王 敏，陳德潤(rùn)

(黔南布依族苗族自治州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 都勻 558000)

1 工程概況

長(zhǎng)順縣河邊、石板塘、擺東水電站增容改造工程，三個(gè)水電站位于長(zhǎng)順縣南部的敦操鄉(xiāng)打招村坡里處，河邊電站距縣城72km，距威遠(yuǎn)220kV變電站 57km，石板塘電站距河邊電站0.1 km，擺東電站距河邊電站5 km，交通較為便利，有公路直接相通。

2 工程現(xiàn)狀及存在的問題

三個(gè)水電站地處三縣交界的格凸河上，距縣城較遠(yuǎn)。

河邊電站和擺東水電站工程自20世紀(jì)60、80年代興建以來(lái)先后裝機(jī)大大小小11臺(tái)總裝機(jī)規(guī)模13.2 MW，主要機(jī)電設(shè)備老化，設(shè)備損耗大，效率低下，電氣保護(hù)采用的是傳統(tǒng)的電磁式繼電器保護(hù)。由于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，未采用綜合自動(dòng)化技術(shù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電站 “無(wú)人值班，少人值守”的運(yùn)行管理模式。須對(duì)河邊電站和擺東水電站進(jìn)行增容改造。

石板塘水電站工程自21世紀(jì)初興建。裝機(jī)4臺(tái)總裝機(jī)規(guī)模12.8 MW，主要機(jī)電設(shè)備還新，采用綜合自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電站 “無(wú)人值班，少人值守”的運(yùn)行管理模式。無(wú)須對(duì)石板塘水電站進(jìn)行增容改造。

三個(gè)水電站通過(guò)二條35kV輸電線路向系統(tǒng)送電，采用LGJ-95線經(jīng)52 km送入 長(zhǎng)順110kV變電站；不能滿足線損和最大電流要求;故應(yīng)對(duì)35kV線路進(jìn)行升級(jí)改造成110kV輸電線路。

21世紀(jì)初上游黃花寨大型水庫(kù)建成蓄水，具有多年調(diào)節(jié)特性。根據(jù)水文水能及相關(guān)專業(yè)提供資料，對(duì)原河邊電站的9臺(tái)機(jī)組進(jìn)行報(bào)廢處理(9.6 MW)，因不能滿足最大利用水能要求，須對(duì)電站進(jìn)行增效擴(kuò)容改造裝機(jī)規(guī)模至16 MW。同樣對(duì)原擺東水電站的2臺(tái)機(jī)組進(jìn)行報(bào)廢處理(6.4 MW)，須對(duì)電站進(jìn)行增效擴(kuò)容改造裝機(jī)規(guī)模至11MW。

3 更新電站工藝，提升電站自動(dòng)化水平

電站 “無(wú)人值班，少人值守”是一種運(yùn)行管理模式，而采用微型計(jì)算機(jī)及先進(jìn)的通信技術(shù)，與電站機(jī)電設(shè)備有機(jī)結(jié)合，使電站發(fā)電輸電流程發(fā)生變革，是“無(wú)人值班，少人值守”電站可靠的技術(shù)支持和物質(zhì)基礎(chǔ)，電站發(fā)電設(shè)備(包括附屬設(shè)備)除了發(fā)電能力外，并且與計(jì)算機(jī)及通信系統(tǒng)相結(jié)合的功能，如此才能形成發(fā)電系統(tǒng)信息自動(dòng)化體系。信息自動(dòng)化體系是“無(wú)人值班，少人值守”電站安全可靠支行管理基本保證和發(fā)展方向[1]。

河邊電站增容后裝機(jī)容量為16MW；石板塘電站總裝機(jī)容量為12.8MW不變；擺東電站增容后裝機(jī)容量為11MW。110kV一條輸送容量39.8 MW；35kV一條輸送容量11 MW；6.3kV4條輸送容量12.8MW。

4 接入系統(tǒng)的方式

根據(jù)目前長(zhǎng)順縣電網(wǎng)資料，結(jié)合三電的站裝機(jī)規(guī)模、地理位置和經(jīng)濟(jì)等因素。

本次初擬接入電力系統(tǒng)的方案為：

1)擺東電站通過(guò)35kV線路5km進(jìn)入河邊升壓站，輸送最大電能11 MW；根據(jù)計(jì)算采用LGJ-185架空線路才能滿足要求。

2)石板塘電站通邊6.3kV電纜0.1km進(jìn)入河邊升壓站，輸送最大電能12.8 MW；(因?yàn)槭逄岭娬緦?duì)岸是河邊電站)，采用4根型號(hào)為YJV22-8.7/15-3×300電力電纜架空跨河，不僅經(jīng)濟(jì)還能滿足大電流要求。

3)河邊電站采用共箱封閉母線向河邊升壓站送電，輸送最大電能16MW；

4)河邊升壓站采用110kV、50 MVA三相三繞組變壓器，低壓側(cè)連接河邊電站和石板塘電站，中壓側(cè)連接擺東電站電站，高壓側(cè)連接經(jīng)57km線路送入威遠(yuǎn)220kV變電站進(jìn)入系統(tǒng)。

5 提升發(fā)電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)電站“無(wú)人值班，少人值守”運(yùn)行

近年來(lái)，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)水平的不斷提高，水電站發(fā)電信息自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)監(jiān)控與通信網(wǎng)絡(luò)在電站中的應(yīng)用，使電站信息自動(dòng)化技術(shù)發(fā)生了根本性變化，采用信息自動(dòng)化技術(shù)，可以改變傳統(tǒng)電站分散管理的方式，系統(tǒng)采用分層分布式的結(jié)構(gòu)形式，將多處分散的電站集中到調(diào)度中心統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)全天候遠(yuǎn)程監(jiān)控，各電站只設(shè)置每班2名運(yùn)行人員，對(duì)發(fā)電設(shè)備(設(shè)施)進(jìn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)電站“無(wú)人值班，少人值守”的運(yùn)行管理模式，

5.1 調(diào)度中心主控層(級(jí))

調(diào)度中心主控層(級(jí))作為電站監(jiān)控設(shè)在電站管理處，對(duì)N個(gè)電站實(shí)施全天候遠(yuǎn)程監(jiān)控，信息匯集、分析處理統(tǒng)一調(diào)度。

調(diào)度中心主控層(級(jí))配置工業(yè)控制計(jì)算機(jī)2套，存儲(chǔ)服務(wù)器1套、調(diào)度工作站2臺(tái)、交換機(jī)2臺(tái)、工程師工作站1臺(tái)大屏幕顯視系統(tǒng)1套、通信服務(wù)器2臺(tái)、打印機(jī)2臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)柜1臺(tái)、硬盤錄像機(jī)1臺(tái)、路由器2臺(tái)、UPS電源1臺(tái)、語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)1套。

5.2 電站監(jiān)控層(級(jí))

電站監(jiān)控層(級(jí))主要負(fù)責(zé)對(duì)電站及大壩(引水渠)現(xiàn)地單元實(shí)施監(jiān)控，完成調(diào)度中心主控層與現(xiàn)地控制單元信息傳遞，為定期巡檢、設(shè)備調(diào)試提供條件，確保電站級(jí)設(shè)施(設(shè)備)完好無(wú)故障。該層設(shè)備安裝在電站控制室內(nèi)，配置工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(兼操作員服務(wù)器)2臺(tái)、視頻服務(wù)器1臺(tái)、硬盤錄像機(jī)1臺(tái)、交換機(jī)1臺(tái)、路由器1臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)柜1臺(tái)、UPS電源1臺(tái)、打印機(jī)2臺(tái)。

5.3 現(xiàn)地單元控制層(級(jí))

現(xiàn)地單元控制層(級(jí))以PLC為核心，對(duì)電站、變電站、及大壩(引水渠)自動(dòng)化設(shè)施(設(shè)備及元器件)信息進(jìn)行采集、分析和處理，為電站級(jí)傳遞信息，接受電站的指令[2]。該層配有下列設(shè)備：

PLC可編程控制器1臺(tái)，微機(jī)繼電保護(hù)單元；智能式電動(dòng)閘門執(zhí)行器(與閘門配套)；溫度傳感器(發(fā)電機(jī)上)；壓力傳感器(在管道上)；液位傳感器(在前池、集水井、測(cè)水?dāng)嗝嫔?瓦斯傳感器(在變壓器上)；位移傳感器(在閘門、閥門上)；煙霧傳感器(在發(fā)電機(jī)定子)；安防設(shè)備(根據(jù)需要確定數(shù)量)；高清紅外線球形攝像機(jī)(室內(nèi)外)。

6 通信方式

該工程信息自動(dòng)化系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成。網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是設(shè)在各電站與調(diào)度中心的整體PDH光纖專用通信網(wǎng)絡(luò)，用于全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音程控交換系統(tǒng)，以及其他方面的通信。電站系統(tǒng)與全區(qū)電力專網(wǎng)的通信，可租用當(dāng)?shù)仉娦殴咎峁┑倪\(yùn)營(yíng)虛擬專網(wǎng)(VTN)為該系統(tǒng)構(gòu)建安全的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，滿足電站系統(tǒng)通信點(diǎn)多、面廣、分散的需求。

7 結(jié) 語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)電站“無(wú)人值班，少人值守”的運(yùn)行管理模式，改造現(xiàn)有電站設(shè)施(設(shè)備)，提升自動(dòng)化(智能)水平，促進(jìn)電站設(shè)施(設(shè)備)與信息自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，以自動(dòng)(智能)化代替人工作業(yè)，是降低電站成本、提高電站發(fā)電保證率，實(shí)現(xiàn)電站現(xiàn)代化管理、保障電站持續(xù)發(fā)展的唯一途徑。

[1]薛勤榮.淺談小型水電站設(shè)計(jì)及設(shè)備配置[J].機(jī)電信息，2011(24)：12-34.

[2]陳德新,殷豪.小水電站監(jiān)控系統(tǒng)的形式與系統(tǒng)設(shè)備的配置[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2005(01)：45-67