水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控運(yùn)行與故障處理

稅 勇

（理縣星河電力有限責(zé)任公司，四川 理縣 623100）

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，水電站在運(yùn)行過程中，對于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的認(rèn)知與需求不斷變化。但是根據(jù)目前水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況來看，不少系統(tǒng)在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)上位機(jī)顯示失常、同期并網(wǎng)流程中斷等問題，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)無法有序運(yùn)行，直接阻礙水電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可見，本文主要內(nèi)容探究水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控運(yùn)行與故障處理具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 項(xiàng)目概況

某水電站于上個(gè)世紀(jì)七十年代并網(wǎng)發(fā)電，后經(jīng)擴(kuò)建裝機(jī)容量由原先的2×4000kw 升級為2×5000kw。該水電廠電壓等級為200V 與380V。為了提高水電站的自動(dòng)化水平，擴(kuò)建后逐漸引進(jìn)了各種自動(dòng)化設(shè)備，其中便包含有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中秉承無人值班、少人值守的原則，確保水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠先進(jìn)、實(shí)用又可靠，以此保障水電站生產(chǎn)活動(dòng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

有關(guān)水電站計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng)主要由主控制層與現(xiàn)地控制單元層構(gòu)成，兩者相輔相成，共同保障計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1 系統(tǒng)主控制層的功能組成

根據(jù)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成來看，其主控制層在運(yùn)行過程中主要功能是對整個(gè)電站機(jī)組、設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、離線計(jì)算等工作，對系統(tǒng)中的運(yùn)行故障信息進(jìn)行分析。通常情況下，水電站在設(shè)置計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主控制層時(shí)，需要網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、主機(jī)、交直流雙供電源等硬件設(shè)施支持，做好防雷保護(hù)工作，以免外界因素對設(shè)備造成損壞[1]。

2.2 現(xiàn)地控制單元層的功能組成

通過現(xiàn)地控制單元層可以促使計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對整個(gè)水電站生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控。該控制單元層在運(yùn)行過程中，將會(huì)通過自身輸入、輸出端口與生產(chǎn)過程相連，利用設(shè)備通訊接口與主控制層等交換信息，一切接受中控系統(tǒng)發(fā)出的命令，最終完成對整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的監(jiān)視、控制與調(diào)節(jié)，對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集吹。當(dāng)現(xiàn)地控制單元層與主控制層脫離聯(lián)系時(shí)，可以通過人工操作這一方式進(jìn)行獨(dú)立工作。具體來看，現(xiàn)地控制單元層主要由一體化工控機(jī)、PCL、多功能儀表等共同組成，這些結(jié)構(gòu)缺一不可。

3 水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的常見故障與處理

根據(jù)該水電站運(yùn)行情況來看，經(jīng)常存在有系統(tǒng)同期并網(wǎng)流程中斷、上位機(jī)顯示失常、開機(jī)故障以及開機(jī)主板問題。導(dǎo)致計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，進(jìn)而影響水電站運(yùn)行效益，為了將此類故障有效解決，筆者針對不同故障問題進(jìn)行深入探究，并提出相關(guān)解決措施，具體內(nèi)容如下所示。

3.1 系統(tǒng)同期并網(wǎng)流程中斷與處理

故障現(xiàn)象：在水電站枯水期階段，將一臺(tái)機(jī)組暫時(shí)停機(jī)，另外一臺(tái)機(jī)組在開機(jī)過程中，執(zhí)行同期并網(wǎng)工作時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)電壓偏低等因素的影響，無法成功并網(wǎng)，多次出現(xiàn)流程中斷現(xiàn)象，反復(fù)操作亦是如此。

原因分析：在探究該故障因素時(shí)，首先要對監(jiān)控系統(tǒng)并網(wǎng)工作的合理性與安全性進(jìn)行分析，在并網(wǎng)過程中及時(shí)分析系統(tǒng)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)為空載時(shí)才能夠啟動(dòng)自準(zhǔn)同期裝備進(jìn)行并網(wǎng)。在判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)主要依靠PCL 程序，該程序?qū)τ谙到y(tǒng)中機(jī)組發(fā)電機(jī)空載電壓水平有自身的衡量標(biāo)準(zhǔn)。如果系統(tǒng)在運(yùn)行過程中有關(guān)額定電壓在±5%變化時(shí)，該程度設(shè)定發(fā)電機(jī)的空載電壓為90%[2]。從監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的角度出發(fā)，有關(guān)自準(zhǔn)同期裝置的啟動(dòng)時(shí)間初步設(shè)定為210s，一旦在并網(wǎng)過程中啟動(dòng)時(shí)間超過該界限，相關(guān)自準(zhǔn)同期裝置會(huì)推出，導(dǎo)致系統(tǒng)開機(jī)流程直接中斷。如果監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)電壓持續(xù)偏低現(xiàn)象，由于發(fā)電機(jī)本身的空載電壓與大網(wǎng)電壓相差加大，直接回導(dǎo)致開機(jī)流程出現(xiàn)中斷現(xiàn)象[3]。

想要解決上述問題，相關(guān)工作人員在等待系統(tǒng)進(jìn)入開機(jī)流程程序后，需要將已經(jīng)設(shè)定好的發(fā)電機(jī)空載電壓調(diào)低，通常情況下調(diào)整為整個(gè)系統(tǒng)額定電壓的80%，此時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)過程中的自準(zhǔn)同期裝置時(shí)間便在設(shè)定范圍內(nèi)，可以適當(dāng)將系統(tǒng)啟動(dòng)過程中的自準(zhǔn)同期裝置時(shí)間稍微延長，以此降低監(jiān)控系統(tǒng)的并網(wǎng)失敗概率，保障監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，為水電站生產(chǎn)活動(dòng)安全開展奠定基礎(chǔ)。

3.2 上位機(jī)顯示失常與處理

故障現(xiàn)象：監(jiān)控系統(tǒng)在使用過程中機(jī)組帶負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，突然有關(guān)上位機(jī)電氣主接線畫面出現(xiàn)惠萍現(xiàn)象，但是設(shè)備機(jī)組仍舊正常運(yùn)行，無任何光字牌報(bào)。

原因分析：想要分析造成該故障的原因，首先要從其設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)入手。當(dāng)出現(xiàn)故障后設(shè)備仍舊正常運(yùn)行，并且沒有任何光字牌報(bào)。這一現(xiàn)象表明設(shè)備電氣一二次處于正常狀態(tài)，不考慮直接將監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)。在上位機(jī)運(yùn)行過程中，有關(guān)機(jī)組數(shù)據(jù)通訊需要經(jīng)過PLC，利用屏蔽雙絞線送至廠房網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，而后通過光纜將相關(guān)信息送至中控室，再由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中[4]。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)正常時(shí)，表面交換機(jī)與中控室之間的信息傳輸通訊正常，由此可見，是有PLC 到廠房這一階段的信息通訊故障導(dǎo)致。

處理措施：在處理該故障時(shí)，需要對P 由C 到廠房這一段的屏蔽雙絞線接口等進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)是由交換機(jī)側(cè)接口松動(dòng)導(dǎo)致，將該接口重新接回后，設(shè)備運(yùn)行恢復(fù)正常[5]。

3.3 開機(jī)故障的處理

故障現(xiàn)象：在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)開機(jī)過程中，有關(guān)機(jī)組已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)到空車轉(zhuǎn)速，但是相關(guān)機(jī)組狀態(tài)仍舊顯示為“不定狀態(tài)”，此時(shí)開關(guān)按鈕顯示灰屏。

原因分析：當(dāng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，機(jī)組狀態(tài)通常情況下顯示為空載、空車、檢修及不定狀態(tài)，不同狀態(tài)條件下系統(tǒng)自身判斷依據(jù)有所不同。監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中往往按照對應(yīng)原則，對每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有相對應(yīng)的判斷。只要機(jī)組在運(yùn)行過程中一個(gè)條件不滿足，那么機(jī)組便不在該狀態(tài)。機(jī)組在運(yùn)行時(shí)如果不滿足任意一種狀態(tài)，那么監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)將其直接判斷為不定狀態(tài)。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，開停機(jī)之前都需要對機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行探究，如果為不定狀態(tài)，那么任何操作無法開展[6]。

處理措施：當(dāng)發(fā)現(xiàn)上位機(jī)無法正常工作時(shí)，需要采取手動(dòng)方式進(jìn)行停機(jī)。在監(jiān)控系統(tǒng)檢查機(jī)組處于不定狀態(tài)的情況下，需要對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行全面查看，重點(diǎn)檢查設(shè)備位置傳感器運(yùn)行是否正常，以此解決開機(jī)故障，促使機(jī)組恢復(fù)正常。

3.4 開機(jī)主板問題的處理

故障現(xiàn)象：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)上位機(jī)已經(jīng)發(fā)出命令，PLC 動(dòng)作但是球閥無任何反應(yīng)，此時(shí)上位機(jī)無法查詢調(diào)閱歷史數(shù)據(jù)，導(dǎo)致該故障無法正常復(fù)歸，相關(guān)畫面及通訊數(shù)據(jù)等都不能進(jìn)行刷新[7]。

處理措施：想要將此類故障進(jìn)行有效處理，需要檢查繼電器是否開展相關(guān)動(dòng)作，如果繼電器開展有關(guān)動(dòng)作，那么需要對繼電器的底座完整度進(jìn)行檢查。此時(shí)工作人員可以直接短接繼電器底座出口段，此時(shí)球閥如果出現(xiàn)動(dòng)作那么說明底座存在故障[8]。此外，工作人員需要對設(shè)備數(shù)據(jù)庫狀態(tài)進(jìn)行觀察，查看其是否啟動(dòng)，如果硬件設(shè)施一切正常，那么可以嘗試著將PLC 斷電，重啟設(shè)備后復(fù)歸，如果數(shù)據(jù)與畫面仍舊不能正常刷新，有關(guān)處理流程如圖1 所示。

圖1 數(shù)據(jù)與畫面不能正常刷新的處理流程

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前現(xiàn)代化信息技術(shù)水平不斷提高的背景下，水電站想要實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，需要從自身運(yùn)行實(shí)況出發(fā)，積極引進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備，推動(dòng)信息化建設(shè)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)作為自動(dòng)化設(shè)備的主要構(gòu)成之一，對于水電站生產(chǎn)活動(dòng)有序開展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于此，相關(guān)工作人員需要對監(jiān)控系統(tǒng)中的常見故障進(jìn)行重視，探究其故障發(fā)生原因，采取針對性的處理手段，為水電站實(shí)現(xiàn)長久穩(wěn)定的運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。