水电站自动化监控系统的设计及其应用

水电站自动化监控系统的设计及其应用

陈海波

四川金峨发电有限公司四川金口河614000

【摘要】一般来说，评价一个水电站现代化与否的一个十分重要的衡量标准就是其自动化程度的高低，与此同时，水电站自动化也是确保水电站能够安全平稳运行的重要手段，并且随着电动机组数目的不断增多，也能够最大程度上维持水电站能够安全平稳运行。水电站自动化监控系统是一项十分复杂的系统，其包含各种各样、方方面面的知识；随着科技发展水平的逐步提高以及经济水平的逐年上升，水电站自动化监控系统也越来越全面。这篇文章着重讨论分析了水电站自动化监控系统的主要作用、自动化系统设计遵循的要求以及自动化监控的应用与设计。

【关键词】水电站；自动化监控系统；设计以及应用

0、引言

随着科技发展水平的逐步提高以及经济水平的逐年上升，水电站自动化监控系统也越来越全面。但是，国外绝大多数规模较小的水电站基本已经全面实行自动化监控系统，并且已经发展为“无人操作”的模式。相比国外发达的自动化监控技术来说，中国水电站发展仍旧处于落后有待加强阶段，仍旧没有得到国家的重视，没有投入大量的人力物力以及资金，发展及其缓慢，还有许多技术需要开发以及研究。但是，自改革开放以来，中国规模较小的水电站也逐渐赶上自动化的“大车”，在建设时也广泛的应用自动化监控系统。

1、水电站自动化监控系统的主要作用

一般来说，水电站监控中心主要职责包括对整个水电站进行自动化监控、录取有效数据以及对数据进行分析等，其主要的工作机构是上位机或者主控层。一般来说，水电站监控中心的主要作用可以分为：全程监控水电站工作运行的全过程；收集分析全部过程所产生的有关数据；对水电站周边情况进行监控；对工作日志、电量情况、出现的问题以及出现的次数进行跟踪；对故障设备进行及时整修；及时向上级反映水电站工作的状况。

现地控制层一般肩负对水电站日常工作过程中产生的开展收集、分析、监管、处理以及调整的责任。通常来说，其主要作用是：及时对水电站运行过程中产生的数据金属分析与收集；通过现地人机接口对水电站运行过程的现实情况开展有效的监管措施；对水电站运行过程开展实时的跟踪报道；完成自我修复以及自主工作的目标；当与上位机通信出现信号中断之后仍能够独立开展监管工作；与现地部分设备联系在一起，通过信号的方法开展收集信息数据的工作；与此同时，将收集的数据以及信息及时的发往上位机，等待上位机的指示。

2、水电站自动化监控系统的设计以及应用

（1）设计工业电视监控系统。工业电视监控系统是目前进行水电站自动化监控工作不可或缺的重要方法，其一般的作用是能够精准而又及时的掌握被监管对象的实际情况，这样就可以为水电站管理人员的决策提高有力的依靠。水电站监管员工能够通过工业电视监控系统的帮助从而对水电站进行全方位的监控，实时掌握最新资讯，发现违规现象就能够第一时间对其进行处理，可以最大程度上增加设备运行的稳定性以及安全性，从而提高水电站监控系统的自动化程度以及工作效率，与此同时，还能有效的保障电力工作人员的生命安全。一般来说，水电站工业电视监控系统和计算机网络监控系统是分离的，各自运行的。工业电视监控系统进行监控的途径是监控获得的信息通过主系统网络发送到水电站的监控室；而在梯级水电站中，每一个监控系统独立运行，所获得的信息都是通过单独的计算机网络处理之后，发往至各自的监控中心或者决策中心。如果工业电视系统与计算机网络监控系统存在交集，并且经过计算机网络监控系统发送至各个监控中心，就很容易导致各自获得的信息产生干扰，对后期的决策产生巨大的影响，并且对于监控系统的安全性也有着巨大的影响。除此之外，每一种监控系统各自运输信息的速度也各不相同，较其他监控系统来说，工业电视监控系统的传输速度要快的多，因此，如果想要设计工业电视监控系统来对水电站进行监控，就必须加大前期资金的投入。

（2）设计消防监控体系。消防监控系统一般都是设置在相对比较重要的区域，例如：主厂房、主机器以及主配电房等。对于部分极易出现火灾的区域也要设计消防监控系统，从而有效降低水电站火灾发生的概率。现如今水电站消防系统的设计在水电站全部结构设计中占据不可替代的重要作用，特别是在工作员工极度缺乏的时候更显得十分重要，是设计水电站自动化监控系统中十分重要的一个环节。在进行消防供水体系的设计中，设计的重点工作应当放在其应当突发事故反应的速度方面，绝对不可以存在拒绝拧动以及由于失误出现晃动的现象，同时必须考虑其是否能够安全平稳运行，以免出现故障带来巨大财产损失。在自动化消防供水体系中特别要注意的是，绝对不可以存在电气设施消防供水体系出现拒绝拧动以及由于失误出现晃动的现象，所以，应当更多的使用将自动化以及手动化两者互相结合的方法。

（3）设计水力监控体系。进行水电站自动化监控系统设计时，还需要考虑水力监控体系的设计。进行水力监控体系设计的重点内容就是合理使用压力变送器，其余部分的设计可以通过使用液位变送器完成，综上所述，进行水电站自动化设计必须考虑周全。

（4）设计温度监控体系。设计温度监控体系的主要内容有上导冷却水进水口的水温与下导冷却水出水口的水温以及上下导油槽的油温，一般来说，对其的控制主要是过使用温度变压器来实现的。除此之外，制造温度变送器有关掌控温度有关的监控部分的主要内容是出风温度与空冷器进风温度、推力轴承的温度、上下导轴承瓦温以及定子线圈温度等。使用上述区域对温度的参数开展实时监控，即便是处于严重缺乏工作人员的情境下，值班员工也能够通过运行主机来进行对整个水电站的监控工作，一旦发展问题，能够及时进行补救措施，保障水电站可以平稳以及安全的运行。

（5）设计震动以及摆度体系。设计振动监控的区域一般囊括水轮机顶盖以及发电机上机架这两个部门，能够在这两块区域被增加平行以及竖直振动双重的测试点，使用触感器以及监控设备对水电站中无法变更位置的区域进行平行以及竖直振动的实时监控；而在对摆度开展监控管理一般都是在发电机上下导轴承以及水轮机导轴承三个区域的平行方向以及竖直方向都能够设置有关的测试点，在水电站正常工作时，使用电涡流传感设备以及振动监控设备将主轴的摆度放置于自动化监控的区域之内，尽可能保证水电站可以安全以及稳定的进行工作。

（6）设计流量监控体系。一般来说，设计流量监控体系的主要内容有：技术供水以及水轮机流量的监控。在进行水轮机流量的监控工作时，最为广泛使用的方法是蜗壳测流法，能够为往后增加工作效率提供有力的依据。进行供水流量监控的主要内容包括收集技术供水流量的数据、收集上下导轴承冷却水的数据、收集空冷器冷却水的数据以及收集水导轴承冷却水的数据，在上述的五项数据中，除收集技术供水总量的数据是使用电磁流量技术之外，其余的项目都能够使用示流信号器来开展监测工作。

（7）设计液位监控体系。能够进行液位监控设计的区域一般是：上下导油槽的油位、压油槽的尤为、水导油槽的尤为、回油箱以及漏油箱的油位等。在对以上几种设施进行液位监控的过程中，对调相压水水位以及压油槽的油位的监测必须安排模拟量以及开关量多重自动化原材料，而压油槽的油位监测的一般都是依赖国外先进的差压变送器，可以使监测得出的数据更精确，剩余的液位通常能使用液位开关进行监控操作。

（8）设计压力监控体系。值班员工确认水电站能否正常工作的首要标准就是所有设备的压力数值处于正常水平，压力监控通常是使用压力变送器输送信号，监控的一般内容是蜗壳进口处的压力与蜗壳末尾的压力、主机密封处理之后的水压、技术供水的全体压力、压油槽的压力等。通过对上述提到的压力开展监控，值班工作员工就能够在操作室随时随机进行水电站的监控工作，实时监控水电站的变化状况。因为压油槽对水电站的正常工作能产生较大的改变，因此，在对其开展监控工作时还能够增加液位控制开关，最大程度上确保水电站能够正常运行。

4、结束语

目前来说，我国水电站自动化监控系统已经初具规模，能够在某种程度上完成“少人值守”或者“无人值守”的战略目标，同时，在日常工作中能够运用丰富的操作手段、多样的补救措施以及相对高水平的事故处理能力。除此之外，水电站自动化监控系统不仅需要含有各式各样的监控设备、操作步骤以及故障处理能力，还应当具备能够进行及时交流的通信平台，确保通信顺畅。总而言之，目前中国的水电站自动化监控系统仍旧处于提升的状态，需要大家齐心协力，共创美好未来。

参考文献

[1]林益江,张仁贡,毛金辉.基于多协议转化分层分布数据库的农村水电站监控系统设计与应用[J].水电能源科学.2014(04)

[2]刘警豪.自动化监控系统在水电厂的应用分析[J].科技与企业.2015(22)

[3]雷李泽,张毅杰.建立专业电力自动化监控系统的探讨[J].科技展望.2014(19).

【作者简介】陈海波，（1976.5.5),电气工程师,大专,目前从事水电站管理工作.