自動(dòng)化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用

陳曉波

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)水電系統(tǒng)有了更高的要求，促進(jìn)了我國(guó)水電站自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展。目前，水電站的自動(dòng)化設(shè)備在我國(guó)應(yīng)用非常廣泛，它能夠確保水電站系統(tǒng)在工作過程中的可靠性，同時(shí)也能夠使電能質(zhì)量得到大大提高，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性也因此得到提升。自動(dòng)化設(shè)備對(duì)水電站經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)效益都有很大的促進(jìn)作用。本文主要通過分析水電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置，研究自動(dòng)化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】自運(yùn)化設(shè)備；水電站；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；配置

【中圖分類號(hào)】TV7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1671-8437（2018）04-0005-02

所謂自動(dòng)化設(shè)備就是不需要有人實(shí)時(shí)監(jiān)管，通過制定好機(jī)械設(shè)備的相關(guān)程序和指令，使其自動(dòng)完成操作。自動(dòng)化設(shè)備擁有很多特點(diǎn)，其中最顯著的特點(diǎn)就是快、穩(wěn)、準(zhǔn)。目前，我國(guó)的自動(dòng)化設(shè)備已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域，水電站也引入了這種先進(jìn)的設(shè)備，以此來降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。即使在惡劣的自然條件下，自動(dòng)化設(shè)備仍然可以持續(xù)工作，有利于保持水電站工作的穩(wěn)定性。

1 水電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

水電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括很多方面，例如單機(jī)容量、主接線圖、年發(fā)電量等。在水電站的自動(dòng)化系統(tǒng)中，專門配備計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控與管理，了解自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。水電站以實(shí)現(xiàn)“少人值守、無人值班、自動(dòng)操作”為目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上對(duì)水電站系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

水電站在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改變之后，便可以給其配備相應(yīng)的水電控制IT系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組態(tài)軟件系統(tǒng)、監(jiān)控軟件平臺(tái)等。

2 水電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)

2.1 水電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括上位機(jī)子系統(tǒng)和下位機(jī)子系統(tǒng)。

上位機(jī)子系統(tǒng)由若干臺(tái)（一般是三到五臺(tái)）具備高性能特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)組成，另外還要配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)集線器。每臺(tái)計(jì)算機(jī)上都自動(dòng)配有PCCAN卡，通過此卡可以實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)子系統(tǒng)之間的通信和聯(lián)系，接收和回應(yīng)報(bào)警器、及時(shí)收集并處理現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)。另外，水電站可以自行通過集線器與網(wǎng)卡構(gòu)成局域網(wǎng)，這樣有利于操控現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集線的管理。

下位機(jī)子系統(tǒng)的控制由很多設(shè)備共同構(gòu)成，其中主要包括機(jī)組監(jiān)護(hù)、調(diào)整器的控制構(gòu)成、機(jī)組保護(hù)等方面。機(jī)組保護(hù)涉及的內(nèi)容非常廣泛，如定子接地、轉(zhuǎn)子接地、定子過電壓等保護(hù)功能都需要依靠機(jī)能保護(hù)才能實(shí)現(xiàn)。

2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

水電站的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的是開放分層分布式格局。其系統(tǒng)上的工控機(jī)都配有通信卡CAN，卡上含有相應(yīng)的嵌入式芯片，水電站的通信管理主要依靠它來完成。

計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器芯片型號(hào)為80C520，芯片上帶有程序存儲(chǔ)器（30KBPROM），使用雙口RAM實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)和通信卡之間的數(shù)據(jù)交換，通信卡的總線采用短幀結(jié)構(gòu)，其檢測(cè)效果更好，并且能夠有效優(yōu)化干擾，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間也大大降低。水電站控制層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要采用兩套大型交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要與光纜、電纜進(jìn)行連接。

3 水電站系統(tǒng)配置

水電站的系統(tǒng)配置主要包括現(xiàn)地級(jí)設(shè)備組成和主控級(jí)設(shè)備兩個(gè)部分。在現(xiàn)地級(jí)的設(shè)備組成中，現(xiàn)地控制級(jí)需要6臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)控制層的管理就需要依靠發(fā)動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，它可以把水電站的各類事件信息和數(shù)據(jù)上傳運(yùn)輸至主控，主控能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其監(jiān)控和管理。發(fā)動(dòng)機(jī)比較特殊，它既受主控級(jí)的監(jiān)管，同時(shí)可以脫離主控級(jí)，實(shí)現(xiàn)自身的獨(dú)立運(yùn)作。主控具備的自身功能非常多，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)水電站的監(jiān)控、系統(tǒng)通信、報(bào)警、操作等功能。

4 自動(dòng)化控制解決應(yīng)用中的問題

目前，自動(dòng)化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用非常廣泛，它能夠確保水電站設(shè)備運(yùn)行的可靠性，并且有利于提高工作效率，對(duì)水電站的發(fā)展有著重要意義。

4.1 提升電能的質(zhì)量

自動(dòng)化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用有利于提高水電站電能的輸送質(zhì)量。電能的控制標(biāo)準(zhǔn)包括頻率與電壓，水電站配備系統(tǒng)自動(dòng)化裝置之后能夠確保電壓的穩(wěn)定性，并且實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷的合理調(diào)配，這種有效的控制方法對(duì)電壓運(yùn)行非常重要。

4.2 確保供電的可靠性

水電站配備自動(dòng)化設(shè)備裝置之后，設(shè)備可以對(duì)水電站電能狀態(tài)進(jìn)行分析，并且能夠檢查設(shè)備是否在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了問題。所有流程都由設(shè)備自行完成，無需人工進(jìn)行操作，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.3 提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益

自動(dòng)化設(shè)備能夠提高水電站的工作效率，確保水電站保持高效的工作狀態(tài)，其經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)因此得到極大提高，實(shí)現(xiàn)了水電站資源的合理分配，從側(cè)面節(jié)約電能運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)成本。

4.4 自動(dòng)化設(shè)備的使用價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)

通過自動(dòng)化設(shè)備的有效運(yùn)行不僅能夠確保電能的可靠性，還能夠使其使用價(jià)值完全體現(xiàn)。以自動(dòng)化設(shè)備作為工具，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，并且有利于確保設(shè)備運(yùn)行的安全性，使其在水電站中充分發(fā)揮作用。

自動(dòng)化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用非常廣泛，它能夠有效降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益。本文主要研究了自動(dòng)化設(shè)備在水電站中的具體應(yīng)用，此次分析對(duì)提高水電站中電能運(yùn)輸?shù)陌踩跃哂兄匾饬x。