论无人值班\少人值守”水电厂的运行管理与故障处理

摘要：随着近年来，信息技术和无线通信技术的发展，无人值班、少人值守”水电厂的运行管理已经成为水电厂发展趋势，并且直接影响水电厂的运行效益和水平。为此，在这里从以下方面针对无人值班、少人值守”水电厂的运行管理与故障处理进行了简单分析。

关键词：无人值班；少人值守；水电厂；运行管理；故障处理

中图分类号：TM622 文献标识码：A 文章编号：

随着经济改革的不断深入，电力工业的迅速发展，水电厂的管理也必须要实现自动化和智能化，提高水电厂管理水平、自动化水平、劳动生产效率，最终提升水电厂的效益，进而才能顺应时代的发展需要和市场经济改革的需要。

一、研究背景

水电站运行无人值班（应称少人值守）技术国内就很多，这是一个已经运用成熟的技术，中国的水电站建设和运行管理水平在国际上都是领先的。所谓的无人值班、少人值守，简单来讲，就是指运行人员大多时间不在电站里面，维护班组也不在工地上班（人员具体配备如图1所示），主要的工作原理就是所有的数据采样，如果出事故则PLC会发令给上位机，然后根据事故的部分上位机会选取所需班组短信通知去排除故障。目前很多国内电站都可以做到这个程度，比如设备质量问题，可靠性问题，施工质量问题，人员安置问题等等。目前水电厂都倡导实行无人值班，少人值守，自动化设备成度高等管理办法。对于一些小水电站装机容量小，年平均发电量少，加之上网电价较低，经济效益一般都不太好，尤其是对于规模越小，其效益越差。面对现实， 期待减员增效是大多数小水电站业主的共识，越来越多的同志参与小水电站无人值班或无人值班少人值守的探讨，研究与改造。另外，加上水电站管理涉及内容较多，有水工，机电等，且各站开发形式，机组型式和电站规模均有不同。同时要求用于改造的资金投入不能太大。因此，要实现无人值班较为困难，需要做到进一步的研究。相对来说，一人多机少人值班则要简单得多，比如一些微电脑控制器和少量操作电器的应用即可实现无人值班，少人值守的管理办法。

图1运行人员配图

二、运行管理

以无人值班、少人值守为基础平台建立起来的计算机监控系统，在设计上有其特有的特点，但是在运行管理中，仍旧需要受一些机时、场地以及资金等因素的影响与限制，为此，现有的水电厂的运行管理在实施无人值班、少人值守时，需要加强深入思考，在这里我们以松林河发电总厂和九龙河发电总厂公司电力生产总厂管理模式进行说明，各电站均按“无人值班，少人值守，集中控制”的思路设计建设，位于石棉基地的松林河集控中心已经投入运行；九龙基地的集控中心已投入试运行，其在具体的运行中，管理思路如下：

1.常规监控

传统的水电厂由于起点相对较低，加上技术设备相对落后，所以，水电厂的监控系统多采用以计算机为主，以简化常规为辅的模式进行设计和改造，虽然当前的新建电厂引入了实时计算机监控系统，提高管理效率，但是为了从根本上保证系统、设备以及电厂的安全运行，必须要以引入常规的监控手段，以便于出现必要情况时值守人员能够及时解决和处理。

2.远程监控

水电厂要实现无人值班，少人值守，就必须要实现远程控制调节能力，通过计算机系统、网络技术以及通信系统等的联合运用，来取代传统的操作人员值班，而要实现这个管理功能，就要必须要做到几点：一是要保证良好的协议和通道，确保控制命令的正确执行与可靠收发，同时，在执行远程操作时，一定要保证操作的安全与规范，一旦出现异常，要能够衣时返回安全状态，比如在操作时，命令的起始点或者是某一稳定安全状态，必须要保证继续执行和正确启动后所剩下的控制流程；二是系统约定的方式，进行上级调度，确保对电厂机组运行状态全面掌握与了解，同时，可以可靠地远程控制命令；三是要按照给定的负荷值，进行合理的负荷分配，并能够在必要时避免有效避开振动区（具体的远程监控如图2所示）

图2远程监控流程示意图

3.微机控制

微机控制能够实现水电厂异常后再次正常运行，装置恢复正常守候状态，具体的系统原理如下：水电厂微机系统控制柜供电取自两相制控制变压器，将水电厂微机系统控制变压器的入线端先接入ARD相应端再由ARD输出端接到控制变压器，将ARD的两相380V按控制变压器所接相序接到变频器输入端的两相端子上，ARD出两线短接水电厂微机系统控制柜的相序检测点，若水电厂微机系统主板有检测主电源接触器的常开点也要按设定的端子位接入短接，将ARD的两条线接到水电厂微机系统主板UPS运行信号端，调整后运行。

三、故障处理

虽然当前水电厂在运行系统进行了改造，但是在运行中仍旧存在着一些问题，如硬件配置欠佳、软件版本过低、时代局限性等，具体主要表现在以下方面：

一是两台计算机系统之间没有采用开放式的系统加以连接处理，加上备件备品供应不达标，从而对系统的安全投入生产造成严重的威胁。

二是系统容量不足，加上运算速度相对较慢，尤其是全厂多路模入量投入的情况下，扫查一遍需要花费30秒，这根本无法满足日益发展的新时期水电厂管理与生产要求。

三是系统调节功能稳定性不良，对于水电厂系统而言，若是系统无法调节就无法投入生产和正常使用，加上遥控、调控、天线定功率调节等高级功能的无法实现，要想保证电厂的稳定生产是不可能的。

为此，基于以上原因，必须要进一步完善系统，增强系统故障处理功能，从而满足水电厂的正常生产和管理需要，具体可以从以下几点入手：

首先要增强系统高级应用功能。电厂机组台数多，容量大，必须要采用扩大单元接线给予处理，在满足发电要求的同时，对电厂上游泄洪和下流航运进行全面分析，结合EDC、AVC、AGC等新型软件，通过多次的运行测试，满足系统运行工况要求，既可以确保系统良好的调节性能，又可以提高系统调节精度和速度，更为重要的时可以提高整个系统的安全性与可靠性。

其次要完善多系统通信功能。监测系统需要通过硬件设备及其他设备的更换与完善，加强对外部各个系统良好的通信，实现原有系统未能实现的远程通信功能，新花样与水工计算机系统、监控系统以及时模拟屏等系统的通信连接起来，及时发现故障以及提高系统故障处理能力，并且在此基础上，需要完善系统的自动寻呼功能，比如可以增设多媒体电话系统，一旦水电厂发生异常或者是危险事故，就可以通过其事故自动寻呼功能和语音报警功能，立即通知各级管理人员和工作人员，增强系统对事故的响应能力和处理能力。

第三要强化系统自动诊断功能。水电厂的监控系统还要具有良好的自诊断功能，能够及时诊断到系统及设备的健康状态、运行状态、网络状态以及RUT模件状态等，并且通过每一个工作站上的智能I/O模件的健康状态，对系统和设备可能存在的故障准确定位，然后由专家和系统调试服务器对系统功能进行诊断和完善，从而确保其运行的正常。

第三进行上位机改造。对于上位机的改造，需要做到以下方面：一是数据校验，要提供相应的校验码，包括其校验方法，微机处理RTU校验是一个相对较难的技术问题，必须要通过大量的数据分析、数据比较以及数据计算，从中找到规律和，有效地解决通信译文的编码和译码问题；二是要对微机接口和RTU的处理，一般情况下，微机通信接口多数都采用RS-232标准口进行设计，为此数据接口要以脉冲宽度进行调制度，并将接口电路和协议进行转换处理；三是机组功率调节，在调节机组功率时，需要采用曲线表的方法，根据钢管压力和负荷给定值进行处理，避免设定值与测量值之间的误差，从而有效地控制机组功率；三是模入量测值，可以将其改为定时上送，因为模入量越多，更新周期也会越长，为此，将周期、温度、压力等非电力气改为每8秒一次。

结语：

总而言之，在现代化的科学背景下，水电厂的发展必须要依靠于现代先进的技术，提高生产力水平和管理水平，加强处理紧急事故能力，同时，管理人员和工作人员也不断提升自身素质和水平，并且在此基础上，熟悉电站设备的工作原理，结构和分布情况，了解和掌握各设备的运行规程，有预防和处理突发事故的能力，能够在出现事故的时候下达合理的命令和进行合理的措施，防止事故扩大。

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