鄧巧玲

摘要：隨著社會的飛速發(fā)展，在科學(xué)技術(shù)的影響下，我國小型水電站電氣自動(dòng)控制發(fā)展技術(shù)水平逐漸提升，滿足了現(xiàn)代人們生活中的需求，我國小型水電站采取了微控制系統(tǒng)，融合了傳統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及研究方法，在新時(shí)代背景的基礎(chǔ)上，改變了傳統(tǒng)的小型水電站模式，積極創(chuàng)新，對電氣自動(dòng)控制以及自動(dòng)化在小型水電站中的應(yīng)用提出了較大的改變形式。

關(guān)鍵詞：小型水電站;電氣控制及自動(dòng)化發(fā)展;應(yīng)用

新時(shí)代伴隨著科學(xué)技術(shù)的提升，我國小型水電站中的設(shè)計(jì)模式發(fā)生了傳統(tǒng)意義上的改變，在設(shè)計(jì)時(shí)采取了半自動(dòng)或者全自動(dòng)化的控制體系，以小型水電站運(yùn)行過程中的安全為第一因素，運(yùn)用科技手段，大大地減少了傳統(tǒng)模式上人力資源，降低了運(yùn)行過程中的資金，并在自動(dòng)控制以及全自動(dòng)控制的影響下，逐漸實(shí)現(xiàn)了“無人值班”，通過對全新小型水電站進(jìn)行了全面的改革，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)小型水電站電氣控制全部自動(dòng)化。

1自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備以及功能

依照水利樞紐工程的運(yùn)行特點(diǎn)，自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要采用分層、分布以及集中式的結(jié)構(gòu)，通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)，使用兼容性強(qiáng)、應(yīng)用成熟的測控設(shè)備，可以進(jìn)一步的提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

1.1可編程序控制器PLC

數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理主要依靠可編程序控制器PLC來完成，同時(shí)，PLC還具有控制操作與監(jiān)視功能。自動(dòng)化控制系統(tǒng)共設(shè)有4套PLC，1-3發(fā)電機(jī)組、4-6發(fā)電機(jī)組各設(shè)置一套PLC;變壓器、供排水系統(tǒng)等公用設(shè)備也設(shè)有一套PLC。PLC可以與主控級進(jìn)行通信，通過現(xiàn)場總線的方式來與微機(jī)保護(hù)裝置、智能儀表、直流系統(tǒng)等進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)向主控級傳送所需過程信息的目的。而當(dāng)系統(tǒng)有故障或者發(fā)生事故時(shí)，PLC也能將事故信息及時(shí)的傳送到主控級。當(dāng)PLC脫離主機(jī)系統(tǒng)時(shí)，可對樞紐進(jìn)行監(jiān)視與控制;當(dāng)其與主機(jī)恢復(fù)聯(lián)系后，又能自動(dòng)的服從于上位機(jī)系統(tǒng)的管理與控制。

1.2監(jiān)控計(jì)算機(jī)

自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)有兩臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，采用一主一從雙機(jī)設(shè)備形式，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)閘站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的管理、數(shù)據(jù)的計(jì)算與處理、在線或離線計(jì)算的功能，以及生成各種圖表、曲線，對事故和故障信號進(jìn)行分析與處理等。兩臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)形成冗余熱備，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，從機(jī)可以立即接管主機(jī)的工作。監(jiān)控主計(jì)算機(jī)主要由運(yùn)行值班人員使用，可以進(jìn)行圖形的顯示、數(shù)據(jù)圖表的打印，整個(gè)閘站的運(yùn)行監(jiān)視與控制、操作控制命令的發(fā)布，工作方式的變更及語言報(bào)警等。利用監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)備，只需依靠鼠標(biāo)和鍵盤即可實(shí)現(xiàn)對閘站內(nèi)所有操作的控制，通過顯示器也能對處在運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)收獲所需的各種信息，方便開發(fā)人員對應(yīng)用程序做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

1.3通信計(jì)算機(jī)

與其他系統(tǒng)和控制中心的通訊功能主要有通訊計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)，以訪問主機(jī)數(shù)據(jù)庫或者是其他方式來采集水泵和閘站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，隨后上傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接受到信號后發(fā)布指控指令，從而實(shí)現(xiàn)對閘站內(nèi)所有設(shè)備的控制。

1.4綜合保護(hù)裝置

自動(dòng)化系統(tǒng)配有兩臺微機(jī)保護(hù)裝置，裝置選用中文顯示的多功能版，對故障信息進(jìn)行記錄，包括類型、動(dòng)作值、時(shí)間信息和動(dòng)作故障記錄等多項(xiàng)信息，還可實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)方、就地操作的開關(guān)、投退、保護(hù)定值的修改以及告警信號的復(fù)位。保護(hù)壓板可用于保護(hù)投退，具有通信功能，可以不受自動(dòng)控制系統(tǒng)的約束，作為獨(dú)立設(shè)備對電氣設(shè)備提供必要的保護(hù)，無論是在正常的電源切換還是出現(xiàn)事故的情況下，都能保證功能的不丟失，為電站安全運(yùn)行提供可靠的保障。裝置和自動(dòng)系統(tǒng)之間的通信可通過各種類型的通信接口來進(jìn)行，使用網(wǎng)絡(luò)將信息實(shí)時(shí)發(fā)送至上級監(jiān)控系統(tǒng)，并能及時(shí)的接受上級監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)的各種控制操作命令。

1.5智能發(fā)電控制器

發(fā)電機(jī)組對水電站正常工作起著關(guān)鍵作用，因此選用6臺智能發(fā)電控制器，例如PAS661A型智能控制器，該控制器能實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組開關(guān)機(jī)全自動(dòng)控制、水輪機(jī)調(diào)速控制、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制、發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)、準(zhǔn)同期合閘、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)電、數(shù)顯儀表以及機(jī)組狀態(tài)監(jiān)視等八大功能?？刂破髡n提供RS485通信接口，有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，對發(fā)電機(jī)組實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中控制，一臺發(fā)電機(jī)組僅需一臺控制器即可實(shí)現(xiàn)全機(jī)組的自動(dòng)化。保證一鍵式開關(guān)機(jī)、快速準(zhǔn)同期自動(dòng)并網(wǎng)以及自動(dòng)發(fā)電功能，同時(shí)根據(jù)水位來自動(dòng)控制開關(guān)機(jī)，有效避免了水資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)水資源的高效和諧利用。

2自動(dòng)化控制系統(tǒng)在小型水電站中的應(yīng)用效果

2.1提高工作效率

傳統(tǒng)的水電站主要依賴大量的人工操作，工作人員的工作任務(wù)重，工作效率低，通過采取自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行管理模式，按照盡量減少值班人數(shù)、對水電站進(jìn)行集中控制方式的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組、重要電氣設(shè)備、相關(guān)輔助設(shè)備以及水工建筑物的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證其安全平穩(wěn)運(yùn)行，如果發(fā)生故障也能及時(shí)得知，方便值班人員及時(shí)下達(dá)處理事故命令。相比于傳統(tǒng)的管理模式，自動(dòng)化系統(tǒng)減少運(yùn)行值班人員達(dá)30%，有效實(shí)現(xiàn)了人員配置少和工作效率高的目的。

2.2實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

水電站的運(yùn)行成本是一筆不小的費(fèi)用，傳統(tǒng)水電站管理模式下，無法對水位進(jìn)行監(jiān)控，從而不能以水位為參考，采取比較經(jīng)濟(jì)的發(fā)電模式，比較容易導(dǎo)致水資源浪費(fèi)的問題，同時(shí)，由于工作量大，需要較多的工作人員來保證任務(wù)的完成，這也增加了水電站的運(yùn)行成本。在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)管理模式下，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以隨時(shí)獲取水電站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)可以按照水位采取更為經(jīng)濟(jì)的發(fā)電模式，實(shí)現(xiàn)對水資源的高效和諧利用，不僅提高了機(jī)組的運(yùn)行效率，同時(shí)減少了人員成本，進(jìn)而提高了經(jīng)濟(jì)效益，使得水電工程能夠?qū)崿F(xiàn)高效管理、平穩(wěn)運(yùn)行。

2.3保證安全可靠

在小型水電站中使用自動(dòng)化系統(tǒng)，可以提高水電站運(yùn)行過程中的安全性。通過關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)施分組和分權(quán)限管理，保證只有擁有特殊權(quán)限的用戶才被允許查看和進(jìn)行相關(guān)操作，相對應(yīng)的，用戶也實(shí)施分類別與分權(quán)限管理，依照不同類別的用戶對應(yīng)不同的管理能力，并指定部分用戶可以監(jiān)控的畫面以及允許修改點(diǎn)的數(shù)值。同時(shí)系統(tǒng)會考慮用戶的操作習(xí)慣與操作步驟、通信、硬件軟件設(shè)計(jì)的安全性等，會對每個(gè)功能的操作提供全面的安全檢查與校核，一旦發(fā)生錯(cuò)誤操作，系統(tǒng)將自動(dòng)禁止同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，為水電站的安全運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

3結(jié)語

隨著小型水電站電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的全面發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷完善，以后必定會出現(xiàn)更高超的自動(dòng)化裝置，由于水電站自身?xiàng)l件設(shè)置的不同，自動(dòng)化體系也各不相同，對設(shè)備的要求也存在一定的差異，雖然電氣自動(dòng)化控制裝置在小型水電站占用的比例不算特別大，但是在資金比例方面占用一定的存在性，因此，在設(shè)計(jì)小型水電站設(shè)置中要安全生產(chǎn)，做到細(xì)節(jié)處理，避免閑置設(shè)備的存在，專業(yè)人員應(yīng)綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)與科技技術(shù)與資金方面的因素，創(chuàng)造出安全可靠的小型水電站電氣控制自動(dòng)化使用方案。

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