水電站中微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置的應(yīng)用分析

蔡曉龍

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在水電站的監(jiān)控保護(hù)裝置中已經(jīng)采用了微機(jī)監(jiān)控，微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置的使用能夠更好的對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控，本文主要探討了微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置在水電站中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水電站；微機(jī)自動(dòng)化；應(yīng)用

前言

在國家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生活對(duì)電能的需求越來越高，我國的電力設(shè)施建設(shè)已經(jīng)逐漸壯大，水電站的管理模式也在不斷的發(fā)生變化，以適應(yīng)水電站管理的需要。在水電站的監(jiān)控管理中，傳統(tǒng)的監(jiān)控保護(hù)裝置已經(jīng)不能適應(yīng)水電站發(fā)展的需要，而以微型計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的監(jiān)控設(shè)備，因?yàn)楣δ軓?qiáng)、技術(shù)先進(jìn)、工作效率高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于水電站中。尤其是一些中小型水電站為了更好的降低成本，更是要采用這種微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置來降低人力成本。微機(jī)自動(dòng)化主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將微機(jī)的監(jiān)控、保護(hù)、勵(lì)磁等設(shè)備連為一體，進(jìn)行集中控制，本文主要對(duì)EDCS-6300微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)和DCAP-3500型監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行探討。

1.EDCS-6300微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)

1.1水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)按電站總裝機(jī)大小分為三種：第一種是超小型機(jī)組，第二種是小型機(jī)組，第三種是中型機(jī)組。本文主要是針對(duì)中小型系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行說明。在中小型電站中自動(dòng)系統(tǒng)主要采用的是單主控計(jì)算機(jī)，雙主控計(jì)算機(jī)只是作為備用。中型水電站的自動(dòng)化系統(tǒng)主控層是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)的保護(hù)裝置也是有多個(gè)單元構(gòu)成。PLCH和變送器構(gòu)成發(fā)電機(jī)的監(jiān)控裝置，各個(gè)EDCS-6300系列單元和LCL管理計(jì)算機(jī)之間用CAN總線通信，各PLC和LCU管理之間用Rs-485通信，各個(gè)管理計(jì)算機(jī)和主控層計(jì)算機(jī)間用以太網(wǎng)通信。

1.2本系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

這個(gè)系統(tǒng)可以根據(jù)不同水電站的要求進(jìn)行不同的系統(tǒng)設(shè)置，可以讓水電站的運(yùn)行成本得以控制，可以讓水電站正常安全的運(yùn)行。這個(gè)系統(tǒng)采用的是分層式的結(jié)構(gòu)，采用分層式的結(jié)構(gòu)可以將各控制單元和主控層進(jìn)行通信連接，這樣當(dāng)一個(gè)單元出現(xiàn)了故障之后就不會(huì)影響到其他單元。水機(jī)自動(dòng)化裝置是由性能很高的PLC組成。各個(gè)單元都是由模塊組成的，各自對(duì)應(yīng)一臺(tái)斷路器。為了達(dá)到模塊的標(biāo)準(zhǔn)化要求，在設(shè)計(jì)的過程中更多的是使用軟件減少單元硬件。單元擁有齊全的品種，所以可以根據(jù)水電站的實(shí)際需要采用不同的組合方式。

1.3CAN總線

CAN總線是最通用的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，它的通信速率可以達(dá)到很高。這幾年因?yàn)镃AN總線的高性能和良好的錯(cuò)誤檢查能力，所以在實(shí)際生活中應(yīng)用的較多，大多是在汽車的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度、電磁輻射等系統(tǒng)中應(yīng)用。由于CAN控制器的多種工作方式和廢除站地址編碼，讓CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，可以提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。CAN總線是通過其收發(fā)器的接口芯片的兩個(gè)輸出端和物理總線相連，其中一個(gè)輸出端CANH的狀態(tài)是處于高電平或懸浮，另一個(gè)端口CANL的狀態(tài)則是低電平或懸浮，也就是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤，很多的節(jié)點(diǎn)可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，總線在接收數(shù)據(jù)的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)短路或者節(jié)點(diǎn)會(huì)被損壞。但是由于CAN總線的通信速率高，在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的很廣泛。

1.4控制單元的分析

1.4.1主要構(gòu)成

控制單元的主要構(gòu)成包括主模塊、輸出模塊、輸入模塊、輸出模塊和電源，除了管理模塊是通過單片機(jī)串行通信連接主模塊之外，剩下的模塊都是利用基板進(jìn)行連接，這樣的控制裝置中主模塊是單元核心。輸入模塊的工作主要是通過電流信號(hào)變送器輸出電壓讓轉(zhuǎn)換器采樣，輸出模塊的工作主要是利用主電路、閘刀控制電路、監(jiān)視電路和防跳回路等設(shè)備完成，管理模塊主要是通過接受命令然后實(shí)現(xiàn)對(duì)講通話，在通話的另一端是一個(gè)一臺(tái)高智能機(jī)器。

1.4.2運(yùn)行特點(diǎn)

控制單元具備可靠性的特點(diǎn)，控制單元的CPU嵌入單片機(jī)，這樣就可以避免總線中出芯片的情況，然后再輔以多層電路板，控制單元就具備了強(qiáng)的抗干擾能力和電磁兼容性。其箱體結(jié)構(gòu)采用的是全封閉的機(jī)構(gòu)，使用的元器件也具備較好的性能，箱體總體上來說散熱性能較好，電路板防潮效果好，可以保證潮濕環(huán)境下的正常工作。控制單元的網(wǎng)絡(luò)通信是采用的CAN總線通信，通信的效率較高。除了單元上可以進(jìn)行修改參數(shù)等操作之外，還可以通過CAN總線和系統(tǒng)的連接實(shí)行遙測(cè)，實(shí)現(xiàn)無人值守功能。因?yàn)槠潴w積小、質(zhì)量輕的特性，在應(yīng)用中除了密集裝配之外，也可以用于分散安裝。

1.4.3作業(yè)內(nèi)容

EDCS-6300系列電力自動(dòng)化裝置每一個(gè)單元可以具備不同的功能，可以采集信號(hào)樣本，對(duì)信號(hào)進(jìn)行讀取分析，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理加工，還可以對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的自動(dòng)控制和無人值守功能。

2.DCAP-3500型監(jiān)控系統(tǒng)

DCAP-3500型監(jiān)控系統(tǒng)的性能比較穩(wěn)定，可以提高水電站的工作效率和實(shí)現(xiàn)無人值守，因此很多的水電站都是采用這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，這種系統(tǒng)除了可以對(duì)各種電流電壓信號(hào)進(jìn)行搜集、分析、處理之外，還可以對(duì)發(fā)電機(jī)組的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

DCAP-3500系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的水電站需要采用不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它的系統(tǒng)構(gòu)成單元種類比較多，所以可以在不同類型的水電站中應(yīng)用，還可以根據(jù)水電站的大小、容量選擇適合水電站正常工作的監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，它的系統(tǒng)操作和使用是通過和單元相對(duì)于的鍵盤實(shí)現(xiàn)的，工作人員可以通過鍵盤實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、修改等工作。DCAP-3500的監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)可以通過在上位機(jī)上操作降低輸出電壓漂移和電器接觸不良的現(xiàn)象，其硬件結(jié)構(gòu)也在逐漸的精簡(jiǎn)，以便更好的進(jìn)行水電站監(jiān)控保護(hù)工作和提高控制保護(hù)的精度。

3.結(jié)語

EDCS-6300和DCAP-3500兩種微機(jī)監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)都是技術(shù)比較先進(jìn)，功能比較強(qiáng)大的系統(tǒng)，在很多的水電站中已經(jīng)采用。相對(duì)于傳統(tǒng)的監(jiān)控方式，這兩種系統(tǒng)更能滿足水電站的需要，能更好的提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益和自動(dòng)化水平。

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