水电站综合自动化考试论文.doc

水电站综合自动化课程感悟系部：动力工程系专业名称：水电站动力设备及管理班级：20093811班学号：2009381155姓名：周红倩 一.前言时光如水，岁月如梭。转眼间，大二的上学期的学习时光就如白驹过隙般匆匆的从我们身边流过，大二是大学生活中专业课最多的一学年，这半学年我们专业开设的专业课程有：单片机、,水轮机调节、水电站综合自动化、发电厂变电所电气设备。通过对他们的学习，我受益匪浅。在众多学科中，水电站综合自动化这门课程给我流下了非常深刻的印象。所以，我想在这里略谈一下我对这门课程的感悟。 基于国内中型以上水电站基本上实现了单机自动化，过去的有功功率和无功功率成组调节等自动装置真正投入运行的较小，而且在水电站采用计算机后，其功率也可由计算机统一处理，所以本课程教科书除结论外，第1-4章主要介绍水电站单机自动化的内容。第五章介绍计算机在水电站中的应用。我国地域辽阔，中小型河流众多，水能资源蕴藏丰富，随着国民经济的高速发展，用电量也在不断增加，因此加快开发中小型水电站是十分必要的。电能的生产，传输，分配，消费是一个连续的过程，具有发，供，用同时完成的特点。电力系统内有功功率不足或剩余时，将引起系统频率的降低或升高；电力系统内无功功率盈缺，将造成系统电压升高或降低。单个发电机组孤立供电，电力系统电能的质量及电力生产的安全性和经济性主要有机组或电站本身的保护和自动装置及远方控制，手动操作保证。随着电力系统的不断扩大，系统的结构和运行方式也越来越复杂而多变，所以水电站综合自动化的实施是电站安全可靠运行的有力保证。针对中、小型水电站建设工期短、见效快，电站远离城市、乡镇等特点，从控制投资规模、提高供电可靠性、供电质量、少人或无人值班入手，采用先进技术设备，以减少一次性投资和长期运行费用考虑，应推广使用通过网络，将微机保护、监控、调速、励磁及电站其它控制设备融为一体化设计，并采用分层、分布式结构，组屏或就地分散式构成水电站综合自动化系统。二.水电站自动化的内容水电站自动化的内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说，水电站自动化包括以下几个方面： （1）完成对水轮发电机组运行方式的自动控制：一方面，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化，使得上述各项操作按设定的程序自动完成；另一方面，自动维持水轮发电机组的经济运行，根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外，在工作机组发生事故或电力系统频率降低时，可自动起动并投入备用机组；系统频率过高时，则可自动切除部分机组。 （2）完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视：如对发电机定子和转子回路各电量的监视，对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视，对机组润滑和冷却系统工作的监视，对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时，迅速而自动地采取相应的保护措施，如发出信号或紧急停机。 （3）完成对辅助设备的自动控制：包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制，并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。 （4）完成对主要电气设备（如变压器、母线及输电线路等）的控制、监视和保护。 （5）完成对水工建筑物运行工况的控制和监视：如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵塞的监视，上下游水位的测量监视，引水压力管的保护（指引水式电站）等。三.水电站自动化发展过程我国中小型水电站自动化已经具备一定的基础，这是我国中小型水电站自动化前景广阔的首要条件。我国中小型水电厂自动化以计算机监控技术为平台，经过 20 多年的发展已经日趋成熟，实现了水电厂的综合自动化，即统筹考虑电厂运行、电力调度、水利调度、航运调度、水情测报、灌溉、防洪等彼此之间的关系。而我国中小型水电站的自动化正处在一个推广应用快速发展的阶段。我国中小型水电站自动化技术的发展大致分三个阶段：第一阶段为 20 世纪 70 年代以前，基本为传统的机电电磁技术。第二阶段大约为 20 世纪 90 年代，为计算机监控技术在中小水电站移植试点阶段。这个阶段主要是模仿大中型水电厂的监控模式，将大中型水电厂的模式直接搬到中小水电站上来；将用于变电站中的综合自动化模式略加修改搬到水电站上来；少数厂家结合中小水电站的特点，研制开发出适合于中小水电站的计算机监控模式，并致力于推广应用。第三阶段为 2001 年以来，尤其是 2002 年由水利部颁发水电（ 2003 ） 170 号文以来在全国农村水电领域展开了全面推广现代化技术的工作。经过 10 多年的试点，中小型水电站已到一个关键的攻坚阶段。其次，近年来我国水电空前发展。 2005 年我国水电装机达到了 1.8 亿千瓦，大型或超大型水电站相继建成，中小水电站更是星罗棋布。然而，我国的一大部分水电站在建设时期设计保守、设备落后、技术制约，影响了其效益的发挥。武汉华工电气自动化有限责任公司在湖南进行实地调查，有 22 座水电站基本上是上世纪 90 年代末建成投运的，总装机从 400 千瓦到 4000 千瓦，主要分布在山区。这些水电站由于总投资少，对于水电站的自动化元件投入成本有限，因此在建站初期基本没有考虑自动化。这样的电站很多，急需搞自动化。我认为，今后我国中小型水电站将保持持续发展的态势，这决定了我国水电站自动化技术前景广阔，这是其三。水电站自动化技术经过 20 多年的发展，在大中型电站已完全达到了实用化程度，其自动化技术已全部采用基于计算机的监控系统。但除上位机及机组自动屏之间的信号传输采用光纤之外，数据采集，继电保护输入等级为模拟输入的监控系统，许多信号的传输亦为模拟信号，这样从本质上说计算机监控系统仍然会不时受到电磁干扰，影响电厂的安全运行，这在国内许多大中型电厂已经被证实。随着光纤互感器的发展和产品的推出、国际 IEC61850 协议的实施，从技术层面将导致全数字化的水电厂的监控系统问世，监控保护系统之间的信号传输、数据的采集均基于光纤，这将从根本上解决电站搞干扰问题，同时带来成本的降低，各种智能设备接口这间的标准化，也便于电厂自动化设备的继承。四.水电站自动化技术的发展前景随着科学技术的高速发展，电子计算机在各个领域得到广泛应用，一种模块化的基于现场总线的水电站计算机监控系统出现，逐步取代了传统的以常规控制、人工操作为主的控制模式，大大提高水电站的自动化程度，实现水电站“无人值班，少人值守”。1.系统构成：采用了计算机、可编程序控制器（PLC）或智能I/0、微机继电保护装置和专用智能测控装置，通过标准以太网、现场总线将主控机与各个现地控制站、智能装置等有机连接在一起，构成了按功能分工协作的分层分布式综合监控系统。2.系统的主要特点：（1）开放式体系结构，层次分明，具有良好的扩展性。（2）分层分布式系统，可以根据监控对象、功能进行配置，具有很好的分散性、开放性和灵活性。（3）采用冗余配置，具有很高的可靠性。（4）用中文Windows 操作系统和智能通信等先进技术，便于系统升级。（5）灵活的组态界面，人机接口能力强，界面友善，易于掌握，方便设计、调试和现场运行。3.系统主要功能：（1）对电站设备实现自动监视与记录：计算机监控系统自动完成电站设备数据的采集、处理以及设备运行状况的自动监视与记录，包括开关量信息监视，模拟量信息监视，故障/事故报警、记录与显示，SOE 点记录与显示。（2）对电站实现自动控制：根据上级调度要求和电站自身的具体情况，对电站设备进行操作或调节，包括机组的自动开停和并列以及运行工况的自动转换、机组有功和无功负荷的自动调节、自动发电控制AGC、自动电压控制AVC、断路器操作等。（3）对发电机、主变、线路等主要设备及辅助设备进行保护与监控。（4）实现电站运行管理的自动化：实现运行报表的自动生成，运行操作的自动记录，电站设备参数或整定值的记录与保存，所有报表均可自动或召唤打印以及运行人员仿真培训等。（5）系统通讯：实现与上级调度、水情测报系统、办公自动化网络等计算机系统之间通信，达到信息资源共享，充分发挥整个系统的综合效益。五.结束语如今，我国中小型水电站的发展已取得了很大的进步，各型小水电站的单机容量及电站总容量也越来越大。水电站综合自动化的技术也为水电站的经济运行和安全运行起到了非常重要的作用。为了提高水电站各设备工作的可靠性，保证电能质量和电站的稳定运行，同