水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置問題研究

趙世統(tǒng)

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，以及國民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們?cè)谌粘５纳钌a(chǎn)中，對(duì)于水電資源的需求量也在逐年的增加，因此，各種各樣的發(fā)電站也應(yīng)運(yùn)而生，水電站就是其中最為重要的組成部分。水電站在不斷發(fā)展的過程中，為社會(huì)發(fā)展提供了很好的電力支持，是一項(xiàng)很重要的工程設(shè)施。在實(shí)際發(fā)電的過程中，對(duì)電氣配置進(jìn)行有效保護(hù)，以及電氣二次監(jiān)控，是整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的工作重點(diǎn)，一定要結(jié)合實(shí)際的發(fā)展情況，以及發(fā)電類型，采取一些有效的保護(hù)監(jiān)控措施。文章對(duì)水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置問題進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：水電站電氣；二次監(jiān)控；保護(hù)配置；問題研究

中圖分類號(hào)：TV736 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0199-01

水電站電氣二次設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜程度較高，水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置同樣具有一定的復(fù)雜性，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，其監(jiān)控系統(tǒng)具有多方面的設(shè)計(jì)原則，對(duì)其結(jié)構(gòu)和配置也具有一定的要求，主要嚴(yán)格按照這些原則及要求進(jìn)行配置和使用，才能發(fā)揮出它的作用。

1 水電站二次監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

在水電站二次監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要注意多個(gè)方面，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常使用。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，通常會(huì)在與水電站正常運(yùn)行的系統(tǒng)或電氣設(shè)備采用冗余技術(shù)與雙重化的設(shè)置，且這些技術(shù)都需要達(dá)到一定的指標(biāo)要求，如MTBF指標(biāo)等；在各種機(jī)組設(shè)備和水電站存在著密切聯(lián)系的輔機(jī)系統(tǒng)需要依據(jù)它們具體的作用對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)施以直接接入，也可以讓水電站監(jiān)控系統(tǒng)擁有和依靠獨(dú)立控制器組成輔機(jī)控制系統(tǒng)共同的聯(lián)網(wǎng)能力，這樣對(duì)于二者的一致性具有很大的作用；在結(jié)構(gòu)配置上，需要考慮到現(xiàn)在飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)，采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種很好的方法，它可以有效避免因技術(shù)等軟件發(fā)展過快而導(dǎo)致硬件的過快淘汰，它可以根據(jù)現(xiàn)在最為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部更換，進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)充；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要考慮到整個(gè)水電站監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾能力，在傳播中需要防止電磁波等因素的干擾；為方便人員進(jìn)行信息的調(diào)整和收集，需要在監(jiān)控設(shè)備提供方便的接口；在對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行選擇時(shí)，可以采用現(xiàn)在較為主流的PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要和設(shè)備的保護(hù)裝置及輔助裝置及調(diào)速器完成信息的溝通，形成主動(dòng)的配合；對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行過程中，相比于傳統(tǒng)監(jiān)控方式，它并不需要過多的人進(jìn)行值班，只需要少量人對(duì)于重要部分進(jìn)行監(jiān)管，這樣可以節(jié)約人力的成本；最后，在電子式電能表與水電站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信時(shí)，應(yīng)該采用較為統(tǒng)一的IEC-60875-104標(biāo)準(zhǔn)，確保電能表可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集。

2 水電站二次監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求

水電站的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，應(yīng)該采取開放式全分布的控制類型，這種系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，具有全模塊化的特征，可以保證系統(tǒng)和設(shè)備之間有效的進(jìn)行相關(guān)信息的交流和傳達(dá)。在水電站設(shè)備正常運(yùn)行的過程中，實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控和管理。對(duì)于那些信號(hào)不同，但是，基本功能類似的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)彼此之間的相互轉(zhuǎn)化，這個(gè)系統(tǒng)具有很好的開放性，可以對(duì)系統(tǒng)中很多的功能模塊進(jìn)行隨意的刪除或者增加，有效的保證了信息的同步化。

這種監(jiān)控系統(tǒng)大致又可以分為兩個(gè)方面：分別是現(xiàn)地控制單元層，以及站級(jí)控制層，這兩個(gè)層級(jí)之間的交流和連接，都是通過網(wǎng)絡(luò)來完成的，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的平臺(tái)，更加具有可靠性。這樣的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，實(shí)用性也比較高，速度也比較快。監(jiān)控系統(tǒng)在這個(gè)過程中，可以及時(shí)有效的對(duì)設(shè)備所反映出的各種數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行接收。光纖作為交換機(jī)與LCU之間的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，在傳播的過程中，不會(huì)受到電磁波的干擾和影響，因此，這種監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控的過程中，就不會(huì)受到任何環(huán)境因素的影響，可以及時(shí)、高效的對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

3 水電站設(shè)備配置要求

水電站的配置問題主要有兩個(gè)方面：一個(gè)是操作員工作站，另一個(gè)是系統(tǒng)主機(jī)。其中，系統(tǒng)主機(jī)相對(duì)來說是比較重要的，操作員工作站具有輔助的作用，這兩個(gè)系統(tǒng)相輔相成，共同作用，通過特定的命令，對(duì)整個(gè)水電站進(jìn)行管理和控制。電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行的過程中，監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)ζ浒l(fā)出的故障命令信號(hào)進(jìn)行處理和分析，這樣，工作技術(shù)人員在進(jìn)行后期管理的過程中，也就會(huì)更加的方便和快捷。在水電站的配置設(shè)備中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬于一個(gè)比較重要的組成部分，監(jiān)控系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的，然后，對(duì)整個(gè)水電站的各種設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，又包括網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，在每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，都會(huì)有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行配備，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和各控制系統(tǒng)的信息交流可以利用雙絞線來實(shí)現(xiàn)，控制單元與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是用光纖來進(jìn)行連接的，它可以讓信息在傳播的過程中，速度更快。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控的過程中，抗干擾的能力明顯的加強(qiáng)了，保證設(shè)備正常穩(wěn)定的運(yùn)行，光纖的一些輔助設(shè)備能保障光纖的傳輸效率。

現(xiàn)地層設(shè)備的主要作用，就是對(duì)主要的監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行各種數(shù)據(jù)信息的采集、計(jì)算和分析，并且把這些相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息上傳到網(wǎng)絡(luò)之中，然后通過特定的命令進(jìn)行監(jiān)控和管理。LCU，即現(xiàn)地控制單元，在現(xiàn)地控制系統(tǒng)中，LCU在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，同時(shí)，應(yīng)用的也是十分廣泛的，在水電設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)中也是一種不可或缺的設(shè)備，功能十分強(qiáng)大。電廠中的一些發(fā)電設(shè)備、公共輔助設(shè)備、以及開關(guān)站等，是LCU最為主要的監(jiān)控和管理對(duì)象，在水電站的監(jiān)控系統(tǒng)中，它算是一種比較底層的系統(tǒng)設(shè)備。

在清楚水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置的設(shè)計(jì)原則與要求之后，需要在使用之前對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，重點(diǎn)檢查的方面為二次電纜管道的預(yù)埋、電纜的連接等，在具體檢驗(yàn)中，需要對(duì)自動(dòng)化元件的出廠規(guī)格及操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，需要對(duì)配線進(jìn)行核查，這樣可以對(duì)水電站電氣二次設(shè)備運(yùn)行的安全性有所保障，可以促進(jìn)監(jiān)控得到足夠的保護(hù)。

4 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

現(xiàn)階段，很多的水電站都對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)予以應(yīng)用，在監(jiān)控電氣設(shè)備時(shí)，工作人員數(shù)量很少甚至是沒有，因此，本文對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行研究，需要從兩方面入手，即控制層功能和監(jiān)控功能。

4.1 控制層功能概述

首先，電站的控制層可以對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理和采集的功能，每一個(gè)電站場地都會(huì)有一個(gè)LCU裝置，通過這種裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的收集功能，然后通過掃查等工作，讓工作人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些采集到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理和分析，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，也更加適應(yīng)現(xiàn)場的實(shí)際情況，同時(shí)，也能對(duì)各種參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。這些采集而來的數(shù)據(jù)信息主要包括了設(shè)備的控制系統(tǒng)等，LCU利用光纖進(jìn)行傳輸將數(shù)據(jù)傳送到控制層，還可以將其自動(dòng)繪制為圖標(biāo)的方式，生動(dòng)且形象地進(jìn)行展示。

其次，電站的控制層還具有安全監(jiān)控的功能，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在工作的過程中，可以對(duì)水電站的各種設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)際的監(jiān)控，對(duì)于設(shè)備運(yùn)行中的一些異常狀況，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)都能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出警報(bào)信號(hào)，值班的工作人員聽到這個(gè)信號(hào)，就能在第一時(shí)間趕到現(xiàn)場，對(duì)故障和問題進(jìn)行處理和解決，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

4.2 監(jiān)控功能的概述

通過對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)其主要的要求有以下幾個(gè)方面：安全運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信、實(shí)時(shí)調(diào)解和控制、系統(tǒng)診斷等。電站在實(shí)際運(yùn)行的過程中，主要有以下幾種方式：上級(jí)調(diào)度中心方式、廠站級(jí)遠(yuǎn)方自動(dòng)式、現(xiàn)地自動(dòng)方式。在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)中，通過相關(guān)的軟件和硬件的設(shè)置，技術(shù)人員可以對(duì)一些沒有控制權(quán)的設(shè)備進(jìn)行關(guān)閉，這樣就實(shí)現(xiàn)了各個(gè)層級(jí)之間的控制權(quán)，都會(huì)在技術(shù)人員的手中，技術(shù)人員再根據(jù)特定情況，進(jìn)行科學(xué)的選擇。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行監(jiān)控的過程中，一定要保證其精準(zhǔn)性和速度。相關(guān)的一些實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全運(yùn)行監(jiān)控、屏幕顯示等工作，都能在電站的控制層來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，還能對(duì)文件進(jìn)行打印，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷，對(duì)電站的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行管理和維護(hù)等。

參考文獻(xiàn)

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