水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)探究

黃秀芬

摘 要：ECS（電氣控制系統(tǒng)）就是一種應(yīng)用效果較佳的新系統(tǒng)，對(duì)于提高水力發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)管理水平和自動(dòng)化水平極為重要。本文首先分析了水力發(fā)電廠(chǎng)的電氣控制系統(tǒng)組成，其次，針對(duì)水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題，深入探討了水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)措施，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：水力發(fā)電廠(chǎng)；電氣控制系統(tǒng)；自動(dòng)化

隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的水力發(fā)電廠(chǎng)都采用自動(dòng)化程度高的新系統(tǒng)、新技術(shù)、新設(shè)備來(lái)不斷提高其生產(chǎn)管理水平和自動(dòng)化水平，ECS（電氣控制系統(tǒng)）就是其中一種應(yīng)用效果較佳的新系統(tǒng)，它能夠有效地對(duì)水力發(fā)電廠(chǎng)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行管理、故障分析和協(xié)調(diào)控制，也能夠通過(guò)與以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等聯(lián)接起來(lái)與DCS（集散控制系統(tǒng)）進(jìn)行信息交換，具有極為重要的作用和意義。

1 水力發(fā)電廠(chǎng)的電氣控制系統(tǒng)組成

1.1 電氣控制室組成

水力發(fā)電廠(chǎng)的電氣控制室可分為單元控制室和主控室；而單元控制室又可被進(jìn)一步細(xì)分為兩種類(lèi)型，分別是網(wǎng)絡(luò)控制室和獨(dú)立單元控制室。水力發(fā)電廠(chǎng)往往可基于發(fā)電容量來(lái)選擇與之配套的電氣控制室，例如：主控制室就適用于發(fā)電容量在100MV 以下的水力發(fā)電廠(chǎng)。

從目前來(lái)看，“雙機(jī)一控”和“單機(jī)一控”存在著各自不同的運(yùn)行優(yōu)缺點(diǎn)，“雙機(jī)一控”的發(fā)電容量較大，但是需要在兩地同時(shí)運(yùn)行，很難有效解決應(yīng)用過(guò)程中所存在著的故障，必將會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力財(cái)力；而“單機(jī)一控”則不然，它能夠?qū)崿F(xiàn)分級(jí)管理電氣控制，可為電氣控制提供多方面的控制（如監(jiān)控、運(yùn)行、安裝等），能夠較為便捷地處理故障。

1.2 電氣系統(tǒng)控制的方法

弱電控制、強(qiáng)電控制、微機(jī)控制是水力發(fā)電廠(chǎng)電氣系統(tǒng)的三種主要控制方法，強(qiáng)電控制的接線(xiàn)方式簡(jiǎn)單，也能夠更好地進(jìn)行調(diào)試、運(yùn)行，能夠明顯提高其可靠性和安全性；弱點(diǎn)控制的可靠性弱、線(xiàn)路連接復(fù)雜，斷路器可利用強(qiáng)弱電轉(zhuǎn)換裝置來(lái)進(jìn)行有效地控制。

而微機(jī)控制則是同時(shí)兼顧了弱電控制、強(qiáng)電控制的優(yōu)點(diǎn)，在DC 系統(tǒng)中有效地納入了電氣控制，明顯地增強(qiáng)了水力發(fā)電廠(chǎng)的電氣自動(dòng)化水平。

1.3 電氣設(shè)備的信號(hào)和測(cè)量系統(tǒng)

水力發(fā)電廠(chǎng)信號(hào)系統(tǒng)的核心是中央信號(hào)系統(tǒng)。從目前來(lái)看，絕大多數(shù)水力發(fā)電廠(chǎng)所采用的中央信號(hào)系統(tǒng)是或由微機(jī)閃光報(bào)警器組成，或由光字牌、沖擊繼電器組成，能夠反復(fù)、重復(fù)動(dòng)作。若由光字牌、沖擊繼電器組成，那么此中央信號(hào)系統(tǒng)的可靠性、安全性往往較差，既不能將瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行有效記憶，又只能輸出單一的報(bào)警信號(hào)；若由微機(jī)閃光報(bào)警器組成，那么此中央信號(hào)系統(tǒng)的可靠性、安全性可以得到大幅度的提高，既可將瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行有效記憶，又不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)動(dòng)作，且功能齊全、技術(shù)含量高、信號(hào)回路簡(jiǎn)單、線(xiàn)路連接簡(jiǎn)單，無(wú)論是作業(yè)效率，還是生產(chǎn)性能都較高。

2 水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題

隨著水力發(fā)電廠(chǎng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用日益提高，發(fā)電容量日益增大，需要承擔(dān)更加繁重的發(fā)電負(fù)荷，那么其電氣控制系統(tǒng)也必須要能夠具有對(duì)多種發(fā)電故障進(jìn)行有效應(yīng)對(duì)的能力，但是從目前來(lái)看，水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)仍然存在著一些主要的問(wèn)題，具體體現(xiàn)如下：

2.1 設(shè)備控制工作不協(xié)調(diào)

雖然各個(gè)水力發(fā)電廠(chǎng)都基本應(yīng)用了電氣控制系統(tǒng)，但是最為主要的問(wèn)題就在于不能有效地協(xié)調(diào)設(shè)備控制工作。眾所周知，水力發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行系統(tǒng)有多個(gè)，每個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)都有著多個(gè)運(yùn)行設(shè)備，每個(gè)運(yùn)行設(shè)備又承擔(dān)著不同的運(yùn)行作用，但是這么多的系統(tǒng)、這么多的設(shè)備都需要有效協(xié)調(diào)，才可將電力品質(zhì)有效提高，設(shè)備控制工作不協(xié)調(diào)是當(dāng)前水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)面臨著的較大挑戰(zhàn)。

2.2 電氣系統(tǒng)接入方式缺陷

硬連接是當(dāng)前水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的主要接入方式，但是硬連接的最為主要問(wèn)題就在于會(huì)耗費(fèi)大量的資金，使用成本較高。

2.3 功能問(wèn)題

水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)中的許多功能之間往往存在著較大的相互制約性，甚至設(shè)備的運(yùn)行也有可能會(huì)受到這種功能問(wèn)題的影響和制約，導(dǎo)致水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果受到較大的影響。

2.4 接口問(wèn)題

從目前來(lái)看，水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)備接口處理或多或少都存在著一定的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致接觸不良。主要原因在于：接口規(guī)格不同，或者需要采用外接設(shè)備。

2.5 通訊數(shù)據(jù)的傳導(dǎo)問(wèn)題

水力發(fā)電廠(chǎng)通常都會(huì)有較多的通訊傳導(dǎo)設(shè)備，但通訊數(shù)據(jù)傳導(dǎo)過(guò)程較為繁瑣，包括了數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)搜集、通訊處理等多個(gè)步驟，目前主要采用分散式的處理方法，這種方法會(huì)對(duì)水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成較大影響，也很難使其實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。

3 水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)措施

3.1 建立智能化控制中心

可在水力發(fā)電廠(chǎng)電氣控制系統(tǒng)中引入智能化保護(hù)理念，力爭(zhēng)做好智能修復(fù)、智能監(jiān)測(cè)、智能停車(chē)和智能報(bào)警的工作，進(jìn)一步對(duì)管理程序進(jìn)行簡(jiǎn)化。

3.2 由人工化、半自動(dòng)化過(guò)渡到全自動(dòng)化

全自動(dòng)化電氣系統(tǒng)是指電氣設(shè)備的運(yùn)行和停車(chē)可以自動(dòng)根據(jù)終端設(shè)備提供的供電數(shù)據(jù)進(jìn)行加強(qiáng)和減弱，自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行，降低人力依賴(lài)。

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