水电站自动化监控系统的运行及维护研究

刘　斌

（新疆伊犁河流域开发建设管理局）

水电站自动化监控系统的运行及维护研究

刘斌

（新疆伊犁河流域开发建设管理局）

随着水电站建设步伐的加快，对自动化监控系统的应用也提出了更高的要求。从现行自动化监控系统应用现状看，其自身的架构为整个水电站运行提供保障，如其中监测系统、数据库系统以及检修系统等，对提高自动化水平具有至关重要的作用。本文主要对水电站自动化的相关概述、水电站中自动化监控系统的应用以及自动化监控系统维护的相关建议进行探析。

自动化监控系统；水电站；运行；维护

0　引言

信息技术的快速发展为水电站自动化水平的提高提供了强有力的保障。许多水电站中引入的设备极为复杂，在实际运行中很难单纯依托人力进行监测与维修，此时便要求通过自动化控制技术使设备运行得以有效控制，且一旦设备出现异常，自动化监控系统可直接对其故障信息进行判断，及时为水电站工作人员提供预警信息，确保整个电力系统安全可靠运行。因此，本文对水电站中自动化监控系统的运用与维护研究，具有十分重要的意义。

1　水电站自动化的相关概述

自动化技术在水电站中的运用旨在提升设备运行的经济性、可靠性，尽可能减少工作人员的负荷且使电能质量得到保障。实际应用自动化技术中，一旦有异常情况出现，系统能够自动完成检测、记录以及报警等功能，且在问题严重情况下可直接将故障设备进行断开，将备用设备、机组投入使用，避免电力事故发生的同时保障供电可靠性。从水电站自动化的构成看，其涉及的装置主要以综合自动装置、基础自动装置为主。其中在综合自动装置方面，主要表现在自动巡回检测、有功功率调节等对全站性自动装置，而基础自动装置方面涉及到的装置包括励磁装置、调速装置等。整个水电站的监测与自动控制都需依托于这些自动化装置，并利用计算机监控系统使所有装置连接起来［1］。

2　水电站中自动化监控系统的应用研究

2.1自动化监控系统架构分析

现行水电站中自动化监控系统的整体架构多表现出开放式、全分布等特点，如其中的远程调度层、现场控制层以及厂站监控层，能够满足水电站数据采集以及设备监控等要求。同时，数据管理站中有历史数据库、全厂数据库的分布，且多集中在LCU中。一般为满足监控系统通信要求，需保证各系统功能设置在相应的节点上，这样在系统网络运用下各节点间便可实现通信。另外，在自动化监控系统架构中，软件结构也极为重要，其可直接配置于网络节点中，以常见的冗余配置为例，能够保障设备出现异常情况时不会对系统其他功能造成影响，且系统自身可对故障设备进行重新配置，保证设备的功能发挥出来。由于节点中软件结构较为相近，这样系统能够根据实际需要进行功能分配，对系统可利用率以及可维护性的提高能起到明显的积极作用［2］。

2.2自动化监控系统的应用体现

目前，水电站自动化建设中逐渐引入较多新技术，如系统数据服务器、主控器选择UNIX工作站，且在计算机监控系统中融入JAVA技术、Web技术等，能够为操作人员提供良好的人机界面，水电站中各办公区域如总工办公室或厂长办公室可直接通过互联网对系统界面进行浏览。从水电站中自动化监控系统的运用看，具体表现在：首先，监控系统中的数据库系统。该系统在整个监控系统中极为重要，能够将较多以往设备故障事件类型、故障检修相关数据以及设备运行的发展趋势等存入其中，这样当水电站中有同样故障问题发生后，工作人员可直接在数据库系统中查询相关的信息。现行监控系统中的数据库系统在设计方面有较多的要求，包括人机界面良好、操作方式便捷等，避免数据库系统为整个监控系统造成较大的负担［3］。

其次，监测电能量。水电站自动化建设中，多将电度量表设置于各主变压器、线路或发电机中，能够实时获取点读量数据。需注意的是自动化建设下，需由智能电表取代传统电度量表，一般传统电度量表运用中需进行电度量脉冲的传输，在此基础上由计算机监控系统完成电度量的采集，相比之下，智能电度表运用中，不仅可直接对相关的信息数据进行保存，也可在需要时从通信接口处进行电度量数据的获取。所以，仅需保证计算机监控系统具有相应的通信接口，且可进行数据管理，便能有效监测电能量。

再次，水轮机效率检测系统。现行水电站自动化建设中，对如何在线检测水轮机效率给予极大的重视。需注意的是该系统在线检测功能的实现需引入流量在线检测技术等，并融入其他计算机技术包括信息处理技术、通信技术以及测控技术等，以此达到在线检测水轮机效率的目标。

最后，状态检修系统。水电站设备使用寿命的评估是保证整个电力系统可靠运行的关键所在，而评估设备使用寿命很大程度需依托于检修设备状态而实现。目前，大多水电站中应用的计算机监控系统，都融入较多监测装置，其对于设备实时运行状况能够准确判断，并提供相应的预警功能。但需注意的是为使监控系统、状态监控系统二者能够实时共享数据信息，应在设计中注重二者的有机结合，这样既可使监控效率得以提升，也能减少重复部件的使用。除此之外，现行水电站中的自动化监控系统也表现在水文测报、消防监控等方面。如在水文测报方面，水电站中的水文情况都可在监控系统应用下被有效获取，这样水电站调峰、防洪以及排沙都有准确的数据作为参考。再如消防监控方面，水电站中的机电设备、厂房以及主变区域都可在探测器运用下被监测，一旦有火灾情况出现后系统可迅速做出反应［4］。

3　自动化监控系统维护的相关建议

3.1电气设备的维护建议

水电站中需维护的设备主要表现在发电机、变压器等设备上。以发电机为例，在实际维护中要求对发电机内杂物进行定期处理，且判断发电机滑环、电刷等是否保持可靠运行，若机组运行时滑环中电刷未保持在适当位置，要求及时处理。而在变压器方面，实际维护中涉及的内容较多，如对继电器连通管情况进行判断、对防雷保护设施性能分析、检测变压器负荷情况与装置绝缘情况等，其中任一构件存在性能较差或受损严重等问题，都会对变压器的可靠运行带来不利影响，因此需结合受损情况采取针对性的解决策略，如设备更换或修补等。

3.2人员的管理措施

监控系统的维护关键在于水电站人员的综合素质，要求做好人员培训管理工作。实际进行人员管理中，应保证人员对水电配套设备相关技术进行充分了解，并掌握相关的自动化监控技术内容，针对较为复杂、专业的检修工作，要求在开展检修前做好技术交底工作。另外，在培训管理中应注重提升人员职业素质，保证人员在设备检修中具备较高的责任意识，这样才可为设备的维护提供保障［5］。

3.3信息数据的有效管理

针对监控系统收集的数据信息，要求相关技术人员做好数据记录工作，并判断所得到的数据与实际设备运行参数是否相对应，若发现监测数据存在明显的异常，便需向相关部门进行汇报，分析数据中所表现的设备异常信息，在此基础上提出相应的维修策略。同时，针对记录的数据与检修结果，可考虑适时存储于数据库系统中，这样日后出现同类设备故障时，仅需从数据库系统中查询相关的处理方法即可。另外，为进一步提升维护水平，水电站也应构建岗位责任制，确保所有相关人员能够到位履职，且对于收集到的监测数据，应及时进行处理与存储，避免出现数据遗漏或丢失情况［6］。

4　结束语

自动化监控系统的应用是当前水电站自动化建设的必然要求。实际应用自动化监控系统中，应正确认识水电站自动化的基本内涵与自动化监控系统的整体架构，确保相关的状态检修系统、电度量监测系统、水轮机效率检测系统等可在水电站发挥其应有的功能。同时，在自动化监控维护方面还需注意做好相关电气设备的维护，提高人员综合素质并有效管理信息数据，以此使监控系统的功能得到充分发挥，推进水电站自动化建设。

［1］王明亮.关于对水电站自动化监控系统的运行及维护研究［J］.电子技术与软件工程，2015（23）：159.

［2］张珊珊.农村小型水电站监控系统总体设计及关键控制技术的研究［D］.哈尔滨：东北农业大学，2013.

［3］徐凯.中小型水电站计算机监控系统软件的设计与实现［D］.成都：电子科技大学，2013.

［4］何正韡.基于Modicon M340 PLC的水电站监控仿真系统研究［D］.杭州：浙江工业大学，2014.

［5］吴小平.基于PLC的中小型水电站闸门监控系统设计研究［D］.杨凌：西北农林科技大学，2011.

［6］张燕霞.龙羊峡水电站大坝安全自动化监测系统的运行与维护［J］.大坝与安全，2011，01：35-37，47.

（2016-03-01）