水电站电气二次监控及保护配置问题研究李如

水电站电气二次监控及保护配置问题研究李如

李如

中国水电建设集团圣达水电有限公司614000

摘要：我国在国民经济建设的过程中,不断强调地方经济的发展,地方经济发展中,不论是农业生产还是工业、制造业的发展,对水电能源资源的需求量均较大。建设水电站,实现水力发电,对于提高资源的利用率和促进自然环境的保护等具有重要作用,是一项很重要的工程设施。在实际发电的过程中,对电气配置进行有效保护,以及电气二次监控,是整个发电系统的工作重点,一定要结合实际的发展情况,以及发电类型,采取一些有效的保护监控措施。文章对水电站电气二次监控及保护配置问题进行了研究。

关键词:水电站电气；二次监控；保护配置；问题研究

前言：不同行业在发展中，对于水电资源的需求较大，水资源是自然不可再生资源，电力能源供应可以采用水力发电的形式实现，既提高了水资源的利用率，又实现能源资源的节约和环境保护。水电站电气设备安装通常包括一次安装和二次安装两部分，其中二次设备安装，包含机组自动化元件、电气管路、电缆架和机组辅助控制设备的安装，电气二次设备安装对水电站的稳定运行和发电效益具有重要影响，在实际设计中，其监控系统具有多方面的设计原则，对其结构和配置也具有一定的要求，主要严格按照这些原则及要求进行配置和使用，才能发挥出它的作用。

一、水电站二次监控系统设计原则

在水电站二次监控系统进行设计时，我们需要注意多个方面，需要严格按照设计原则来实现系统的正常使用。为了保证系统运行的可靠性，通常会在与水电站正常运行的系统或电气设备采用冗余技术与双重化的设置，且这些技术都需要达到一定的指标要求，如MTBF指标等;在各种机组设备和水电站存在着密切联系的辅机系统需要依据它们具体的作用对监控系统施以直接接入，也可以让水电站监控系统拥有和依靠独立控制器组成辅机控制系统共同的联网能力，这样对于二者的一致性具有很大的作用;在结构配置上，需要考虑到现在飞速发展的计算机技术与信息技术，采用模块化的结构设计是一种很好的方法，它可以有效避免因技术等软件发展过快而导致硬件的过快淘汰，它可以根据现在最为先进的科学技术对结构进行局部更换，进行升级扩充;在结构设计中，还需要考虑到整个水电站监控系统的抗干扰能力，在传播中需要防止电磁波等因素的干扰;为方便人员进行信息的调整和收集，需要在监控设备提供方便的接口;在对控制系统进行选择时，可以采用现在较为主流的PLC远程控制系统，这种系统需要和设备的保护装置及辅助装置及调速器完成信息的沟通，形成主动的配合;对于监控系统的整个运行过程中，相比于传统监控方式，它并不需要过多的人进行值班，只需要少量人对于重要部分进行监管，这样可以节约人力的成本;最后，在电子式电能表与水电站监控系统实现通信时，应该采用较为统一的IEC-60875-104标准，确保电能表可以实现数据的准确采集。

二、水电站电气二次监控及保护配置问题分析

(1)配置问题

水电站电气二次监控装置以及保护装置是水电站中的重要配置，要对水电站的运行状况进行优化，要结合实际情况，对运行程序进行改进和完善，提高水电站电气设备的管理水平，促使其设备运行的经济效益得到显著提高。水电站在实际的运用中，对于自动化运行方面的要求较高，但是一部分的水电站是无人值班、少人值班形式的，在计算机的全程监控下完成统一管理。但是计算机监控并不能完全代替水电站电气二次监控及保护配置作用，这是因为计算机监控为调度中心控制，而水电站电气二次监控及保护配置则可以使用双层的以太网分层系统，实现对现地单元控制和主控。水电站在水电站电气二次监控及保护配置不足和综合管理不当的情况下，影响水电站安全监管和控制系统的有效运行。

(2)监控指标问题

水电站工程项目的建设使用，主要是为了对水电资源进行转换，保证能源资源的供应，水电站中不同的机械设备，在实际的运行过程中，要对设备的安装进行程序设计，对水电站电气二次监控装置和保护装置不断优化，提升设备运行效率。水电站的管理运行直接关系到供电效率，水电站内部引进和使用先进的技术设备，并对水电站电气二次监控及保护配置等完成调试、使用，对于提高水电站运行管理效率等具有重要作用。但是水电站电气二次监控及保护系统的应用，并没有按照国家的规定要求使用冗余技术或双重化设置方式，各项技术性能指标与规定标准不符合，影响电气设备的运行功率。尤其是MTBF指标没有得到可靠保障，给整体系统、部件和单机的使用带来影响，系统运行监控的可靠度不高。

(3)设备选用问题

电气二次设备中的水电机组，在实际的运行过程中，重点是调节、控制相关参数，这是因为电气二次设备的运行情况，对水电站的安全生产、发电效率和供电方面均具有不同程度的影响。水电站电气二次监控及保护配置中选择和使用的设备性能、功率等对水电站运行效益具有直接影响，在计算机网络技术的不断发展中，选择的水电站电气二次监控及保护设备要具有高效能的特点。但是计算机的监控体系中，设备结构设计没有使用模块式的设计方式，导致水电站电气二次监控及保护配置水平不高。且对水电站电气二次监控及保护配置的硬件、软件部分进行结构分类的过程中，没有对硬件设备予以扩充，导致系统规模不够大，无法保证水电站电气控制系统和保护装置的运行效率。

三、计算机监控系统的主要功能

现阶段，很多的水电站都对计算机监控系统予以应用，在监控电气设备时，工作人员数量很少甚至是没有，因此，本文对计算机监控系统的主要功能进行研究，需要从两方面入手，即控制层功能和监控功能。

3.1控制层功能概述

首先，电站的控制层可以对数据和信息进行处理和采集的功能，每一个电站场地都会有一个LCU装置，通过这种装置，可以实现对数据的收集功能，然后通过扫查等工作，让工作人员可以实现对这些采集到的数据和信息进行处理和分析，保证设备的正常运行，也更加适应现场的实际情况，同时，也能对各种参数和标准进行修改。这些采集而来的数据信息主要包括了设备的控制系统等，LCU利用光纤进行传输将数据传送到控制层，还可以将其自动绘制为图标的方式，生动且形象地进行展示。

其次，电站的控制层还具有安全监控的功能，计算机系统在工作的过程中，可以对水电站的各种设备的实际运行状况进行实际的监控，对于设备运行中的一些异常状况，计算机监控系统都能在第一时间发现，并发出警报信号，值班的工作人员听到这个信号，就能在第一时间赶到现场，对故障和问题进行处理和解决，保证设备的正常运行。

3.2监控功能的概述

通过对计算机监控系统的相关设计要求进行分析和研究，发现其主要的要求有以下几个方面:安全运行监控、数据通信、实时调解和控制、系统诊断等。电站在实际运行的过程中，主要有以下几种方式:上级调度中心方式、厂站级远方自动式、现地自动方式。在计算机的监控系统中，通过相关的软件和硬件的设置，技术人员可以对一些没有控制权的设备进行关闭，这样就实现了各个层级之间的控制权，都会在技术人员的手中，技术人员再根据特定情况，进行科学的选择。计算机监控系统在进行监控的过程中，一定要保证其精准性和速度。相关的一些实时监控、安全运行监控、屏幕显示等工作，都能在电站的控制层来进行实现，同时，还能对文件进行打印，对系统进行诊断，对电站的相关设备进行管理和维护等。

小结：输电站项目建设，能够为农业生产和工业发展等提供便利，满足生产能源供应需求。水电站使用的设备类型多样，电气设备包括一次电气设备和二次电气设备，设备安装工程实施中，要根据设备原理和结构特点，对安装程序进行合理的安排。水电站电气二次监控及保护配置在实际的安装使用中，要进行正确的调试，电缆的敷设和连接要正确，二次设备调试和预埋二次管道电缆，均要对施工环节进行控制。水电站电气二次监控及保护配置对系统信号、测量以及装置的保护、控制等，均要实施远程控制和自动化控制，在统一监控、保护中，保证输电站电气设备的安全稳定运行。对于水电站电气二次监控及保护配置的一些系统结构问题和运行管理问题，要采用一定的冗余技术和双重化设计技术，不断提高电气设备的应用可靠性。

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