基于水電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)分析

林曉龍

摘 要：得益于節(jié)能環(huán)保理念的全面落實(shí)，水力發(fā)電因其具備清潔性、環(huán)保性等特點(diǎn)而備受關(guān)注。而當(dāng)前部分水電站受限于技術(shù)條件的滯后，仍尚存運(yùn)行效率低下等問題，為進(jìn)一步提升水電站生產(chǎn)水平，需加大對(duì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建力度，結(jié)合對(duì)系統(tǒng)維護(hù)工作的規(guī)范化開展，幫助水電站顯著提升自身電能生產(chǎn)水平。本文以水電站自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的分析為切入點(diǎn)，闡明自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的具體架構(gòu)組成與運(yùn)行流程，結(jié)合對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)對(duì)策的提出，以期為水電站運(yùn)行提供保障。

關(guān)鍵詞：運(yùn)行;自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng);維護(hù)對(duì)策;配置

作為環(huán)保型電能生產(chǎn)方式，水力發(fā)電的應(yīng)用愈發(fā)受到人們的重視。作為水力發(fā)電的載體，水電站運(yùn)行效率與可靠性直接影響到電能生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。但是目前我國(guó)部分水電站仍面臨著運(yùn)行效率低下的問題，加之維護(hù)管理開展的實(shí)施不到位，致使水電站電能生產(chǎn)始終無法得到顯著的提升。而恰逢自動(dòng)化技術(shù)的普及應(yīng)用，水電站可依托于自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建來提升自身管理水平，為電能高效生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

一、水電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行分析

（一）系統(tǒng)配置

1.硬件配置

水電站運(yùn)行需求的差異，使得自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置存在不同。而要想進(jìn)一步提升自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，需依據(jù)水電站實(shí)際運(yùn)行需求合理配置。通常情況下，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成包括服務(wù)器、操作站、備用服務(wù)器、工程師站、通信站等，并采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)連接[1]。

2.軟件配置

自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中相關(guān)操作平臺(tái)的構(gòu)建，需以軟件系統(tǒng)為支撐，采用UNIX編程進(jìn)行操作系統(tǒng)搭建，結(jié)合對(duì)C2000的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)開放式監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建。針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中軟件的配置，包括：（1）數(shù)據(jù)的采集利用遙測(cè)、遙信技術(shù)，并將采集的信息以表格形式傳輸至水電廠控制中心。以標(biāo)準(zhǔn)參考值為基準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)際采集數(shù)據(jù)的比對(duì)，發(fā)掘出異常情況并報(bào)警。（2）測(cè)值換算。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行期間涉及到對(duì)水位傳感器、振弦式儀器等設(shè)備的監(jiān)測(cè)，而在實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中，不同儀器所發(fā)送的信號(hào)類型不同，如水位傳感器會(huì)以數(shù)字信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)信息的傳遞，而振弦式儀器則是溫度、頻率信號(hào)的傳遞，需通過系統(tǒng)的測(cè)值換算來反映出具體信息[2]。（3）數(shù)據(jù)預(yù)處理。數(shù)據(jù)預(yù)處理主要是進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深度處理，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性與可靠性。

3.數(shù)據(jù)庫配置

監(jiān)控系統(tǒng)的高效運(yùn)行需要以數(shù)據(jù)庫為支撐，同時(shí)數(shù)據(jù)庫也是存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的主要載體。針對(duì)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，需以監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行需求為依據(jù)，結(jié)合對(duì)水電站運(yùn)行現(xiàn)狀的分析合理設(shè)計(jì)[3]。運(yùn)行期間，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與管理，方便監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行相關(guān)信息的調(diào)用和讀取。

（二）自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行流程

1.水輪機(jī)檢測(cè)

監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行期間涉及到對(duì)水輪機(jī)監(jiān)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪機(jī)運(yùn)行效率的實(shí)時(shí)、全天候監(jiān)測(cè)。分析水輪機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成，包括流量在線檢測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)以及測(cè)控技術(shù)等。

2.電能量監(jiān)測(cè)

水電站運(yùn)行期間，其發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備涉及到對(duì)電度量表的設(shè)置，通過與自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取。需注意，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)需與智能電表搭配，若水電站仍采用傳統(tǒng)電度量表，不具備電能量數(shù)據(jù)獲取的功能。在監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建過程中，利用智能電表取代以往電度量表，實(shí)現(xiàn)借助通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并拓展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

3.狀態(tài)檢修

自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在水電站運(yùn)行中的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電站設(shè)備運(yùn)行壽命的準(zhǔn)確評(píng)估。以自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建為依托，對(duì)電站現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，判斷設(shè)備運(yùn)行是否存在異常情況，并通過預(yù)警來告知管理人員電站設(shè)備發(fā)生異常[4]。另外，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，還具備消防監(jiān)控、水文測(cè)報(bào)功能。如在水電站具體運(yùn)行期間，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行電站水文情況信息的采集，依據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析為水電站調(diào)峰、防洪等決策的制定提供參考。另外，將探測(cè)器合理安設(shè)于水電站各個(gè)廠房、機(jī)電設(shè)備間、主變區(qū)域等位置，并通過自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行上述區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控，若發(fā)生火災(zāi)事故，系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間警報(bào)并迅速做出火災(zāi)消除反應(yīng)。

二、水電站自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)對(duì)策

（一）加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的管護(hù)

電氣設(shè)備運(yùn)行是自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)所在，所以需加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的維護(hù)管理，避免因電氣設(shè)備故障而影響到水電站的穩(wěn)定性運(yùn)行。針對(duì)電氣設(shè)備維護(hù)的開展，具體措施包括：（1）發(fā)電機(jī)維護(hù)。要求人員嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行發(fā)電機(jī)管理，做到定期進(jìn)行發(fā)電機(jī)內(nèi)部雜質(zhì)的清理，并檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)部是否存在構(gòu)件損壞的現(xiàn)象，如電刷損壞、滑環(huán)損壞等。若檢查期間發(fā)現(xiàn)滑環(huán)出現(xiàn)位置偏移現(xiàn)象，需及時(shí)調(diào)整并檢查相關(guān)構(gòu)件的緊固效果，確保發(fā)電機(jī)設(shè)備的可靠性運(yùn)行。（2）變壓器維護(hù)[5]。具體維護(hù)作業(yè)期間，要求人員重視對(duì)繼電器連通管、變壓器負(fù)荷、防雷保護(hù)措施的檢查，判斷上述環(huán)節(jié)是否存在異常問題。需注意，若上述任何一環(huán)節(jié)存在故障問題，均會(huì)對(duì)變壓器造成嚴(yán)重的損害。所以需做到對(duì)變壓器設(shè)備的定期細(xì)致檢查，并依據(jù)設(shè)備情況采取針對(duì)性維護(hù)措施來保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)信息的管理

數(shù)據(jù)信息是水電站運(yùn)行狀態(tài)判斷的基礎(chǔ)依據(jù)，倘若出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)不全面的現(xiàn)象，會(huì)直接影響到水電站監(jiān)控分析的精準(zhǔn)性。對(duì)此，需加大對(duì)信息數(shù)據(jù)的管控力度，做到對(duì)數(shù)據(jù)信息的細(xì)致記錄，以設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為基準(zhǔn)，進(jìn)行設(shè)備實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的比對(duì)，第一時(shí)間向上級(jí)匯報(bào)設(shè)備運(yùn)行存在的故障問題，并依據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析制定科學(xué)解決對(duì)策。同時(shí)，要求人員對(duì)檢修維護(hù)全過程進(jìn)行記錄，出于對(duì)記錄信息長(zhǎng)久保存的考慮，可要求人員將檢修維護(hù)記錄存儲(chǔ)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，在避免檢修記錄丟失的同時(shí)，為后續(xù)維修作業(yè)的開展提供數(shù)據(jù)支撐。如水電站運(yùn)行期間其設(shè)備發(fā)生同類故障，僅需將以往設(shè)備檢修記錄從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取，并結(jié)合以往維修經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)備故障的有效消除[6]。

（三）加強(qiáng)維護(hù)隊(duì)伍的管理

維護(hù)工作開展是否規(guī)范合理，取決于維護(hù)人能力與水平。所以水電站需重視對(duì)管護(hù)隊(duì)伍的高素質(zhì)建設(shè)，立足于維護(hù)人員素質(zhì)能力的分析，定期開展維護(hù)理論知識(shí)、維護(hù)技術(shù)、維護(hù)新工藝等方面的培訓(xùn)教育，加強(qiáng)維護(hù)人員的對(duì)相關(guān)維護(hù)技術(shù)、知識(shí)的掌握。同時(shí)，針對(duì)難度大、工作量大的維護(hù)工作開展，水電站需在維護(hù)實(shí)施前組織開展技術(shù)交底，幫助維護(hù)人員加強(qiáng)對(duì)維護(hù)工作重難點(diǎn)的掌握，確保自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)工作的順利開展。

結(jié)束語：

水電站運(yùn)行管理中應(yīng)用自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)已然成為必然趨勢(shì)，可幫助水電站在提升管理水平的同時(shí)，促進(jìn)其電能生產(chǎn)效率的提升。對(duì)此，水電站應(yīng)加大對(duì)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的引進(jìn)、構(gòu)建力度，立足于自身發(fā)展現(xiàn)狀的分析，進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)的科學(xué)設(shè)置，結(jié)合對(duì)系統(tǒng)維護(hù)工作的規(guī)范化開展，促進(jìn)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的高效、可靠運(yùn)行。

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