尼尔基发电厂运行值班方式

吴希华，寇立国，姚 远

（1.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 130021；2.嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 116000）

1 概况

尼尔基水利枢纽工程位于嫩江干流，具有防洪、工农业供水、发电、航运、环境保护、鱼苇养殖等综合效益，是嫩江流域水资源开发利用、防治水旱灾害的控制性工程，也是实现“北水南调”的重要水源工程。枢纽主体工程于2001年开始动工，2006年进入验收阶段。

尼尔基发电厂于2002年正式动工，2006年7月16日首台机组正式并网发电，同年底，4台机组陆续投入生产。单机容量62.5 MW，总装机250 MW。尼尔基发电厂采用220 kV出线直接送入拉东变电站。电厂设有2个运行中控室，一个设在枢纽现场内蒙古莫力达瓦旗尼尔基镇，另一个设在距现场130 km的黑龙江省齐齐哈尔市。

2 运行值班保障系统

2.1 电厂安全运行的首要条件

作为一个新兴的水利发电厂，设备自动化水平的提高必然带来生产人员数量的减少，从而要求员工素质的不断提升。自2002筹建以来，尼尔基发电厂就按照“少而精、素质高、事业心强、一专多能”的原则招聘和培养员工。就素质而言，尼尔基发电厂的运行人员已在全国率先跨越机械、电器专业界限而实现机电合一，并且正逐步向运行维护全能值守员过渡，为下一步实现 “无人值班（少人值守）”奠定了基础。

2.2 电厂自动化设备的配置及改造

在设计方面，尼尔基发电厂是按照“无人值班(少人职守)、远程遥控”设计的，现场除留少部分值班维护人员外，正常的机组启、停，负荷切换、调整等工作均由齐齐哈尔的值班人员在主控大楼内进行，这就对现场生产设备的安全可靠性及自动化程度提出了更高的要求。同时，要想实现“无人值班（少人职守）”这个目标，就必须更加注重依靠科技进步，提高设备的自动化水平。

2.2.1 计算机监控系统

计算机监控系统是水电站自动化的核心。完善、可靠的计算机监控系统能有效地完成对机组和主设备的各项操作和控制，提高电站的运行管理水平。目前尼尔基发电厂采用的是中国水利水电科学院研发的H9000计算机监控系统。作为一款针对目前国内“无人值班 (少人值守)”的发展趋势以及我国电力系统长远发展战略而研发的计算机监控系统，它有着其独特的优点：

1）对输入计算机监控系统的所有模拟量、数字量进行快速巡查，实现越限报警、事故顺序记录。

2）实现对机组的起、停和各种工况转换的控制，监视和操作。

3）实现对机组的有功、无功功率及电压的调节。

4）对电站的机组、变压器、开关等各种设备的异常情况迅速传递到控制中心或调度中心并报警，同时能实现事故停机。

5）自动平稳切换和有效、方便的人机联系。

6）与控制中心计算机系统实现遥控、遥调、遥讯、遥测功能。

7）对运行机组、备用机组的各项数据实现自动巡检。

2.2.2 励磁系统的双重配置

尼尔基发电厂励磁系统采用广科所研发的EXC9000可控硅励磁装置，配有两套励磁功率柜，正常情况下，两套功率柜并列运行，当一套励磁功率柜发生故障退出运行时，另一套仍能满足发电机在所有工况下的正常运行。

2.2.3 机组状态在线检测系统

尼尔基发电厂在建厂伊始就引入了北京华科同安公司自主研发的TN8000机组状态在线检测系统。该系统由传感器、数据采集站、上位机设备（服务器及相关网络设备）、TN8000软件等组成，每台机组配一个数据采集站（内置2个TN8000数据采集箱、液晶显示器、传感器电源、逆变电源等），4台机组共用一套上位机设备。按照现场测点分布情况，该系统又可分为空气间隙状态监测系统、局部放电监测系统、振动摆度监测系统、压力脉动监测系统。通过对水轮机组的运行稳定性在线监测，同时联合计算机监控系统的监测信息，针对尼尔基发电厂机组特性建立起功能完备的监测分析诊断系统，提供了报警、预警、状态分析、性能评价、故障诊断等一系列工具和手段，并形成了机组稳定性性能曲线、水力参数性能曲线、过渡过程性能曲线，为工作人员了解机组的运行性能，及时发现缺陷和故障、状态检修提供了系统的、直接的技术数据和报告，为机组的安全运行、优化调度和检修指导提供了有力的技术支持。该系统自2006年开始运行以来，运行良好，为机组的稳定运行提供了保障。

2.2.4 直流电源系统

传统的直流系统方式现在己无法满足新兴水利发电厂自动化设备的需要以及“无人值班（少人职守）”的设计要求。尼尔基发电厂在直流系统方面采用了2套220 V直流蓄电池系统、2套24 V直流蓄电池系统和2套硅整流供电直流系统。正常情况下，一套硅整流供电直流系统在向保护、自动装置等提供操作电源的同时，还向220，24 V蓄电池进行浮充电，当交流电失电或冲击负荷时，监控系统自动投入一组直流电池系统，当运行中的直流供电装置发生故障或进行操作时，监控装置自动切换到另一套直流供电系统进行供电。双重配置的UPS电源系统分别利用2条独立的电缆各自向一台UPS供电，为监控系统提供可靠的电源，保证监控系统永不失电。2套电源可自动切换，相互备用，满足了在任何情况下监控系统供电的需要。

2.2.5 消防系统

尼尔基发电厂为发电机组及厂房内各处配备计算机集中控制灭火装置，它由报警系统和火灾联动系统两部分组成。在中控室与计算机室采用的是气体灭火装置，安装了目前国内较为先进的七氟丙烷灭火剂。其它部位则安装了烟感式、光感式、缆式报警装置和水消防装置。当发生火灾时，火灾联动系统会迅速关闭火灾现场的风道，并在报警的同时启动灭火系统进行灭火。在水消防设备方面，除正常配备2台卧式离心泵外，尼尔基发电厂还分别在中控室四楼及机组蜗壳层设置了2个玻璃钢水箱，采用了较为先进的增压稳压技术，为突发性火灾的处理提供了保障。

2.2.6 工业电视监控系统

传统的工业电视监控系统只可以做到对周围的环境进行监控，但随着计算机多媒体技术的发展，将传统的工业电视监控系统改造成计算机多媒体电视监控系统，再将计算机多媒体电视监控系统、机组状态在线检测系统和消防报警系统等构成一套计算机多媒体工业电视遥控系统。在发电厂现场共设有近50个可360°旋转的摄像头，保证厂区及机组监控没有死角。在此基础上针对尼尔基发电厂的特殊情况，在齐齐哈尔中控室设置了工业电视终端，便于远方职守人员随时查看现场机组工作情况，同时采用24 h录像监控，为机组突发事件的处理保留了详实的影像资料

2.2.7 通讯系统

尼尔基发电厂共配置了4套通讯系统：微波通讯系统、载波通讯系统、移动通讯系统和固定电话通讯系统。微波和载波通讯系统主要被用做两地中控室的值班人员与调度部门的联系，电量、水情、保护信息的传输以及调度部门、防汛指挥部门实现遥控、遥调、遥信、遥测等。针对地下厂房的特点，每个班组都配备了移动对讲机和固定电话通讯系统使得每一位工作人员能够在第一时间得到召唤，并且很快地投入工作，保证电厂安全平稳的运行。

3 齐尼两地运行值班的方式

3.1 两地轮换运行值班

由于暂时不能实现“无人值班（少人职守）”的设计目标，目前采用的是齐尼两地相互轮换的运行值班方式。两地各有3个职守班组，实行7 d轮倒的方式。尼尔基现场人员值班期间承担值守和ON-CALL应急职责，由值守长进行统一管理，值守人员和ON-CALL人员进行相互轮换。正常情况下，只留4人在中控室值守，主要负责与集控中心进行联系、办票、监盘等工作；其余人员作为ON-CALL人员，实行24 h待命，负责巡检、定期试验及切换、通知维护人员处理缺陷、检修隔离操作、事故处理等工作。

3.2 两票的管理

尼尔基发电厂已配置了生产运行管理系统，系统在中控室、检修、生技处、发电处等相关部门实现全部联网，可随时查看办票情况。两票由发电处预先统一编号，按照编号顺序使用（微机打印票满足自动编号要求），两票在操作未完成之前没有进行确认，电脑中可更改，设备操作结束电脑中输入结束时间、署名后不能再进行更改。远方职守人员也可查看实时的办票情况。

3.3 业务培训

尼尔基发电厂从建厂起一直坚持开展业务培训，促进一线员工的专业水平和实际操作技能的提高，增加员工的责任心，使安全生产深入人心。同时还结合春秋检、大小修，配合检修人员的工作，抓住时机提高对新设备、新技术的熟练和掌握，着力培育与企业科技发展同步的员工队伍。并且不断加强安全文明生产管理，从奖金分配、安全教育、技术培训等方面加强员工的安全生产意识。

4 运行值班方式存在的问题及解决方法

1）监控中心的操作监护问题。规程规定运行操作必须有二人进行，一人操作，一人负责监护。其实，按照现在的计算机智能水平足以保证不发生误操作，“五防”功能和多次“确认”机会为正确操作提供了保证。在无人值班的水电站是否可以考虑允许单人操作。

2）发生重大事故的处理。在水电站，一些如水淹厂房、设备爆炸等突发事件是无法预计的，一旦发生，如果没有及时处理，事故就有可能扩大，这也是一项值得研究的问题。因此需要建立起一套完整的事故预想体系，将以往发生的重特大事故及处理措施整理出来，并对可能发生的事故做出相应的处理方案。

3）消防系统在实际运行中暴露的问题。一是烟感式、光感式火灾报警系统的误报；二是水消防系统的雨淋阀组和电动阀的误动、拒动。针对上述问题尼尔基发电厂将烟感式、光感式火灾报警系统要求厂家进行了维护，雨淋阀组和电动阀进行了改造，目前已运行良好。

5 结语

通过近3年来的运行生产，尼尔基发电厂在借鉴以往成功经验的基础上形成了一套适合自己的运行值班模式，并且在实践中逐步地摸索、改革。实现水电站无人值班是一个相当复杂的过程，计算机技术和自动化技术的发展为实现水电站无人值班提供了可靠的技术保障，但必须有较高的人员技术素质、思想素质、工作自觉性以及完善的组织措施和规章制度作保证，否则，再高的自动化水平也是无法实现的。