中小水電站“無人值班，少人值守”的應用探討

姚瓊

摘 要：詳細介紹了現(xiàn)階段國內(nèi)“無人值班，少人值守”的應用情況和發(fā)展歷程；對“無人值班，少人值守”的軟硬件要求煩分別進行闡述和分析；以及實現(xiàn)“無人值班，少人值守”所采取的組織措施和技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：中小水電站；無人值班；少人值守；建設要求；技術(shù)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.198

1 概述

“無人值班，少人值守”是指水電廠廠內(nèi)不需要全天24小時內(nèi)有人值班。機組開、停、調(diào)相等工況轉(zhuǎn)換操作、有功和無功功率的調(diào)整以及運行監(jiān)視等工作，均通過遠程監(jiān)視和控制來完成。目前有以下三種運行模式：

（1）集中監(jiān)控模式。一廠多機組分散式電廠，通過通信技術(shù)將信息和數(shù)據(jù)送往總控室，進行集中監(jiān)控。（2）小集控模式，分區(qū)分級管理和調(diào)度，將幾個相鄰的電廠集中起來進行集控。（3）調(diào)度端直接監(jiān)控和調(diào)度模式。

2 水電站“無人值班，少人值守”建設發(fā)展歷程

1996年7月正式頒布試行《水電廠“無人值班”（少人值守）的若干規(guī)定》，該文件對“無人值班，少人值守”的定義、實現(xiàn)方式、條件以及相應的技術(shù)改造原則提出了明確的規(guī)定，對我國水電廠“無人值班，少人值守”的健康發(fā)展起到了很好的指導作用。截止到2008年上半年，我國已有42座水電廠通過正式驗收，約占全國大中型水電廠的34%，其中4個水電廠真正實現(xiàn)了“無人值班”。

3 水電站“無人值班，少人值守”建設要求分析

（1）實現(xiàn)“無人值班，少人值守”的前提條件。建設完善的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，是實現(xiàn)自動化控制的基礎。必須保證全站實現(xiàn)遙信、遙測、遙控、遙調(diào)和遙視功能。站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)必須滿足雙網(wǎng)、雙機的冗余配置，確保通信、監(jiān)視和控制的不間斷性。（2）對運行設備的可靠性要求。應當確保主設備（包括水輪機、發(fā)電機、主變壓器以及高壓配電裝置等設備）運行穩(wěn)定，評級不能低于標準中的二類設備；其次是確保機組前進水閥、快速閥門、事故閘門等能夠可靠工作，確保機組和輸水管道以及水電站建筑物的安全。（3）對水電站遠動控制水平的要求。具備了穩(wěn)定、可靠的站內(nèi)綜合監(jiān)控系統(tǒng)后，還必須將數(shù)據(jù)遠傳至監(jiān)控和調(diào)度中心，這就要配備雙機雙網(wǎng)的遠動通信系統(tǒng)。有的設備運行狀態(tài)和技術(shù)參數(shù)都要能夠?qū)崟r、準確的傳送到調(diào)度控制中心，由中心進行實時監(jiān)控和相應的控制，這些都需要有暢通的數(shù)據(jù)通道作保障，可以說暢通的數(shù)據(jù)通道就是遍布整個電站的“血管”，“血管通暢，血液才能順暢流動”。（4）對系統(tǒng)運行維護人員的素質(zhì)要求。“無人值班，少人值守”對人員的要求并沒有降低，反而提高了。因此，在實現(xiàn) “無人值班，少人值守”硬件設施建設之后，更應當注重人員素質(zhì)、值班安排等軟件設施的建設和完善。

4 提高水電站“無人值班，少人值守”的技術(shù)措施和組織措施

（1）完善工程設計，提高設備質(zhì)量。水電站在建設或改造初期就應當確立“無人值班，少人值守”的設計思想，提高工程設計的質(zhì)量。采用高穩(wěn)定性、可靠性的一次設備和二次設備，監(jiān)控系統(tǒng)和遠動系統(tǒng)均采用雙網(wǎng)雙機冗余配置，另外最重要的是站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)和遠動系統(tǒng)，必須采用不間斷的UPS雙電源系統(tǒng)。

（2）完善抗干擾措施，確保自動化元件的可靠性。1）設備的屏蔽與接地為減少外界環(huán)境對自動控制設備的擾動，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，需要對核心設備和一些易受干擾的設備進行必要的保護和屏蔽。由于水電站發(fā)電設備及變電設備在工作中會產(chǎn)生強烈的輻射電磁場和感應電磁場，這些磁場的存在對于自動控制元件（例如各種傳感器）的正常工作是一種很大的威脅，因此，必須要對易產(chǎn)生電磁場的設備進行屏蔽，利用鐵網(wǎng)構(gòu)成的圍墻進行屏蔽是最普遍也是最有效的措施。同時，也能夠防止動植物進入關(guān)鍵設施而導致事故。對電站監(jiān)控系統(tǒng)應進行接地，并使用水電站的共用接地網(wǎng)系統(tǒng)，調(diào)度室中各設備外殼與接地引線連于一點，信號傳輸電纜的屏蔽層在信號端一點接地，應避免兩端接地。2）設備用電保證。為保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行，監(jiān)控系統(tǒng)的供電系統(tǒng)應加裝備用電源自動投入裝置（BZT）。其交流UPS電源最好采用廠區(qū)內(nèi)的直流蓄電池作為逆變電源，對逆變電源的輸入、輸出進行隔離，各種LCU設備應當采用交直流兩用電源。同時，為了便于供電系統(tǒng)的維護與運行，水電站用電系統(tǒng)的接線應當力求簡單、清晰，并保證至少有兩套供電系統(tǒng)以滿足“無人值守”電站對持續(xù)供電的要求。3）實施有效電氣隔離。電氣隔離是水電站各設備安全可靠運行的重要保障。LCU現(xiàn)場輸入方面有光電隔離，輸出方面有擴展繼電器隔離并配備電源隔離，上位機及網(wǎng)絡層與LCU之間則應采用通訊電纜和電源隔離。在遠距離的通信傳輸方面，應采用光纖光纜，每一個通信端口應當安裝電子避雷器，防止傳輸線的感應設備受雷電波侵襲。在水電站計算機的監(jiān)控系統(tǒng)屏蔽框外部與其他子系統(tǒng)的連接電纜方面使用屏蔽電纜，能夠有效防止電磁場對輸入輸出接口的干擾。對于一些重要設備可以使用金屬外殼加以隔離，并且保證隔離層安全接地，防止高頻信號通過分布電容進入計算機監(jiān)控系統(tǒng)的相應部件導致系統(tǒng)工作異常。

（3）培養(yǎng)高素質(zhì)人才。對于現(xiàn)代化水電站的值守人員，要求少而精、素質(zhì)高。值守人員應當掌握的技能：1）掌握一般漏油、漏水、漏氣等情況的臨時處置措施；2）能夠處理異常報警情況；3）水電站機電設備的工作狀態(tài)切換；4）進行手動緊急停機，關(guān)閉進水蝶閥、進水口事故閘門處理等；5）能夠?qū)馂摹⑺蛷S房的緊急情況進行合適的處理。

5 結(jié) 語

中小型水電站采用“無人值班，少人值守”的運行方式，具有減人增效，提高運行成本，增加經(jīng)濟效益，值得推廣運用。同時對設備的可靠性、穩(wěn)定性的要求更高，而且對運行人員的素質(zhì)要求也有大幅的提高。因此，一方面需要加強施工設計和運行維護，另一方面應加大高素質(zhì)人才培訓力度，加快培訓的步伐，解決合格的運行管理人員短缺的問題。

參考文獻：

[1]穆青，肖賓.大中型“無人值班”（少人值守）水電廠的設計[J].水電廠自動化，2009.

[2]葉永奎.探索無人值班（少人值守）向集控運行轉(zhuǎn)變的管理模式[J].水電自動化，2008.

[3]黃國禎.積極探索無人值班水電廠運行管理模式[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2009.

[4]廖榮鑫，陳季源，胡蓬.無人值班小水電站的自動控制系統(tǒng)[J].水力發(fā)電，2008