水电厂电气自动化监控系统功能分析研究

1、水电厂电气自动化监控系统功能分析研究 摘 要：随着我国经济的持续高速发展，电力事业也进入了快速发展期。而电气自动化监控技术在水电厂中的应用，不仅使电力机械设备得到进一步发展，更是有效提升电力机械设备工作效率的重要手段。为此，本文主要就水电厂电气自动化监控系统的功能做了相关的分析与研究，以供参考。 关键词：水电厂；电气自动化监控系统；组态模式；基本构建 引 言：自动化监控系统不仅能够监控水电厂的安全经济运行，还能降低检修人员的劳动强度，从而提高生产效率，降低生产成本。而在电气自动化监控系统上有着很多的功能，这些都是推广水电厂电气自动化监控系统的必要理由。 1 电气自动化监控技术的优越性 在实际操

2、作中，相关人员可以通过监控系统的实时显示情况，对电厂设备运行情况进行观察和有效分析，在发现问题时及时而快速地发布具体处理措施。运用电气自动化监控技术，电厂的所有系统均在监控范围内，相关管理和操作人员对电厂设备运行状况是一目了然。这样的监控模式，不仅可以快速地发现事故，还可针对具体事故原作出及时的反馈，使运行人员能够做出快速而正确的反应和处理。从而避免了，由于设备故障信息无法及时反馈，或是人为疏忽原因所导致的处理不及时，能够最大限度地防止事故扩大化。 2 电气自动化监控系统的组态模式和基本构建分析 2.1 电气自动化监控系统的组态模式 比较常见的监控模式分为以下三种： （1） 以集中监控为主，这

3、种监控方式的优势在于其控制站的防护要求较低、设计的难度较小。但是随着电气设备的数量增加，机器统计的大量数据不断导入导致主机运算沉滞、电缆的数量也增多、控制的面积变大等现象。这样还可能出现电缆干扰到系统的情况，使系统的可靠性降低、大量的电缆集中导致火灾的易发等问题。 （2） 远程监控方式，这种方式具备降低安装费用、节省电缆、组态灵活、可靠性较高、降低控制面积等的优点。然而，因这种方式会受现场总线通信速度的制约，通讯量的相对过大，所以该方式较多的应用在小单元系统中。 （3） 现场总线监控方式，就目前来看，由于以太网技术以及现场总线等网络技术的广泛应用，尤其是在变电场上已经得到了应用，为在水电厂上应

4、用电气自动化监控系统提供的丰富的运行经验。加上科技的高速发展，各种智能电气设备也是日益更新换代，这些种种因素均给水电厂的电气自动化监控系统奠定了坚实深厚的技术基础。可以说，现场总线监控已经发展成了一种比较成熟、实用的方式。这种方式专门针对系统的设计，主要是通过对间隔的情况的分步设计，来完成间隔的不同构建，实现不同的功能。该方式不仅兼顾远程监控方式的优点，还降低了安装器件的成本，而且通过智能电气设备的就地安装、通过通信线连接监控系统等方面大大的节省的电缆的用量和安装维护的工程量，从而达到进一步节约综合成本的目的。在各设备的独立功能情况下，提高了整个系统的灵活性和可靠性，就算其中的一个装置发生了故

5、障，也不会对整体的功能造成影响。可以预见，在未来的电厂计算机监控系统中，现场总线控制这一监控方式将成为发展的主流。 2.2电气自动化监控系统的基本构建 水电厂的电气综合自动化控制系统的结构按照分层分布式多cpu体系进行设计，不同的设备及子系统组成不同的结构层，实现其所对应的功能。就整个系统而言，其二次设备可以分为站控层以及单元层两层，其中站控层设置以太网，其主要作用是实现主机之间以及监控机和各单元层间的信息交换，具体的工作站包括运行工作站、远动工作站、操作工作站以及通信站和维护工作站等。其中运行工作站的主要作用是对电气系统的运行进行实时监控；操作工作站的主要作用则是处理下层测控单元的电气运行参

6、数以及进行远程控制；通信站的主要作用则是实现自动控制系统和水电厂其它系统的连接及信息共享；维护工作站的主要作用则是供系统工程师针对系统的数据库、操作界面以及报表功能等进行修改与维护，并对网络监视设备进行维护。此外，维护工作站还可以兼作技术人员培训工作站，在该模块进行操作流程的预演，并对运行工作人员进行培训和仿真操作等。 3 水电厂电气监控系统的具体功能 3.1基础功能 3.1.1 采集数据和处理操控 系统的现场测控单元采集有关的信息，并对故障、事件、变位信号、状态、和模拟量越限和正常的信息等都进行对应的检测。预处理数据的各种合理性校检，并且利用网络对主控级进行实时数据库更新。采集的信号类型包括

7、：开关量、模拟量和脉冲量。模拟量分为电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度和频率。而脉冲量又分为有功电能和无功电能。开关量分为断路器和隔离开关及接地开关的安全自动装置、位置信号和继电保护装置的报警、动作、运行监视信号等等。主控级、中控室以及现地操作面板通过分析发出命令，现场机组接收后完成各种控制和调节任务：（1）设备的正常开停机；（2）设备同期装置控制；（3）设备事故紧急停机控制；（4）设备有功、无功的针对性调节；（5）灭磁开关控制；（6）刀闸等控制以及其他一系列任务处理。 3.1.2 信息显示、监视、记录及报警功能 监控系统主控层通过相关设备对现场控制单元级自动周期性采集获取相关数据

8、，在存入数据库的同时，对相关数据进行分析和处理，通过将整个系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等的具体挂牌检修状态、开关状态等等实时数据整合生成以图形、表格方式给工作人员。 通过实时数据库的更新，显示电气接线图、运行监视图等各种画面在上位机，生成报警一览表和模拟量等的趋势曲线，对设备的运行数据和状态进行实时监控并显示，相关工作人员可以通过监视器时刻清晰的监视全站的实际操作过程和运行状态。在设备发生事故时，监控系统会自动将动作的自动安全装置、断路器信息和继电保护，包括动作性质、信号名称、编号、动作时间以及信号状态等通过时间顺序一一记载，同级事件发生的顺序记录表格，还可以通过cr

9、t显示以及打印机打印输出，也可以存入存储装置中保存，为判断人员过失，分析事故原因，断路器跳闸顺序及分辨保护动作等提供直接依据。在对实际数据的实时分析中，当模拟量达到上限时，提示并打印报警信息，对越限对象的编号、名称、越限的参数值及越限时间不断的报告，并累计越限次数。 3.2高级功能 3.2.1电气设备的管理 其主要功能包括电气设备管理的台帐、维护记录及相关档案的保护及自动设置，并且电气主站系统可以实时的进行在线设备管理，比如对设备动作的实时状态进行统计，将统计结果输送至mis系统（management information system，管理信息系统），对该系统数据进行补充。 3.2.2故障信息管理 系统故障信息管理功能包括针对动作以及常规事件进行信息记录、追溯、重演以及录波分析等，其中事故重演和录波分析在进行事故原因分析时有着重要的现实意义，可以有效的进行事故防范。 4 结束语 总之，电气自动化监控系统有着不言而喻的优越性，可以杜绝可能发生的人员失误，还能够节约相关人员的无谓劳动。因此，在水电厂实现电气化自动监控系统能够做到更加安全、更加可靠、更具有经