水电站电气二次监控及保护配置问题研究

赵世统

摘 要：随着时代的发展，以及国民经济水平的不断提高，人们在日常的生活生产中，对于水电资源的需求量也在逐年的增加，因此，各种各样的发电站也应运而生，水电站就是其中最为重要的组成部分。水电站在不断发展的过程中，为社会发展提供了很好的电力支持，是一项很重要的工程设施。在实际发电的过程中，对电气配置进行有效保护，以及电气二次监控，是整个发电系统的工作重点，一定要结合实际的发展情况，以及发电类型，采取一些有效的保护监控措施。文章对水电站电气二次监控及保护配置问题进行了研究。

关键词：水电站电气；二次监控；保护配置；问题研究

中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0199-01

水电站电气二次设备系统的复杂程度较高，水电站电气二次监控及保护配置同样具有一定的复杂性，在实际设计中，其监控系统具有多方面的设计原则，对其结构和配置也具有一定的要求，主要严格按照这些原则及要求进行配置和使用，才能发挥出它的作用。

1 水电站二次监控系统设计原则

在水电站二次监控系统进行设计时，我们需要注意多个方面，需要严格按照设计原则来实现系统的正常使用。为了保证系统运行的可靠性，通常会在与水电站正常运行的系统或电气设备采用冗余技术与双重化的设置，且这些技术都需要达到一定的指标要求，如MTBF指标等；在各种机组设备和水电站存在着密切联系的辅机系统需要依据它们具体的作用对监控系统施以直接接入，也可以让水电站监控系统拥有和依靠独立控制器组成辅机控制系统共同的联网能力，这样对于二者的一致性具有很大的作用；在结构配置上，需要考虑到现在飞速发展的计算机技术与信息技术，采用模块化的结构设计是一种很好的方法，它可以有效避免因技术等软件发展过快而导致硬件的过快淘汰，它可以根据现在最为先进的科学技术对结构进行局部更换，进行升级扩充；在结构设计中，还需要考虑到整个水电站监控系统的抗干扰能力，在传播中需要防止电磁波等因素的干扰；为方便人员进行信息的调整和收集，需要在监控设备提供方便的接口；在对控制系统进行选择时，可以采用现在较为主流的PLC远程控制系统，这种系统需要和设备的保护装置及辅助装置及调速器完成信息的沟通，形成主动的配合；对于监控系统的整个运行过程中，相比于传统监控方式，它并不需要过多的人进行值班，只需要少量人对于重要部分进行监管，这样可以节约人力的成本；最后，在电子式电能表与水电站监控系统实现通信时，应该采用较为统一的IEC-60875-104标准，确保电能表可以实现数据的准确采集。

2 水电站二次监控系统的结构要求

水电站的网络控制系统，应该采取开放式全分布的控制类型，这种系统的体系结构，具有全模块化的特征，可以保证系统和设备之间有效的进行相关信息的交流和传达。在水电站设备正常运行的过程中，实现全方位的监控和管理。对于那些信号不同，但是，基本功能类似的设备，可以实现彼此之间的相互转化，这个系统具有很好的开放性，可以对系统中很多的功能模块进行随意的删除或者增加，有效的保证了信息的同步化。

这种监控系统大致又可以分为两个方面：分别是现地控制单元层，以及站级控制层，这两个层级之间的交流和连接，都是通过网络来完成的，这个网络系统的平台，更加具有可靠性。这样的系统在实际应用的过程中，实用性也比较高，速度也比较快。监控系统在这个过程中，可以及时有效的对设备所反映出的各种数据和信息进行接收。光纤作为交换机与LCU之间的网络介质，在传播的过程中，不会受到电磁波的干扰和影响，因此，这种监控系统在对水电站进行监控的过程中，就不会受到任何环境因素的影响，可以及时、高效的对设备进行监控。

3 水电站设备配置要求

水电站的配置问题主要有两个方面：一个是操作员工作站，另一个是系统主机。其中，系统主机相对来说是比较重要的，操作员工作站具有辅助的作用，这两个系统相辅相成，共同作用，通过特定的命令，对整个水电站进行管理和控制。电气设备在实际运行的过程中，监控系统还能够对其发出的故障命令信号进行处理和分析，这样，工作技术人员在进行后期管理的过程中，也就会更加的方便和快捷。在水电站的配置设备中，网络设备属于一个比较重要的组成部分，监控系统是用计算机网络进行连接的，然后，对整个水电站的各种设备运行状况进行监控。

网络设备，又包括网络接口和网络交换机，在每一个网络交换机上，都会有相应的网络接口进行配备，网络交换机和各控制系统的信息交流可以利用双绞线来实现，控制单元与网络交换机是用光纤来进行连接的，它可以让信息在传播的过程中，速度更快。整个监控系统在对水电站进行监控的过程中，抗干扰的能力明显的加强了，保证设备正常稳定的运行，光纤的一些辅助设备能保障光纤的傳输效率。

现地层设备的主要作用，就是对主要的监控对象进行各种数据信息的采集、计算和分析，并且把这些相关的数据和信息上传到网络之中，然后通过特定的命令进行监控和管理。LCU，即现地控制单元，在现地控制系统中，LCU在其中发挥着至关重要的作用，同时，应用的也是十分广泛的，在水电设备的监控系统中也是一种不可或缺的设备，功能十分强大。电厂中的一些发电设备、公共辅助设备、以及开关站等，是LCU最为主要的监控和管理对象，在水电站的监控系统中，它算是一种比较底层的系统设备。

在清楚水电站电气二次监控及保护配置的设计原则与要求之后，需要在使用之前对其进行调试，重点检查的方面为二次电缆管道的预埋、电缆的连接等，在具体检验中，需要对自动化元件的出厂规格及操作标准进行检验，需要对配线进行核查，这样可以对水电站电气二次设备运行的安全性有所保障，可以促进监控得到足够的保护。

4 计算机监控系统的主要功能

现阶段，很多的水电站都对计算机监控系统予以应用，在监控电气设备时，工作人员数量很少甚至是没有，因此，本文对计算机监控系统的主要功能进行研究，需要从两方面入手，即控制层功能和监控功能。

4.1 控制层功能概述

首先，电站的控制层可以对数据和信息进行处理和采集的功能，每一个电站场地都会有一个LCU装置，通过这种装置，可以实现对数据的收集功能，然后通过扫查等工作，让工作人员可以实现对这些采集到的数据和信息进行处理和分析，保证设备的正常运行，也更加适应现场的实际情况，同时，也能对各种参数和标准进行修改。这些采集而来的数据信息主要包括了设备的控制系统等，LCU利用光纤进行传输将数据传送到控制层，还可以将其自动绘制为图标的方式，生动且形象地进行展示。

其次，电站的控制层还具有安全监控的功能，计算机系统在工作的过程中，可以对水电站的各种设备的实际运行状况进行实际的监控，对于设备运行中的一些异常状况，计算机监控系统都能在第一时间发现，并发出警报信号，值班的工作人员听到这个信号，就能在第一时间赶到现场，对故障和问题进行处理和解决，保证设备的正常运行。

4.2 监控功能的概述

通过对计算机监控系统的相关设计要求进行分析和研究，发现其主要的要求有以下几个方面：安全运行监控、数据通信、实时调解和控制、系统诊断等。电站在实际运行的过程中，主要有以下几种方式：上级调度中心方式、厂站级远方自动式、现地自动方式。在计算机的监控系统中，通过相关的软件和硬件的设置，技术人员可以对一些没有控制权的设备进行关闭，这样就实现了各个层级之间的控制权，都会在技术人员的手中，技术人员再根据特定情况，进行科学的选择。计算机监控系统在进行监控的过程中，一定要保证其精准性和速度。相关的一些实时监控、安全运行监控、屏幕显示等工作，都能在电站的控制层来进行实现，同时，还能对文件进行打印，对系统进行诊断，对电站的相关设备进行管理和维护等。

参考文献

[1]陈自立.印度尼西亚ASAHAN水电站的二次系统设计分析[D].华北电力大学，2015.endprint