水电厂微机监控系统的应用

【摘要】为了确保水电厂安全、稳定的运行，实现“无人值班”（少人值守），建立现代的生产管理体系，就必须以微机监控系统为基础，对水电厂进行系统化全方位地监控.以确保水电厂的安全、可靠、管理高效。而要合理的利用好自动化的微机监控系统，就必须全面系统的掌握水电厂自动化微机监控系统的基本组成、基本配置、功能划分等基础理论。本文主要对水电厂的微机监控系统进行大致的讲解，以及对其常见问题进行系统的分析并着力提供解决方案。

【关键词】水电厂；自动化；微机监控

引言

目前，随着我国高新科技的不断发展、电子设备的不断完善，计算机的应用也越来愈广泛，展现出蓬勃的生机和强劲的活力。因其可以实现绝大多数行业应用技术以及管理的自动化监控，其发展前景被业内人士普遍看好。而水电行业作为关乎国计民生的支柱行业之一，其生产运行过程中的安全性不言而喻。为了强有力的保证水电厂自动化的安全运行，微机监控系统是必不可少的一道重要“防火墙”。随着我国微机技术的不断探索和提高，对水电厂自动化的微机监控系统的要求也在不断提高。随着水电厂自动化微机监控系统的应用，一些附属系统也开始进行自动化控制，主要采用了PLC技术。这就使得水电厂自动化微机监控系统的使用方案产生了质的飞跃，水电厂生产设备运行的稳定性得到了极大的提高。

1　水电厂自动化微机监控系统介绍

1.1　水电厂自动化微机监控系统的基本组成

主站级与现地控制单元组成了目前我国水电厂自动化的微机监控系统，它们之间主要通过各种的通信介质以及网络设备相连接。主站级通常会拥有多台计算机，其辅助设备主要有不间断电源、及同步对时装置、打印机以及调制解调器等装置。此项目使水电厂全天无人值班的想法成为了现实水电厂自动化机组的现地控制单元的设备主要包括了控制开关、PLC、转速信号装置、同期装置、以及剪断销信号装置等。数据采集装置可以集中完成覆盖整个水电厂的信号采集工作。通常情况下，对于信息处理量比较大的水电厂，还会配置带触摸屏的数字化处理单元或者是一体化的工控机。而对水轮发电机组的调节、监测和控制等工作，则主要由现地控制单元来完成。

1.2　水电厂自动化微机监控系统的基本配置

通常情况下水电厂自动化微机监控系统能够监测、调节、控制的设备范围是微机及其相关设施，主要有：数据集中采集装置、PLC、同期装置、控制开关及仪表以及由主机厂家配给的配套设备，包括：转速信号装置、剪断销信号设备等。以我国目前的科学技术水平，能够为水电厂配备超大容量的硬盘，能够非常迅速的输入输出超大容量的信息集成，加之还可配置刻录光驱，使水电厂自动化微机监控系统可以存盘超大容量的信息。

1.3　水电厂自动化微机监控系统的功能划分

对整个水电厂的主设备进行实时的监控、数据注入、调节、控制的工作主要由水电厂自动化微机监控主站级计算机来完成。与上级调度信息的进行通信管理的功能也属于其工作范畴。配合主站级的指令，现地控制单元的主要工作是对整个水电厂的设备进行自动化的具体操作控制，于此同时，也能够在主站级计算机或者是网络出现故障的情况下，独立完成设备自动化的具体操控。这种情况下的控制可以是手动完成的也可以设置为自动完成。

水电厂自动化微机监控系统的通信方式可以分为两类，一类为内部通信，另一类是外部通信。内部通信主要是与主站级的服务器、自动保护装置、励磁装置、工作站、以及现地级LCU等之间进行信息的交流；外部通信主要包括了：水电厂的自动化微机监控系统和上下级进行信息调度、水库和闸门监控系统、船闸视频监控系统、大坝监测系统以及水情监控系统之间进行的信息交流等。

2　水电厂自动化微机监控系统的常见问题与分析

2.1　自动化微机监控系统中的电源问题分析

通常在水电厂自动化微机监控系统的控制层应配备有两种电源，即直流电源和交流电源。对于水电厂自动化微机监控系统的自动化装置以及LCU应该采用交直流电源交互使用的方式，以便某个单电源出现故障时可以采取互相切换、互为备用的应急供电方式。而为交直流电源装置选择电压时要保证可以在一般情况下进行交流电源供电、直流电源备用的方式，从而减轻直流电源供电系统的负担。大量水电厂自动化微机监控系统的运行经验证明，UPS在现场环境下运行，使用寿命较之正常情况要短促的多，并且以目前的技术UPS的维护是比较困难的。因此，这种运行方式不宜采用，通常情况下可以采用在直流电源供电的基础之上配备一台逆变装置即可。水电厂的自动化微机监控系统主站级设备的电源运行环境一定要达到国家环境质量标准，通常建议采取交流电源加逆变装置的供电方式。这种方式安全、高效，符合我国现有的技术条件。

2.2　自动化微机监控系统与励磁、调速系统接口的问题与分析

通常自动化微机监控系统与自动化设备采用DIO（开关量）接口与通信两种方式进行。以DIO方式为例，由于其交换信号是对应的，能直观的反应接线问题，因此系统的调试与故障检测，但是它的缺点是接线较多，部分控制功能如有功与无功调节都必须在LCU中进行PID程序的调节，假如出现PID的数据参数不正确就很容易造成调节性能的不稳定。

3　微机监控系统在水电厂中的应用

3.1　监控系统中效率检测系统的应用

水电厂水轮机组的效率高低对整个水电厂的经济运行起着非常的关键的作用。通过对水电厂水轮机组的实时检测，既可以用于水电厂机组在工程竣工时的竣工验收标准，又可以对机组运行性能进行长期的不间断的监测，从而提供在不同的水流以及工作情况下的水轮机组的实时的工作数据，为确定电厂经济运行的开机台数、机组的符合优化配置以及水轮机组的在线检修等提供第一手的数据参考资料。

3.2　水电厂电能监测系统的应用

水电厂的发电机、输电线路以及主变关口都安装了电度表，传统的对电度量的采集一般是采用电度表输出电压脉冲到微机监控系统中的方式来完成的，这种方式无法保证监控监测电度量的正确性，加大了系统维护的工作量。因此，要采用智能化的电度表。智能型的电度表具有智能的通信接口，可以完整的保存电度表的数据值，并且可以随时的通过通信接口刷新度表数据值。从而实现与水电厂监控系统的信息共享，为水电厂的经济运行提供更加可靠的依据。

3.3　水电厂on-call系统的应用

该系统可以根据微机监控系统的报警信号产生通知信息，被通知者可以根据通知信息的优先级别对事情进行处理，提供实时的报警通知，将水电厂设备现场的情况通过智能设备的处理，经过警报、电话等多种的通信手段，在第一时间内传输给相关的工作人员，以便及时地做出反应。该系统还提供了灵活丰富的组态界面，可以让监控人员或者是操作人员通过界面对各种要求快捷的进行定义，从而实现各种复杂的功能。

4　结束语

基于水电厂自动化的微机监控系统应用，不仅能够确保水电厂安全稳定的运行，而且还可以提高水电厂的工作效率，降低人力管理成本，并能够接入水电厂的MIS信息平台，是水电厂非常关键的组成部分。