微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)在水電站監(jiān)控中的應(yīng)用探討

楊傳根

【摘 要】水電站的監(jiān)控系統(tǒng)利用對(duì)于水電站的不同設(shè)備的信息采集與處理，對(duì)水電站的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，微機(jī)自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在水電站中進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)控，調(diào)節(jié)和保護(hù)，具有靈活，可靠，穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。介紹了水電站微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)，闡述了水電站微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)功能；重點(diǎn)探討了微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)在水電站的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】微機(jī)自動(dòng)化技術(shù)；水電站；監(jiān)控

0 引言

水電站因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)了水電站的自動(dòng)化，一方面使得水電站工作人員的工作效率提高，工作強(qiáng)度降低，實(shí)現(xiàn)了少人值班甚至是無人值班，另外一方面，降低了水電站的運(yùn)行費(fèi)用與發(fā)電成本。水電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行參數(shù)以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確迅速的反映，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的處理?；诖?，水電站自動(dòng)化控制的使用時(shí)的人的直接操作降低，因而使得人誤操作的可能性減少，也就使得發(fā)生緊急事故時(shí)操作人員的失誤得到有效避免。

1 水電站微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)概述

水電站的微機(jī)保護(hù)裝置的關(guān)鍵是三段式的無方向電流保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量，通訊，控制以及保護(hù)等功能，微機(jī)保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控配備電網(wǎng)的參數(shù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，基于通訊口實(shí)現(xiàn)了將測(cè)量的數(shù)據(jù)和保護(hù)信息向上位機(jī)的傳遞，從而使得水電站配電網(wǎng)的監(jiān)控運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。微機(jī)保護(hù)的類型包括反時(shí)限保護(hù)，定時(shí)限保護(hù)，零序電壓保護(hù)，非電量保護(hù)，零序電流保護(hù)，啟動(dòng)時(shí)間過長保護(hù)以及低周減載保護(hù)等。在水電站的綜合自動(dòng)化中，微機(jī)綜合保護(hù)自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

2 水電站微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

2.1 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集處理

水電站控制層能夠?qū)Ω鳜F(xiàn)地控制層以及包括開關(guān)量，脈沖量，電氣模擬量等調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及各現(xiàn)地控制層的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)采集處理。發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)地層的LCU能夠?qū)﹄姎饽M量，開關(guān)量，脈沖量等進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與處理；同時(shí)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的工況進(jìn)行查詢，并能夠?qū)崿F(xiàn)將數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)。

2.2 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各闡述的監(jiān)控與分析

LCU能夠?qū)λ娬緶囟葴y(cè)量裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性的獲取并且可以進(jìn)行預(yù)處理。利用計(jì)算的數(shù)據(jù)向LCU專用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的共享。監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水電站的有功電度量與無功電度量的周期性累加。就水電站機(jī)組，斷路器等重要?jiǎng)恿υO(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)能夠進(jìn)行及時(shí)工況的統(tǒng)計(jì)，從而確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

3 微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)在水電站的應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的配置

水電站操作人員基于在線修改，在主控制室利用人機(jī)接口實(shí)現(xiàn)了對(duì)于數(shù)據(jù)庫以及畫面的操作，同時(shí)，操作人員能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)限值的修改，對(duì)監(jiān)控狀態(tài)進(jìn)行人工設(shè)置，處理事故，指導(dǎo)恢復(fù)運(yùn)行等，并且能夠向電站LCU傳遞信息。只有當(dāng)監(jiān)控微機(jī)獲得控制權(quán)工作，才可以執(zhí)行監(jiān)控命令的輸出，從而基于設(shè)備的運(yùn)行情況，監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)將主機(jī)運(yùn)行的信號(hào)進(jìn)行改變，從而實(shí)現(xiàn)了將其他工作站的切換繼續(xù)完成主機(jī)當(dāng)前的工作。當(dāng)主機(jī)維修重啟以后，自動(dòng)對(duì)主機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并把數(shù)據(jù)重新輸入系統(tǒng)。

通常情況下，水電站的現(xiàn)地控制層包括了機(jī)組LCU與公共LCU兩部分，涉及到的設(shè)備包括了輸入模塊，溫度測(cè)量裝置，輸出模塊，數(shù)字式測(cè)量表，液晶觸摸屏，輸出繼電器以及交直流雙供電源。其中，水電站機(jī)組LCU起到了監(jiān)控進(jìn)水口主閥工作狀態(tài)，監(jiān)控水輪機(jī)的工作狀態(tài)，監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，監(jiān)控機(jī)組附屬設(shè)備工作狀態(tài)的作用；在水電站的節(jié)點(diǎn)控制層中，其關(guān)鍵的設(shè)備是電氣一次設(shè)備，水輪發(fā)電機(jī)組和公用設(shè)備。

3.2 水電站監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備

當(dāng)前，水電站的監(jiān)控系統(tǒng)基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通信介質(zhì)通常采用屏蔽雙交電纜線與多模光纖。水電站監(jiān)控系統(tǒng)的通信傳輸協(xié)議基于Mudbugs協(xié)議，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以對(duì)其他節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的接收。對(duì)于不正常的節(jié)點(diǎn)而言可以自動(dòng)從網(wǎng)絡(luò)中退出，從而不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)上其他的節(jié)點(diǎn)的信息的發(fā)送。水電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中的控制層工作站和工作站之間以及現(xiàn)地控制層全部的數(shù)據(jù)傳輸和訪問請(qǐng)求。

3.3 水電站監(jiān)控系統(tǒng)的軟件配置

一般情況下，水電站的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通常使用Windows2000，水電站微機(jī)系統(tǒng)的全部資源都是由水電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理的，在Windows2000環(huán)境下，其他軟件也在運(yùn)行，是系統(tǒng)資源和其他軟件的接口。水電站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫使用的是SQL Server，由于Intouch7.11組態(tài)軟件具有非常高的開發(fā)效率，同時(shí)，便于對(duì)軟件的開發(fā)與維護(hù)，另外不需要用戶進(jìn)行語句指令的編寫就能夠直接進(jìn)行軟件的開發(fā)，因此，水電站自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的工業(yè)組態(tài)監(jiān)控軟件采用了Intouch7.11組態(tài)軟件。使用Compact-Logic-1769自帶編程軟件進(jìn)行現(xiàn)地控制PLC的編程。

3.4 水電站監(jiān)控系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)的配置

水電站微機(jī)自動(dòng)保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障的錄波，進(jìn)行操作記錄等功能。和保護(hù)裝置相接的輸入信號(hào)，利用網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)了將全部數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡(luò)其他設(shè)備的傳遞。水電站發(fā)電機(jī)，線路保護(hù)器，變壓器等的保護(hù)裝置有八個(gè)開關(guān)量輸出和九個(gè)開關(guān)量輸入，其中一個(gè)開關(guān)量輸出實(shí)現(xiàn)變化自查轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)。信號(hào)的輸入與輸出都可以進(jìn)行編程，斷路器的合閘與施發(fā)都是通過上述信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。

4 結(jié)束語

隨著科技的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展日新月異，水電站設(shè)備自控隨著微機(jī)綜合技術(shù)的發(fā)展而不斷完善。微機(jī)綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)水電站的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的普遍應(yīng)用使得水電站數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)傳遞與資源共享。微機(jī)綜合自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)使得水電站的調(diào)峰能力得到了概述，從而使得水電站自動(dòng)化調(diào)度越來越高，也使得水電站的運(yùn)行更加穩(wěn)定。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]