水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運行及維護(hù)研究

(桑植縣八斗溪水輪泵電站 湖南 桑植 427100)

一、引言

水力發(fā)電是一種清潔、環(huán)保的電能生產(chǎn)方式，水電站運行穩(wěn)定性對于水力發(fā)電質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響。我國部分水電站的運行維護(hù)管理水平比較低，運行效率無法得到有效提升，通過應(yīng)用自動化監(jiān)控系統(tǒng)，有利于提升水電站自動化控制水平，促進(jìn)水電站建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展。因此，對水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)運維管理進(jìn)行深入探究迫在眉睫。

二、水電廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)的配置

(一)硬件配置。水電廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置，主要是按照水電廠的需求，配置合適的硬件設(shè)備。例如：某水電廠內(nèi)，自動化監(jiān)控系統(tǒng)的硬件中，采用主、備服務(wù)器，設(shè)置了工程師站、操作站、通信站，構(gòu)成自動化監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度結(jié)構(gòu)，運用工業(yè)以太網(wǎng)和光纖介質(zhì)，實現(xiàn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運行。

(二)軟件配置。水電廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件配置中，操作系統(tǒng)是UNIX編程，專門和C2000配合，提供開放式的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。例舉軟件配置的幾點內(nèi)容，如：(1)設(shè)置遙信、遙測的采集方式，以曲線、表格的方式，向水電廠控制中心，提供自動化監(jiān)測的數(shù)據(jù)，采集的信息，對比越限設(shè)置的信息，以便發(fā)送報警信息；(2)軟件配置增強了自動化監(jiān)控系統(tǒng)的人性化，簡化了自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主接線畫面，利用交互的技術(shù)，促使監(jiān)控中心的工作人員，能夠獲取監(jiān)視的畫面等。

(三)數(shù)據(jù)庫配置。自動化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫配置，是基礎(chǔ)的支持部分。數(shù)據(jù)庫的配置，分為3個部分，首先是按照水電廠內(nèi)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，設(shè)計數(shù)據(jù)庫，便于收集水電廠的運行數(shù)據(jù)，存儲并整理好收集的數(shù)據(jù)，向監(jiān)控中心提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，上文中的軟件配置，可以提供不同的數(shù)據(jù)顯示方法，主要是檢查數(shù)據(jù)調(diào)用、查詢的過程；然后數(shù)據(jù)庫配置中，需要顯示水電廠繼電保護(hù)的所有信息，一旦有繼電保護(hù)跳閘情況時，根據(jù)數(shù)據(jù)庫配置，可以快速確定繼電保護(hù)的跳閘位置和原因，直接在主界面上顯示，推進(jìn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展；最后是數(shù)據(jù)庫配置中的越限報警，采用遙測的方式，設(shè)計安全范圍以內(nèi)的上限值、下限值，由數(shù)據(jù)庫監(jiān)測，并且產(chǎn)生報警信息，起到提示的作用。

三、水電站中自動化監(jiān)控系統(tǒng)運行流程

(一)建立自動化監(jiān)控系統(tǒng)框架。根據(jù)現(xiàn)有水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的多框架體系應(yīng)用要求可知，在處理過程中，需要做好遠(yuǎn)程調(diào)度管理、現(xiàn)場監(jiān)控管理等，使其能滿足水電站數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控要求。后續(xù)應(yīng)用階段，以保證系統(tǒng)合理應(yīng)用作為前提，要提前對數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，在在對應(yīng)的節(jié)點上，以互動調(diào)節(jié)體系作為基礎(chǔ)，對對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理。在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運用的節(jié)點上為了實現(xiàn)通信，要以自動化監(jiān)控框架作為前提，軟件結(jié)構(gòu)也起到重要的作用，其直接配置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上，以現(xiàn)有冗雜配置設(shè)備為例，為了實現(xiàn)自動化功能分配，要提升系統(tǒng)的利用率，做好維護(hù)處理工作。

(二)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用要求。當(dāng)前水電站自動化建設(shè)逐漸引進(jìn)很多新技術(shù)，包括：系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器、主控器和計算機監(jiān)控系統(tǒng)等，根據(jù)現(xiàn)有維護(hù)方案的具體要求可知，在操作過程中提高良好的人機界面，水電站中各辦公區(qū)域能直接通過互聯(lián)網(wǎng)對界面進(jìn)行瀏覽。從水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)來看，具體表現(xiàn)在數(shù)據(jù)分析，設(shè)備應(yīng)用等，為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重的故障，需要根據(jù)故障檢修的數(shù)據(jù)和發(fā)展趨勢，做好故障處理工作。工作人員可直接在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中查詢相關(guān)信息，以現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)為例，只有滿足各個方面的設(shè)計問題，才能實現(xiàn)合理化操作，避免數(shù)據(jù)庫為整個監(jiān)控系統(tǒng)造成嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。

(三)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的檢測重點

1.水輪機檢測。以水輪機效率檢測作為基礎(chǔ)，現(xiàn)有的水電站自動化設(shè)計中要對水輪機進(jìn)行處理，要重視該系統(tǒng)在在線檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，適當(dāng)融入其他信息處理技術(shù)，具體包括：通信技術(shù)和測控技術(shù)等，實現(xiàn)現(xiàn)有檢測技術(shù)的合理化應(yīng)用，能達(dá)到理想的效果。

2.設(shè)備壽命評估。在狀態(tài)檢修階段，水電站設(shè)備使用的壽命評估使保證現(xiàn)有電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行的關(guān)鍵，評估設(shè)備的使用壽命很大程度上依托現(xiàn)有設(shè)備，當(dāng)前水電站采用的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，融入很多監(jiān)測裝置，對于設(shè)備運行而言，為了對其進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，提供對應(yīng)的預(yù)警功能，在項目分析過程中，必須實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。

(四)進(jìn)行消防監(jiān)控管理。采用消防監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)對水電站主要場所的監(jiān)控和管理，以現(xiàn)有探測器為例，包括：主變區(qū)域、廠房、重點防護(hù)部位和核心機電設(shè)備等用電情況，如果存在異常情況可以采用異步通信的方式傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中，實現(xiàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步控制。

四、自動化監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)措施

(一)電氣設(shè)備維護(hù)。水電站維護(hù)系統(tǒng)比較特殊，具體包括：發(fā)電機、變壓器等，詳細(xì)如下：(1)發(fā)電機維護(hù)。在實際維護(hù)應(yīng)用階段要對雜物進(jìn)行處理，為了判斷發(fā)電機是否存在損壞的現(xiàn)象，要提前對電刷處理，如果機組運行過程中存在位置不合理或者其他問題，要按照要求處理。(2)變壓器維護(hù)。在變壓器處理方面，實際中涉及到的內(nèi)容有很多，要按照變壓器處理方案要求進(jìn)行，提前對繼電器進(jìn)行判斷，按照防雷設(shè)施性能要求落實。由于設(shè)置過程中對構(gòu)件有嚴(yán)格的要求，如果帶來不良影響，要結(jié)合受損情況制定針對性的解決措施，滿足設(shè)備更換要求。

(二)加強水電站人員管理。在監(jiān)控系統(tǒng)管理階段，水電站人員的綜合素質(zhì)起到重要的作用，在具體管理階段需要做好基礎(chǔ)培訓(xùn)工作。在后續(xù)落實階段，要保證人員對水電配套設(shè)備進(jìn)行充分的理解，掌握相關(guān)內(nèi)容和方案。在檢修前做好技術(shù)交底工作，在培訓(xùn)管理階段要提升人員的職業(yè)素質(zhì)，保證人員在設(shè)備檢修過程中具備較高的責(zé)任和意識，為設(shè)備維護(hù)奠定基礎(chǔ)。

(三)做好日常數(shù)據(jù)記錄和監(jiān)測分析。在系統(tǒng)維護(hù)過程中，信息的有效管理是重點，要求工作人員做好技術(shù)處理工作，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，以實際設(shè)備運行現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，如果存在檢測數(shù)據(jù)出

現(xiàn)異常情況，要及時向有關(guān)部門進(jìn)行匯報，分析數(shù)據(jù)中異常設(shè)備的信息內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上提出對應(yīng)的維修策略。個別項目應(yīng)做到人工和自動化觀測數(shù)據(jù)的對比分析，如引張線觀測、內(nèi)觀觀測和垂線觀測等。值班人員做好數(shù)據(jù)記錄，建立管理臺賬，登記電氣設(shè)備的原始資料、基礎(chǔ)信息和主要附件一一記錄在案，便于備錄和查找。

五、結(jié)語

綜上所述，自動化監(jiān)控系統(tǒng)在水電站控制中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，通過應(yīng)用計算機自動化控制方式，能夠保證機組處于最佳運行工作狀態(tài)，提升水能利用率，減輕運行人員操作和監(jiān)視工作量。在對自動化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行運行維護(hù)管理時，需要加強重點設(shè)備的檢測，并及時實際情況對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，保障各個設(shè)備的正常運行，充分發(fā)揮自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效益。

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