论自动化监控系统在水电站运行中的有效应用

论自动化监控系统在水电站运行中的有效应用

莫书杰

广西桂冠电力股份有限公司大化水力发电总厂 广西河池市 530800

摘要：随着我国社会主义经济的进一步发展，科学技术也带来了极大的极大的发展与进步，水电厂的设备和电气制造系统的智能化建设是推动水电厂设备和电气事业发展的重点。自动化监控系统在水电站运行中的有效应用，一方面可以极大地推进水电站的工作效率，并且能够降低事故出现的风险，另一方面，可以减轻工作人员的工作难度，降低人力成本，因此水电厂建设的自动化过程对于水电厂建设的各种方面来说都有利。

关键词：自动化监控系统；水电厂；应用

一、水电厂电气自动化的基本结构

水电厂的系统电气安全自动化管理系统的分层结构，主要指的是根据系统分层结构设计的管理方法，可以同时进行多层的CPU的系统结构设计，每层上都有不同的驱动装置，实现了不同的电气自动化管理功能。

从一个企业自动化网站整体监控系统设计角度分析来看，设备主要将其划分为上下两层，分别是一个站内监控层与控制单元层，每层与监控主机之间，主要通过一个站内监控单元层互相进行连接，为它们之间连接提供必需的移动互联网数据交换。具有工作性的各种运动器材站，主要工作目的就是作为连接到运动管理中心与监控器的两个中心，将信息传输传送到发电厂的电气系统。

运行一个手动工作站，给手动操纵者会带来极大的工作复杂性和困难。工程师网络维修站的主要工作，是对网上的各种会计数据和财务报表信息进行网络上的监视与数据修改，或者网络维护等，工程师的网络维修站还可以担任相应的技术培训员，对于维修站的相关工作人员，对其进行相关职业信息技术基础知识和相关专门知识的系统培养。

通讯站就是与发电厂内各个微电子系统之间的通讯信息相互交换联系的基站。

水电站中的上位机和下位机也是自动化重要的组成部分。通过水电站上位机的控制部分，发出指令，接收反馈信息，下位机则接受指令并执行，同时把信息发送给上位机，从而达到自动化监测的目的。

位于水轮发电机层、开关站等设备附近的控制部分，称为现地控制系统。根据现地控制单元的功能，现地控制单元一般应由数据采集处理装置、信息显示装置、顺序控制装置与过程控制装置组成。

二、电气自动化监控技术的优越性

（1）监管效率更高

在其实际工作中，相关人员可以通过监测和控制系统实时显示设备的工作状态，对各个电厂装置的运行状态情况等数据进行观测和有效分析，在检查中发现存在的问题时，可以及时地相应具体的处理方案。运用电气工程自动化的监测和检修技术，电厂所有设备和系统都在监测的范围内，相关的管理与操作者对电厂各个设备的运行情况也是一目了然。这样的监测模式，不仅能够快速地发现事故风险，还能够针对具体的事故做出及时地反映，使得工作人员更好地做出快速而正确的反应和处置。从而避免了由于设备的故障不能得到及时反馈，或者是由于人为的疏忽等原因导致的数据处理不及时，能够最大程度地减少和防止事故的扩展。

（2）无人值班，少人值守，减少人力成本

水电站工作内容极其繁杂，传统的电站监测需要耗费大量的人力，而人工监测效率低、时效性差，且会增加水电站的成本投资。电气监测系统自动化可以通过实现自动监测系统为实现电气信息的采集、处理，以达到全面、24小时的监督效果，可有效地避免电气系统的各种问题，有利于实现电气系统提供稳定的实施，保证水电站的工作效率，从而不需要人工值班，或者尽可能的少人值班，就可以随时掌握水电站突发情况，从而在水电站经济效益上尽力节省人力成本。

三、电气自动化监控系统的组态模式和基本构建分析

1.电气自动化监控系统的组态模式

(1）遥感器是一种远程监测的方式，这种监测方式主要具备了降低设备的安装成本、节约了电缆、组态灵活、可靠性更高、减少了控制范围和占地面积的诸多优点。然而，该方式可能会直接受现场总线通讯速度的限制，通讯数据容量的相对太大，所以该方法较多地被应用于各类小单元的系统中。

(2）现场总线的监控发展已经形成了一种较为成熟、实用的监测方式。这种方式专门针对整个系统的特点进行设计，主要目的是通过根据间隔的特殊情况分步进行设计，来完成各个间距的不同组织，实现各种功能。该监控方式不但充分兼顾了遥控器件远程监测方式的特殊优点，还大幅度地减少了安装监控元器件的费用，而且在智能化电气设备的就地安装、通过通信线路连接的监控系统等各个环节上，都可以大幅度地减少节省电缆使用量，及其安装和维护的时间与工程量，从而更好地达到了进一步节省综合费用成本的目标。在各种设备独立运行的情况下，提高了整个系统的灵活性和运行可靠性，即使其中一个设备或者一个安全保护单元发生了故障，也都不会直接对整个系统的功能产生影响。由此可以看出，在未来电厂的监测管理系统中，现场总线监测这一新型的监测方式必然是发展主流。

2.电气自动化监控系统的基本构建

水电厂自动化监控系统的总体设计结构，按照一种可以分层或者分布式的多功能CPU的体系设计方案形式，来进行总体设计，不同的驱动装置和控制设备，及与其相关的电子系统之间，都会直接形成不同的总体结构层，实现系统相应的控制功能。

就整个监控系统二次监控设备来说，可以将其划分成为工作站点监控管理层，以及控制单元监控层两层，其中每一个工作站的监控层都分别设置了以太网，其主要的基本作用之一，就是为了有效实现各个系统监控主机之间，以及各个监控器和各个控制单元监控层之间的数据信息相互交换，具体的工作站主要有：机车运行设备管理工作站、遥感器管理工作站、操纵设备管理站等工作站，以及机车无线通信设备管理站和机车维修设备管理站等。

其中电气系统日常运行中监控工作站的主要工作，就是对电气系统日常运行工作情况，进行实时的远程监控；电气操作系统工作站的主要工作功能则是负责实时处理下一层电气测控管理单元的所有电气系统执行工作参数，和对其工作进行电气遥感器的实时远程控制；自动通信站的主要工作功能则是为了有效实现自动控制电气系统，和地下水电厂其他测控系统之间的实时互联网信息连接，与其他信息网络资源相互共享；维护系统工作站的主要工作目标，就是为了提供一种新的方法，在未来能够让专业系统工程师们针对系统设计中的软件数据库、操作界面以及系统报表管理功能等细节，作出一些相应的设计修改和优化维护，并对系统网络安全监控中的设备功能作出一些相应的优化维护。此外，维护工作站也可以直接进行制作一个由专业技术人员专门负责技术培训的培训模块，在该培训模块上对操作过程人员进行了模拟预演，并对正常工作运行的维护工作人员全部进行技术培训和仿真维护操作。

四、自动化监控系统的具体功能

（1）计算机。水电站自动化系统也是以计算机为核心，通过使用计算机等设备连接在一起，建立相应的监控模式，便于及时掌握系统的整体情况，一般存在以下模式：以监控系统为主体，计算机作为辅助设备的自动监控；以计算机为主体，通过使用计算机来实现对其他设备的控制。水电站应根据具体需要选择自己的监测方式。

（2）消防。自动化系统应用于消防控制系统，可在水电站内部进行全天候监控，同时也可用于探测关键区域的安全和设备状态监控，如果发现火灾也可及时处理，通过向网络系统传输信息，从而实现自动灭火，使火灾能够得到及时控制，减少火灾给水电站造成的损失。

（3）工业电视。它主要起辅助监控的作用，可以独立于计算机系统使用，从而实现对设备的实时控制，可以提高生产效率，保证安全生产。

（4）基本设备和组件。自动装置或部件能够处理和判断设备及其他相关操作，以确保发电机组及各种辅助设施能够正常工作，并保护设备。自动装置可以控制和调整电路上的组合，并独立于主监控系统应用。

结语

水电厂中实现了自动化、智能化，能够确保水电厂能够在安全、经济的条件下正常运行，减少了工作人员的劳动量和工作任务，节约了生产成本，水电厂建设的自动化过程对于水电厂建设的各种方面来说都有利。

参考文献：

[1]倪用心，陈俊伟，水电厂中自动化监控系统的组成部分[J].上海同济大学出版社，2009（03）

[2]林子菊，江齐中.自动化监控系统的重要作用[J].北京师范大学出版社，2011（12）

[3]刘俊卿，李鹤林.自动化监控系统在水电厂中的应用[J].湖北第二师范学院，2009（08）