水电厂自动化

水电厂自动化（精选12篇）

水电厂自动化 篇1

1 概述

随着科学技术的不断进步和自动化程度的日益提高, 微机综合自动化在电力生产中得到了广泛的应用。但在黑龙江, 由于种种原因, 经济还比较落后, 科技不甚发达, 微机综合自动化技术只在几个大型水电站得到应用, 而在中小型水电站的应用受到了制约, 乌宋岗 (一) 水电站是我省“十五”水电农村电气化县建设逊克县电源工程, 于2001年建成投运并网发电, 而该电站微机综合自动化的应用, 在黑龙江省中小水电站的第一家, 经过三年多的运行, 已显现出了其优越性, 结合该电站的实际情况, 现就微机综合自动化在中小型水电站的应用问题作一浅析探讨。

2 电站概况

乌宋岗 (一) 水电站是以发电为主的引水式电站, 位于库尔滨河中下游宝山乡境内, 距逊克县城80公里。

电站枢纽工程由拦河坝、引水建筑物、地面厂房、开关站及尾水渠组成。拦河坝由溢流坝与浆砌石重力坝组成, 坝长201米, 最大坝高30.5米, 兴利库容2020万立方米, 年来水量7.02亿立方米, 年径流22.3立方米/秒, 电站装机24000千瓦。

电站枢纽工程等级为三等, 设计洪水标准为五十年一遇, 校核洪水标准为五百年一遇, 水库正常蓄水位为222.50米, 相应库容121万立方米。电站装有4台单机容量6000千瓦立式水轮机组, 总装机容量24000千瓦, 设计年发电量6590万千瓦时, 保证出力3677千瓦, 年利用小时数2746小时。

3 计算机监控系统的配置

3.1 电站控制层配置

电站控制层设备设在中央控制室, 由主机操作员工作站、通讯工作站、主控制台、汉字打印机、GPS时钟同步装置、语音报警装置、UPS电源等组成。

3.2 现地控制层 (LCU) 配置

现地控制层分机组LCU和公共LCU两部分, 由人机界面终端 (液晶触摸屏) 、智能I/O控制器、I/O模块、输出继电器、准同期装置、温度测量装置、转速信号测量装置、数字式测量仪表和交直流双供电源等设备组成。

3.3 通讯网络及设备配置

网络结构形式采用工业以太网, 网络通信介质为多模光纤和屏蔽双交电缆线。网络传输采用Modbus协议, 网络传输速率为100Mbit/s, 节点数可达340个, 网络上的任一节点可以实时向网络上其它节点和网络上发送信息, 某一节点故障, 自动从网络上退出, 不影响网络上的其它节点传输信息。

3.4 系统软件配置

系统软件:采用中文版的美国微软Windows NT软件, 具有良好的实时性、稳定性、可靠性, NT系统管理保密性好。用于操作系统, 它管理整个计算机系统的所有资源, 包括CPU、存储器、外部设备等, 提供其它软件与系统资源的接口, 是其它软件运行的环境。

3.5 继电保护系统的配置

采用美国ABB公司生产的微机综合继电保护装置。发电机、变压器和线路保护装置均有8个开关量输入和7个开关量输出, 一个用于变化自检的转换接点输出。输入与输出可以逻辑编程用于控制断路器的分合闸或者发信号。

4 计算机监控的功能

4.1 远动功能

由监控系统的主工作站实现, 并留有扩展能力。需要向电力系统调度机关传送和接收数据, 实现调度机关对本电站的遥测、遥信、遥控和遥调, 实时接收调度命令, 向调度机关发送水电站实时运行工况、运行参数等信息。

4.2 数据采集和处理功能

电站控制层:自动实时采集和处理来自各现地控制层及调度系统的数据。主要包括:机组、主变、母线、35KV线路、厂用电、调压井闸门及全厂公用系统的电气模拟量、非电气模拟量、脉冲量、开关量的采集, 对这些数据进行处理, 包括越限处理、报警处理及事故追忆处理, 处理后的数据以一定的格式存入实时数据库, 形成实时数据库和历史数据库, 以备系统调用和随时查询, 并对监视的模拟量、开关量、脉冲量进行统计分析计算 (含变位、越限等) 作为历史数据存入历史数据库, 并作为报表输出的主要数据来源。当出现异常事件记录和出现事故时, 计算机监控系统根据目前的情况自动作出处理。

4.3 综合参数统计、计算与分析功能

计算机监控系统根据实时采集到的数据进行周期、定时或召唤计算与分析, 形成计算数据库与历史数据库, 帮助运行人员对电厂设备的运行进行全面监视与综合管理, 可及时发现故障征兆, 提高机组运行的安全性。对现成的计算数据列出作为实时数据处理, 存入相应的实时数据库和历史数据库, 进行越限报警、启动相关处理程序等操作。

4.4 定值管理功能

计算机监控系统对所有定值作统计, 定值修改、变更情况统计, 并存入数据库, 以备查询。

4.5 生产报表功能

计算机监控系统进行电气量参数报表, 非电气化量参数报表, 温度、日发电量、厂用电量统计报表, 生产综合统计报表等。

4.6 安全运行监视及事件报警功能

计算机监控系统可以使运行人员通过主机兼操作员工作站显示器屏幕对全厂主要设备运行状态和运行参数进行实时监视, 包括状态变化监视、越限检查、过程监视、历史趋势分析和监控系统异常监视。

4.7 人机联系功能。

4.7.1本系统提供丰富多样的人机联系手段, 允许运行操作人员通过各显示器, 鼠标器、键盘及打印机以各种方式实现对全厂设备运行监视、控制、调节、定值修改、画面调用、数据打印要求, 并易于对应用程序开发及修改。4.7.2在操作台上的运行人员只允许完成对电站设备进行监视、控制调节和参数设置等操作, 特权操作权供调试人员调用。

5 本电站综合自动化系统的主要特点

5.1 本电站自动化系统采用典型的分层分布式结构, 即电站控制层和现地控制层。

现地控制层设备在站内相互独立且分布式布置, 仅通过站内以太网互联。系统功能齐全、配置灵活、具有极高的可靠性, 符合综合自动化技术的发展趋势。

5.2 开放式、易扩展性的设计。

通过采用国际国内公认的标准规范及接口方式 (如:Modbus Plus、RS232、RS485等) , 方便的与其它相关的智能设备相联, 并进行信息交换;另充分考虑到水电站扩建、改造等因素, 间隔层设备基于模块式标准化设计, 可根据要求随意配置, 电站控制层设备配置组态非常灵活。

5.3 灵活多变的网络化结构设计, 可支持局域网、以太网、现地总线等。

网络介质采用的是光纤、同轴电缆、屏蔽双绞线等。网络规约:TCP/IP、Modbus Plus、RS232、RS485、等, 适用于不同的系统结构, 其结构灵活多样。

5.4 远程访问服务, 系统可以通过通信服务器

将实时数据传送到远程计算机或调度端, 支持远动调度通信规约。

5.5 开放的硬件环镜, 计算机可以采用各种符

合开放标准的RISC工作站、各种工业用计算机、施耐德、西门子、OMRON等公司的可编程控制器, 并保持对其它设备的接入开放。

5.6 系统软件采用当前最先进的面向对象的

设计理念、原则和技术, 这种设计将带来使用和维护上的极大方便。运行在WINDOWS NT环镜下, 图形化编程、简单易学, 数据库采用面向网络的实时数据库。

5.7 系统设计有标准的SCADA功能, 同时可

以配置自动发电控制 (AGC) 、自动电压控制 (AVC) 、防误操作、设备维护管理、电话语音报警、GPS等多种高级功能。

结束语

根据电站的实际情况, 并借鉴其它站的经验教训, 扬长避短, 其设计理念符合微机综合自动化发展趋势, 采用了国际通用标准, 系统配置合理, 功能完备, 所选设备先进, 不仅可以满足电站目前运行的控制、监视、测量和报警等要求, 也为电站今后发展留有余地, 有很好的灵活性、兼容性、扩充性和互换性, 同时, 无需另设其它远动设备, 完全满足遥测、遥控、遥信、遥调和少人值守的需要, 对各种外围设备能进行实时在线的诊断和自诊断, 从而保证自动化系统长期稳定的工作。

水电厂自动化 篇2

关键词：南水水产 自动化

中图分类号：tp273 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0121-01

我厂现在使用的是南瑞mb80系列的可编程控制器，其开发使用的编程软件mbpro，具有强大的功能，而且使用方便。mbpro编程软件是mb系列plc的重要组成部分，其可视化流程图语言、新颖的混合编程方式、丰富的运算控制功能、智能的图形及文本编辑功能、强大的自定义功能块得到了用户的广泛认可。以下是对mbpro软件的特点及应用作一些简要的探讨。

mbpro编程软件是mb系列plc的重要组成部分，它主要完成硬件配置、测点定义、软件编程以及相关的调试工作。该编程软件为工程技术人员提供了一套简单实用的软件编程和联机调试的工具。

软件特点

（2）独创梯形图与流程图相结合的编程方式：mbpro编程软件提供两种编程语言：梯形图和流程图。两种编程语言各有其长处，用户可根据习惯选取其中一种，亦可同时使用两种语言编程。两种语言编写的程序之间可互相调用，使得程序编写更加灵活方便，能满足多种复杂工况的要求。

（3）直观的在线监视功能：在联机情况下，可以监视梯形的执行情况，连线为红色表示通流，绿色表示不通，非常直观，一目了然。而流程图不但可以监视到流程是否在执行，采用监视执行的方法更可监视到流程一步步的执行情况。同时，还可以进行对时、复位、主从切换等操作，给工程人员增添耳目。

（4）强大的流程在线调试功能。

软件操作及应用

2.1 mbpro的应用：mbpro编程软件提供两种编程语言

梯形图和流程图。

2.1.1 梯形图

（1）梯形图结构：梯形程序至少包括一个主梯形main，每个扫描周期都从主梯形开始，其他子梯形的扫描或流程的启动都是通过程序调用（梯形调用或流程调用）实现的。主梯形main和所有的子梯形都列于目录栏的梯形图目录下，查看子梯形的内容直接以鼠标左键单击该子梯形名即可。

（2）梯形图编程：单击梯形子程序名，在编辑区即显示该梯形程序内容，并可对其编程。在编辑区放置功能模块时，只需要在菜单栏的【梯形】或是梯形工具栏中选中该功能模块，用鼠标左键点击编辑区，功能模块就放置在鼠标点击的地方；移动功能模块时，只需选中该模块，并用鼠标移动到指定位置即可；功能模块的剪切、复制、粘贴、删除等操作都可通过菜单操作实现。

2.1.2 流程图

（1）流程图编程：流程的执行并非扫描方式，而是以顺序控制的方式执行，即从开始到结束，一步步的执行，结束后即终止执行。流程不会自动执行，只有通过梯形或其它流程调用。流程的执行不会对梯形或其它流程的执行产生影响（流程调用等除外）。编程时单击流程名，在编辑区即显示该流程内容，并可对其编程。

在编辑区放置功能框时，只需要在菜单栏的【流程】或是流程工具栏中选中该功能框，用鼠标左键点击编辑区，功能框就放置在鼠标点击的地方；移动功能框时，只需选中该功能框，并用鼠标移动到指定位置即可；功能框的剪切、复制、粘贴、删除等操作都可通过菜单操作实现。多个功能框的操作与单个相同，只不过要首先通过块操作选中多个功能框。双击功能框，则可对其属性进行编辑。

（2）流程的保存、编译与下载

与项目文件不同，每一个流程都有其独立的流程文件，每个流程文件都需保存、编译及下载。【文件】菜单及系统工具栏中的保存、编译都是针对项目文件的，流程编写好后，只需保存、编译、下载却完成。

硬件配置

机箱分主机箱和扩展机箱，可在软件中选择机箱类型；机箱类型确定后，所有定义了的机箱列于硬件配置目录下，可以分别对机箱进行配置。选中目录栏的某个机箱，在编辑区内会显示出机箱的结构及配置的模块。双击模块或空的槽位，会弹出模块选择对话框，选择模块的类型和型号，再单击“属性”按钮，即可对模块的属性进行配置。

所配配置的模块类型分为cpu模块、通信模块及io模块，“无”则表示该槽位为空，没有模块。

我厂是单cpu单以太网配置，机组lcu配有一块cpu模块，io模块有soe量模块，开入量块、模拟量模块，开出量模块，通讯模块有8串口管理模块，温度量由温度巡检装置采集，交流量由交流采集装置采集，振动摆度量通过在线监测装置采集，并通过8串口管理模块与plc通讯。mbpro在我厂应用多年，自2007年改造至今，机组程序的控制都很稳定，平时需要修改程序时，不管是修改梯形图还流程图都极其简单方便。程序编写好后变动是少量的，而每年机组检修的调试试验是必需的。在机组检修时，强制各开入开出状态，只要在信息栏内将需要强制的测点打钩，将相应测点测值置为“1”或“0”即可，在联机状态时，通的部分会以绿色线表示，未通部分以红色线表示。

进行静态试验时，只要调出机组状态界面将未满足的开机条件都置上，模拟开机时，在信息栏内将相应测点置上相应的测值，在编辑区内对应的梯形图的接点或，线圈就会接通或断开；如：将停机态的条件之一，5%的额定转速的常开接点，如果显示为红色线，就表示不通，我们可在信息栏中找到该测点，并强制其为“1”，则其显示会变为绿色，表示在接通状态。强制开出，可在信息栏中找到相应的测点进行强制。操作界面简单明了，一目了然，哪个点在常开还是常闭状态，与实际相不相符，只要调出相应的程序即可查看。机组的流程图将停机、空转、空载、发电、事故停机，各个辅助设备的开关控制，如主阀开启、关闭，油泵的启停等等分别编写，供主程序调用。在模拟机组开机或停机时，可调出流程图查看流程的进行到哪一步，流程执行不下去时，也可从这里查找到是哪些条件未满足，从而可尽快将外部故障进行处理。程序的修改也很简单，程序修改好后，只需将修改的梯形图或流程保存、编译与下载，然后将plc重启，几分钟内就可完成。

水电厂自动化 篇3

【关键词】水电厂；控制设备；可靠性

电气化自动设备运行是否可靠是设备运行的基础，如果自动化设备的安全没有得到保证，那么就无法发挥其作用，如果出现了事故那后果不堪设想。就目前来看，电气自动化设备已经广泛使用到我国的各个领域，比如在计算机和各个机械技术方面都得到了广泛的使用。电气自动化设备不仅带动了各个行业的发展，还带动了我国的经济发展。

一、目前電气自动化设备的可靠性

工作环境十分恶劣以及没有及时的进行维护是导致控制设备可靠性弱的很重要的因素。主要有以下几个方面：

温度、潮湿程度、大气污染等等气候条件都会影响设备的可靠性，严重时会让设备不能够正常运转；

控制设备的零部件在正常运行中会受到一系列的摩擦，这种摩擦会导致控制设备的参数发生很大的变化；

电气设备在进行运行时，产生的磁电波会对正运转的设备产生干扰，降低了控制设备的工作效率。

控制设备是否可靠是看元器件的好坏，我国生产各种电气设备元器件的厂家比比皆是，但是却没有生产设备统一的要求，导致生产的器件好坏不均，质量不能保证。所以在进行元器件的选择时，要严格根据有关规定的标准，选择质量能够保证的厂家，如果不进行仔细选择，会降低其工作效率，阻碍了水电厂设备的正常运作。因为生产元器件的产家很多，那么他们就会产生恶性竞争，质量不过关，用一些劣质材料进行加工，从而降低价格，提高竞争优势。所以因为质量问题低下，会导致设备的可靠性大大降低，影响水电厂的正常运作。

二、自动化设备可靠性的意义

（一）提高设备的质量 想要提高设备的质量，首先就要提高设备的可靠性，这样才能让设备达到标准，能够在进行运作的时候保证安全运作。设备的质量主要从三点来看，分别是经济性、安全性和可靠性。所以要想能够设备的质量得到保证，就要从提高设备的可靠性来着手。所以设备的可靠性决定了产品质量的好坏，所以提高产品的可靠性就是生产厂家要追求的共同目标。

（二）取得经济效益 随着我国在近年来的水电行业不断扩大和发展，用户对于购买设备的可靠性的要求日益加强，要想能够取得好的效益，就要生产具有可靠性高的设备，这样才能在激烈的竞争中脱颖而出，取得显著的优势，从而取得更大的经济效益。

三、自动化控制设备可靠性检测方法

我国一再明确指出要重视自动化设备可靠性的检测，并且提出了三种针对检测自动化设备可靠性的方法，分别是保证试验法、现场试验法和试验室试验法。

（一）保证试验法

保证试验法是在产品没有正式出厂之前，对产品进行一次小规模的检测，确保质量有无问题，这种方法能够检测出设备的可靠性，对设备的可靠性要求严格。试验设备也很精确缜密，能够测试出很多缺陷和不足。

（二）现场试验法

现场试验法顾名思义就是亲自去现场来进行设备可靠性的检验，包括三种测试方式，分别是在线测试、脱机测试和停机测试。这种方法对于技术良好，质量优良，元器件正规的厂家十分适用。这种测试法有着真实性高，而且进行试验的成本十分低廉的优势。

（三）试验室试验法

实验室试验法指的是在一定的环境下，对设备进行真实的试验检测，这种方法针对大规模生产的产品非常适用，有着可选择试验环境，容易控制发展情况，试验出的数据真实性高，试验结果可重复等很多优点。总而言之在进行设备可靠性的的测试时，要根据实际情况和实际需要，选择最合适的可靠性的检测方法。电气化设备在规格和质量上有着很多的不同和差异性，我们要针对这些不同和差异选择最适合的可靠性检测方法，降低因为差异所带来的影响。而且要根据试验的情况来选择适合的场地，从而能够让设备正常的运作。要选择具有代表性的产品进行检测，要在准备工作的时候就做好了试验的步骤和试验要注意到的问题，任何细节都要注意到。另外，要注意安全工作，避免意外的发生。检测结果出来之后，要进行可靠性的深入分析和研究，找出设备的问题出在哪里，并且制定一系列的处理措施，这样才对提高自动化设备的可靠性产生深远的影响。

四、提高自动化设备课可靠性的措施

在设备进行生产的时候，必须使用符合国家要求的元器件，而且其他的零部件不应该过多过杂。而且对于设备的加工要做到精益求精，按照要求严格执行，不能一昧追求高精度。为了让工人的工作不再那么辛苦，提高生产效率，在按照规定的要求进行生产的条件下，要尽量做到设备简易化。

在进行设备设计的过程中应该遵守以下几个原则：

制定合理的产品设计方案，深入研究产品的技术条件和对应参数，保证产品的质量和工作效率；进行产品类型的设计时，要严格按照产品的相关特性来进行设计和加工；在进行产品设计时，在保证其性能和质量都达到标准的前提下，要尽量降低生产成本，所以我们要研究出经济实惠却又高质量的产品。

五、注重自动化设备的人才培养

21世纪最缺少的就是人才，人才在今天的各个领域都是不可缺少的，对于自动化设备这种新兴的产业来讲，对人才更是急需。自动化设备这种比较复杂的系统，对于操作人员的素质要求很高，需要有着专业的技能专业的知识，这样才能满足我们提高电气化自动控制设备可靠性的要求，所以进行自动化设备专业人员的培养迫在眉睫，是我们工作的重中之重，也是21世纪经济高速发展下的对于各行各个领域的需要。提高操作人员的专业素养，对于我们提高设备的质量，设备的可靠性都有着重要的作用，要想提高自动化设备的可靠性，就要提高生产设备的质量，提高生产设备的质量就需要大批量优秀的专业人才，所以我们要高度重视人才的培养，提高了专业人员的素质，我们才能真的实现提高自动化设备的可靠性，实现利益的最大化。

结语

水电厂电气化自动设备所涉及到的行业领域十分广泛，其需要使用到的专业知识也十分复杂。这就需要我们在以后的工作中不断的对其进行研究和探讨，针对设备的不足进行一系列的改进措施，从而确保机器的正常运转。这样才能够提高我国电气自动化设备的可靠性，为我国的电气化行业做出重要的贡献。

参考文献

[1]李乐超.电气自动化控制设备的可靠性分析[J].中国高新技术企业，2013（32）.

[2]赵庆伟.电气自动化控制设备的可靠性分析[J].产业与科技论坛，2013（05）.

[3]胡标.探析电气自动化控制设备的可靠性[J].科技致富向导，2014（14）.

[4]朱建新.电气自动化控制设备的可靠性测试探究[J].通讯世界，2014（21）.

水电厂自动化系统改造要点 篇4

在市场经济的环境下, 我国的电力供应水平显得有点迟缓, 对于日益发展的社会水平有些需求不足的状况。而电力是保证我国人民生产生活的基础性保障设施, 所以要加大这方面的生产能力。在信息化的社会发展趋势下, 在水电站的生产运行中应用到了现代化的自动化系统装置, 但是有些老的水电站还没有进行更新, 仍然沿用以前的传统工作模式, 在电力供应的质量上就会有所降低, 那么就需要对其进行更新, 在现有的水电站设计中, 应该将最先进的自动化系统应用到生产中, 提高水电站的运行效率, 减少工作负担。

2 基础自动化系统改造要点及原则

2.1 调速器

经过充分的论证比较, 从安全及技术先进性、发展方向, 运行操作简单, 维护工作量小考虑。如TDBWT型调速器是目前国内比较先进的新一代的调速器, 这种调速器具有结构简单、速动性好、可靠性高, 维护工作量少 (基本上可实现免维护) , 既可通过常规方式与计算机监控系统连接, 也可通过串行通讯方式与计算机监控系统连接, 符合整体的发展要求。

2.2 励磁系统

确定选用励磁装置的原则。 (1) 励磁系统的选用要有很高的可靠性, 并且要用当时在技术和性能上最先进的。 (2) 在励磁系统的使用上, 要能够和微机系统进行有效的连接, 保证工作的顺利开展。 (3) 要有很高的性价比。 (4) 在操作方面比较简单易行, 很小的维护工作量。

2.3 自动化测量元件

自动化测量元件选型配置是否合理将直接影响到机组的安全稳定运行及微机监控系统改造的成败。我站对自动化测量元件选型配置的原则是:高可靠性和先进性、维护方便、高性价比、标准化和系列化。

3 监控系统结构改造设计与选型

3.1 监控系统设计原则

在对监控系统进行设计的时候, 应该本着人员利用最少化的原则来进行。在电站自动化的运行管理中, 全部采用计算机的运行模式来进行, 要求计算机要有良好的程序系统, 可以实现少人或者是无人值班的工作状态。计算机的监控系统在进行设计的时候, 需要有良好的稳定性和开放性, 对于工作中出现的状况要及时的进行监测反馈。并且在结构设计上, 要进行独立的装置, 这样在其他的装置出现状况的时候不会对监控系统产生影响。

3.2 监控系统目标

在监控系统的运行目标上, 主要是针对设备的运行来进行监视和控制, 对于设备在运行过程中的开关机进行自动化控制, 如果设备在运行的过程中出现了意外状况, 可以提前进行预警功能, 将有关的信息通过设置传递给信息主管部门, 对于突发事件要能进行处理措施。以上功能的实现是将人的主管意识和智能通过程序的编写输入到电脑中, 通过系统的运行对其进行控制, 这些信息的传送都可以及时的传递到上级主管部门。待信息技术和自动化设备不断的完善之后, 可以逐步的实现电站的无人管理。

3.3 设备选型

本电站计算机监控系统分为集控中心、厂站控制级、现地控制级三层。

集控中心设备包括:主机兼历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、GPS时钟装置、网路设备、打印机等。

厂站控制级设备包括:SCADA兼AGC/AVC主机、历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、网关工作站、厂内通信工作站、报表及电话语音报警工作站、GPS时钟装置、网络设备、打印机、UPS及便携计算机等。

4 辅助设备自动化改造

进行水电厂辅助设备的自动化改造, 对其系统设计、优化配置和适应性方案的研究是改造成功与否的关键。

4.1 改造方案探讨

目前, 国内水电站辅助设备的控制有统一的集中控制操作和分散控制集中管理两种模式。由于其分散性和差异性特点, 如果采用集中控制的改造方案存在如下弊端: (1) 由于是要实行统一的控制, 那么就要将辅助设备和主设备的线路进行相应的改造, 这个工程量将是巨大的, 需要投入很多的人力物力, 在资金方面也会产生很大的消耗。 (2) 在实现了集中控制的方式后, 如果工作面越大, 那么在管理上的难度也就越大, 一旦在运行的过程中出现了故障, 那么将会对整个的运行系统带来很大的影响, 增加了控制系统的风险性。如果辅助设备是分散控制的话, 就可以将这种风险控制在最小的范围内, 所以说分散式的控制方式将是对于辅机控制系统的最佳方式。

4.2 关于系统优化配置

要实现上述方案的要求, 系统的优化配置显得尤其关键。 (1) 在对水电站的辅助设备进行控制上的改造, 其核心系统就是可以编程的程序控制器, 这种方式的运用可以有效的提高系统的使用效率, 使其无论在什么样的环境中都可以有效的运行, 有着很高的可靠性, 并且使用寿命较长。在实现了完全的自动化系统以后, 在工作的运行上, 将完全由计算机和编程系统来进行控制, 对于生产过程中出现的故障可以进行及时有效的监测和预警。 (2) 关于压油系统外围元器件配置:压油装置的压力测量应采用先进可靠的压力变送器, 其信号通过量值转换整定后, 可以获得监控需要的连续、准确可靠的压力值和整定值;同样, 压油罐和回油槽油位的测量应采用液深变送器以替代传统的浮子信号器来实现。二者共同作为压油罐压力、油位及补气过程的控制依据;而系统还应配置一只压力开关作为事故低油压的冗余出口元件。需要说明的是, 许多电站的压油装置不能可靠地实现自动补气, 多次改造补气阀也无明显改善, 其原因并非只在补气阀本身, 而在于应有一个略高于额定油压的稳定气压和可靠的油位信号, 以及由油压和油位共同参与的补气控制流程。 (3) 关于排水系统外围元器件的配置:在水电站中的集水井, 由于其水量存放比较大, 所以在水质上无法得到保证, 那么在水质较差的情况下, 对于液位的测量就容易出现误差, 如果集水井内的污染物比较多, 发生了堵塞现象的时候, 那么就会造成液位的测量出现失误, 严重的话可能会造成大量的水溢出而无法察觉, 对电站造成损失。要想对排水系统进行有效的控制, 就需要对元器件的使用提高质量, 采用市场上技术最先进, 质量最好的装置来保证工作的运行正常。

5 结束语

以上是我对水电站自动化改造的一些看法, 提出来供同行探讨指正, 以起到抛砖引玉的作用。期望通过大家的共同努力, 使水电站的自动化运行水平得以提高, 为水电厂实现“无人值班 (少人值守) ”目标提供有力保障。

摘要：随着科学技术的发展, 我国的信息化建设得到很大的进步, 在工业生产领域, 自动化系统的应用已经非常的普遍。自动化的应用对于工业的生产有着很大的促进作用, 提高了工作效率, 增加了生产效益。但是随着社会的发展, 信息技术的更新速度很快, 所以在相关方面的系统都要进行省级更新, 在水电厂的发展过程中, 自动化的系统需要进行改造, 那么在改造的过程中是要有相关的注意事项的, 本文谈论一下水电厂自动化系统改造的要点。

关键词：水电厂,自动化系统,改造要点

参考文献

[1]张晋格.计算机控制原理与应用[S].北京:电子工业出版社, 1995.[1]张晋格.计算机控制原理与应用[S].北京:电子工业出版社, 1995.

[2]梁景凯.机电一体化技术与系统[S].北京:国防工业出版社, 2002.[2]梁景凯.机电一体化技术与系统[S].北京:国防工业出版社, 2002.

电厂电气自动化技术应用 篇5

其次，在监控系统中，一般是采用开关进行接口控制，所以需要确保开关接口与交换的信号相对应。

虽然这种方法能直观化线路的连接，便于问题出现时的及时处理。

但是会造成接线数量过多，不利于对其中一些功能的调整，极易影响到整个系统的运行。

第三，在进行电厂电气自动化系统和监控系统的调节中，需要重点关注自动化系统，将使用监控作为其辅助。

电厂电气综合自动化技术应用探讨 篇6

【关键词】电厂电气；综合自动化技术；应用；探讨

通常情况下，电厂中的电气系统的构成比较简单，首先是主站层，其次是网络通讯层；最后是间隔层，每一个层次涉及到的关键技术都不同，需要具体问题具体分析。该技术的应用主要有两种模式，一种是集中模式，这种模式就是传统的模式，其主要的特点就是能够集中组屏，管理起来非常方便，但是可靠性不能保证，所以并不建议使用这种方式，另一种方式是分层分布模式，这种方式的应用范围比较广，因为其可靠性能够保证。

1.电厂电气综合自动化监控关键技术

上文中我们对电厂电气综合自动化技术的具体应用已经有所了解，在应用的过程中涉及到很多的关键技术，如果没有这些技术，其自动化监控的作用也不能完全的实现，接下来，笔者就具体的介绍主要的关键技术。

1.1间隔层终端测控保护单元

这种电厂电气综合自动化最重要的关键技术，主要在应用在分层分布模式中，主要的设置单位为一次设备，其重要的保护单元是需要在现场进行配置。这个单元都技术的要求非常严格，这也是其速动性以及选择性与其他设备相比比较强的主要原因。在电厂中为了保证整个系统的安全通常都会选择这个单元，其主要的功能是由固定的设备实现的。

1.2通信网络

ESC系统的运行环境是高电压、大电厂的恶劣环境，电磁干扰大。通信网络是ESC系统的关键组成部分，其性能直接影响到自动化系统的功能。目前大多数电厂采用的用电缆现场总线网络方式和光纤通信。

1.3监控主站

监控主站是实现厂用电器设备监控和管理的主要设备，安置在站级监控层，根据发电机机组的容量和运行管理要求设计主站配置的设备和规模，可配置成单机、双机和多机系统，标准的设备主要有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站，以及其他网络设备、GPS和打印机。

2.电厂电气综合自动化技术的应用

我国的电厂电气基本上实现了综合自动化，而综合技术的在其中的应用，为电厂电气带来了很大的帮助，改变了传统的电厂电气应用模式，尤其是监控模式，目前我国电厂电气使用的主要监控模式是自动化监控，这与人工监控相比效率与精度更高，其主要的监控模式如下：

第一，集中模式，这种模式也就是传统的模式，属于硬连接当时，其主要的原理就是信号之间的转换，这里涉及到的信号就是强电信号以及弱电信号，集中模式就是将前者转换为后者。其主要使用的方式是空接点，有时也会选择标准直流信号的方式。无论采用哪种方式，都要利用电缆硬接线，其主要的作用就是使电气模拟量信号以及开关量信号进行有效对接，通常情况下，都接到模件柜中，在DCS中完成组态，这样就能够实现对设备的有效监控。这种方式虽然比较传统，但是优势依然比较明显，比如能够集中组屏，管理起来非常方便，提高了管理的效率，但是其劣势也比较突出，其中最严重的就是可靠性不能保证，而且速度也不固定，在监测设备的过程中，自身也非常容易发生故障，所以从综合角度来考虑，集中模式最好不要使用。

第二，分层分布模式，作为电厂电气综合自动化技术最重要的应用模式，其作用不言而喻，主要的应用原理如下：首先要明确间隔层，之后利用这个间隔层进行系统的设计，其设计的主要内容有两项，第一项是电气一次回路；第二项是电气间隔的方法，设计结束之后，就可以将在每个开关柜上安装或者设置监控或者保护单元，并不只是可以在开关柜上安装，只要与一次设备的距离比较近都可以进行安装，只要根据实际情况进行选择即可，只是人们在习惯上都选择开关柜，在分层分布模式中，涉及到网络层，这一层次主要由三个部分构成，其中我们比较熟悉的有光纤以及电缆等。网络层存在的主要价值就是将现场所有的数据进行汇总，除此之外，还可以对数据进行转送并且对命令进行控制等。

3.电气自动化技术应用的问题

（1）电厂监控系统的控制电源须有直流和交流两种供电方式，外围自动化装置和监控系统的LCU应该使用双电源、无扰切换的供电方式。监控系统主站设备要符合国家规定，采取交流和UPS供电方式。

（2）由于监控系统和其他系统的借口采用开关量接口和通信方式联系，开关量接口采用交换的信号一一对应的方式，其优点是接线直观，易于使用人员调试和故障查处，缺点是接线较多，有些控制功能须在LCU 内编制复杂的程序，如果处理不当使调节性能不佳。

（3）自动化与监控系统要协调处理，应按照自动化为主、监控为辅的原则。

（4）在电厂电气自动化系统中，事件记录与故障录波是常用的运行和施工分析的方法。由于采样速度、内存等因素限制，事件记录并不能得到满足分析事故的波形。而故障录播很容易导致信号的重复收集和信号的残缺，使电缆布置和二次回路复杂化。

4.电气自动化系统技术发展的趋势

电厂的电气自动化技术在实现了监控、测量、保护目标三者于一体的功能同时还将太网和现场总线技术系统一体化的网络，运用分层分布的方式实现对整体系统的监视、控制，将信息通信和数据采集推向了更为先进的领域，有效摆脱了下层功能依赖上层网络和设备的硬伤。电厂内含监控技术已经可以和相关类的监控系统实现良好的数据交换，能够对电厂的运行生产进行实时的动态控制及信息化的控制与管理。ECS 监控系统将逐渐取代传统的操作系统，实现控制的科学性及管理的智能化转变，实现控制系统的一体化测量，推动网络智能化管理综合发展。基于太网的综合优势，電厂还将实现综合的自动系统化功能。

实现了监控运行一体化模式的转变，使DCS 系统能够分析、汇总整体机组的信息状况和运行参数，最大限度的将机组潜力发掘出来，并激发了系统自身的控制功能，将控制时进行了合理的缩减，简化了控制系统。单元化统一火电机组方便了信息的采集和提供，对电网的系统管理运行进行了强化，大大提高了工作效率。

5.结语

综上所述，可知电厂电气综合自动化应用进行探讨很重要，尽管综合自动化技术应用效果比较好，但是也需要对其进行创新，这样才能更有利于电厂电气的发展，不能一直固守传统，而且因为不同的电厂电气设备安装不同，所以其应用方式要具体问题具体分析。

【参考文献】

[1]刘炬.电厂电气自动化系统典型方案分析[J].电力设备，2007，（02）.

水电厂自动化设备的维护策略 篇7

在水电厂进行电力生产和传输的过程中, 以往的大部分环节都是靠人工来操作和监视, 不仅需要大量的人员参与, 同时工作人员难免有疏忽造成监管不当, 从而导致一些问题甚至安全事故。随着大量自动化设备的引入, 那些需要监视和控制的生产环节现在基本上都由这些设备来进行监视和控制了。这样不但可以保证监控的时间, 也能实现更精细化的管理, 以往很多人眼所观察不到的隐患和问题, 都可由自动化设备检测出来, 准确性和及时性是人工所不能比拟的。因此, 从这一方面来说, 对自动化设备进行维护非常必要。

1水电厂电气自动化设备维护管理经常出现的问题

1. 1工作环境的因素

在实际工作中, 水电厂应用的电气自动化设备稳定运行面临的第一个考验, 就是水电厂的严酷工作环境, 因为水电厂的选址一般都是由水力资源优势为导向的, 只有在水力资源充沛的地方建设水电站, 才能保证水电站的发电能力和发电效率, 这样一来水电站建设地址的其他环境就难以保证了, 所以水电站一般都处在自然环境比较恶劣的地段, 自然环境中的温度、 湿度、大气成分等因素都会对电气自动化设备产生影响, 造成电气自动化设备稳定性的下降, 影响其正常功能的发挥。水电厂的环境因素并不只有自然环境因素, 还有机械作用力因素、 电磁干扰因素等, 其中机械作用力因素是指在电气自动化设备的组网安装的时候, 因为设计或者安装的不合理导致的, 电气设备之间的机械运作会产生相互的冲撞、震荡等, 这些机械之间的相互作用力会导致电气设备的形变, 导致元器件的参数出现变化。

1. 2工作人员操作维护不规范

电气自动化设备主要是依靠其自身的高智能性和高自动化水平, 能够极大地解放劳动力, 让机械设备实现自主运行。 但是, 再先进的机械设备也还是帮助人类完成特定工作的工具, 需要人为的控制和维护。在这一过程中, 因为电气自动化设备本身科技含量的高超, 以及自动控制系统的复杂性, 导致了电气自动化设备的操作和维护, 都需要操作者和维护者有较高的电气自动化知识基础。在操作和维护中, 每一个微小的操作和维护失误, 都可能会对电气化设备造成重大的破坏, 严重影响到电气自动化设备的运行。

2加强电气自动化设备检修与管理的策略

2. 1强化和规范维护操作流程

电气自动化设备是非常复杂的, 对它的使用和维护也是很不容易, 很多时候一些设备故障是由于工作人员进行操作时没有按照说明书的要求和水电厂制定的规章制度进行而造成的。 虽说只是一些小问题, 然而造成的后果却往往比较严重。另外, 也有很多工作人员为了省事, 或者由于对维护步骤不熟悉等。同时, 在水电厂这样的工作环境中, 不按照操作流程进行维护也会对工作人员的人身安全造成威胁。针对这种情况, 水电厂应加强对相关工作人员的培训, 让他们掌握自动化设备维护的完整流程, 要求他们严格按规定执行。同时, 制定相应的奖罚机制。另外, 由于自动化设备在各个水电厂的应用环境各不相同, 为了更好地发挥自动化设备的作用, 在操作流程的规范和制定上还需根据各个水电厂自身的具体情况, 尽量做到因地制宜。

2. 2提高工作人员的技术水平

水电厂自动化设备一般来说技术含量都比较高, 相关的维护要求也比较复杂, 因此, 相应地对工作人员的维护水平也提出了较高的要求。当前, 很多水电厂的自动化设备没法发挥出应有作用以及故障率比较高, 这些都是因工作人员技术水平达不到要求所致。针对这一情况, 有必要采取各种措施提高工作人员的技术水平。

1) 在新员工的入职方面应该把好关, 在进行员工招聘的时候, 应该要求员工是相关专业出身, 对相关知识和技能的掌握情况也要进行必要的了解, 确保其能够达到水电厂的要求。

2) 在新员工接触自动化设备前要对其进行必要的培训, 让他们熟悉各自动化设备的结构、性能、功能和技术参数等, 先让其辅助老员工进行操作, 待其比较熟悉后再由他们自己独立操作和维护。

3) 自动化设备出现的故障较多, 种类不一, 并且时常有新情况产生, 这些都对维护技术提出了更高的要求, 因此, 技术工人有必要不断学习和进修, 这样才能适应新环境的要求, 使维护水平保持在较高的层次上。

2. 3加强元器件质量把关

在水电厂电气自动化控制系统的稳定性维护中, 要想提高电气化自动控制设备的稳定性, 就一定要从元器件的质量入手严把质量关, 在进行电气自动化设备的采购时, 就要对设备的整体进行质量考察和实验, 同时还要结合水电站自身的特点, 观察电气设备是否适用于该水电站, 在设备安装调试完成之后, 在系统的后期维护中要尽量使用系统原厂生产的配件, 进行系统的维护与保养, 让电气自动化控制系统始终保持较高的整体性, 不会因为系统内部不符合质量要求或者不符合标准要求的元器件对整个系统产生破坏。

2. 4保护设施的应用

为了提高电气自动化系统运行的稳定性, 为系统提供必要的保护措施是必要的, 具体的保护措施要结合系统的运行环境进行具体的分析, 首先一个就是针对水电厂的自然环境的保护措施, 水电厂空气中的水含量一定很大, 对系统设备的腐蚀性威胁较高, 在这样的条件下, 应该为电气自动化系统提供防水保护层的覆盖保护, 将空气中的水分隔绝在系统之外, 防止因为空气中水分的腐蚀而导致系统运行出现问题。

2. 5设计过程控制

对于电气自动化设备运行中稳定性影响最大的, 莫过于系统生产之前的系统设计过程, 在现有的系统基础上进行针对环境因素的改进, 只是一种修修补补的改进方式, 在系统生产设计过程中就针对环境进行设计, 才能真正从源头上减少环境因素对系统运行稳定性的影响, 所以水电厂的电气自动化控制设备最好能够在订购中实现专门的定制, 让电气自动化控制设备的生产厂家到水电厂来实地考察, 在系统的设计中充分考虑水电厂的要求和环境因素, 进行针对性的系统设计, 只有这样才能将电气自动化设备的稳定性做到最佳。

3结语

总之, 水电厂的自动化设备在水电厂的运行中有着非常重要的地位, 对于水电厂的各个生产环节都有应用体现。在水电厂自动化设备运行的过程中, 要做好检修与管理工作, 保证设备的正常稳定运行, 为水电发电厂正常运行创造有利的基础。

摘要：随着我国科学技术的飞速发展, 电气自动化设备在国民经济的各个关键领域都得到了广泛的应用, 同时在水力发电领域也得到了极大的认同和应用, 因为水利发电厂关系到国民经济的发展, 对水电厂中电气自动化设备的维护工作提出了极高的要求。介绍了自动化设备检修与管理的必要性, 阐述了水电厂自动化设备维护管理经常出现的问题, 最后对所存在的问题提出了相关的策略。

关键词：水电厂,自动化设备,维护

参考文献

[1]何鹏.提高水电厂电气自动化控制设备稳定性的技术研究[J].科技创新与应用, 2014, 11 (35) :53-55

[2]姜鑫.数据挖掘技术在水电厂主设备状态检修中的应用研究[J].电自动化与大坝监测, 2014, 23 (14) :65-67.

水电厂自动化 篇8

关键词：水电厂,自动化系统,改造要点

1 水电站自动化系统概述

随着我国经济的快速发展和人民群众物质文化生活水平的不断提高, 社会对电力的需求日益增强, 对电能质量的要求也越来越高。电力行业长期存在自动化水平低下, 难以满足社会对高质量电能的要求, 为了提高电能质量和发电效率, 需对老式水电站以人工操作为主的控制模式进行以计算机监控系统为基础的综合自动化系统改造;对新建水电站应按综合自动化要求进行设计并实施, 使水电站逐步实现少人值班, 最终达到无人值班 (或少人值守) 的目标。根据国家电力体制改革的要求, 实现水电站的综合自动化系统控制, 以满足市场竞争的需要。

2 基础自动化系统改造要点及原则

2.1 调速器

为了解决调速器存在的诸多问题, 结合天生桥二级电站现场, 根据调速器接力器不串油、漏油, 油压装置不漏气、自动控制回路完好的实际。经过研究, 确定选用调速器的原则: (1) 设备须有高度的可靠性和一定的先进性。 (2) 能够很好的与微机监控系统进行连接。 (3) 具有较高的性能价格比。 (4) 运行操作简单, 维护工作量小。经过充分的论证比较, 从安全及技术先进性、发展方向, 运行操作简单, 维护工作量小考虑。如TDBWT型调速器是目前国内比较先进的新一代的调速器, 这种调速器具有结构简单、速动性好、可靠性高, 维护工作量少 (基本上可实现免维护) , 既可通过常规方式与计算机监控系统连接, 也可通过串行通讯方式与计算机监控系统连接, 符合整体的发展要求。

2.2 励磁系统

确定选用励磁装置的原则。 (1) 设备须有高度的可靠性和一定的先进性。 (2) 能够很好的与微机监控系统进行连接。 (3) 具有较高的性能价格比。 (4) 运行操作简单, 维护工作量小。经过充分的论证比较, 从安全及技术先进性、发展方向, 运行操作简单, 维护工作量小考虑。如广州电器科学研究所研制的FL-2型微机励磁装置。这种励磁装置可靠性高, 维护工作量少, 既可通过常规方式与计算机监控系统连接, 也可通过串行通讯方式与计算机监控系统连接, 符合整体改造要求。可有效确保励磁系统安全可靠运行。

2.3 自动化测量元件

自动化测量元件选型配置是否合理将直接影响到机组的安全稳定运行及微机监控系统改造的成败。我站对自动化测量元件选型配置的原则是:高可靠性和先进性、维护方便、高性价比、标准化和系列化。

3 微机监控单元的改造设计及选型

在完成基础自动化系统改造后, 开始全面进行计算机监控系统设计选型、安装完成进行调试后投入运行。

3.1 计算机监控系统的主要监控对象及全厂需要监控的信息量。

3.2 选用微机监控系统的原则及要求

(1) 按照无人值班 (少人值守) 的原则, 既要实现站内的监控, 又能实现远程监控。 (2) 监控系统须有高度的可靠性和一定的先进性。 (3) 应采用成熟的、可靠的、标准化的硬件、软件、网络结构且有足够的备品备件和技术长期的服务支持。 (4) 监控系统软件应采用模块化、结构化设计, 保证系统的可扩性, 并满足功能增加及规模扩充的需要。系统应具有冗余容错设计, 不会因局部的故障而引起系统误操作或降低系统性能。各LCU应能脱离主控级独立运行。 (5) 选用全开放、分布式的系统结构, 系统配置和设备造型应适应计算机发展迅速的特点, 具有先进性和向上兼容性。 (6) 监控系统必须响应速度快, 可靠性和可用率高, 可维护性好。 (7) 监控系统实时性好, 抗干扰能力强。 (8) 监控系统应有与工业电视系统、火灾报警系统、闸门监控系统、大坝监测系统、水情测报系统、机组状态维护系统等通信的接口。 (9) 具有较高的性能价格比。

结合现场实际情况, 天生桥二级电站采用SIEMENS S7-300 PLC作为现地控制单元, 采用PROFIBUS-DP现场总线通信控制方式, 全站设备实现远程监控功能。

4 监控系统结构改造设计与选型

4.1 监控系统设计原则

(1) 电站按无人值班 (少人值守) 原则设计。 (2) 电站自动化系统应满足中国南方电网调度自动化的要求。 (3) 电站采用全计算机控制, 不设常规布线逻辑控制设备。 (4) 计算机监控系统应具有可靠、完善的监控功能, 良好的开放性, 以确保系统的可扩展性和移植性, 保护用户的硬、软件投资。 (5) 计算机监控系统应具有容错功能, 主要控制设备采用冗余配置。 (6) 计算机监控系统采用分层分布式结构, 保证系统中任何局部设备的故障均不影响监控系统总体功能的实现。 (7) 监控系统中的现地控制单元和各就地设备应能独立工作。

4.2 监控系统目标

(1) 对电站主要设备进行监视和记录。 (2) 对电站主要设备实施自动控制或直接控制。包括机组的开/停机、有功/无功调整均由计算机监控系统完成。 (3) 机组事故紧急停机、公用设备的启/停及自动切换操作由计算机自动完成, 无须人工干预。 (4) 实现电站运行管理自动化。 (5) 对重要故障和事故进行语音报警及电话报警。 (6) 实现与上级调度部门的通信。电站的主要控制和监视功能均能在上级调度部门实现。 (7) 电站按“无人值班” (少人值守) 设计, 待条件成熟时, 逐步过渡到无人值班、关门运行。

4.3 设备选型

本电站计算机监控系统分为集控中心、厂站控制级、现地控制级三层。

集控中心设备包括:主机兼历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、GPS时钟装置、网路设备、打印机等

厂站控制级设备包括:SCADA兼AGC/AVC主机、历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、网关工作站、厂内通信工作站、报表及电话语音报警工作站、GPS时钟装置、网络设备、打印机、UPS及便携计算机等。

现地控制级设备包括:现地控制单元 (25套) 。

天生桥二级水电站计算机监控系统选用SSJ-3000型水电厂计算机监控系统, 采用基于UNIX操作系统跨平台的全分布开放系统结构的NC2000监控系统软件。

5. 辅助设备自动化改造

进行水电厂辅助设备的自动化改造, 对其系统设计、优化配置和适应性方案的研究是改造成功与否的关键。

5.1 改造方案探讨

目前, 国内水电站辅助设备的控制有统一的集中控制操作和分散控制集中管理两种模式。由于其分散性和差异性特点, 如果采用集中控制的改造方案存在如下弊端: (1) 线路改造量大、人力、物力消耗大; (2) 集中控制的面越宽、量越大, 一旦控制系统故障, 其影响和造成的后果也越严重, 对故障的分析和处理也造成困难, 而不象分散控制系统可以将这种风险限制在较小范围。因此, 分散控制集中管理的模式, 是辅机控制的首选方案。在确立控制模式之后, 应严格以“无人值班 (少人值守) ”技术要求为依据制订相应改造方案。首先, 测控装置本身必须是可靠性高、具有完善功能的独立智能系统, 能够满足一切运行需要, 有完善的保护功能, 具有故障识别和自诊断能力, 而所有的测控元器件也应在相应恶劣环境下满足长期运行和高可靠性要求。同时, 能及时准确地将系统各种信息送入计算机监控系统作集中管理使用, 而计算机监控系统应能通过或跨越辅助设备控制核心间接或直接对控制对象进行操作, 以便在现地控制系统出现异常又不能及时赶到现场处理时紧急远方干预, 而避免故障或事故进一步扩大。只有达到这些技术要求, 才能解除运行维护人员的顾虑, 为真正实现“无人值班 (少人值守) ”目标创造条件。

5.2 关于系统优化配置

要实现上述方案的要求, 系统的优化配置显得尤其关键。 (1) 系统控制核心的确立:可编程序控制器是作为水电站辅助设备控制核心的最理想对象, 其特点是在恶劣的环境中具有高可靠性和长寿命, 用计算机替代继电逻缉、用程序替代硬件布线且编程方便;同时, 其通讯能力和模块化配置使系统与计算机监控系统信息交换和物位量测量、跨越控制等很容易实现, 且其也可以很轻松地完成对自身和系统元器件进行故障识别和诊断的任务。 (2) 关于压油系统外围元器件配置:压油装置的压力测量应采用先进可靠的压力变送器, 其信号通过量值转换整定后, 可以获得监控需要的连续、准确可靠的压力值和整定值;同样, 压油罐和回油槽油位的测量应采用液深变送器以替代传统的浮子信号器来实现。二者共同作为压油罐压力、油位及补气过程的控制依据;而系统还应配置一只压力开关作为事故低油压的冗余出口元件。需要说明的是, 许多电站的压油装置不能可靠地实现自动补气, 多次改造补气阀也无明显改善, 其原因并非只在补气阀本身, 而在于应有一个略高于额定油压的稳定气压和可靠的油位信号, 以及由油压和油位共同参与的补气控制流程。 (3) 关于排水系统外围元器件的配置:由于集水井水质清洁条件差, 有较多杂质、油污、腐蚀性化学成份, 淤积现象也时有发生, 这些情况对液位测量的准确性均会产生影响, 而这将直接降低排水控制系统运行的安全可靠性, 甚至可能造成水淹厂房的恶性事故。因此, 其液位测量元器件配置必须严格把关, 采用适宜恶劣环境且有高可靠性的液深变送器和不同测量原理的液位开关共同完成测量任务, 同时, 软件上应将两路信号经自检和互检作有效性判别后再作为集水井水位控制的依据。由于水泵电机启动不频繁, 工作周期相对较长, 其控制保护可采用先进可靠的接触器组件实现, 对于功率较大的电机则最好使用软启动器完成。另外, 水泵的出水监视、深井泵的润滑水监控、离心泵的灌水控制等, 其监控元器件的配置均应具备良好的适应性和可靠性。 (4) 关于压缩空气系统外围元器件的配置:压缩空气系统的测控包含下列内容:气罐压力测控、空压机出口压力监测、气缸温度监测、冷却水监控、空压机卸载启停以及气系统各级气罐、气水分离器的自动排污控制。这些测控元器件均应先进可靠, 任何一种元器件故障都会导致系统无法正常工作。还有一点值得注意, 整个储供气罐、管路良好的密封性是压缩空气系统正常运行的先决条件。

结束语

以上是我对水电站自动化改造的一些看法, 提出来供同行探讨指正, 以起到抛砖引玉的作用。期望通过大家的共同努力, 使水电站的自动化运行水平得以提高, 为水电厂实现“无人值班 (少人值守) ”目标提供有力保障。

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[4]张永健.电网监控与调度自动化[S].北京:中国电力出版社, 2005.

水电厂自动化 篇9

关键词：电气自动化,现场总线监控方式,优越性,发展趋势

随着科技的进步, 计算机技术的逐渐进步, 网络技术的日益发展和成熟, 水电厂的电气控制实现电子自动化、智能化也是一个提上日程的问题。在水电厂实现自动化监控系统不仅能够在安全经济中运行, 还能坚持检修和运行人员的劳动强度从而降低生产成本和企业减员增效等方面的显著的效果。而在电气自动化监控系统上有着很多的功能, 这些都是推广水电厂电气自动化监控系统的必要理由。笔者就几个方面分析水电厂电气自动化监控系统的功能。

1 电气自动化监控系统的组态模式和基本构建

1.1 组态模式

比较常见的监控模式分为三种, 一种是以集中监控为主, 这种监控方式的优势在于其控制站的防护要求较低、设计的难度较小。但是随着电气设备的数量增加, 机器统计的大量数据不断导入导致主机运算沉滞、电缆的数量也增多、控制的面积变大等现象。这样还可能出现电缆干扰到系统的情况, 使系统的可靠性降低、大量的电缆集中导致火灾的易发等问题。第二种是运程监控方式, 这种方式具备降低安装费用、节省电缆、组态灵活、可靠性较高、降低控制面积等的优点。然而, 因这种方式会受现场总线通信速度的制约, 通讯量的相对过大, 所以该方式较多的应用在小单元系统中。第三种是现场总线监控方式, 就目前来看, 由于以太网技术以及现场总线等网络技术的广泛应用, 尤其是在变电场上已经得到了应用, 为在水电厂上应用电气自动化监控系统提供的丰富的运行经验。加上科技的高速发展, 各种智能电气设备也是日益更新换代, 这些种种因素均给水电厂的电气自动化监控系统奠定了坚实深厚的技术基础。可以说, 现场总线监控已经发展成了一种比较成熟、实用的方式。这种方式专门针对系统的设计, 主要是通过对间隔的情况的分步设计, 来完成间隔的不同构建, 实现不同的功能。该方式不仅兼顾远程监控方式的优点, 还降低了安装器件的成本, 而且通过智能电气设备的就地安装、通过通信线连接监控系统等方面大大的节省的电缆的用量和安装维护的工程量, 从而达到进一步节约综合成本的目的。在各设备的独立功能情况下, 提高了整个系统的灵活性和可靠性, 就算其中的一个装置发生了故障, 也不会对整体的功能造成影响。可以预见, 在未来的电厂计算机监控系统中, 现场总线控制这一监控方式将成为发展的主流。

1.2 电气自动化监控系统的基本构建

水电厂电气自动化系统结构主要按照分层 (级) 分布式的方法进行多CPU的体系结构来设计, 每一层均由各不同的设备以及子系统来组成, 通过合理的搭配来实现各自的功能。从系统整体来说, 二次设备主要可以分为两层:单元层与站控层。站控层, 作用是为单元层之间、监控间和各主机间提供必须的交换信息。而部件又主要分为远动工作站、主机兼操作人员的工作站、工程师维护、工作站通信站、运行工作站。主机兼操作员站, 主要是为了给下层测控单元提供电气运行参数, 并对运行参数进行相应的处理, 此外还要完成远程控制的工作;远动工作站, 主要是为了远程连接远动中心和监控管理系统, 从而实现传送电厂电气系统部分运行信息与远动中心的传送, 同时接收远动中心送来的信息, 并实现定值远程管理等功能;运行工作站, 亦称操作员工作站, 主要是为运行人员提供实时监控电厂电气系统的运行自动抄表、运行工况、小电流接地选线、设备管理、故障信息管理等高级应用软件;工程师维护工作站, 其作用是给维护技术人员进行界面、数据库、报表等的网络监视维护和修改维护等, 此外工程师维护工作站还充当培训工作站, 对工作人员进行仿真培训, 并对操作流程进行必要的预演等;通信站是用于连接电厂MIS、DCS、SIS等系统的信息。

2 系统的实际功能

2.1 采集数据和处理操控

系统的现场测控单元采集有关的信息, 并对故障、事件、变位信号、状态、和模拟量越限和正常的信息等都进行对应的检测。预处理数据的各种合理性校检, 并且利用网络对主控级进行实时数据库更新。采集一下的信号类型:开关量、模拟量和脉冲量。模拟量分为电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度和频率。而脉冲量又分为有功电能和无功电能。开关量分为断路器和隔离开关及接地开关的安全自动装置、位置信号和继电保护装置的报警、动作、运行监视信号等等。主控级、中控室以及现地操作面板通过分析发出命令, 现场机组接收后完成各种控制和调节任务: (1) 设备的正常开停机。 (2) 设备同期装置控制。 (3) 设备事故紧急停机控制。 (4) 设备有功、无功的针对性调节。 (5) 灭磁开关控制。 (6) 刀闸等控制。以及其他一系列任务处理。

2.2 信息显示、监视、记录及报警功能

监控系统主控层通过相关设备对现场控制单元级自动周期性采集获取相关数据, 在存入数据库的同时, 对相关数据进行分析和处理, 通过将整个系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等的具体挂牌检修状态、开关状态等等实时数据整合生成以图形、表格方式给工作人员。

通过实时数据库的更新, 显示电气接线图、运行监视图等各种画面在上位机, 生成报警一览表和模拟量等的趋势曲线, 对设备的运行数据和状态进行实时监控并显示, 相关工作人员可以通过监视器时刻清晰的监视全站的实际操作过程和运行状态。在设备发生事故时, 监控系统会自动将动作的自动安全装置、断路器信息和继电保护, 包括动作性质、信号名称、编号、动作时间以及信号状态等通过时间顺序一一记载, 同级车事件发生的顺序记录表格, 还可以通过CRT显示以及打印机打印输出, 也可以存入存储装置中保存, 为判断人员过失, 分析事故原因, 断路器跳闸顺序及分辨保护动作等提供直接依据。在对实际数据的时刻分析中, 当模拟量达到上限时, 提示并打印报警信息, 对越限对象的编号、名称、越限的参数值及越限时间不断的报告, 并累计越限次数。报警信息可以分辨出预告报警和事故报警, 而且不同程度的报警会表现出不同的颜色和音响。

3 自动化监控的优越性

通过计算机监控实行电气自动化监控, 能够让工作人员便捷的通过控制台进行信息交换等措施。在实际操作中, 操作员可以通过机子实时显示情况进行有效分析, 有效观察, 并快速的发布具体的处理措施, 在监控系统下, 整个水电厂的所有系统都在监控中, 运行人员对此电厂功能运行情况能够一目了然。这样的监控模式, 既可以快速的发现事故, 也能快速的反馈, 从而使得运行人员能够及时做出反应和处理。避免了因为设备故障信息不能及时反馈、甚至人为疏忽的原因导致耽误工作人员的正确处理, 能够快速的阻止事故的扩大。通过计算机等设备的控制, 采用智能的菜单式控制, 操作方便简洁。

4 结语

通过笔者简单的描述可以看出, 水电厂实行电气自动化监控系统是非常有必要的。电气自动化监控系统的优越性不言而喻, 既可以杜绝大量的人员失误, 又可以节约无谓的人员劳动力, 还可以提高设备的准确运行性, 实现电气化自动监控系统显然更加安全、更加可靠、更具有经济优势。

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[4]吴献.工业以太网与低压配电自动化[J].建筑电气, 2007 (1) .

水电厂自动化 篇10

随着我国科学技术的不断进步, 电网系统中智能化发展程度不断加深。通过智能化的方向发展, 实现了自动化精确控制, 实现了电能的节约, 大大提高了电能的利用率, 为不同的用户提供了充分的保障。智能水电厂是智能电网发展的重要组成部分。智能水电厂的发展要适应现代化电网建设的需求, 需要对外界的信息获取更加快捷, 同时能够做出最快的反应, 来适应系统需求。

传统中水电厂必须要有工作人员值班看守, 及时通过电话等设备来获得一些外界信息, 手动对系统进行调节。随着人工成本的不断增加, 智能化水电厂的发展已经基本上可以不再采用人工值班的方法, 大大节约了劳动力。不可否认, 现阶段智能化水电厂的现地自动化系统的发展还存在着一定的不足, 首先多个控制设备间没有统一的接口标准, 一些数据信号只能通过电缆进行传输, 设备间在数据共享方面存在着一些问题, 从而导致调节起来精度无法保障, 后期的运行维护同样也面临着一定的问题。基于IEC61850标准, 智能化变电站通过智能化与网络化的设备, 可以充分实现数据共享, 同时也可以实现智能电气设备之间的信息交流与操作。[1]

1 智能变电站概念

根据相关的标准, 智能变电站的通信体系可以分为过程层、间隔层与站控层。过程层主要是通过一次设备与智能中间件来组成的智能终端或合并单元。间隔层主要是指继电保护装置, 同时也对一次设备进行监控, 通过二次设备来对一次设备进行功能控制;[2]站控层则是实现智能化的核心部分, 通过站域控制、通信系统以及自动化系统来对全站的多个设备进行测量与控制。

2 水电厂控制特点

水电厂的实际控制与变电站运行也有着很多相同的地方。首先它的分层十分类似。传统意义上来讲, 水电厂可以分为厂站层、现地层控制与过程层三大主要部分, 这些分层与变电站的三个分层分别相对应, 这些对应分层的功能与特点。通信控制方式都基本保持一致。所以智能水电厂的建设同样可以以IEC61850标准为基础进行分层。[3]另外智能变电站与水电厂的设备也多存在相同的现象。在变电站中经常见到的一次开关设备、间隔保护器、对时系统中, 在水电厂中同样适用。不过水电厂比变电站控制的对象更多, 除了一些基本的开关变压器设备外, 还有发电机、油水气系统等, 尤其是一些模拟量信号的设备。所以水电厂在发展过程中还需要有自己的特点, 以适应现代电网建设的需求。[4]

水电厂主要有以下几个特点, 首先它的层级间的信号关系相对复杂一些。其次, 信号类型与信号来源较多。再次, 水电厂的现地控制层设备间的控制关系更加复杂。水电厂以发电机组与开关站为单元, 发电机组控制包括监控、保护、砺磁等子系统。[5]

3 水电厂现地自动化系统技术现状

水电厂的继电保护目前仍以微机为主, 它的功能、结构都与变电站上的继电保护装置类似, 但在保护对象上有所不同而已。[6]水电站现地控制单元的监控系统主要是以PLC为控制中心, 它把信号进行采集并处理, 转化为可以执行的现地设备控制命令, 通过以太网传输到后台计算机处理中心进行备案。PLC信号处理以模拟量为主, 本身并不会对数据进行分类加工处理, 只是进行数据上报。由于智能化的数据只通过通信串口方式进行数据交换, 这将会对传统的水电站监控系统提出了更高的要求, 需要做出较大的改变。[7]

4 智能水电厂现地自动化系统设计

首先, 智能水电厂自动化方案中可以采用智能变电站相同的分层结构, 现地控制由SMV来实现电子互感器信号采集, 由GOOSE网来对智能一次设备与测控装置进行信息交换与操作, 由MMS网来实现现地控制间、厂站间的信息交互。[8]

其次, 智能水电厂现地自动化系统要避免传统方案中监控信号大集中的问题, 需要根据不同的监控对象进行区分, 把每一个监控对象都设计成为智能化系统, 通过IEC61850标准接口实现控制, 如智能开关、智能转速装置等, 这些独立功能的实现就需要独立的子系统进行精确控制, 信号当然要单独采集与储存。[9]目前部分水电厂硬件设施不足, 在目前的发展现状下, 可以通过全并单元或智能操作箱的智能测控方式, 来实现IEC61850标准接口。由于现地控制层与过程层间的信息交互与相互操作, 可以实现相互间的控制闭锁, 这些都是通过GOOSE来实现的, 这一协议大大保障了操作的时效性, 但由于在此协议上的信息量十分巨大, 可以根据不同的电站实际情况在同一机组内分为多个GOOSE子网, 提高整个系统的运行性能。

5 智能水电厂现地自动化系统研究发展趋势

虽然目前已经有多个水电厂已经开始了智能化的技术研究, 但整体仍然处于基础研发阶段, 技术发展并未完全成熟。目前已经有多个地区实现了智能化建设的初步阶段, 这些控制装置的实现为智能水电厂技术的发展提供了方向。在未来, 将会向着对象建模技术方向发展。在IEC61850标准中增加了多个水电厂专用逻辑节点, 共涉及到了电气、机械与传感器等多个功能领域。不过IEC61850标准中一些需求信号并没有明确定义。其次要不断开发各种新型的控制装置;最后, 要不断开展更多的操作试验, 为了提高控制可靠性, 要针对不同的供应商, 提高试验的准确性与可靠性, 为智能化水电厂的发展提供强力保障。[10]

6 结束语

随着现代计算机信息技术的不断发展, 智能水电厂将是未来发展的重要趋势, 现地自动化系统涉及到的对象十分复杂, 它的实现将是对传统水电厂发展的一种革新与改造。在智能化发展过程中, 需要科技人员与其他所有工作人员共同努力, 为实现我国的可持续发展寻找更加适合现代社会发展的技术方向与发展目标。

参考文献

[1]刘观标, 李晓斌, 李永红, 等.智能水电厂的体系结构[J].水电自动化与大坝监测, 2011, 1:1-4.

[2]王德宽, 张毅, 刘晓波, 等.智能水电厂自动化系统总体构想[J].水电自动化与大坝监测, 2011, 1:5-9.

[3]严杰, 蔡守辉.智能水电厂现地控制单元发展趋势[J].水电自动化与大坝监测, 2011, 2:1-4.

[4]王德宽, 张毅, 刘晓波, 等.智能水电厂自动化系统总体构想初探[J].水电站机电技术, 2011, 3:1-4+128.

[5]胡少英, 李永红, 谢凯, 等.基于智能水电厂的水调自动化系统及其应用[J].水电自动化与大坝监测, 2012, 1:15-17.

[6]张红芳, 彭文才, 闽峥.智能水电厂现地自动化系统技术分析[J].水电自动化与大坝监测, 2012.

[7]赵雪飞, 徐洁, 张红芳, 等.智能水电厂现地自动化系统[J].水电自动化与大坝监测, 2012.

火电厂热工自动化技术改造分析 篇11

关键词：火电厂 热工自动化 改造

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0048-02

自动化随着电力事业的发展，机组容量的增大，火电厂热工自动化程度不断提高，热工监控范围不断扩大，使得热工自动化设备和系统在火电机组安全经济运行中的作用愈来愈显得重要，而目前，电力生产企业的热工自动化系统也处于不断的升级改造当中。作为机组主要控制系统的DCS，火电厂热工自动化已在控制结构和控制范围上发生了巨大的变化；另一方面随着厂级监控和管理信息系统、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用，给热工自动化系统注入了新的活力。本文呢在深入探析我国火电厂热工自动化技术发展现状、DCS功能范围的基础上，提出汽轮机控制系统改造优化方案，为火电厂热工自动化技术改造提供了理论指导。

1 热工自动化的现状

热工自动化技术是对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、决策，达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。其中，测量装置和执行机构在原理和结构上没有新的变化，只是引入了智能化、网络通信接口、微处理器等，可以实现计算机远程设定、控制，逐步向现场总线方向发展，其核心已逐步由计算机控制系统取代。未来一段时间里，现场总线将与DCS、PLC相互依存发展，现场总线借助于DCS和PLC平台发展自身的应用空间，DCS和PLC则借助于现场总线完善自身的功能。

2 DCS改造的现状及其功能范围

随着科学技术的不断发展，DCS系统成为火力发电厂不可缺少的重要组成部分，其精准高效的自动化程度，得到了相关专业人士的认可。从指标测试和运行状况来看，通过DCS改造之后火电厂机组的系统功能指标大致都已经达到了设计的基本要求，即：完善的人机界面交互功能和画面监控功能；同时顺序控制系统也实现了热力系统的辅机和相关设备按顺序和时间间隔自动动作，从而在很大程度上减少了人工操作，最终保证了设备运行的的安全性；系统的调节品质都大大优于原系统，热工自动投入率达到100%，机炉协调控制系统的投入，使机组运行中主要热力参数控制稳定，AGC投入使机组对电网负荷适应能力增强。其控制功能情况大致如下。

（1）单元机组DCS系统

典型的DCS网络系统由过程控制层、控制管理层和生产管理层组成.过程控制层采用现场总线技术，将现场总线接口模件作为DCS I/O模件连接现场总线智能设备，从系统上将热工控制与电气控制合二为一构成单元机组DCS-FCS控制系统。

（2）公用DCS系统

燃油泵房、仪表及检修用压缩空气系统、热网系统、脱硝氨气站、厂用电公用部分等纳入机组公用域监控，可分别由任一单元机组DCS操作员站进行监控，正常运行时通过闭锁由#1机组操作站监控，当#1机组检修时，监控权可切换至#2机组操作站监控。

（3）辅助车间DCS系统

锅炉补给水处理、工业废水处理系统、净水站、综合水泵房、污水处理系统、电除尘、气力除灰、机械除渣、汽水取样及加药系统、集中空调等辅助车间组成全厂辅助车间分散控制系统。

监控布置为“3+1”即“3分散+1集中”，即在现场水、煤、灰3个分散控制点分别设置操作员站和控制柜，同时在主厂房集中控制室内也设置操作站，与现场操作站的通讯连接采用光纤。

3 火电厂热工自动化技术改造策略

（1）提高机组整体运行水平

通过改造要做到降低煤耗、提高可用率、减少运行人员，并能实现AGC和适应调频调峰要求。因此，老机组自动化改造工作不能独立进行，必须与主机、辅机的技术更新工作配合进行。完善的自动化只能建立在可控性好的机组和可靠性高的自动化装置基础上，任何脱离主辅机改造的自动化改造都是难以取得实效的。

（2）变频器突破高端路线

随着国民经济的发展，各行业的生产规模增大，所使用的高压电动机的容量也越来越大。高压交流大功率电动机直接启动会造成许多危害，如对电网造成电压的下降，影响共网其它设备的正常运行；再则会对电动机及其所带设备造成冲击，加速设备的老化和损坏，增加设备的维护量。故高压交流大功率电动机的启动成为各行各业日益关注的问题。相比传统的软启动方式，火电厂变频器软启动装置不仅具备体积小、重量轻、启动重复性强、维护保养简便、系统效率高等优点，还可以在限流的同时保持较高的启动转矩，实现真正的平滑启动过程。其特有的多单元串联结构，无需额外配置滤波装置，就可以很好地满足国家相关标准对谐波失真的要求。作为目前技术指标最优异的软启动设备，广电电气还具有国产化所带来的价格优势，实现了极高的性价比，化解了进口高压变频装置价格昂贵的矛盾，在工业生产快速发展的趋势下，无疑将成为客户解决高压交流大功率电动机启动问题的最佳选择。

（3）节能环保高压变频技术应用

近几年，由于能源紧张及生产工艺等各方面的要求，使用高压火电厂高压变频器已成为大型生产企业节能工作的必由之路。

高压变频器装置主要由移相变压器、功率单元、控制系统、旁路柜、水冷却系统等部分组成，另外还可根据需要配置输出LC滤波器。装置的每一相都由三个功率单元串联构成，共包括9个功率单元。每个功率单元的主电路结构完全一致，单个功率单元为基本的“交—直—交”逆变电路，主要包括桥式整流电路、直流滤波电容、桥式逆变电路等。移相变压器二次侧输出的三相交流电通过三相整流桥变换为直流电，再输入逆变桥（H桥）进行逆变。通过对开关器件的通/断状态进行SPWM控制，逆变桥可以输出频率和电压均可调的交流电。输出LC滤波器可以对输出电压进行滤波，使输出波形非常接近于正弦波。装置具备旁路功能，在变频器检修期间可以将其旁路，同时将6kV/50Hz交流电源接到电动机，以保证电动机运行的连续性。装置通过改变施加到高压电动机上的电源的频率和电压，可以实现高压电动机的调速运行，可以大幅度地节约电能。

4 结语

随着国民经济的发展，各行业的生产规模增大，所使用的高压电动机的容量也越来越大。高压交流大功率电动机直接启动会造成许多危害，如对电网造成电压的下降，影响共网其它设备的正常运行；再则会对电动机及其所带设备造成冲击，加速设备的老化和损坏，增加设备的维护量。但是经过热电行业的技术改革，可以在很大程度上解决这一问题，从而使热工自动化系统得到了深度的优化。

参考文献

[1]于金芳，刘涛.电厂热工自动化技术分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2008（8）.

[2]張擎.浅论火电厂热工自动化的现状与进展[J].科技传播，2010（15）：58.

水电厂自动化 篇12

1.1 组态模式

由于现阶段以太网以及现场总线等网络技术在变电站综合自动系统中得到广泛的应用, 运行经验非常丰富, 再加之智能电气设备的快速发展等, 均为水电厂电气系统实现自动控制奠定了坚实的技术基础。基于现场总线的监控模式提高了系统设计的针对性, 设计过程中可以按照间隔情况来进行, 间隔不同, 其所对应的功能也不同。基于现场总线的监控模式与远程监控相比, 不仅包括其全部的优点, 而且远程监控模式中所用到的隔离器件、端子柜以及模拟量卡件等设备均大幅度减少, 此外, 智能电气设备还可以实现就地安装, 通过通信线连接监控系统, 从而大大节约了控制线缆及相应的安装维护成本, 使得系统组建的综合成本得以大幅降低。

1.2 系统构建

水电厂的电气综合自动化控制系统的结构按照分层分布式多CPU体系进行设计, 不同的设备及子系统组成不同的结构层, 实现其所对应的功能。就整个系统而言, 其二次设备可以分为站控层以及单元层两层, 其中站控层设置以太网, 其主要作用是实现主机之间以及监控机和各单元层间的信息交换, 具体的工作站包括运行工作站、远动工作站、操作工作站以及通信站和维护工作站等。其中运行工作站的主要作用是对电气系统的运行进行实时监控;操作工作站的主要作用则是处理下层测控单元的电气运行参数以及进行远程控制;通信站的主要作用则是实现自动控制系统和水电厂其它系统的连接及信息共享;维护工作站的主要作用则是供系统工程师针对系统的数据库、操作界面以及报表功能等进行修改与维护, 并对网络监视设备进行维护。此外, 维护工作站还可以兼作技术人员培训工作站, 在该模块进行操作流程的预演, 并对运行工作人员进行培训和仿真操作等。

2 水电厂电气监控系统的具体功能

2.1 基础功能

2.1.1 数据的采集及处理

系统的现场测控单元的主要作用就是采集相关信息, 对事件、系统运行状态或者变位信号、模拟量以及故障情况、越限信息等进行检测, 校验数据的合理性以及其它的预处理, 并将数据库实时更新。数据采集信号类型包括模拟量、状态量以及脉冲量, 其中模拟量的主要内容包括电流电压、有功及无功功率和频率、温度以及功率因数等;状态量的主要内容则包括断路器及隔离开关、接地开关的位置信号、继电保护装置与安全自动装置的动作及报警, 还有相关的运行监测信号等;而脉冲量主要为有功及无功电能。

2.1.2 画面显示

系统的模拟画面可以将一次设备及整个系统实时运行状态真实的再现, 系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等实际开关状态、挂牌检修状态等等均可以实时的显示出来, 并自动生成历史趋势图。

2.1.3 运行监视及报警

CRT (Cathode Ray Tube) 即采用阴极射线管的显示器, 它可以将开关站的实时运行信息, 诸如系统运行状态、操作指导以及设备的相关参数等完整的显示出来。系统中采用两个CRT终端, 可以分别显示不同的信息, 而且可以独立、同步的生成相关的报告及画面显示。如果模拟量有所越限, 还可以将报警信息及时做出反映并打印出来, 显示的报警信息主要内容包括越限对象的名称、参数值以及编号和越限时间等, 而且可以将越限的次数累计计算。此外, 报警方式又分为两种, 即事故报警及预告报警, 两种方式的报警要以不同的颜色及音响加以区别。

2.1.4 操作控制

操作控制的模式分为就地控制及上位机或者DCS系统。操作命令的优先级设置按照先就地控制再进行上位机或者DCS控制的顺序实现。保证设备现场与远程监控互相结合并互相协调, 实现远程监控与现场常规监控的和谐统一, 以保证控制操作控制的安全性及一致性。

2.1.5 事件记录

如果设备在运行过程中出现故障问题, 则系统可以把动作的继电保护、断路器信息以及相应的安全自动装置信息记录下来, 其具体内容可以细化到信号的名称、编号、动作的性质、信号的状态及动作的时间等, 并按照实际发生的时间顺序生成事件顺序记录表格, 并通过CRT显示或者打印输出, 也可以存储到硬盘中长期保存。后续针对系统的故障起因以及保护动作的判定等均可以此为依据。

2.2 高级功能

2.2.1 电气设备的管理

其主要功能包括电气设备管理的台帐、维护记录及相关档案的保护及自动设置, 并且电气主站系统可以实时的进行在线设备管理, 比如对设备动作的实时状态进行统计, 将统计结果输送至MIS系统 (Management Information System, 管理信息系统) , 对该系统数据进行补充。

2.2.2 故障信息管理

系统故障信息管理功能包括针对动作以及常规事件进行信息记录、追溯、重演以及录波分析等, 其中事故重演和录波分析在进行事故原因分析时有着重要的现实意义, 可以有效的进行事故防范。

2.2.3 自动发电控制

自动发电控制功能是根据预定好的条件及要求, 通过快速且经济的方法对电厂的有功功率进行自动控制, 从而更好地满足系统的要求。自动发电控制技术是以电厂的安全运行为前提, 遵循经济运行的原则, 以实际运行中运行方式及运行工况的不同, 针对全厂的机组制定出实时的控制决策, 从而电厂机组的运行台数、机组的组合及相关的负荷分配就由该自动发电控制技术来决定, 使得系统频率或者全厂的有功功率自动保持着当时的设定值, 使得电厂整体自动运行的水平得以进一步提高。

参考文献

[1]钱素娟.浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势[J].沿海企业与科技, 2009 (10) .

[2]张坚.低压电气自动化在水电厂监控系统中的应用[J].科技天地, 2010 (4) .

[3]吴献.工业以太网与低压配电自动化[J].建筑电气, 2007 (1) .