關于兩會沱水電站電氣自動化應用問題的研究

張寶成

（巫溪縣后溪河水電開發有限公司，重慶 405800）

0 引 言

進入新世紀以來，我國的社會發展取得了舉世矚目的成就，獲得了世界的贊譽。在國民經濟發展中，電力行業做出了不可磨滅的貢獻。與火力發電相比較，水力發電具有無法比擬的優勢，不僅能耗較低，而且環保、污染較少，在實踐中受到了人們的廣泛認可，并成為我國電力發展的重要形式。水利發電優勢明顯，但是其自身暴露出的劣勢也不容忽視。將電氣自動化運用到水電站實際運營中，可以有效保障水電站的安全、穩健運轉，體現出了水電站的現代化建設水平和能力。

1 兩會沱水電站簡介

兩會沱水電站為后溪河流域第一級電站，總裝機容量為2×10 000 kW，發電機出口電壓為10.5 kV。1 臺 10 000 kW 的發電機采用 1 臺 12 500 kVA 的雙繞組變壓器升壓成110 kV，另一臺10 000 kW 的發電機采用1 臺16 000 kVA 的三繞組變壓器升壓成110 kV。110 kV 側出線2 回，一回至孔梁電站，另一回至鎮泉變電站。

兩會沱水電站按“無人值班，少人值守”原則設計，采用南瑞公司NARI NC-2000 計算機監控系統對水輪發電機組、進水主閥、調速器、勵磁設備、油水氣輔助設備、電氣一二次設備以及大壩閘門等進行監控。主要監控設備包含二臺主機/操作員工作站、二臺遠動工作站、一臺工程師兼通信工作站、機組設備現地控制單元（1～2 LCU）、公用設備、開關站現地控制單元（3 LCU）、壩區設備現地控制單元（4 LCU）、網絡設備、一套系統時鐘同步裝置、一套語音報警系統以及一套微機五防系統等。

2 將電氣自動化應用到水電站建設中的重要價值

2.1 可以促進水電站進一步提升運轉的穩定性和可靠性

眾所周知，水電站存在的最大意義是為人們生產電能。將電氣自動化技術和設備引入水電站建設，其自動控制系統將發揮作用。主機/操作員工作站等電站主控級設備負責數據采集與處理、運行監視、控制、調節與操作以及語音報警等。水電站的設備在運行過程中一旦出現異常情況或者發生故障，電氣自動化裝置會靈敏感應出來，按流程自動操作（如按流程事故停機、自動電壓控制等）并發出一定的提示聲音，引起工作人員的注意，減少了事故概率或阻止了事故的進一步擴大，提升了水電站運轉的穩定性和可靠性[1]。同時，電氣自動化引入到水電站的日常運作中，如自動開機流程、倒閘操作五防閉鎖、并網自同期等，進一步提升了水電站的操作的正確率，從而降低了由于人為誤操作而造成的各種工作事故發生的概率，促進了水電站的發展。

2.2 能夠有效提高水電站的經濟效益

在水電站的實際運行過程中，需要客觀分析運轉所投入和產出的數量關系，實現一定的經濟效益。水電站在多種運行方案中，往往會依據自身的實際情況，選擇最佳的運行方案，盡量以最少的成本投入獲得最大的經濟效益?？陀^來說，水電站的整個運行過程比較復雜，程序較多，要實現最佳運轉狀態還要顧及經濟效益的實現，單單依靠人工操作并不是一件容易的事情。而今自動控制裝置在水電站運轉中的全程參與，不僅可以監控水電站的日常運行數據，而且可以依據運行狀態進行優化調整，根據流域來水量自動調節梯級電站發電量，做到少棄水、盡量提高庫區水位發電，最大程度保證水電站的各運行環節都處于最佳狀態，有效降低水電站的成本投入，實現經濟效益的最大化。

2.3 有利于進一步提升水電站的運轉效率

將電氣自動化技術運用在水電站建設和管理中，充分發揮該技術的優勢，有效降低水電站的工作總量和工作強度，減少人力資源方面的投入，進一步優化工作環境，為水電站的高效運行保駕護航[2]。利用電氣自動化技術把電站集控運用到電站自動化操作過程中，實現了電站無人值班。這樣不僅減少了人工成本，也有效提升了水電站的運轉效率，只需要少數幾個工作人員，就可以利用計算機和網絡技術等，精準的對水電站設備進行有效控制和操作。既降低了水電站的電能生產成本，又進一步降低了水電站的運行成本，不僅大幅度提升了水電站的勞動生產率，而且切實增加了水電站的經濟收益，推動了水電站的快速發展。

3 水電站計算機監控系統包含的主要軟件條件

3.1 操作系統

操作系統應具有如下能力：①操作系統在所提供的硬件構造中應有實用成功的經驗；②應具備不需要特殊開發就能滿足計算機監控系統的相應需求；③應有以優先權為基礎的任務調度、執行、資源管理分配以及任務間通信和控制的手段；④應當有直接控制輸入和輸出設備的能力；⑤應能有效執行高級語言編輯的各種程序；⑥能執行診斷檢查、故障自動切除和自動重新啟動；⑦對系統的啟動、終止、監視、組態和其他聯機活動應有交互式語言、命令程序支持；⑧應通過任務名稱、數據名稱和操作標號實現軟件相互連接；⑨應當具備錯誤檢測或者校正的標準程序，也有系統生成服務；⑩應提供文件控制功能，至少包括文件的打開、關閉、讀出和記錄等基本存取方法。

3.2 支援程序和實用程序

支援程序和實用程序應具有如下能力。①具備有效的編輯軟件，以進行應用軟件的開發。這些編輯軟件包括標準的匯編語言編輯程序、高級語言編輯程序、交互式數據庫編輯程序、交互式圖像編輯程序、交互式報告編輯程序和可編程計算軟件等，并能通過LCD終端交互式地進行程序的開發、修改、試驗[3-4]。②應備容易使用和代碼匯編的裝配程序。③應有微機和接口設備同步聯機診斷軟件以及脫機診斷軟件，聯機診斷不應破壞實時操作。④所包含的應用軟件中應有一些能夠進行檢驗和修改的應用程序。⑤應有存儲器轉儲的實用程序。

4 進一步提升水電站電氣自動化技術應用的有效方法

電氣自動化技術在水電站中的應用，有助于提升水電站的生產和運作。水電站為了進一步提升電氣自動化技術，在以下幾個方面提出了相應的調整。

4.1 積極創建電氣控制系統

在水電站的電氣自動化系統運用中，計算機通過以太網將對與主機相聯系的各環節的終端設備進行控制和監測，或者以開放式體系結構進行，具體根據監控的工作內容設計相應的關聯系統，切實保證運行工作的有效開展，體現了該系統的強大優勢，推動了調試工作和運行工作的高效開展。同時，在水電站電氣自動化操作系統中，監控系統在工作狀態下可以收集相關數據，并實施一定的操作。這些珍貴的資料會自動進行保存，在計算機的硬盤中可以進行后期查詢，保障水電站管理和運行工作的可持續性。

4.2 應用在水輪發電機組自動控制系統中

在水電站電氣自動化應用過程中，要確保設備的自動化操作精準依照既定的程序進行自動運行，促進水輪發電機組正常、平穩的運行，需要依照一定的規則和標準創建水電站運行的優越條件，在數量上做出正確選擇，確保機組數目最佳，能夠促進水輪發電機組的工作效率是最優化的。同時，要想實現各機組之間的負荷分配的科學性，需要了解系統的總負荷，并依據變化情況做出最優化的自動調節和分配。如果系統在工作狀態下發生故障，有足夠的備用機組能夠迅速頂上，恢復正常的運營。

4.3 不斷提升水電站工作人員的綜合能力

從實踐來看，造成電氣自動化裝置故障、事故的主要原因是，水電站的工作人員維護工作不完善，或者是系統設備的使用方法不規范等。因此，加強對水電站工作人員的培訓，提升他們的綜合能力勢在必行。一方面，鼓勵水電站不同崗位的工作人員進行工作交流，拓展他們的知識面和知識層次。另一方面，做好新入職人員的培訓工作，促使他們明確自身的崗位職責。在完善制度和紀律約束下，做好自己的本職工作。

5 結 論

綜上所述，無論是對國家經濟的建設，還是對人們自身的生活，水電站的發展都發揮著重要作用。水電站正常、高效運轉，才能生產大量的電能，滿足社會各界的用電需求。將電氣自動化技術運用到水電站建設中，可以切實提升水電站的工作效率和管理水平，推動水電站的可持續發展，為國家的建設作出更大的貢獻。