對(duì)大中型水電站無(wú)人值班的探索與研究

王殿君

(華能瀾滄江水電股份有限公司漫灣水電廠,云南 臨滄 677000)

對(duì)大中型水電站無(wú)人值班的探索與研究

王殿君

(華能瀾滄江水電股份有限公司漫灣水電廠,云南 臨滄 677000)

隨著電力系統(tǒng)和電力生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及水力發(fā)電自動(dòng)化程度和安全運(yùn)行水平的不斷提高，水電站的值班運(yùn)行方式必將逐步向“無(wú)人值班、遠(yuǎn)程集控”的方式發(fā)展，這對(duì)于改變中國(guó)電廠以往投入大量人力資源，但管理效益和經(jīng)濟(jì)效益不高的運(yùn)行值班方式，十分關(guān)鍵。因此，筆者針對(duì)漫灣水電廠如何實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的實(shí)際情況，重點(diǎn)對(duì)無(wú)人值班的工作方式進(jìn)行了探索與研究。

水電站；無(wú)人值班；探索與研究

漫灣水電廠隸屬于華能瀾滄江水電股份有限公司，是中國(guó)第一座由中央與地方共同建設(shè)的大型水電工程，也是云南省第一座百萬(wàn)千瓦級(jí)的大型水電廠，被譽(yù)為“八五”期間國(guó)水電行業(yè)的“五朵金花”之一，為“一廠三站”式分布。所以，為適應(yīng)水電站無(wú)人值班發(fā)展形勢(shì)，提升水電站運(yùn)行技術(shù)水平和管理水平，實(shí)行無(wú)人值班工作方式，本文基于遠(yuǎn)方集控中心集中控制模式，對(duì)無(wú)人值班的工作方式進(jìn)行了探索與研究。

1 水電廠無(wú)人值班的條件

要實(shí)現(xiàn)水電廠的無(wú)人值班必須具備以下條件[1-3]：

1) 具有遠(yuǎn)程控制中心(集控中心)。

2) 設(shè)置應(yīng)急待命點(diǎn)，并配備應(yīng)急備用人員。

3) 具有性能優(yōu)良的一次設(shè)備。

4) 設(shè)計(jì)合理運(yùn)行可靠的二次設(shè)備。

5) 設(shè)有覆蓋全廠的具有自診斷的安保消防工業(yè)電視監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)。

2 遠(yuǎn)方運(yùn)維中心的基本功能

遠(yuǎn)程控制中心應(yīng)至少具有以五遙(遙控、遙調(diào)、遙測(cè)、遙信、遙視)為基礎(chǔ)的功能完善的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、水調(diào)自動(dòng)化(或水情信息)系統(tǒng)以及視頻監(jiān)視系統(tǒng)等，以滿足對(duì)電站(或電站群)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)視和運(yùn)行控制的需求[4-5]。

3 實(shí)行無(wú)人值班對(duì)設(shè)備的要求

3.1 選擇性能優(yōu)良的一次設(shè)備

3.1.1 一次主設(shè)備

水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變壓器、斷路器及高壓配電裝置等設(shè)備應(yīng)具有以下條件：

1) 重要設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)、狀態(tài)參數(shù)滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)定。

2) 重要設(shè)備應(yīng)配置完善的運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

3) 重要設(shè)備需配備保護(hù)裝置，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠可靠正確動(dòng)作。

4) 機(jī)組應(yīng)設(shè)置獨(dú)立與控制系統(tǒng)的備用緊急停機(jī)措施，實(shí)現(xiàn)發(fā)生水力機(jī)械事故時(shí)能夠緊急停機(jī)。

5) 機(jī)組應(yīng)設(shè)置防蠕動(dòng)保護(hù)，防止發(fā)生蠕動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)組軸承造成損壞。

6) 發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)出口斷路器。

7) 電氣主接線應(yīng)接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行操作靈活、盡量少用或盡量不用隔離開(kāi)關(guān)來(lái)改變運(yùn)行方式。

8) 主要機(jī)電設(shè)備應(yīng)配備必要的離線或在線狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備，及時(shí)掌握設(shè)備的健康狀況，防止設(shè)備事故的發(fā)生。

3.1.2 廠用電

廠用電應(yīng)具備以下條件：

1) 廠用電系統(tǒng)應(yīng)接線簡(jiǎn)單、操作靈活、供電可靠。

2) 廠用電各段之間必須裝設(shè)安全可靠的備用電源自動(dòng)投入裝置，避免重要用電設(shè)備因供電中斷而引起事故，要求備用自投裝置投入率100%。

3) 合理配置輔助電源系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，以防止高低壓電力設(shè)備因設(shè)備故障引起的跳閘和擴(kuò)大停電范圍。

4) 設(shè)置廠用電進(jìn)線斷路器、聯(lián)絡(luò)斷路器的跳閘回路完整性的監(jiān)視系統(tǒng)，當(dāng)斷路器出現(xiàn)異常時(shí)報(bào)警。

5) 應(yīng)配備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，容量應(yīng)滿足全廠停電時(shí)泄洪閘門(mén)的啟閉、啟動(dòng)廠房的排水泵以及電廠黑啟動(dòng)的需要。

3.1.3 直流電源系統(tǒng)

直流電源系統(tǒng)應(yīng)具備以下條件：

1) 直流電源系統(tǒng)應(yīng)采用分散式設(shè)置方式。

2) 直流電源的電池容量應(yīng)滿足設(shè)備運(yùn)行操作的要求，交流電源消失時(shí)，電池應(yīng)能保持正常供電1 h 以上。

3) 配有兩套機(jī)組和開(kāi)關(guān)站相對(duì)獨(dú)立具有絕緣監(jiān)察功能的直流電源系統(tǒng)。

3.2 設(shè)計(jì)合理的二次設(shè)備

3.2.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)具備以下條件：

1)電廠應(yīng)配備獨(dú)立的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠的運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備故障報(bào)警和保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、傳輸，對(duì)發(fā)電機(jī)、斷路器以及閘門(mén)等設(shè)備進(jìn)行操縱與控制。

2)電廠監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)可靠接入遠(yuǎn)程監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

3)各部設(shè)備傳送進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的故障報(bào)警信號(hào)應(yīng)具體、詳細(xì)、規(guī)范，故障報(bào)警信號(hào)不宜采用綜合信號(hào)報(bào)警方式。

4)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)組級(jí)相關(guān)設(shè)備仍能保持故障前的狀態(tài)和參數(shù)，并能自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)現(xiàn)地控制單元失效、機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，機(jī)組相關(guān)的保護(hù)和控制系統(tǒng)仍然能自動(dòng)完成緊急停機(jī)流程。

3.2.2 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)應(yīng)具備以下條件：

1) 電廠與集控中心之間的通信，采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的通道，通道之間在物理上是完全獨(dú)立的、不同的路線，彼此備用。

2) 電廠應(yīng)建立安全穩(wěn)定的電站移動(dòng)報(bào)警通信系統(tǒng)，確保當(dāng)電站異常運(yùn)行時(shí)，有關(guān)人員可以立即接收?qǐng)?bào)警信息并及時(shí)做出響應(yīng)。通常考慮兩套通信方式(移動(dòng)和電信)作為移動(dòng)報(bào)警通信通道[6]。

3.2.3 自動(dòng)化系統(tǒng)

1)調(diào)速器及其油壓系統(tǒng)。調(diào)速器系統(tǒng)的測(cè)速和邏輯控制部分應(yīng)配備備用設(shè)備；調(diào)速器要具有故障自檢測(cè)和保護(hù)的功能，以及一定的自動(dòng)處理能力，故障信號(hào)要發(fā)送到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；調(diào)速器油壓裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)氣和補(bǔ)油功能，自動(dòng)保持油壓、油位正常。

2)勵(lì)磁系統(tǒng)。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)配備備用設(shè)備，這樣兩套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可以自動(dòng)可靠地切換；勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)具有完善的監(jiān)測(cè)報(bào)警功能，報(bào)警信息分項(xiàng)接入電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；滅磁開(kāi)關(guān)應(yīng)該有兩個(gè)獨(dú)立的跳閘線圈，控制電源要來(lái)自不同電池組的直流控制總線，并建立監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控電路的完整性。

4 無(wú)人值班工作模式

4.1 無(wú)人值班水電廠運(yùn)行人員正常工作模式

1)水電站現(xiàn)場(chǎng)不再全天24 h監(jiān)盤(pán)和輪班值守。機(jī)組按預(yù)先設(shè)定的程序自動(dòng)運(yùn)行或按集控中心運(yùn)行值班員的操作指令運(yùn)行。

2)水電廠運(yùn)行人員定期到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視檢查。巡檢的線路、內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、處置，按照水電廠巡回檢查制度執(zhí)行。設(shè)備正常、條件允許的情況下，通常安排在白天進(jìn)行巡檢。

3) 配合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)與檢修工作。按照“操作票”、“工作票”及相關(guān)規(guī)程制度，進(jìn)行設(shè)備隔離操作、安全措施實(shí)施，辦理工作票許可、終結(jié)手續(xù)，恢復(fù)設(shè)備運(yùn)行或備用。

4) 進(jìn)行設(shè)備定期輪換試驗(yàn)。根據(jù)電廠設(shè)備的定期輪換試驗(yàn)制度，定期進(jìn)行試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除缺陷，保證設(shè)備狀況良好。通常情況下，安排在白天開(kāi)展工作。

5) 應(yīng)急待命。承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行任務(wù)的班組，必須指定滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理需要的應(yīng)急待命人員。

水電站運(yùn)維部工作班組一般分運(yùn)行班組和維護(hù)班組，無(wú)人值班水電站運(yùn)維工作管理流程如圖1所示。

①—水電廠按照自身的條件、規(guī)模以及人員的配置等情況，對(duì)工作班組成員的工作進(jìn)行分工；②—應(yīng)急處理情況應(yīng)及時(shí)與集控中心聯(lián)系，并反饋相關(guān)信息。

4.2 集控中心運(yùn)行人員的正常工作模式

1)每天24 h按值輪流值班。明確值長(zhǎng)、值班員崗位及職責(zé)，對(duì)無(wú)人值班水電廠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和運(yùn)行監(jiān)視。

2) 接受并執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度指令。確保無(wú)人值班水電廠按照調(diào)度下發(fā)的負(fù)荷曲線運(yùn)行，與水電廠應(yīng)急待命人員保持聯(lián)系，安排落實(shí)調(diào)度要求的其它工作。

水電廠無(wú)人值班運(yùn)行管理流程如圖2所示。

①—當(dāng)集控中心處于遠(yuǎn)程控制故障，電廠設(shè)備事故或設(shè)備維修、試驗(yàn)時(shí)，發(fā)電廠負(fù)責(zé)運(yùn)行的有關(guān)操作、監(jiān)測(cè)；②—涉網(wǎng)事故處理，按照電網(wǎng)調(diào)度規(guī)定程序和要求執(zhí)行；需停機(jī)、停電處理的異常、缺陷、故障按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；缺陷處理執(zhí)行電廠相關(guān)流程；③—電廠與集控中心根據(jù)職責(zé)劃分填寫(xiě)運(yùn)行記錄，并通過(guò)信息管理系統(tǒng)(SAP)相互交換或查閱，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行與維護(hù)信息共享。

圖2 水電廠無(wú)人值班運(yùn)行管理流程圖

Fig.2 Operation management flow chart of unattended hydropower plant

4.3 應(yīng)急處置模式

1)遠(yuǎn)程監(jiān)控失效處置模式。當(dāng)集控中心運(yùn)行值班員確認(rèn)水電廠遠(yuǎn)程監(jiān)控失效時(shí)，立即通知水電廠應(yīng)急待命人員恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)盤(pán)模式，并報(bào)告相應(yīng)電力調(diào)度中心改為該水電廠接受調(diào)度指令。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控失效時(shí)，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)盤(pán)模式并與集控中心運(yùn)行值班員確認(rèn)，報(bào)告相應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)。

2)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備異常或事故處置模式。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員接收到故障或事故報(bào)警信息時(shí)，若運(yùn)行人員在廠房，則立即處理；若運(yùn)行人員在應(yīng)急待命點(diǎn)，則立即趕赴廠房處理，如有必要，通知其他運(yùn)行人員、維護(hù)班組人員及其他相關(guān)人員參與處理；處理情況及時(shí)報(bào)告集控中心運(yùn)行值班員。集控中心運(yùn)行值班人員發(fā)現(xiàn)故障或事故信息時(shí)，應(yīng)立即判斷保護(hù)、自動(dòng)裝置動(dòng)作情況，并確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員是否已經(jīng)采取應(yīng)急響應(yīng)措施，若未響應(yīng)，則應(yīng)立即通知現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急待命人員。

3) 快速響應(yīng)原則要求。設(shè)備異常報(bào)警信息傳送要自動(dòng)、快速、可靠，確保現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員及時(shí)準(zhǔn)確接收?qǐng)?bào)警信息。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員收到報(bào)警信息時(shí)，自動(dòng)立即響應(yīng)。應(yīng)急待命交通車(chē)輛定置停放，配備常用圖紙及工具，明顯標(biāo)示，優(yōu)先通行。應(yīng)急待命點(diǎn)到設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)道路保持暢通，確保10 min內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。水電廠中控室與集控中心、電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)通信要安全可靠，方便聯(lián)系。

5 結(jié) 論

通過(guò)上述的介紹與闡述得知，實(shí)行無(wú)人值班模式的水電廠，還需對(duì)下面幾點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的探索與研究。

1)培養(yǎng)一只作風(fēng)優(yōu)良、責(zé)任心強(qiáng)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)過(guò)硬的高素質(zhì)運(yùn)行隊(duì)伍，保證水電廠經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2)淡化水電廠運(yùn)行與維護(hù)工作的區(qū)分，運(yùn)維管理采用“無(wú)人值守、運(yùn)維合一”模式，對(duì)職工進(jìn)行培訓(xùn)，讓職工承擔(dān)更多的工作，真正實(shí)現(xiàn)職工的一專(zhuān)多能。

3)要優(yōu)化電站設(shè)計(jì)和選擇可靠穩(wěn)定的設(shè)備。

4)繼續(xù)探索水電站的無(wú)人值守模式和優(yōu)化管理，提高水電站的生產(chǎn)效率，以便為企業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行創(chuàng)造條件。

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(編輯 郭金光)

Exploration and research on unattended operation of large and medium sized hydropower stations

WANG Dianjun

(Manwan Hydropower Plant of Huaneng Lancangjiang Hydropower Co., Ltd，Lincang 677000, China)

With the continuous development of our power system and related technology in power production, the levels of hydropower automation and safety operation are also rising. Therefore, the operation mode on duty of hydropower station will also gradually develop to the way of "unattended operation in remote control", which is the key to change our previous operation mode of more investment in manpower and resources but lower efficiency in management and the economic dimensions. Hence, the author put emphasis on exploration and research on unattended operation in terms of how to achieve unattended operation in the actual situation in Manwan hydropower plant.

hydropower station；unattended；exploration and research

2016-11-21。

王殿君(1990-)，男，碩士研究生，主要從事集控運(yùn)行以及電廠設(shè)備維護(hù)、檢修工作。

TV737

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2095-6843(2017)02-0166-04