和仿真操作等。

3 水電廠電氣監控系統的具體功能

3.1 數據的采集及處理。體系中的現場檢測掌控部分的主要功能就是收集有關資料，對活動、體系運轉情況抑或改變信號、事故狀況還有模擬量、超限制資料等開展檢查、檢測數據是不是合理，還有別的預處理，同時把數據庫中的資料進行更新。數據收集資料類型主要有狀態量、脈沖量還有模擬量、這里模擬量主要是溫度、功率系數、有功功率、無功功率、電流電壓還有頻率等；狀態量就是指斷路設施還有隔離調節設施、接地調節設施的部分信號、繼電保護設施安裝和自動設施的安裝情況以及其報警功能，還有相應的運轉監控檢測信號等；脈沖量就是指有功電能和無功電能。

3.2 畫面顯示。體系中的模擬畫面能夠把設備正常順利運轉一次的工作情況完整的真實的模擬出一次，體系中有關的電流電壓、隔離設施的開啟斷開、電路設施的開啟斷開、計算量、掛牌維修情況都能夠實時轉播，同時自己對運轉情況進行整理總結。

3.3 操作控制。操作控制的模式分為就地控制及上位機或者 DCS 系統。操作命令的優先級設置按照先就地控制進行上位機或者 DCS 控制的順序實現。保證設備現場與遠程監控互相結合并互相協調，實現遠程監控與現場常規監控的和諧統一，以保證控制操作控制的安全性及一致性。

3.4 事件記錄。假如設施在運轉時發生了事故問題，那么體系就能夠把繼電器的開關情況、斷路設施的信息資料還有有關的自動安裝等情況記錄下來，其詳細的內容能夠細致的劃分到信息的種類、號碼、運動的情形、信號的情況還有運動時間，同時根據真實發生的事故按照順序時間先后進行登記，同時經過一種使用陰極射線管的顯示器呈現或者打印出來，也能夠放在硬盤中得到長久的存儲。后期對于設備中出現問題的原因還有保護情況的診斷都能夠作為根據。

3.5 效率監測。水輪機效率的實時監測對電站的經濟運行有著重要作用。水輪機的在線監測既可用于水電廠機組在安裝竣工或大修結束后的現場驗收試驗，以便檢查設計、制造、安裝和檢修質量是否滿足要求，又能通過對機組運行性能進行長期連續監測，提供在不同的水流和工況條件下水輪機性能的實時數據，為確定電廠經濟運行中的開機臺數和負荷優化分配以及機組的狀態檢修等提供參考。隨著計算機、通信、信息、測控等一系列新技術的迅速發展和應用，給效率在線監測項目的開發提供了成熟的技術基礎。當前，電力市場競價上網亦將成為必然的發展趨勢，在保證安全運行，滿足電力系統要求的基礎上，不斷提高水資源利用率和設備可用率，減少運行和維護費用，成為水電廠提高自身競爭力，更好地面向市場的重要內容。

3.6 狀態檢修。對設施情況的檢查維修還有使用時間進行評價估算，這不僅是設施檢查維修作業前進的必然模式，也是一項技術含量相當高的項目。設施情況的檢查維修需要使用先進的高科技進行檢查設施以及解析措施，對水電廠運行中主要使用設施中的重要位置的參量、結構的震動以及幅度、發電設施的絕緣、發電設施的空間間隙、尾部水管脈沖以及震動、定子部分放電、變壓設施絕緣等情況開展線上及時的收集、監控，通過匯總現場累積的運營、檢查維修、實驗等信息和專家經歷的自動體系，集中全面的解析其運轉規則，同時推測設施中也許會留存的后患，盡可能早的發現設施中留存的不足以及事故，對設施有目的性的進行檢查維修。在實際操作中，能夠把它當做一個單獨的體系進行。不過現在我國很多水電廠都已經具有很完整的電腦監管掌控體系，匯集了數目龐大的監控檢測設施，從節約資金以及實際使用的方面來講，設施狀況檢查維修體系和監管掌控體系之間有很多的資源要一同分享，要想到設施情況檢查維修體系時要和已經建筑完成的監管掌控體系結合考慮，把這兩個方面綜合起來，這樣不僅能夠省去資金的投資，還能夠讓運轉管制工作者在對制造進行監管掌控時，能夠隨即監控到生產設施是否存在問題，對設施所承受的工作量大小進行合理的安排。也能夠利用生產調度程序對設施的工作量大小自行進行設定，其中要考慮到設施健康順利的運轉所能承受的重荷，讓生產調度能夠更加可靠。

4 電氣自動化監控系統的安全防護分析

4.1 硬件和軟件防護方案。監控體系程序的保護方案就是說監督電腦裝置殺毒程序以及防火墻，防止病毒經過網絡或者軟件等媒介帶進監控體系中并且對侵略開展監管控制，降低病毒還有黑客的入侵。對計算機的使用環境進行維護從一個角度講能夠降低監督控制電腦和外界環境接口連接的數量，從另一個角度來講能夠減少連接在電腦以及服務器之間的其他硬件設施，同時再裝置上相應的保護程序，搞好有關的裝置。

4.2 管理防護方案。建立健全分級負責的安全防護責任制，單位主要負責人為安全防護第一人。將計算機監控系統的安全防護納入熱工監控體系和安全監控體系，將違反規程操作視為違反安規行為做相應處理。

（1）設置監控系統安全防護小組，由相關部門和 IT 部門派員組成。（2）新系統必需提供安全防護規劃設計，并在技術要求中明確提出安全防護要求，以及系統升級、系統漏洞修補的條款。（3）制定工程師站和電子室的進出管理條例。還要制定文檔和備份管理規程，由專人負責保管。定期更換系統密碼，僅有關人員擁有相應密碼權限。（4）制定邏輯修改、參數調整管理條例，履行相應審核手續，修改調整后必須出具書面報告并做好備份。

5 結束語

伴隨著電腦網絡以及通信措施的前進，水電廠中電氣設施的自動化體系和運轉管制水準在持續的提升以及改善，最終會成為構造分層次、功能非集中、信息共享用的開放式的水電廠全面自動化體系，這為水電廠從最根本的收集信息以及掌控設施到向電力市場進行進軍都供應了一套全面的周到的服務性能，推動了水電廠的生產管制前進。