水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置問(wèn)題研究

王秋揚(yáng) 哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司

眾所周知，電力行業(yè)始終是推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)，水電行業(yè)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下迎來(lái)了空前的發(fā)展契機(jī)，水電站的自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)直接影響著水電站的電氣水平，在傳統(tǒng)的水電站電氣運(yùn)行過(guò)程中，人工是監(jiān)控和處理問(wèn)題最主要的方式，隨著信息技術(shù)和智能化技術(shù)的發(fā)展，人工為主的模式已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)人處理或者盡量少人處理的模式，大部分水電站都采用了高科技的互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)水電站電氣運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和研究。在實(shí)際的工作實(shí)踐中，工作者需要重視水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置的相關(guān)問(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行研究和探討，采取有效的策略給予處理和解決，從而增強(qiáng)水電站運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

一、水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置問(wèn)題研究

所謂水電站，即是指將水能轉(zhuǎn)換為電能的場(chǎng)所，是一系列相關(guān)建筑物與設(shè)備的統(tǒng)稱(chēng)，通常涵蓋池水建筑物、擋水建筑物、水力水電發(fā)動(dòng)機(jī)、水庫(kù)、發(fā)電廠(chǎng)房和發(fā)電機(jī)設(shè)備等裝置共同構(gòu)成.

筆者認(rèn)為，水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：其一，配置問(wèn)題。水電站在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，針對(duì)自動(dòng)化運(yùn)行的水平要求較高，相當(dāng)一部分是水電站是無(wú)人值班亦或是少人值班的方式，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理的目標(biāo)，然而計(jì)算機(jī)監(jiān)控并不可以完全替代水電站來(lái)完成二次監(jiān)控和保護(hù)配置的作用，究其原因便是計(jì)算機(jī)監(jiān)控是屬于調(diào)度中心控制的形式，但是水電站電氣二次監(jiān)控和保護(hù)配置使用的是分層以太網(wǎng)分層系統(tǒng)，以此來(lái)控制和主控現(xiàn)地單元，若是水電站電氣二次監(jiān)控或者保護(hù)配置不完善的狀態(tài)下，將會(huì)對(duì)水電站的安全監(jiān)管與控制帶來(lái)很大的消極影響；其二，監(jiān)控指標(biāo)問(wèn)題。毋庸置疑，水電站的管理與運(yùn)行直接關(guān)系著供電質(zhì)量與用戶(hù)用電的安全性，運(yùn)用電氣二次監(jiān)控與保護(hù)裝置，在提升水電站運(yùn)行管理效率方面有著事半功倍的積極作用，但是部分水電站在應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)與保護(hù)裝置的過(guò)程中，不符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定的要求，使用了雙重化的設(shè)置技術(shù)與冗余技術(shù) 在監(jiān)控性能指標(biāo)方面不符合相關(guān)技術(shù)要求，直接影響著電氣化設(shè)備的正常運(yùn)行，特別是MTBF指標(biāo)未能得到很好的保證，對(duì)水電站電氣化設(shè)備整體系統(tǒng)、部件和單機(jī)的使用埋下了很大的安全隱患；其三，設(shè)備選用問(wèn)題。在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)快速發(fā)展的形勢(shì)下，在選擇水電站電氣二次監(jiān)控與保護(hù)裝置的過(guò)程中，必須要注重設(shè)備裝置的高效能特點(diǎn)，由于計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系中，沒(méi)有采用模塊式的方式對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且在分類(lèi)監(jiān)控與保護(hù)裝置硬軟件過(guò)程中未對(duì)硬件設(shè)備給予擴(kuò)充，造成規(guī)模與電氣控制系統(tǒng)不適應(yīng)，最終難以保證水電站電氣控制系統(tǒng)與相關(guān)保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不利于水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、關(guān)于水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略

1. 設(shè)備配置與操作管理

通常情況下，水電站的系統(tǒng)配置涵蓋操作員工作站與系統(tǒng)主機(jī)的配置，而且這是實(shí)現(xiàn)對(duì)水電站全面化管理的基礎(chǔ)所在，針對(duì)電氣二次監(jiān)控與保護(hù)裝置，技術(shù)工作者需要注重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析管理，并做好AVC數(shù)據(jù)的計(jì)算與管理工作，促使水電站電氣化裝置的運(yùn)行在統(tǒng)一的監(jiān)管和控制之下，依據(jù)水電站相關(guān)電氣化設(shè)備的運(yùn)行狀況發(fā)出相應(yīng)的操縱指令，及時(shí)有效地收集電氣化裝置在具體工作時(shí)發(fā)生的問(wèn)題信息，以此為依據(jù)自動(dòng)生成圖標(biāo)曲線(xiàn)，這樣相關(guān)技術(shù)工作者就會(huì)更加便捷地管理設(shè)備。與此同時(shí)，現(xiàn)地層配置的裝置包含LCU，主要是用來(lái)收集、分析和計(jì)算監(jiān)控對(duì)象的相關(guān)數(shù)據(jù)，并將所計(jì)算出的數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)內(nèi)，另外LCU還有著監(jiān)視和控制的功能，只有在上位機(jī)調(diào)度脫機(jī)的情況下才能實(shí)現(xiàn)上述功能，促使目前使用最為廣泛且功能較為強(qiáng)大的系統(tǒng)之一，而且LCU設(shè)備的應(yīng)用，也將對(duì)水電站開(kāi)關(guān)、發(fā)現(xiàn)設(shè)備、閘門(mén)和相關(guān)公共輔助設(shè)備形成監(jiān)控，進(jìn)一步提升水電站電氣化設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2. 運(yùn)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)快速發(fā)展和廣泛普及的形勢(shì)下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，注重在水電站電氣二次監(jiān)控與保護(hù)裝置中運(yùn)用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以全面地監(jiān)控和控制電氣化設(shè)備的運(yùn)行狀況，由于水電站電氣化設(shè)備和相應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率高，一些水電站經(jīng)常處于無(wú)人看守和少人看守的情況，積極利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)水電站電氣化設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與控制，及時(shí)收集電氣化設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入的分析，以此來(lái)形成安全可靠的監(jiān)控體系，依據(jù)傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)和分析結(jié)果，自主地診斷監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。在具體的水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)裝置中，技術(shù)工作者需要充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)合水電站的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)設(shè)計(jì)相關(guān)軟件，針對(duì)沒(méi)有控制權(quán)力的電氣化設(shè)備采取關(guān)閉的形式，相關(guān)技術(shù)工作者要依據(jù)具體的狀況選擇不同控制層的控制權(quán)。通常而言，水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)裝置的控制功能主要分為兩部分，即是數(shù)據(jù)采取處理與安全運(yùn)行監(jiān)視，數(shù)據(jù)收集、分析和處理后，并會(huì)以圖表的方式展現(xiàn)在工作人員面前，這樣工作人員便可以更加直觀(guān)地了解電氣化設(shè)備的運(yùn)行情況，根據(jù)實(shí)際情況和要求合理地調(diào)整相關(guān)參數(shù)，保障水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置的可靠性。

3. 網(wǎng)絡(luò)控制的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

全分布開(kāi)放式是水電站電氣二次監(jiān)控與保護(hù)裝置中較為常用的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，有著全模塊化的顯著特征，有利于系統(tǒng)與設(shè)備之間的信息分析與傳輸，增強(qiáng)水電站運(yùn)行的安全性，同時(shí)將促使監(jiān)控更加全面化。水電站控制系統(tǒng)有著很強(qiáng)的相似功能，但是型號(hào)不一樣的裝置可以實(shí)現(xiàn)相互替換功能，有著可增刪的特征，而且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)也并不是出于完全的封閉狀態(tài)，所以信息的同步效率較高。因此，水電站的技術(shù)工作者要加大開(kāi)放式全分布網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在電氣二次監(jiān)控中的應(yīng)用力度，主要分為站級(jí)控制層和現(xiàn)地控制單元層，這兩層采取網(wǎng)絡(luò)的方式來(lái)連接，組成一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣水電站的技術(shù)工作者就可以采取網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的方式來(lái)完成系統(tǒng)通信的連接，大大增強(qiáng)信息傳輸?shù)男Ч?。與此同時(shí)，LCU和交換機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)使用的是光纖，這種介質(zhì)最大的優(yōu)點(diǎn)便是抗電磁干擾能力強(qiáng)，這樣便可以保障不同環(huán)境狀態(tài)下二次監(jiān)控系統(tǒng)都可以完成實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)，為水電站電氣化設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行營(yíng)造良好的條件。

三、結(jié)論

水電站的建立和發(fā)展為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了大量的電力能源支持，是我國(guó)重要的電力工程設(shè)施，在水電站正常運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)電氣實(shí)施二次監(jiān)控和配置保護(hù)是最重要的工作之一，這也是保證水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件，相關(guān)技術(shù)工作者需要把握水電站電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置問(wèn)題，并采取有效的措施給予應(yīng)對(duì)，全面提升電氣二次監(jiān)控及保護(hù)配置質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)水電事業(yè)健康發(fā)展。