張寶成

（巫溪縣后溪河水電開發(fā)有限公司，重慶 405800）

0 引 言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的社會發(fā)展取得了舉世矚目的成就，獲得了世界的贊譽(yù)。在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力行業(yè)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。與火力發(fā)電相比較，水力發(fā)電具有無法比擬的優(yōu)勢，不僅能耗較低，而且環(huán)保、污染較少，在實踐中受到了人們的廣泛認(rèn)可，并成為我國電力發(fā)展的重要形式。水利發(fā)電優(yōu)勢明顯，但是其自身暴露出的劣勢也不容忽視。將電氣自動化運(yùn)用到水電站實際運(yùn)營中，可以有效保障水電站的安全、穩(wěn)健運(yùn)轉(zhuǎn)，體現(xiàn)出了水電站的現(xiàn)代化建設(shè)水平和能力。

1 兩會沱水電站簡介

兩會沱水電站為后溪河流域第一級電站，總裝機(jī)容量為2×10 000 kW，發(fā)電機(jī)出口電壓為10.5 kV。1 臺 10 000 kW 的發(fā)電機(jī)采用 1 臺 12 500 kVA 的雙繞組變壓器升壓成110 kV，另一臺10 000 kW 的發(fā)電機(jī)采用1 臺16 000 kVA 的三繞組變壓器升壓成110 kV。110 kV 側(cè)出線2 回，一回至孔梁電站，另一回至鎮(zhèn)泉變電站。

兩會沱水電站按“無人值班，少人值守”原則設(shè)計，采用南瑞公司NARI NC-2000 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對水輪發(fā)電機(jī)組、進(jìn)水主閥、調(diào)速器、勵磁設(shè)備、油水氣輔助設(shè)備、電氣一二次設(shè)備以及大壩閘門等進(jìn)行監(jiān)控。主要監(jiān)控設(shè)備包含二臺主機(jī)/操作員工作站、二臺遠(yuǎn)動工作站、一臺工程師兼通信工作站、機(jī)組設(shè)備現(xiàn)地控制單元（1～2 LCU）、公用設(shè)備、開關(guān)站現(xiàn)地控制單元（3 LCU）、壩區(qū)設(shè)備現(xiàn)地控制單元（4 LCU）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、一套系統(tǒng)時鐘同步裝置、一套語音報警系統(tǒng)以及一套微機(jī)五防系統(tǒng)等。

2 將電氣自動化應(yīng)用到水電站建設(shè)中的重要價值

2.1 可以促進(jìn)水電站進(jìn)一步提升運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性

眾所周知，水電站存在的最大意義是為人們生產(chǎn)電能。將電氣自動化技術(shù)和設(shè)備引入水電站建設(shè)，其自動控制系統(tǒng)將發(fā)揮作用。主機(jī)/操作員工作站等電站主控級設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與處理、運(yùn)行監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)與操作以及語音報警等。水電站的設(shè)備在運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)異常情況或者發(fā)生故障，電氣自動化裝置會靈敏感應(yīng)出來，按流程自動操作（如按流程事故停機(jī)、自動電壓控制等）并發(fā)出一定的提示聲音，引起工作人員的注意，減少了事故概率或阻止了事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，提升了水電站運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性[1]。同時，電氣自動化引入到水電站的日常運(yùn)作中，如自動開機(jī)流程、倒閘操作五防閉鎖、并網(wǎng)自同期等，進(jìn)一步提升了水電站的操作的正確率，從而降低了由于人為誤操作而造成的各種工作事故發(fā)生的概率，促進(jìn)了水電站的發(fā)展。

2.2 能夠有效提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益

在水電站的實際運(yùn)行過程中，需要客觀分析運(yùn)轉(zhuǎn)所投入和產(chǎn)出的數(shù)量關(guān)系，實現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益。水電站在多種運(yùn)行方案中，往往會依據(jù)自身的實際情況，選擇最佳的運(yùn)行方案，盡量以最少的成本投入獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益?？陀^來說，水電站的整個運(yùn)行過程比較復(fù)雜，程序較多，要實現(xiàn)最佳運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)還要顧及經(jīng)濟(jì)效益的實現(xiàn)，單單依靠人工操作并不是一件容易的事情。而今自動控制裝置在水電站運(yùn)轉(zhuǎn)中的全程參與，不僅可以監(jiān)控水電站的日常運(yùn)行數(shù)據(jù)，而且可以依據(jù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，根據(jù)流域來水量自動調(diào)節(jié)梯級電站發(fā)電量，做到少棄水、盡量提高庫區(qū)水位發(fā)電，最大程度保證水電站的各運(yùn)行環(huán)節(jié)都處于最佳狀態(tài)，有效降低水電站的成本投入，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

2.3 有利于進(jìn)一步提升水電站的運(yùn)轉(zhuǎn)效率

將電氣自動化技術(shù)運(yùn)用在水電站建設(shè)和管理中，充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，有效降低水電站的工作總量和工作強(qiáng)度，減少人力資源方面的投入，進(jìn)一步優(yōu)化工作環(huán)境，為水電站的高效運(yùn)行保駕護(hù)航[2]。利用電氣自動化技術(shù)把電站集控運(yùn)用到電站自動化操作過程中，實現(xiàn)了電站無人值班。這樣不僅減少了人工成本，也有效提升了水電站的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，只需要少數(shù)幾個工作人員，就可以利用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，精準(zhǔn)的對水電站設(shè)備進(jìn)行有效控制和操作。既降低了水電站的電能生產(chǎn)成本，又進(jìn)一步降低了水電站的運(yùn)行成本，不僅大幅度提升了水電站的勞動生產(chǎn)率，而且切實增加了水電站的經(jīng)濟(jì)收益，推動了水電站的快速發(fā)展。

3 水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)包含的主要軟件條件

3.1 操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)應(yīng)具有如下能力：①操作系統(tǒng)在所提供的硬件構(gòu)造中應(yīng)有實用成功的經(jīng)驗；②應(yīng)具備不需要特殊開發(fā)就能滿足計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的相應(yīng)需求；③應(yīng)有以優(yōu)先權(quán)為基礎(chǔ)的任務(wù)調(diào)度、執(zhí)行、資源管理分配以及任務(wù)間通信和控制的手段；④應(yīng)當(dāng)有直接控制輸入和輸出設(shè)備的能力；⑤應(yīng)能有效執(zhí)行高級語言編輯的各種程序；⑥能執(zhí)行診斷檢查、故障自動切除和自動重新啟動；⑦對系統(tǒng)的啟動、終止、監(jiān)視、組態(tài)和其他聯(lián)機(jī)活動應(yīng)有交互式語言、命令程序支持；⑧應(yīng)通過任務(wù)名稱、數(shù)據(jù)名稱和操作標(biāo)號實現(xiàn)軟件相互連接；⑨應(yīng)當(dāng)具備錯誤檢測或者校正的標(biāo)準(zhǔn)程序，也有系統(tǒng)生成服務(wù)；⑩應(yīng)提供文件控制功能，至少包括文件的打開、關(guān)閉、讀出和記錄等基本存取方法。

3.2 支援程序和實用程序

支援程序和實用程序應(yīng)具有如下能力。①具備有效的編輯軟件，以進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)。這些編輯軟件包括標(biāo)準(zhǔn)的匯編語言編輯程序、高級語言編輯程序、交互式數(shù)據(jù)庫編輯程序、交互式圖像編輯程序、交互式報告編輯程序和可編程計算軟件等，并能通過LCD終端交互式地進(jìn)行程序的開發(fā)、修改、試驗[3-4]。②應(yīng)備容易使用和代碼匯編的裝配程序。③應(yīng)有微機(jī)和接口設(shè)備同步聯(lián)機(jī)診斷軟件以及脫機(jī)診斷軟件，聯(lián)機(jī)診斷不應(yīng)破壞實時操作。④所包含的應(yīng)用軟件中應(yīng)有一些能夠進(jìn)行檢驗和修改的應(yīng)用程序。⑤應(yīng)有存儲器轉(zhuǎn)儲的實用程序。

4 進(jìn)一步提升水電站電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的有效方法

電氣自動化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用，有助于提升水電站的生產(chǎn)和運(yùn)作。水電站為了進(jìn)一步提升電氣自動化技術(shù)，在以下幾個方面提出了相應(yīng)的調(diào)整。

4.1 積極創(chuàng)建電氣控制系統(tǒng)

在水電站的電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)用中，計算機(jī)通過以太網(wǎng)將對與主機(jī)相聯(lián)系的各環(huán)節(jié)的終端設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)測，或者以開放式體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行，具體根據(jù)監(jiān)控的工作內(nèi)容設(shè)計相應(yīng)的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，切實保證運(yùn)行工作的有效開展，體現(xiàn)了該系統(tǒng)的強(qiáng)大優(yōu)勢，推動了調(diào)試工作和運(yùn)行工作的高效開展。同時，在水電站電氣自動化操作系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)在工作狀態(tài)下可以收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并實施一定的操作。這些珍貴的資料會自動進(jìn)行保存，在計算機(jī)的硬盤中可以進(jìn)行后期查詢，保障水電站管理和運(yùn)行工作的可持續(xù)性。

4.2 應(yīng)用在水輪發(fā)電機(jī)組自動控制系統(tǒng)中

在水電站電氣自動化應(yīng)用過程中，要確保設(shè)備的自動化操作精準(zhǔn)依照既定的程序進(jìn)行自動運(yùn)行，促進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)組正常、平穩(wěn)的運(yùn)行，需要依照一定的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建水電站運(yùn)行的優(yōu)越條件，在數(shù)量上做出正確選擇，確保機(jī)組數(shù)目最佳，能夠促進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)組的工作效率是最優(yōu)化的。同時，要想實現(xiàn)各機(jī)組之間的負(fù)荷分配的科學(xué)性，需要了解系統(tǒng)的總負(fù)荷，并依據(jù)變化情況做出最優(yōu)化的自動調(diào)節(jié)和分配。如果系統(tǒng)在工作狀態(tài)下發(fā)生故障，有足夠的備用機(jī)組能夠迅速頂上，恢復(fù)正常的運(yùn)營。

4.3 不斷提升水電站工作人員的綜合能力

從實踐來看，造成電氣自動化裝置故障、事故的主要原因是，水電站的工作人員維護(hù)工作不完善，或者是系統(tǒng)設(shè)備的使用方法不規(guī)范等。因此，加強(qiáng)對水電站工作人員的培訓(xùn)，提升他們的綜合能力勢在必行。一方面，鼓勵水電站不同崗位的工作人員進(jìn)行工作交流，拓展他們的知識面和知識層次。另一方面，做好新入職人員的培訓(xùn)工作，促使他們明確自身的崗位職責(zé)。在完善制度和紀(jì)律約束下，做好自己的本職工作。

5 結(jié) 論

綜上所述，無論是對國家經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，還是對人們自身的生活，水電站的發(fā)展都發(fā)揮著重要作用。水電站正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，才能生產(chǎn)大量的電能，滿足社會各界的用電需求。將電氣自動化技術(shù)運(yùn)用到水電站建設(shè)中，可以切實提升水電站的工作效率和管理水平，推動水電站的可持續(xù)發(fā)展，為國家的建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。