水電廠電氣自動化監控系統的功能研究

李江西 王 陽

摘 要：電氣自動化監控系統的應用，為水電廠實現電氣自動化控制提供了可靠的途徑。利用該種監控系統的多種功能，不僅能夠使水電廠的各種設備在安全狀態下運行，還能夠使水電廠的運行人員的勞動強度得到降低，繼而為企業帶來更多的經濟效益。因此，基于這種認識，文章對水電廠的電氣自動化監控方式進行了分析。在此基礎上，則對電氣自動化監控系統的數據采集與處理功能和故障分析功能等多種功能展開了研究，從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：水電廠；電氣自動化；監控系統；功能

引言

不同于常規監控方式，電氣自動化監控系統具有較多的功能，可以對水電廠的所有電氣設備進行實時、在線的監控，并完成對廠內所有系統的運行狀態的精確反映。所以，利用電氣自動化監控系統的多種功能，水電廠可以更好的完成設備的運行管理工作，并且實現更多的經濟效益。因此，有必要對水電廠電氣自動化監控系統的功能進行研究，以便更好的進行該系統的應用和推廣。

1 水電廠的電氣自動化監控

就目前來看，水電廠可以使用的電氣自動化監控模式可以分成三種，即集中監控、遠程監控和現場總線監控。其中，集中監控對控制站沒有較高的防護要求，并且本身的設計難度相對較低。但就實際情況來看，該種監控模式的主機會隨著電氣設備數量的增加而出現運算沉滯的問題，并且隨著電纜數量的增多，系統的可靠性也將隨之降低。而遠程監控方式則多用在單元較小的系統中，具有安裝費用低、電纜用量少、控制面積少和可靠性高的特點。但是，這種監控方式容易受到通訊速度的制約[1]。而現場總線監控方式就是綜合利用以太網和現場總線等多種網絡技術的監控系統，可以為實現水電廠的電氣自動化監控提供更多的經驗。而該種監控方式是通過分布設計完成監控系統的構建，不僅具有安裝成本低、通信連接快和安裝工程量少等優點，還能夠集中遠程監控方式的優點，并具有較高的靈活性和可靠性。因此，現場總線控制方式成為了水電廠實現電氣自動化監控的主流方式。

2 監控系統的功能研究

目前，水電廠的電氣自動化監控系統主要采用的是分層分布體系結構。在這樣的結構下，系統的不同結構層將由不同的設備和子系統組成，所以可以實現不同的功能。在系統中，二次設備由站控層和單元層組成。其中，站控層需要完成以太網的設置，可以實現監控機、主機和各單元層的信息交換。在該層別，包含了操作工作站、運行工作站、維護工作站和通信站等多種工作站。而運行工作站負責實時監控系統運行，可以為系統運行人員提供系統的故障信息管理、運行自動抄表和設備管理等多種應用軟件。操作工作站負責處理系統運行參數，并進行系統遠程控制[2]。運動工作站負責進行運動中心和監控管理系統的遠程連接，可以完成系統部分運行信息的傳送，并接收來自于運動中心的信息，可以實現系統的遠程管理功能。此外，通信站負責系統的通訊連接和信息共享，維護工作站負責維護系統數據庫和操作界面等部分，并且能夠完成對網絡監視設備的維護。

2.1 數據采集與處理

在電氣自動化監控系統中，現場測控單元可以對系統故障、系統運行狀態和系統信息進行檢測，繼而完成有關信息的采集。在進行數據的預處理時，該單元可以完成數據合理性的校驗，并通過網絡完成數據庫的實時更新。實際上，電氣自動化監控系統的信號種類較多，包含了功率因素、電源、溫度、有功電能、無功電能、繼電保護裝置報警信號和運行監視信號等多種信號，主要可以分成開關量、模擬量和脈沖量三種類型[3]。利用主控機系統可以完成數據的分析，繼而通過操作面板和中控室進行指令的發布，并使現場機組根據指令完成各種控制任務。

2.2 畫面監視與報警

通過模擬畫面，電氣自動化監控系統可以將設備和系統的運行狀態真實再現。具體來講，就是系統可以利用陰極射線管顯示器完成開關站的實時運行狀態的畫面監控。而畫面監控的內容有系統的實際電壓、電流、隔離開關狀態和斷路器狀態等。在系統發現問題需要報警時，可以在畫面上彈出報警信息，以便及時吸引運行人員的注意。而畫面上的報警信息則包含了對象名稱、編號和越限時間等內容。此外，報警的方式可以分成事故報警和預告報警，在畫面上會以不同的顏色和聲音區別開來。

2.3 信息顯示與記錄

在應用的過程中，電氣自動化監控系統可以將系統運行狀態和設備相關參數等多種信息顯示出來。而由于系統有兩個CRT終端，所以可以分別完成不同信息的顯示，并完成相關報告的同步生成。在系統完成周期性數據的自動采集后，系統將完成數據的分析和處理，并將系統的各種模擬量和計算量的實時數據整合成圖表或表格，繼而完成數據的顯示。在數據庫得到實時更新的情況下，系統也會自動更新各種模擬量的發展趨勢曲線，以便完成對系統運行狀態的實時監控。在發生故障時，系統則會將斷路器信息、自動安全裝置信息和繼電保護信息記錄下來，并生成相應的事件發生順序的記錄表格[4]。同時，為了進一步保存信息，系統將利用打印機完成記錄表格的打印，并且將信息存入到存儲裝置中。

2.4 設備操作與管理

除了進行信息的處理與顯示，電氣自動化監控系統還具有設備操作和管理的功能。就目前來看，系統的操作控制模式有兩種，即上位機控制和就地控制。根據命令的優先級，系統可以先完成設備的就地控制，然后再進行上位機的控制。而通過進行設備的操作控制，則可以使遠程監控和設備現場監控兩種監控方式更好的融合起來，繼而完成遠程監控和現場監控的協調，并保證設備操作的安全性。此外，系統還能夠完成對電氣設備的實時、在線管理。具體來講，就是可以進行設備管理檔案、維護記錄、自動設置和臺賬的管理，以便完成對設備的運行狀態的實時監控。而通過統計設備的狀態信息，并將結果傳送至信息管理系統，則可以完成設備的操控。

2.5 故障分析功能

就現階段而言，水電廠的電氣自動化監控系統已經具有了分析系統故障的功能。在故障管理的過程中，系統可以完成對設備動作、事件信息記錄的分析，并通過事故重演和錄波分析完成對事故原因的調查和分析。而根據分析結果，系統則可以為斷路器的分辨保護和跳閘順序的確定提供參考依據，繼而對系統故障進行全面的防范。

3 結束語

總而言之，通過利用數據采集與處理、畫面監控與報警和信息顯示與記錄等多種功能，電氣自動化監控系統可以使整個水電廠的系統都在監控下運行。而運行人員通過監控系統可以全面了解水電廠的運行情況，也可以迅速發現設備故障，并完成故障的處理。所以，利用電氣自動化監控系統功能，可以避免水電廠的系統運行事故擴大，繼而確保水電廠的安全運行。因此，水電廠應該較好的進行電氣自動化監控系統功能的利用，以便使水電廠的各系統的運行更加安全可靠，繼而獲得一定的經濟優勢。

參考文獻

[1]蔡永超.電氣自動化監控系統中的常見問題及發展趨勢[J].科技風，2014，12：237+242.

[2]馬艷冰.關于水電廠電氣自動化的監控系統組態模式及功能初探[J].科技與創新，2014，17：27+31.

[3]苑清敏.探究水電廠電氣工程自動化監控系統安全防護[J].科技與企業，2015，7：74.

[4]安運濤.水利設施中電氣自動化的應用[J].科技創新與應用，2015，14：162.