探究水电站自动化系统的优化设计.pdf

256 探究水电站自动化系统的优化设计探究水电站自动化系统的优化设计 于 泳 摘 要 低水平的自动化电力行业，不符合社会对于高水 平的电力规定。为了更好地增强电能水平以及发电的功效， 必须从源头上在传统水电站手动控制模式下、在计算机监 控系统的基础上，进行综合自动化变更。因此，水电站应 该按照综合自动化的需求来进行设计。 关键词 水电站自动化 系统优化设计 水电站自动采样系统主要由压力、流量抽样， 液位，温度采集等常见类型。有许多不同种类的自 动采集的原始， 尽管是最初的自动化测量同一变量， 因为原理、适用环境、不同的情况，如精度，出现 各种不同的范例和等级的产品。根据不同类型的原 始采集，根据水电站的实际应用进行了分析和探讨 有其必要性。 一、 水电站自动化的作用 1. 提高工作的可靠性 完成水电站的自动化系统以后，既可以运用不 同的自动设施及时、安全、迅速地做出测验、记录 以及报警，又能够预防错误的工作情况转化为成故 障，还能够防止出现故障的机器再次受到伤害，进 一步增强了供电的可靠性。还有就是，运用不同的 自动实施对水电站的每一项工作和管理（如开停机 操作和并列）进行实施，不但能够很大程度上降低 工作人员操作错误的发生，另一方面也降低了出现 故障的机率；同时还能够在一定范围内提高实施或 控制的过程，特别在出现故障的危险现象下，确保 了系统的标准实施和对用户的正常供电，拥有十分 主要的作用。 2. 增强劳动生产率，优化工作环境 水电站大多距离城镇比较远， 分布在偏远山区， 工人很长一段时间在环境恶劣的条件下居住。水电 厂自动化，经过大量的工作是通过多种按照一定的 自动程序自动装置，采用计算机监控系统代替人工 操作，并定期进行检查，记录和其他复杂劳动，极 大地提高了工作和生活经营环境， 降低了劳动强度， 增强了经营管理水平。同时也可以缩减操作人员， 完成了无人值守无人（或更少），增强劳动生产率， 减少运营成本和功耗成本。 3. 符合电力体制改革的要求 目前， 随着我国电力系统的变更， 慢慢地将 “除 了工厂网络，接入到 Internet”的实施，以前的手 工操作控制是难以符合的市场经济竞争的规定，依 托科学技术和自动化系统的自身优势，及时了解电 网，并及时参加投标，将最终实现电网电源，其社 会效益和经济效益是举足轻重的。 二、 现阶段水电站自动化系统存在的问题 1. 工程概况 某水电站工程坝址管理集水面积 6 763 km 2。此 建设项目的的目标是以发电为主。水库的标准蓄水 位为 327.2 m，相应水库库容为 98.16 万 m 3，安装 3 台 1 600 KW 灯泡贯流式水轮发电机组。 该水电站自动化系统采取光纤以太网连接，通 过分层分布开放式结构，由中央控制室厂级计算机 层以及现地管理单元层构造，厂级计算机层涵盖了 工作人员的办公室、主机、工程师工作站、通讯管 理机、以太网交换机、打印机，现地控制级有 4 台 LCU（3 台机组 LCU，台公用 LCU），分别对 3 台 机组、开关站和公用设备等进行实时监控。 2. 存在的问题 因为大型压缩机排量低，选择的两个低压空气 压缩机一般情况下都是在备用。运用压缩机开机工 作后产生一定的温度来完成气水分离，而具体的工 作中因为低压气机开机所用的时间比较低，通常会 导致堵塞过滤器的情况出现。解决措施：为发电厂 使用低压气体置换小型空气压缩机；轴承供油的齿 轮流量计因为计数没有具备直观性或不按标准安装 的情况比较多。解决措施：采取直观的玻璃转子流 量计可以满足准确控制轴承流量的标准，更能预防 轴瓦烧瓦的情况；JQK2-10 类型容易集成的刹车制 动情况，因为它是集成模块，有一些困难来维持。 三、 水电站自动化系统的优化设计 1. 基于开放系统的分布式监控系统 随着计算机以及网络技术的进步，计算机应用 更加复杂和大型软件开发的投资也越来越多，如何 使这些巨大的资源不仅在制造这台计算机上运行， 而且另一家公司生产的计算机上运行，形成一系列 的开放系统标准： TCP/IP、 POSIX、 SQL、 ODBC、 JDBC、 OPC 等。基于开放系统的分布式计算机监控系统的 通用性以及可移植性，监控系统软件能够安装在不 同的计算机开放系统特点的机子上。开放系统水电 站计算机监控系统的进步是计算机监控系统的重要 历史阶段。 2. 工业电视监视系统 所谓的工业电视监控系统主要是实现现代化的 管理和监督，才可以被监控对象的及时和真实的信 息取得特定的反应，尤其是在工业电视监控系统， 监测的水电厂自动化系统的基本手段工作人员只能 通过电视监控，及时把握水电站各种的，保证水电 站的运行措施是安全有效的。与此同时，工业电视 监控系统以及计算机监控系统是相对独立的，和工 业电视监控系统主要是对各个子系统的综合治疗， 然后再转移到水电站的总控室。但是，计算机监控 系统主要是一种监控各个子系统的。通常来说，工 业电视监控系统具备相对优化的传输功效。为了更 加安全，水电站的有效运行要从根本上保证，要在 计算机监控系统、工业电视系统下实现独立工作。 3. 电站控制层 水电站的实时监控的重点是全站控制层，全部 电站的核心电气设备的全程管理以及调节、 数据采 集和解决、 标准实施控制、数据通信、电站实施保 护控制、系统辨别等作用。一般现象下，电站机械 的实施管理以及监控由主机兼操作员在中控室的工 作站上实施。通过值班人员次采取计算机系统的键 盘、鼠标、显示器实施人机对话，对电站的水轮主 变压器、发电机组、线路、厂用电等核心机械进行 管理以及监控，能够通过计算机监控系统按实施值 班人员建立的负荷曲线、负荷、母线电压定时实施 开机、停机、并网任务、监视电站核心机械的工作。 4. PLC 控制系统 下面比较详细地介绍一下如何正确地使用 PLC 输入口及抗干扰的一些措施。 （1）输入为交流电源 当输入的电源为交流电源时，如图 1 所示，通 常为了确保输入接点， 一般会将一个 RC 串联电路并 联，以得到避免电火花的目标，然而，交流电源使 用 RC 要流通电流 I1（交流电源有效值），当 I1 到 达 PLC 输入工作电流的阀值时，在节点 K 无法连接 时，也或许会把 PLC 错误的当成 K 已连接，因此， 通常要加一个并联电阻 R，让 I1 分流，让进入 PLC 的电流比 I 小，也就会不有误动作的产生了。 图 1 输入接点的维护 （2）输入为直流电源 当直流输入触点的输入电源是微动开关，行程 开关，按钮开关组件，比如 K，以表示一般拥有发 光并联二极管以及对照的电阻 r，那么 K，I 将流过 电流时，它是打开的，当 I 超过阀门的 PL 将工作电 流额定值 C 输入，它也许会出现误动作，所以，必 须将电阻 R 并联，如图 2 所示，分流使输入电流降 低，就预防了误动作的产生。 图 2 降低输入电流的措施 四、 结语 随着社会经济的迅速进步，广泛应用于水电站 自动化系统，此举不但是水电站的现代管理的进步 标准和科技发展的一个象征，以及电力管理部门的 现代化水电站在我国的全面要求，为现代化建设以 及可持续发展战略的执行带来了一定的经济价值以 及现实作用。总之，我相信，有关工作者在未来的 新技术，新工艺和水电站自动化系统大量推广新产 品