瀑布沟水电站计算机监控系统投运初期的专项治理

宋柯，彭放，葛嘉

（国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，四川 汉源 625304）

瀑布沟水电站计算机监控系统投运初期的专项治理

宋柯，彭放，葛嘉

（国电大渡河瀑布沟水力发电总厂，四川 汉源 625304）

2009年11月瀑布沟水电站500kV开关站顺利投产运行，标志着瀑布沟水电站的计算机监控系统正式运转。然而，在初期运行时，监控系统缺陷较多，给机组稳定运行造成了一定影响。经分析，电站监控系统运行初期缺陷的主要原因是系统本身设计不可靠、监控系统与其他设备通讯不正常等。针对这一问题，电厂技术管理人员提出并实施了26项治理措施，优化、完善了监控系统程序、界面和通讯，有效地提高了监控系统运行可靠性。

瀑布沟，监控，可靠性

1 背景

瀑布沟水电站设计装机容量3 600 MW，安装6台混流式机组，水库总库容53.9亿m3，调节库容38.8亿m3，多年平均发电量147.9亿kW·h，具有不完全年调节能力，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的大型水电工程。电站按无人值班（少人值守）设计，采用计算机监控系统进行运行管理。整个系统由上位机和现地LCU两部分组成，并通过工业双光纤网相连。所有设备均以双机冗余热备工作方式设计,在主用机发生故障时,备用机迅速接管其工作,可以不中断任务且无扰动地成为主用机运行,不会影响系统的正常运行。然而，与所有新投产电厂一样，机组进入稳定运行期有一个过程，在此阶段监控系统出现了诸多问题，影响了运行人员正常监盘和正确控制，运行可靠性较低。

由于瀑布沟水电站单机容量大，距离负荷中心近，采用集控中心统一调度，一旦监控系统误报或漏报，拒动或误动，将直接影响机组稳定运行，从而影响电力系统的稳定。因此其监控系统运行可靠性一直备受关注。

2 监控系统投运初期状况及原因分析

在运行初期，监控系统缺陷较多，主要表现在误报、漏报信息，给运行人员正常工作带来了许多困扰，同时，对瀑布沟水电站机组稳定运行造成了一定影响。主要原因分为以下两个方面。

2.1 监控系统本身设计问题

（1）画面不完善。机组、公用等设备投运时，监控上位机画面不完善，已有的画面存在大量动态点链接错误的问题，刷新太快，影响运行人员的监盘，不能及时发现影响机组安全运行的信息。

（2）数据库属性定义不清楚。数据库中许多定义描述不符合运行人员习惯，部分测点属性分类不合理，测点定义没有按照电厂人员的定义要求描述进行编辑。数据库中所有数据类型都只定义为RELAY型，所有数据都只有同样的报警描述。例如：400 V母联断路器分闸，该点动作后上位机报“400 V母联断路器分闸”；该点复归时上位机报“400 V母联断路器分闸 复归”。上位机信息描述不清楚，不利于运行人员监盘。

（3）有功、无功调节继电器无防粘连功能。在监控有功调节和无功调节回路上，无防粘连功能。当发生继电器接点粘连时，容易产生超调，并且可能引发设备事故，造成电力系统运行不稳定。

（4）有功、无功调节模块调节速度慢。根据四川电网的辅助服务管理和并网运行管理要求，原设计的有功调节模块和无功调节模块在进行有功、无功调节时，速度较慢，不能及时响应调节时间规定。

2.2 监控系统与外围设备交互问题

（1）与调速器串口通讯不通。瀑布沟水电站6号机组自投运以来，监控系统与调速器系统串口通讯不通。经过检查发现，是由于敷设的通讯电缆为普通的电缆，抗干扰能力差，影响了正常的通讯。

（2）与多功能仪表通讯不通。监控系统现地LCU投运时，未完成监控系统与厂用电、公用电、照明电设备、直流系统、进水口多功能仪表之间的通讯调试工作，导致上位机画面无法显示10 kV、6 kV、400 V系统、直流系统的电压、电流、频率等重要数据，给运行人员监视带来不便。

（3）与状态监测通讯缓慢。监控与状态监测通讯刷新太慢，且数据传输不完整。

（4）机组监控测温点显示不准确。瀑布沟水电站5号、6号机组投运以来，测温回路干扰较为严重，感应电压100伏以上，导致监控系统测温模块损坏。同时，机组轴承瓦的实际布置顺序与设计院所给设计图纸不一致，导致温度保护组态程序存在错误，严重影响机组安全运行。

3 提高监控系统运行可靠性的方法

针对监控系统自投运以来出现的问题，瀑布沟水电站的维护和技术管理人员提出并实施了多项技改措施，优化、完善了监控系统程序、界面和通讯，有效地提高了监控系统运行可靠性。

3.1 完善、优化监控系统画面、数据库和内部程序

（1）在“机组控制图”中增加有功调节超时、无功调节超时报警指示，以方便运行人员查看此信息并及时复归。

（2）正确链接机组“LCU状态监视图”中模块状态点。

（3）在厂用电、公用电和照明电操作监示图中增加母线电压、馈线电流显示。

（4）优化RELAY型数据，将上位机数据类型分为RELAY、BREAKER两种类型。所有开关都定义为BREAKER型，例如测点（自用电1段）1号机组技术供水泵电源ZY403-1，当此点0→1产生上位机报警为“（自用电1段）1号机组技术供水泵电源ZY403-1合闸”；当此点1→0，产生上位机报警为“（自用电1段）1号机组技术供水泵电源ZY403-1分闸”，以有利于运行人员监盘。其它测点仍为RELAY型，例如测点发电机出口2YH断线，当此点0→1，产生上位机报警为“发电机出口2YH断线”；当此点1→0，产生上位机报警为“发电机出口2YH断线 复归”。

（5）修改数据库中变位语音报警的测点有：YH断线类、保护动作类、备自投动作类、冷却水中断类、启动事故停机信号、启动紧急事故停机信号、油槽油位过高类、PLC故障类、机组和500 kV开关及隔离开关变位类、调速器故障类等，有利于通过语音信号报告重要设备异常信息。

（6）完善控制点。此类是针对参与控制的开关量。只有定义为控制点，开关量才能参与控制。这类主要是机组辅控设备的启停和故障复归、监控系统内部的单点控制。

（7）完善接点常态。此类是针对开关量，根据测点类型，勾选测点常态（即测点正常状态），当测点属于正常状态时，该测点在数据库中为绿色；而当该测点不属于正常状态时，该测点在数据库中为红色。

（8）添加0→1和1→0产生事件：针对一般开关量、SOE量、开出量、系统信息量、设备控制对象。优化工作将以上所有测点都定义为“0→1产生事件”或者“1→0产生事件”，及以上测点由0变为1或者由1变为0时，上位机事件一览表中会报该测点动作情况。

（9）清理汉字名。在查找图纸资料及核对现场实际设备后，结合实际清理了数据库中测点汉字名。例如机组自用电负荷开关都是只有负荷编号，例如测点“400 V馈线开关ZY102-1合闸”、“400 V馈线开关ZY102-2合闸”等，这样非常不利于运行人员监盘。在通过查找图纸及现场核对，同时结合检修报告，将机组自用电负荷全部定义为实际负荷名称。清理汉字名后，上面的两个测点则改为“（自用电1段）接地装置ZY404-8”、“（自用电1段）调速器油压装置1号油泵电源ZY405-3”等。除此之外，修改了很多定义不清的测点，例如“PLC故障报警”重新定义为“发电机辅助设备控制屏PLC”。此外还修改了很多中英混合的定义，例如“同期装置OK”修改为“同期装置正常”。

（10）在增有功、减有功、增无功、减无功控制回路各增加一个串联的开出继电器，PLC控制开出同时动作2个继电器。从而避免监控系统调整有功、无功时，继电器接点粘连见图1。

图1 二次控制回路

（11）修改有、无功调节模块参数，主要是调整比例系数。将原单比例调节方式更改为双比例调节方式，不同的负荷调整跨度采用不同的比例系数，并将无功闭环时间修改为60 s。

3.2 完善监控系统与外围设备通讯

（1）从调速器电调柜至机组LCU本地PC1屏敷设一根双绞网线；将网线一端引至调速器工控机专用串口通讯RS232转485端口，更新调速器工控机和监控系统通讯程序，恢复调速器与监控系统通讯。

（2）检查核对厂用电、公用电、照明电、地面副厂房直流系统多功能仪表之间通讯电缆是否正确。在检查中发现，通讯电缆进线未接入端子。经处理，使通讯线路通畅后，对多功能仪表参数进行设置，编制好通讯数据逻辑名后，写入上位机数据库。

3.3 提高外围设备可靠性

（1）在监控厂家配合下，对状态监测系统通讯程序进行了升级，提高了通讯速率。

（2）电厂技术人员与厂家技术人员对瀑布沟水电站4号、5号、6号机组测温回路干扰进行全面测试，发现测温电缆屏蔽接地不规范等问题。通过在机组测温模块加装齐纳二极管削减尖峰电压，规范机组测温电缆屏蔽层在LCU测温屏侧接地单端接地，并将测温端子排24V电源的负端由悬空改为直接接地。

（3）更换损坏的测温模块，对机组各部轴承检查轴瓦实际布置情况，修改监控系统温度保护组态程序，修改测温回路图纸和测点定义。

4 结论

由于瀑布沟水电站采用“运维合一，大倒班”的电力生产管理模式，工作内容复合，人员配置精简，因此监控系统在电站中扮演的角色相当重要。在投产初期因误报漏报多报等各种情况，一度影响正常监盘和增加了大量的维护工作，对机组稳定运行造成了一定的影响。但经过一系列针对性的治理以后，监控系统运行的可靠性得到了明显提高。随着瀑布沟水电站机组继续投运，不断完善监控画面，合理优化监控程序，确保各类信息正确、完整、及时的传送，将是瀑布沟水电站技术管理人员一项持久的工作。

TP273+.5

B

1672-5387（2010）06-0072-03

2010-10-08

宋 柯（1969-），男，高级工程师，从事水电厂生产管理工作。