龍洋 楊俊

摘要：一種水電站柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其智能監(jiān)測(cè)，集中程度高，能夠監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)智能化、可視化功能，既替代了單一重復(fù)勞動(dòng)力工作，又提升了電站事故處理效率，同時(shí)保障了發(fā)電機(jī)的工作可靠性，推進(jìn)了智慧企業(yè)建設(shè)。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī);監(jiān)測(cè)系統(tǒng);智能化

一、柴油發(fā)電機(jī)在水電站的應(yīng)用及現(xiàn)狀

水電站廠用電系統(tǒng)與柴油發(fā)電機(jī)相互配合， 確保了廠房?jī)?nèi)外重要設(shè)備在廠用電消失的情況下能正常供電，400V柴油發(fā)電機(jī)組目前主要為機(jī)組沖砂底孔、機(jī)組的工作閘門(mén)、泄洪閘啟閉機(jī)等重要負(fù)荷供電， 避免可能造成極端情況下水漫大壩及機(jī)組不能開(kāi)啟等嚴(yán)重事故，柴油發(fā)電機(jī)組能有效提高了水電站備用電源的可靠性，所以柴油發(fā)電機(jī)在水電站是十分重要的，但是目前水電站柴油發(fā)電機(jī)目前集中化、數(shù)據(jù)化、智能化監(jiān)測(cè)程度不高，一般采用普通單一變量監(jiān)測(cè)，手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，人工分析，存在較大誤差。通過(guò)單一技術(shù)手段對(duì)柴油發(fā)電機(jī)實(shí)施監(jiān)測(cè)，此種監(jiān)測(cè)方法集中化程度不高，歷史數(shù)據(jù)無(wú)法查詢，人工分析存在單一性、片面性。

二、柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

一種水電站發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)連有外置油箱，外置油箱連有儲(chǔ)油罐，所述儲(chǔ)油罐設(shè)有第一監(jiān)測(cè)組件，所述外置油箱設(shè)有第二監(jiān)測(cè)組件，所述第一監(jiān)測(cè)組件和第二監(jiān)測(cè)組件連有PLC控制器。

1、第一監(jiān)測(cè)組件包括設(shè)于儲(chǔ)油罐上的第一液位傳感器以及設(shè)于儲(chǔ)油罐供油端的帶有控制系統(tǒng)的供油泵，供油泵的供油端與外置油箱連通，所述供油泵的控制系統(tǒng)和第一液位傳感器均與PLC控制器連接。

2、第二監(jiān)測(cè)組件包括設(shè)于外置油箱上的第二液位傳感器以及與第二液位傳感器連接的液位開(kāi)關(guān)，所述第二液位傳感器與PLC控制器連接，PLC控制器與液位開(kāi)關(guān)連接。

PLC控制器連有油位報(bào)警器，為了進(jìn)一步直觀提醒遠(yuǎn)程檢測(cè)人員外置油箱油位的異常情況，所述PLC控制器連有油位報(bào)警器。當(dāng)PLC控制器監(jiān)測(cè)到外置油箱的油位高于預(yù)設(shè)上限值或低于預(yù)設(shè)下限值時(shí)，PLC控制器對(duì)油位報(bào)警器傳輸信號(hào)，使其啟動(dòng)報(bào)警。

3、由于發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，氣缸內(nèi)的燃油處于燃燒不充分的狀態(tài)時(shí)，容易形成積碳堵塞進(jìn)風(fēng)口，產(chǎn)生大量的含有一氧化碳的廢氣，同時(shí)消耗大量環(huán)境中的氧氣，造成附近人員一氧化碳中毒，為了杜絕上述情況的發(fā)生，所述發(fā)電機(jī)設(shè)于發(fā)電室內(nèi)，發(fā)電室內(nèi)部設(shè)有多個(gè)一氧化碳傳感器，發(fā)電室外部設(shè)有一氧化碳報(bào)警器，多個(gè)所述一氧化碳傳感器均與PLC控制器連接，PLC控制器與一氧化碳報(bào)警器連接。通過(guò)設(shè)置發(fā)電室，將發(fā)電機(jī)進(jìn)行隔離，并且方便控制發(fā)電機(jī)周?chē)鷼怏w環(huán)境的均勻性，方便對(duì)一氧化碳進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)在發(fā)電室內(nèi)設(shè)置多個(gè)一氧化碳傳感器，并使多個(gè)一氧化碳傳感器均與PLC控制器連接，對(duì)發(fā)電室內(nèi)不同位置、不同高度的一氧化碳含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至PLC控制器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，通過(guò)在發(fā)電室外設(shè)置一氧化碳報(bào)警器，并使其與PLC控制器連接，當(dāng)PLC控制器監(jiān)測(cè)到發(fā)電室內(nèi)的一氧化碳含量超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，傳輸信號(hào)至一氧化碳報(bào)警器，控制其啟動(dòng)報(bào)警，通知監(jiān)測(cè)人員的同時(shí)，通知發(fā)電室周?chē)藛T撤離。

4、為了處理發(fā)電室內(nèi)的一氧化碳和運(yùn)行環(huán)境溫度過(guò)高，所述發(fā)電室設(shè)有排風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)與PLC控制器連接。通過(guò)設(shè)置排風(fēng)機(jī)，并使其與PLC控制器連接。

5、為了對(duì)發(fā)電室內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止發(fā)電機(jī)在溫度過(guò)高的環(huán)境內(nèi)工作，所述發(fā)電室內(nèi)設(shè)有多個(gè)溫度傳感器，多個(gè)溫度傳感器均與PLC控制器連接。

6、為了對(duì)發(fā)電機(jī)的振動(dòng)和擺度狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所述發(fā)電機(jī)底部設(shè)有多個(gè)電渦流傳感器，多個(gè)電渦流傳感器均與PLC控制器連接。電渦流傳感器能夠準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體與探頭端面之間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的相對(duì)位移變化，通過(guò)在發(fā)電機(jī)底部各個(gè)方位設(shè)置多個(gè)電渦流傳感器，對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)情況以及各個(gè)方向上的擺度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)值傳輸至PLC控制器，與PLC控制器的預(yù)設(shè)范圍值進(jìn)行對(duì)比。

7、為了使發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，所述發(fā)電機(jī)連有蓄電池，用于提供發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)電壓，如發(fā)生蓄電池的電解液液位異常，或蓄電池電壓異常等情況，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)，因此，蓄電池上設(shè)有第三液位傳感器和電壓測(cè)量裝置，所述第三液位傳感器和電壓測(cè)量裝置均與PLC控制器連接。

8、為了對(duì)發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所述發(fā)電機(jī)定子上設(shè)有電壓變送器、電流變送器以及功率變送器，所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，所述電壓變送器、電流變送器、功率變送器以及轉(zhuǎn)速傳感器均與PLC控制器連接。

三、柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果及意義

1、水電站發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其通過(guò)將發(fā)電機(jī)與外置油箱分開(kāi)設(shè)置，提升發(fā)電過(guò)程中的安全性，由于實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中對(duì)外置油箱的油位有嚴(yán)格要求，通過(guò)設(shè)置第二監(jiān)測(cè)組件對(duì)外置油箱的油位等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止外置油箱中油位過(guò)高可能造成的燃油從外置油箱的通氣孔等孔隙噴出引起著火或爆炸，以及油位過(guò)低對(duì)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的不良影響，提升設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。通過(guò)設(shè)置儲(chǔ)油罐對(duì)外置油箱進(jìn)行供油和補(bǔ)油，并通過(guò)設(shè)置第一監(jiān)測(cè)組件對(duì)儲(chǔ)油罐內(nèi)的油量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止發(fā)生儲(chǔ)油罐空油的情況，造成外置油箱補(bǔ)油不及時(shí)，導(dǎo)致其內(nèi)油位過(guò)低，致使發(fā)電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)的情況。

2、通過(guò)設(shè)置PLC控制器，并使第一監(jiān)測(cè)組件和第二監(jiān)測(cè)組件均與PLC控制器連接，從而將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至PLC控制器，PLC控制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和集中分析，分析誤差相較人工顯著降低，使監(jiān)測(cè)人員能夠遠(yuǎn)程、快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、直觀地監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況，并且能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，杜絕人工分析存在的單一性和片面性。

3、通過(guò)設(shè)置第一液位傳感器，對(duì)儲(chǔ)油罐的油位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的儲(chǔ)油罐的油位實(shí)時(shí)傳輸至PLC控制器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，使遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)人員能夠?qū)?chǔ)油罐的油位進(jìn)行實(shí)時(shí)且直觀地監(jiān)測(cè);通過(guò)設(shè)置帶有控制系統(tǒng)的供油泵，實(shí)現(xiàn)外置油箱的及時(shí)補(bǔ)油。通過(guò)設(shè)置第二液位傳感器，對(duì)外置油箱內(nèi)的油位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)外置油箱內(nèi)的油位低于預(yù)設(shè)下限值時(shí)，PLC控制器啟動(dòng)供油泵對(duì)外置油箱進(jìn)行供油;通過(guò)設(shè)置液位開(kāi)關(guān)，當(dāng)PLC控制器監(jiān)測(cè)分析到外置油箱內(nèi)的油位低于預(yù)設(shè)下限值時(shí)，控制液位開(kāi)關(guān)關(guān)閉，停止外置油箱對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行低油位供油，防止發(fā)電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)，當(dāng)PLC控制器監(jiān)測(cè)分析到外置油箱內(nèi)的油位高于預(yù)設(shè)下限值時(shí)，控制液位開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行正常油位的供油，使發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。通過(guò)設(shè)置第三液位傳感器，對(duì)蓄電池的電解液液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)設(shè)置電壓測(cè)量裝置，對(duì)蓄電池的實(shí)時(shí)電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4、通過(guò)設(shè)置發(fā)電室，將發(fā)電機(jī)進(jìn)行隔離，并且方便控制發(fā)電機(jī)周?chē)鷼怏w環(huán)境的均勻性，方便對(duì)一氧化碳進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)在發(fā)電室內(nèi)設(shè)置多個(gè)一氧化碳傳感器，對(duì)發(fā)電室內(nèi)不同位置、不同高度的一氧化碳含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)設(shè)置排風(fēng)機(jī)，當(dāng)PLC控制器監(jiān)測(cè)到發(fā)電室內(nèi)的一氧化碳含量超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)排風(fēng)機(jī)進(jìn)行排氣，從而降低發(fā)電室內(nèi)的一氧化碳含量。通過(guò)在發(fā)電機(jī)底部各個(gè)方位設(shè)置多個(gè)電渦流傳感器，對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)情況以及各個(gè)方向上的擺度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5、通過(guò)設(shè)置電壓變送器、電流變送器以及功率變送器，分別對(duì)發(fā)電機(jī)的工作電壓、工作電流以及工作功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制器，在PLC控制器設(shè)置工作電壓、工作電流、功率以及轉(zhuǎn)速的上限值，方便監(jiān)測(cè)人員比對(duì)，當(dāng)發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)流、過(guò)速等情況時(shí)進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)把報(bào)警信號(hào)送至監(jiān)控系統(tǒng)以通知運(yùn)行人員。

通過(guò)上述各個(gè)部分的設(shè)置和配合，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)智能化、可視化功能，既替代了單一重復(fù)勞動(dòng)力工作，又提升了電站事故處理效率，同時(shí)保障了發(fā)電機(jī)的工作可靠性，推進(jìn)了智慧企業(yè)建設(shè)。

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作者簡(jiǎn)介：

龍洋（1993.03.16——），性別：男，民族：漢，籍貫：重慶市長(zhǎng)壽區(qū)，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：助理工程師，研究方向：智慧電站。

楊俊，性別：男，名族：漢，籍貫：四川省西昌市。