馬艷冰

摘 要：分析了水電廠電氣自動化監(jiān)控組態(tài)模式，探析了水電廠電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的功能，以期能為相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水電廠；電氣自動化；監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式；功能

中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0027-02

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，水電廠的電氣控制逐漸向自動化方向發(fā)展。通過水電廠電氣自動化系統(tǒng)創(chuàng)建獨立的監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控水電廠的實際運行狀況，對保證水電廠電氣自動化的穩(wěn)定運行具有非常重要的作用。

1 電氣自動化的監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式探析

1.1 遠程監(jiān)控模式

在水電廠自動化系統(tǒng)中，遠程監(jiān)控模式的應(yīng)用具有組態(tài)靈活、可靠性高、節(jié)省控制面積、降低安裝費用、節(jié)省電纜等眾多優(yōu)點。但是，由于這種監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式的通信速度比較慢，而且水電廠電氣自動化的通訊需求量比較大，所以，導致這種監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式不適合在整個水電廠自動化系統(tǒng)中使用，只能在水電廠的小單元電氣自動化系統(tǒng)中使用。

1.2 現(xiàn)場總線監(jiān)控模式

隨著現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)等計算機技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)場總線監(jiān)控模式在社會各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且積累了豐富的運行經(jīng)驗。這種模式在水電廠電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢，能夠為水電廠電氣自動化控制奠定良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)場總線監(jiān)控模式能夠使水電廠電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計更有針對性，主要是根據(jù)間隔狀況進行設(shè)計，不同的間隔具有不同的功能。這種監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)模式具有遠程監(jiān)控模式的全部優(yōu)點，還在遠程監(jiān)控模式的基礎(chǔ)上減少了模擬量卡件、I/O卡件、端子柜和隔離器件等的用量，并且這種模式的電氣設(shè)備能夠采用就地安裝的方式與監(jiān)控系統(tǒng)進行通信連接。這樣能夠節(jié)省大量的電纜，節(jié)省安裝和維護的費用，降低綜合成本。此外，這種組態(tài)模式具有獨立的功能，各個裝置僅需要通過網(wǎng)絡(luò)連接即可。網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)形式靈活，即使某一個裝置存在問題，也只會影響相對應(yīng)的元件，對其他裝置不會造成影響，顯著地提高了整個系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此，這種組態(tài)模式是現(xiàn)代水電廠電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。

1.3 集中模式

集中模式即采用傳統(tǒng)的硬接線模式把強電流信號轉(zhuǎn)變成標準電流信號，然后將電纜硬接線通過電子模擬量和開關(guān)信號一對一地接入I/O模件柜中，當進入I/O組態(tài)模式后，就能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化監(jiān)控。這種組態(tài)模式可以分為遠程I/O接入模式和直接I/O接入模式，遠程I/O接入模式是在數(shù)據(jù)信息相對集中的原理控制室的電氣設(shè)備現(xiàn)場，創(chuàng)建相應(yīng)的遠程I/O采集柜，將通信形式和DCS的控制系統(tǒng)與主機聯(lián)系，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的遠程實時監(jiān)控；直接I/O接入模式是將電線直接接入凹電子設(shè)備的組屏中，實現(xiàn)對水電廠電氣設(shè)備的自動化監(jiān)控。兩者在本質(zhì)上沒有區(qū)別。集中模式的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為電氣信息的采集形式相對集中，便于管理人員管理，同時，硬接線的形式成熟、快捷，反應(yīng)速度相對較快，便于在水電廠的環(huán)境中運行。此外，其缺點是需要的電纜數(shù)量比較多，不便于安裝，并且后期運行的維護工作量也比較大。由于DCS系統(tǒng)采用按點收費的方式，在投入運行之后需要消耗大量的成本，并且這種模式檢測的電氣信息不完整，沒有獨立的電氣監(jiān)控主站系統(tǒng)，因此不能在復(fù)雜的水電廠電氣自動化系統(tǒng)中使用。

2 電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的功能探析

2.1 數(shù)據(jù)采集和處理功能

水電廠電氣自動化的監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是采集電氣信息，對越限信息、故障狀況、模擬量信息、變位信號、運行狀況和相關(guān)事件進行檢測，驗證信息的合理性，并對相應(yīng)的信息進行預(yù)處理，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行實時更新。數(shù)據(jù)采集信號的類型包括脈沖量、狀態(tài)量和模擬量等。脈沖量主要是無功電能和有功電能；狀態(tài)量主要指的是安裝自動裝置的動作與報警、機電保護裝置的動作與報警、接地開關(guān)的位置信號、隔離開關(guān)和斷路器的位置信號等；模擬量主要包括功率因數(shù)、溫度因數(shù)、無功與有功功率、電流、電壓等。

2.2 電氣設(shè)備管理功能

水電廠電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的電氣設(shè)備管理功能包括：電氣設(shè)備管理的檔案管理、維護記錄管理、自動設(shè)置管理和臺賬管理等，同時，它還能夠?qū)﹄姎庾詣踊到y(tǒng)進行實時、在線的監(jiān)控和管理。例如，對電氣設(shè)備的運行狀況實時監(jiān)控，并統(tǒng)計狀態(tài)信息，將統(tǒng)計結(jié)果輸送到管理信息系統(tǒng)，即MIS系統(tǒng)中，處理所有的數(shù)據(jù)信息。

2.3 操作控制功能

水電廠電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的操作控制模式包括上位機控制和就地控制兩種。操作控制功能的實現(xiàn)需要根據(jù)命令的優(yōu)先級，按照“先采用就地控制，再進行上位機控制”的原則，保證遠程監(jiān)控和設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)現(xiàn)場常規(guī)監(jiān)控和遠程監(jiān)控的和諧統(tǒng)一，進而保證操作控制的一致性和安全性。

2.4 監(jiān)控與報警功能

采用陰極射線管的顯示器，即CRT，能夠?qū)㈤_關(guān)站的實時運行信息，例如設(shè)備的相關(guān)參數(shù)、操作指導參數(shù)和設(shè)備的四季運行狀況等完整地顯示在屏幕上。在通常情況下，水電廠電氣自動化的監(jiān)控系統(tǒng)需要使用2個CRT終端分別顯示不同的信息，并且2個終端能夠獨立、同步地生成相應(yīng)的顯示畫面，當模擬量出現(xiàn)越限問題時，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)缶畔⒓皶r顯示在顯示器上，并將相應(yīng)的報警信息打印出來。報警信號包括的內(nèi)容有越限對象的名稱、越限時間、編號和相應(yīng)的參數(shù)值等，通過這些信息能夠?qū)υ较薜拇螖?shù)進行累計計算。此外，監(jiān)控系統(tǒng)的報警方式有兩種，分別為預(yù)告報警和事故報警，并且兩種報警形式的報警音響、顏色等存在一定的差別，便于區(qū)分。

2.5 事故記錄功能

當水電廠的電氣設(shè)備發(fā)生故障時，電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒅饕男畔@示出來，并對相應(yīng)的故障信息進行記錄，將故障的動作信號、動作性質(zhì)、動作時間等按照時間順序記錄下來，便于進行故障原因分析。這樣做可以快速找出問題的解決辦法，防止相同的事故在同一部位再次發(fā)生。

3 結(jié)束語

總而言之，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化已經(jīng)成為了水電廠發(fā)展的必然趨勢。通過創(chuàng)建獨立的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，利用自動化監(jiān)控系統(tǒng)的各種功能能夠?qū)λ姀S的實際運行狀況進行監(jiān)控，對保證水電廠電氣自動化系統(tǒng)健康、穩(wěn)定的運行具有非常重要的作用。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕

About the Monitoring System of Power Plant Electrical Automation Configuration Mode and Function

Ma Yanbing

Abstract： The hydropower plant electrical automation monitoring configuration mode， the function of a hydroelectric power plant electrical automation monitoring system in order to provide reference for related work.

Key words： hydropower plant； electrical automation； monitoring system configuration mode； function