关于两会沱水电站电气自动化应用问题的研究

张宝成

（巫溪县后溪河水电开发有限公司，重庆 405800）

0 引 言

进入新世纪以来，我国的社会发展取得了举世瞩目的成就，获得了世界的赞誉。在国民经济发展中，电力行业做出了不可磨灭的贡献。与火力发电相比较，水力发电具有无法比拟的优势，不仅能耗较低，而且环保、污染较少，在实践中受到了人们的广泛认可，并成为我国电力发展的重要形式。水利发电优势明显，但是其自身暴露出的劣势也不容忽视。将电气自动化运用到水电站实际运营中，可以有效保障水电站的安全、稳健运转，体现出了水电站的现代化建设水平和能力。

1 两会沱水电站简介

两会沱水电站为后溪河流域第一级电站，总装机容量为2×10 000 kW，发电机出口电压为10.5 kV。1 台 10 000 kW 的发电机采用 1 台 12 500 kVA 的双绕组变压器升压成110 kV，另一台10 000 kW 的发电机采用1 台16 000 kVA 的三绕组变压器升压成110 kV。110 kV 侧出线2 回，一回至孔梁电站，另一回至镇泉变电站。

两会沱水电站按“无人值班，少人值守”原则设计，采用南瑞公司NARI NC-2000 计算机监控系统对水轮发电机组、进水主阀、调速器、励磁设备、油水气辅助设备、电气一二次设备以及大坝闸门等进行监控。主要监控设备包含二台主机/操作员工作站、二台远动工作站、一台工程师兼通信工作站、机组设备现地控制单元（1～2 LCU）、公用设备、开关站现地控制单元（3 LCU）、坝区设备现地控制单元（4 LCU）、网络设备、一套系统时钟同步装置、一套语音报警系统以及一套微机五防系统等。

2 将电气自动化应用到水电站建设中的重要价值

2.1 可以促进水电站进一步提升运转的稳定性和可靠性

众所周知，水电站存在的最大意义是为人们生产电能。将电气自动化技术和设备引入水电站建设，其自动控制系统将发挥作用。主机/操作员工作站等电站主控级设备负责数据采集与处理、运行监视、控制、调节与操作以及语音报警等。水电站的设备在运行过程中一旦出现异常情况或者发生故障，电气自动化装置会灵敏感应出来，按流程自动操作（如按流程事故停机、自动电压控制等）并发出一定的提示声音，引起工作人员的注意，减少了事故概率或阻止了事故的进一步扩大，提升了水电站运转的稳定性和可靠性[1]。同时，电气自动化引入到水电站的日常运作中，如自动开机流程、倒闸操作五防闭锁、并网自同期等，进一步提升了水电站的操作的正确率，从而降低了由于人为误操作而造成的各种工作事故发生的概率，促进了水电站的发展。

2.2 能够有效提高水电站的经济效益

在水电站的实际运行过程中，需要客观分析运转所投入和产出的数量关系，实现一定的经济效益。水电站在多种运行方案中，往往会依据自身的实际情况，选择最佳的运行方案，尽量以最少的成本投入获得最大的经济效益。客观来说，水电站的整个运行过程比较复杂，程序较多，要实现最佳运转状态还要顾及经济效益的实现，单单依靠人工操作并不是一件容易的事情。而今自动控制装置在水电站运转中的全程参与，不仅可以监控水电站的日常运行数据，而且可以依据运行状态进行优化调整，根据流域来水量自动调节梯级电站发电量，做到少弃水、尽量提高库区水位发电，最大程度保证水电站的各运行环节都处于最佳状态，有效降低水电站的成本投入，实现经济效益的最大化。

2.3 有利于进一步提升水电站的运转效率

将电气自动化技术运用在水电站建设和管理中，充分发挥该技术的优势，有效降低水电站的工作总量和工作强度，减少人力资源方面的投入，进一步优化工作环境，为水电站的高效运行保驾护航[2]。利用电气自动化技术把电站集控运用到电站自动化操作过程中，实现了电站无人值班。这样不仅减少了人工成本，也有效提升了水电站的运转效率，只需要少数几个工作人员，就可以利用计算机和网络技术等，精准的对水电站设备进行有效控制和操作。既降低了水电站的电能生产成本，又进一步降低了水电站的运行成本，不仅大幅度提升了水电站的劳动生产率，而且切实增加了水电站的经济收益，推动了水电站的快速发展。

3 水电站计算机监控系统包含的主要软件条件

3.1 操作系统

操作系统应具有如下能力：①操作系统在所提供的硬件构造中应有实用成功的经验；②应具备不需要特殊开发就能满足计算机监控系统的相应需求；③应有以优先权为基础的任务调度、执行、资源管理分配以及任务间通信和控制的手段；④应当有直接控制输入和输出设备的能力；⑤应能有效执行高级语言编辑的各种程序；⑥能执行诊断检查、故障自动切除和自动重新启动；⑦对系统的启动、终止、监视、组态和其他联机活动应有交互式语言、命令程序支持；⑧应通过任务名称、数据名称和操作标号实现软件相互连接；⑨应当具备错误检测或者校正的标准程序，也有系统生成服务；⑩应提供文件控制功能，至少包括文件的打开、关闭、读出和记录等基本存取方法。

3.2 支援程序和实用程序

支援程序和实用程序应具有如下能力。①具备有效的编辑软件，以进行应用软件的开发。这些编辑软件包括标准的汇编语言编辑程序、高级语言编辑程序、交互式数据库编辑程序、交互式图像编辑程序、交互式报告编辑程序和可编程计算软件等，并能通过LCD终端交互式地进行程序的开发、修改、试验[3-4]。②应备容易使用和代码汇编的装配程序。③应有微机和接口设备同步联机诊断软件以及脱机诊断软件，联机诊断不应破坏实时操作。④所包含的应用软件中应有一些能够进行检验和修改的应用程序。⑤应有存储器转储的实用程序。

4 进一步提升水电站电气自动化技术应用的有效方法

电气自动化技术在水电站中的应用，有助于提升水电站的生产和运作。水电站为了进一步提升电气自动化技术，在以下几个方面提出了相应的调整。

4.1 积极创建电气控制系统

在水电站的电气自动化系统运用中，计算机通过以太网将对与主机相联系的各环节的终端设备进行控制和监测，或者以开放式体系结构进行，具体根据监控的工作内容设计相应的关联系统，切实保证运行工作的有效开展，体现了该系统的强大优势，推动了调试工作和运行工作的高效开展。同时，在水电站电气自动化操作系统中，监控系统在工作状态下可以收集相关数据，并实施一定的操作。这些珍贵的资料会自动进行保存，在计算机的硬盘中可以进行后期查询，保障水电站管理和运行工作的可持续性。

4.2 应用在水轮发电机组自动控制系统中

在水电站电气自动化应用过程中，要确保设备的自动化操作精准依照既定的程序进行自动运行，促进水轮发电机组正常、平稳的运行，需要依照一定的规则和标准创建水电站运行的优越条件，在数量上做出正确选择，确保机组数目最佳，能够促进水轮发电机组的工作效率是最优化的。同时，要想实现各机组之间的负荷分配的科学性，需要了解系统的总负荷，并依据变化情况做出最优化的自动调节和分配。如果系统在工作状态下发生故障，有足够的备用机组能够迅速顶上，恢复正常的运营。

4.3 不断提升水电站工作人员的综合能力

从实践来看，造成电气自动化装置故障、事故的主要原因是，水电站的工作人员维护工作不完善，或者是系统设备的使用方法不规范等。因此，加强对水电站工作人员的培训，提升他们的综合能力势在必行。一方面，鼓励水电站不同岗位的工作人员进行工作交流，拓展他们的知识面和知识层次。另一方面，做好新入职人员的培训工作，促使他们明确自身的岗位职责。在完善制度和纪律约束下，做好自己的本职工作。

5 结 论

综上所述，无论是对国家经济的建设，还是对人们自身的生活，水电站的发展都发挥着重要作用。水电站正常、高效运转，才能生产大量的电能，满足社会各界的用电需求。将电气自动化技术运用到水电站建设中，可以切实提升水电站的工作效率和管理水平，推动水电站的可持续发展，为国家的建设作出更大的贡献。