無人值班水電廠運行管理模式及應用研究

曾旭

國網(wǎng)湖南省電力公司柘溪水力發(fā)電廠發(fā)電部 湖南益陽 413508

我國水電廠的發(fā)展快40年的歷史，在發(fā)展過程中取得了良好的成績，尤其是水電站管理模式的改進和完善，使我國水電市場競爭力得到有效提高，加快我國水電廠國際化管理和發(fā)展的步伐。

1 無人值班的基本概念

與傳統(tǒng)意義上的廠房內(nèi)無人值班，但24h有少人值守的“無人值班”（少人值守）運行方式不同，水電廠真正意義上的無人值班可定義為廠房內(nèi)不是全天24h都有人值班或值守，基本特征是廠房內(nèi)無人值班，白天定時巡視，夜間鎖門運行。

2 水電站實現(xiàn)無人值班的若干條件

要實現(xiàn)水電廠的無人值班，提高設備可靠性并保證其安全穩(wěn)定運行是基礎，特別要注意保證機組開停機過程中的安全穩(wěn)定運行。要切實做好防火、防水淹廠房的安全措施，全面提高全廠綜合自動化水平，并且落實必要的外部條件。同時，要充分考慮華光潭一級水電站自身實際，進行有針對性的改造[1]。

2.1 加強防火的安全措施

（1）廠房內(nèi)應有火災自動監(jiān)測報警系統(tǒng)，消防報警信號應能實現(xiàn)遠程監(jiān)測。（2）在通信機房、蓄電池室、10kV開關室、繼電保護室等重要區(qū)域增設自動滅火系統(tǒng)。（3）增設高位消防水池，作為備用消防給水系統(tǒng)。（4）在開關柜、斷路器、變壓器、電纜頭等電力設備的重點部位或區(qū)域加強溫度監(jiān)測，在過熱前可及時采取措施，將事故隱患消除在萌芽狀態(tài)。

2.2 提高設備的安全可靠性

（1）采取多重（多級）過速保護，以保證機組不會發(fā)生長時間飛逸事故。電站目前機組過速保護裝置有霍爾元件測速裝置、PT測速裝置、機械過速保護裝置（轉(zhuǎn)速信號器），均通過電氣信號啟動事故停機流程。在原有設備的基礎上，可增加一套純機械過速保護裝置，在機組甩負荷、調(diào)速器失靈等特殊運行工況下，機組出現(xiàn)過速，通過純機械過速保護裝置使事故配壓閥動作并截斷主配壓閥與導葉接力器的油路，關閉接力器，從而提高機組過速保護動作的可靠性。（2）有保證機組在靜止工況下不發(fā)生蠕動或計算機監(jiān)控系統(tǒng)設有蠕動監(jiān)測并強制制動的措施。電站機組的運行水頭一般都在200m以上，高水頭電站的機組蠕動現(xiàn)象非常常見，可修改計算機監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)機組開停機流程，實現(xiàn)機組停機加閘、開機撤閘，或者增設機組蠕動監(jiān)測指標，當判斷機組蠕動時自動加閘。（3）進水口閘門應實現(xiàn)冗余控制。既可實現(xiàn)現(xiàn)地自動啟、落門，又可通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)遠程啟、落門，特別應具備動水條件下遠程、可靠、快速關閉的功能。（4）調(diào)速器控制系統(tǒng)雙重冗余配置。電站原機組調(diào)速器電氣控制、液壓控制均為單套控制系統(tǒng)，無冗余配置，投產(chǎn)時間長、設備可靠性低，需進行改造，采用雙冗余控制系統(tǒng)。

3 實行無人值班對設備的要求

3.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

（1）計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要設備應冗余配置，系統(tǒng)功能應實用、可靠。采用雙網(wǎng)冗余模式，配置相應的網(wǎng)絡構(gòu)架、數(shù)據(jù)庫、人機界面、報表等功能，實現(xiàn)雙機的主備自動切換、操作監(jiān)視、調(diào)度通訊、事故追憶處理、自診斷及自恢復、實時數(shù)據(jù)庫管理、生產(chǎn)統(tǒng)計、報表、打印等基本功能。（2）設置緊急停機及聯(lián)跳硬布線回路。對于水力機械事故，如機組過速、調(diào)速器事故低油壓以及緊急停機按鈕等信號，正常停機時，停機流程由計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)。而就地控制單元完全故障時，其故障信號將停機回路切換到簡單硬布線停機回路[1]。（3）研究制定當電站設備設施等出現(xiàn)緊急情況時由現(xiàn)場保安人員協(xié)助處理的應急措施和處理方法[2]。

3.2 廠用電系統(tǒng)自動化

廠用電各段之間必須合理裝設可靠的備自投裝置，避免重要廠用設備中斷而引發(fā)事故。備自投裝置應設計為雙向備自投，即當故障電源恢復后，應能自動切換為常用的分段運行方式。電站部分廠用電400V進線開關配置有失壓脫扣功能，該功能在實際運行中應予以取消，否則備自投裝置將無法正確動作。

3.3 可靠、完善的遙視功能

對工業(yè)電視系統(tǒng)（包含安防系統(tǒng)）進行更新?lián)Q代，增加前端監(jiān)視點，以便遠程集控中心能夠?qū)υO備運行、安全管理、防火防盜等方面進行圖像監(jiān)控。工業(yè)電視系統(tǒng)可具備與監(jiān)控系統(tǒng)報警聯(lián)動功能，監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)工業(yè)電視系統(tǒng)自動發(fā)出指令將攝像頭對準報警設備，可實現(xiàn)對重要設備或部位的紅外測溫監(jiān)視，以及對重要安防區(qū)域的人員智能跟蹤，從而實現(xiàn)智慧視頻監(jiān)視，為遠程值班人員提供現(xiàn)場的圖像畫面，便于及時遠程處理及決策。

3.4 數(shù)據(jù)的集中采集、分析

通過智能診斷、預警、移動查詢技術的應用，可以充分利用電站的運行數(shù)據(jù)，建成大規(guī)模的數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行分析、比對，及時發(fā)現(xiàn)問題并找到解決問題的手段，提升電站的運行維護管理水平。（1）水電廠設備監(jiān)測分析、診斷技術。以大型數(shù)據(jù)庫為后臺數(shù)據(jù)庫，全面采集計算機監(jiān)控系統(tǒng)、機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、水情測報系統(tǒng)、主變在線監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合關聯(lián)數(shù)據(jù)的集成分析，實現(xiàn)各類設備運行狀態(tài)的監(jiān)測與故障診斷，為優(yōu)化運行、檢修策略提供智能輔助決策。（2）水電廠移動智能查詢技術。為了使生產(chǎn)管理人員及時了解設備運行狀態(tài)，在移動智能終端實現(xiàn)生產(chǎn)管理、信息查詢、數(shù)據(jù)預警、智能分析、實時決策等功能[3]。

4 結(jié)語

水電站無人值班的本質(zhì)是實現(xiàn)電站運行更加安全，對電站的設備狀態(tài)、自動化水平、人員素質(zhì)和管理水平都提出了更高要求，而不是簡單地將運行人員從站內(nèi)撤出。因此，需要對設備配置、系統(tǒng)功能、技術性能、管理模式等進行調(diào)整和優(yōu)化，積極穩(wěn)妥地推進。