水電站電氣二次監(jiān)控及保護配置問題研究

趙世統(tǒng)

摘 要：隨著時代的發(fā)展，以及國民經(jīng)濟水平的不斷提高，人們在日常的生活生產(chǎn)中，對于水電資源的需求量也在逐年的增加，因此，各種各樣的發(fā)電站也應(yīng)運而生，水電站就是其中最為重要的組成部分。水電站在不斷發(fā)展的過程中，為社會發(fā)展提供了很好的電力支持，是一項很重要的工程設(shè)施。在實際發(fā)電的過程中，對電氣配置進行有效保護，以及電氣二次監(jiān)控，是整個發(fā)電系統(tǒng)的工作重點，一定要結(jié)合實際的發(fā)展情況，以及發(fā)電類型，采取一些有效的保護監(jiān)控措施。文章對水電站電氣二次監(jiān)控及保護配置問題進行了研究。

關(guān)鍵詞：水電站電氣；二次監(jiān)控；保護配置；問題研究

中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0199-01

水電站電氣二次設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜程度較高，水電站電氣二次監(jiān)控及保護配置同樣具有一定的復(fù)雜性，在實際設(shè)計中，其監(jiān)控系統(tǒng)具有多方面的設(shè)計原則，對其結(jié)構(gòu)和配置也具有一定的要求，主要嚴格按照這些原則及要求進行配置和使用，才能發(fā)揮出它的作用。

1 水電站二次監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則

在水電站二次監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計時，我們需要注意多個方面，需要嚴格按照設(shè)計原則來實現(xiàn)系統(tǒng)的正常使用。為了保證系統(tǒng)運行的可靠性，通常會在與水電站正常運行的系統(tǒng)或電氣設(shè)備采用冗余技術(shù)與雙重化的設(shè)置，且這些技術(shù)都需要達到一定的指標要求，如MTBF指標等；在各種機組設(shè)備和水電站存在著密切聯(lián)系的輔機系統(tǒng)需要依據(jù)它們具體的作用對監(jiān)控系統(tǒng)施以直接接入，也可以讓水電站監(jiān)控系統(tǒng)擁有和依靠獨立控制器組成輔機控制系統(tǒng)共同的聯(lián)網(wǎng)能力，這樣對于二者的一致性具有很大的作用；在結(jié)構(gòu)配置上，需要考慮到現(xiàn)在飛速發(fā)展的計算機技術(shù)與信息技術(shù)，采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一種很好的方法，它可以有效避免因技術(shù)等軟件發(fā)展過快而導(dǎo)致硬件的過快淘汰，它可以根據(jù)現(xiàn)在最為先進的科學技術(shù)對結(jié)構(gòu)進行局部更換，進行升級擴充；在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還需要考慮到整個水電站監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾能力，在傳播中需要防止電磁波等因素的干擾；為方便人員進行信息的調(diào)整和收集，需要在監(jiān)控設(shè)備提供方便的接口；在對控制系統(tǒng)進行選擇時，可以采用現(xiàn)在較為主流的PLC遠程控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要和設(shè)備的保護裝置及輔助裝置及調(diào)速器完成信息的溝通，形成主動的配合；對于監(jiān)控系統(tǒng)的整個運行過程中，相比于傳統(tǒng)監(jiān)控方式，它并不需要過多的人進行值班，只需要少量人對于重要部分進行監(jiān)管，這樣可以節(jié)約人力的成本；最后，在電子式電能表與水電站監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)通信時，應(yīng)該采用較為統(tǒng)一的IEC-60875-104標準，確保電能表可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準確采集。

2 水電站二次監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求

水電站的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，應(yīng)該采取開放式全分布的控制類型，這種系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，具有全模塊化的特征，可以保證系統(tǒng)和設(shè)備之間有效的進行相關(guān)信息的交流和傳達。在水電站設(shè)備正常運行的過程中，實現(xiàn)全方位的監(jiān)控和管理。對于那些信號不同，但是，基本功能類似的設(shè)備，可以實現(xiàn)彼此之間的相互轉(zhuǎn)化，這個系統(tǒng)具有很好的開放性，可以對系統(tǒng)中很多的功能模塊進行隨意的刪除或者增加，有效的保證了信息的同步化。

這種監(jiān)控系統(tǒng)大致又可以分為兩個方面：分別是現(xiàn)地控制單元層，以及站級控制層，這兩個層級之間的交流和連接，都是通過網(wǎng)絡(luò)來完成的，這個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的平臺，更加具有可靠性。這樣的系統(tǒng)在實際應(yīng)用的過程中，實用性也比較高，速度也比較快。監(jiān)控系統(tǒng)在這個過程中，可以及時有效的對設(shè)備所反映出的各種數(shù)據(jù)和信息進行接收。光纖作為交換機與LCU之間的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，在傳播的過程中，不會受到電磁波的干擾和影響，因此，這種監(jiān)控系統(tǒng)在對水電站進行監(jiān)控的過程中，就不會受到任何環(huán)境因素的影響，可以及時、高效的對設(shè)備進行監(jiān)控。

3 水電站設(shè)備配置要求

水電站的配置問題主要有兩個方面：一個是操作員工作站，另一個是系統(tǒng)主機。其中，系統(tǒng)主機相對來說是比較重要的，操作員工作站具有輔助的作用，這兩個系統(tǒng)相輔相成，共同作用，通過特定的命令，對整個水電站進行管理和控制。電氣設(shè)備在實際運行的過程中，監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)ζ浒l(fā)出的故障命令信號進行處理和分析，這樣，工作技術(shù)人員在進行后期管理的過程中，也就會更加的方便和快捷。在水電站的配置設(shè)備中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬于一個比較重要的組成部分，監(jiān)控系統(tǒng)是用計算機網(wǎng)絡(luò)進行連接的，然后，對整個水電站的各種設(shè)備運行狀況進行監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，又包括網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)交換機，在每一個網(wǎng)絡(luò)交換機上，都會有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口進行配備，網(wǎng)絡(luò)交換機和各控制系統(tǒng)的信息交流可以利用雙絞線來實現(xiàn)，控制單元與網(wǎng)絡(luò)交換機是用光纖來進行連接的，它可以讓信息在傳播的過程中，速度更快。整個監(jiān)控系統(tǒng)在對水電站進行監(jiān)控的過程中，抗干擾的能力明顯的加強了，保證設(shè)備正常穩(wěn)定的運行，光纖的一些輔助設(shè)備能保障光纖的傳輸效率。

現(xiàn)地層設(shè)備的主要作用，就是對主要的監(jiān)控對象進行各種數(shù)據(jù)信息的采集、計算和分析，并且把這些相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息上傳到網(wǎng)絡(luò)之中，然后通過特定的命令進行監(jiān)控和管理。LCU，即現(xiàn)地控制單元，在現(xiàn)地控制系統(tǒng)中，LCU在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，同時，應(yīng)用的也是十分廣泛的，在水電設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)中也是一種不可或缺的設(shè)備，功能十分強大。電廠中的一些發(fā)電設(shè)備、公共輔助設(shè)備、以及開關(guān)站等，是LCU最為主要的監(jiān)控和管理對象，在水電站的監(jiān)控系統(tǒng)中，它算是一種比較底層的系統(tǒng)設(shè)備。

在清楚水電站電氣二次監(jiān)控及保護配置的設(shè)計原則與要求之后，需要在使用之前對其進行調(diào)試，重點檢查的方面為二次電纜管道的預(yù)埋、電纜的連接等，在具體檢驗中，需要對自動化元件的出廠規(guī)格及操作標準進行檢驗，需要對配線進行核查，這樣可以對水電站電氣二次設(shè)備運行的安全性有所保障，可以促進監(jiān)控得到足夠的保護。

4 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

現(xiàn)階段，很多的水電站都對計算機監(jiān)控系統(tǒng)予以應(yīng)用，在監(jiān)控電氣設(shè)備時，工作人員數(shù)量很少甚至是沒有，因此，本文對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能進行研究，需要從兩方面入手，即控制層功能和監(jiān)控功能。

4.1 控制層功能概述

首先，電站的控制層可以對數(shù)據(jù)和信息進行處理和采集的功能，每一個電站場地都會有一個LCU裝置，通過這種裝置，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集功能，然后通過掃查等工作，讓工作人員可以實現(xiàn)對這些采集到的數(shù)據(jù)和信息進行處理和分析，保證設(shè)備的正常運行，也更加適應(yīng)現(xiàn)場的實際情況，同時，也能對各種參數(shù)和標準進行修改。這些采集而來的數(shù)據(jù)信息主要包括了設(shè)備的控制系統(tǒng)等，LCU利用光纖進行傳輸將數(shù)據(jù)傳送到控制層，還可以將其自動繪制為圖標的方式，生動且形象地進行展示。

其次，電站的控制層還具有安全監(jiān)控的功能，計算機系統(tǒng)在工作的過程中，可以對水電站的各種設(shè)備的實際運行狀況進行實際的監(jiān)控，對于設(shè)備運行中的一些異常狀況，計算機監(jiān)控系統(tǒng)都能在第一時間發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出警報信號，值班的工作人員聽到這個信號，就能在第一時間趕到現(xiàn)場，對故障和問題進行處理和解決，保證設(shè)備的正常運行。

4.2 監(jiān)控功能的概述

通過對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計要求進行分析和研究，發(fā)現(xiàn)其主要的要求有以下幾個方面：安全運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信、實時調(diào)解和控制、系統(tǒng)診斷等。電站在實際運行的過程中，主要有以下幾種方式：上級調(diào)度中心方式、廠站級遠方自動式、現(xiàn)地自動方式。在計算機的監(jiān)控系統(tǒng)中，通過相關(guān)的軟件和硬件的設(shè)置，技術(shù)人員可以對一些沒有控制權(quán)的設(shè)備進行關(guān)閉，這樣就實現(xiàn)了各個層級之間的控制權(quán)，都會在技術(shù)人員的手中，技術(shù)人員再根據(jù)特定情況，進行科學的選擇。計算機監(jiān)控系統(tǒng)在進行監(jiān)控的過程中，一定要保證其精準性和速度。相關(guān)的一些實時監(jiān)控、安全運行監(jiān)控、屏幕顯示等工作，都能在電站的控制層來進行實現(xiàn)，同時，還能對文件進行打印，對系統(tǒng)進行診斷，對電站的相關(guān)設(shè)備進行管理和維護等。

參考文獻

[1]陳自立.印度尼西亞ASAHAN水電站的二次系統(tǒng)設(shè)計分析[D].華北電力大學，2015.endprint