鄧巧玲

摘要：隨著社會的飛速發(fā)展，在科學(xué)技術(shù)的影響下，我國小型水電站電氣自動控制發(fā)展技術(shù)水平逐漸提升，滿足了現(xiàn)代人們生活中的需求，我國小型水電站采取了微控制系統(tǒng)，融合了傳統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗以及研究方法，在新時代背景的基礎(chǔ)上，改變了傳統(tǒng)的小型水電站模式，積極創(chuàng)新，對電氣自動控制以及自動化在小型水電站中的應(yīng)用提出了較大的改變形式。

關(guān)鍵詞：小型水電站;電氣控制及自動化發(fā)展;應(yīng)用

新時代伴隨著科學(xué)技術(shù)的提升，我國小型水電站中的設(shè)計模式發(fā)生了傳統(tǒng)意義上的改變，在設(shè)計時采取了半自動或者全自動化的控制體系，以小型水電站運行過程中的安全為第一因素，運用科技手段，大大地減少了傳統(tǒng)模式上人力資源，降低了運行過程中的資金，并在自動控制以及全自動控制的影響下，逐漸實現(xiàn)了“無人值班”，通過對全新小型水電站進行了全面的改革，進而能夠?qū)崿F(xiàn)小型水電站電氣控制全部自動化。

1自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備以及功能

依照水利樞紐工程的運行特點，自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要采用分層、分布以及集中式的結(jié)構(gòu)，通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測，同時，使用兼容性強、應(yīng)用成熟的測控設(shè)備，可以進一步的提高整個系統(tǒng)的運行安全。

1.1可編程序控制器PLC

數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理主要依靠可編程序控制器PLC來完成，同時，PLC還具有控制操作與監(jiān)視功能。自動化控制系統(tǒng)共設(shè)有4套PLC，1-3發(fā)電機組、4-6發(fā)電機組各設(shè)置一套PLC;變壓器、供排水系統(tǒng)等公用設(shè)備也設(shè)有一套PLC。PLC可以與主控級進行通信，通過現(xiàn)場總線的方式來與微機保護裝置、智能儀表、直流系統(tǒng)等進行通信，以實現(xiàn)向主控級傳送所需過程信息的目的。而當(dāng)系統(tǒng)有故障或者發(fā)生事故時，PLC也能將事故信息及時的傳送到主控級。當(dāng)PLC脫離主機系統(tǒng)時，可對樞紐進行監(jiān)視與控制;當(dāng)其與主機恢復(fù)聯(lián)系后，又能自動的服從于上位機系統(tǒng)的管理與控制。

1.2監(jiān)控計算機

自動化系統(tǒng)設(shè)有兩臺監(jiān)控計算機，采用一主一從雙機設(shè)備形式，實現(xiàn)對整個閘站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的管理、數(shù)據(jù)的計算與處理、在線或離線計算的功能，以及生成各種圖表、曲線，對事故和故障信號進行分析與處理等。兩臺監(jiān)控計算機形成冗余熱備，當(dāng)主機出現(xiàn)故障時，從機可以立即接管主機的工作。監(jiān)控主計算機主要由運行值班人員使用，可以進行圖形的顯示、數(shù)據(jù)圖表的打印，整個閘站的運行監(jiān)視與控制、操作控制命令的發(fā)布，工作方式的變更及語言報警等。利用監(jiān)控計算機設(shè)備，只需依靠鼠標(biāo)和鍵盤即可實現(xiàn)對閘站內(nèi)所有操作的控制，通過顯示器也能對處在運行中的設(shè)備進行實時監(jiān)控，及時收獲所需的各種信息，方便開發(fā)人員對應(yīng)用程序做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

1.3通信計算機

與其他系統(tǒng)和控制中心的通訊功能主要有通訊計算機負(fù)責(zé)，以訪問主機數(shù)據(jù)庫或者是其他方式來采集水泵和閘站設(shè)備的運行狀態(tài)，隨后上傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接受到信號后發(fā)布指控指令，從而實現(xiàn)對閘站內(nèi)所有設(shè)備的控制。

1.4綜合保護裝置

自動化系統(tǒng)配有兩臺微機保護裝置，裝置選用中文顯示的多功能版，對故障信息進行記錄，包括類型、動作值、時間信息和動作故障記錄等多項信息，還可實現(xiàn)對遠(yuǎn)方、就地操作的開關(guān)、投退、保護定值的修改以及告警信號的復(fù)位。保護壓板可用于保護投退，具有通信功能，可以不受自動控制系統(tǒng)的約束，作為獨立設(shè)備對電氣設(shè)備提供必要的保護，無論是在正常的電源切換還是出現(xiàn)事故的情況下，都能保證功能的不丟失，為電站安全運行提供可靠的保障。裝置和自動系統(tǒng)之間的通信可通過各種類型的通信接口來進行，使用網(wǎng)絡(luò)將信息實時發(fā)送至上級監(jiān)控系統(tǒng)，并能及時的接受上級監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)的各種控制操作命令。

1.5智能發(fā)電控制器

發(fā)電機組對水電站正常工作起著關(guān)鍵作用，因此選用6臺智能發(fā)電控制器，例如PAS661A型智能控制器，該控制器能實現(xiàn)發(fā)電機組開關(guān)機全自動控制、水輪機調(diào)速控制、發(fā)電機勵磁控制、發(fā)電機繼電保護、準(zhǔn)同期合閘、自動經(jīng)濟發(fā)電、數(shù)顯儀表以及機組狀態(tài)監(jiān)視等八大功能?？刂破髡n提供RS485通信接口，有效實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，對發(fā)電機組實行遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中控制，一臺發(fā)電機組僅需一臺控制器即可實現(xiàn)全機組的自動化。保證一鍵式開關(guān)機、快速準(zhǔn)同期自動并網(wǎng)以及自動發(fā)電功能，同時根據(jù)水位來自動控制開關(guān)機，有效避免了水資源的浪費，實現(xiàn)水資源的高效和諧利用。

2自動化控制系統(tǒng)在小型水電站中的應(yīng)用效果

2.1提高工作效率

傳統(tǒng)的水電站主要依賴大量的人工操作，工作人員的工作任務(wù)重，工作效率低，通過采取自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運行管理模式，按照盡量減少值班人數(shù)、對水電站進行集中控制方式的原則進行設(shè)計，利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對水輪發(fā)電機組、重要電氣設(shè)備、相關(guān)輔助設(shè)備以及水工建筑物的實時監(jiān)控，保證其安全平穩(wěn)運行，如果發(fā)生故障也能及時得知，方便值班人員及時下達(dá)處理事故命令。相比于傳統(tǒng)的管理模式，自動化系統(tǒng)減少運行值班人員達(dá)30%，有效實現(xiàn)了人員配置少和工作效率高的目的。

2.2實現(xiàn)經(jīng)濟運行

水電站的運行成本是一筆不小的費用，傳統(tǒng)水電站管理模式下，無法對水位進行監(jiān)控，從而不能以水位為參考，采取比較經(jīng)濟的發(fā)電模式，比較容易導(dǎo)致水資源浪費的問題，同時，由于工作量大，需要較多的工作人員來保證任務(wù)的完成，這也增加了水電站的運行成本。在自動化監(jiān)控系統(tǒng)管理模式下，通過計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)可以隨時獲取水電站的實時數(shù)據(jù)，發(fā)電機組的運行狀態(tài)可以按照水位采取更為經(jīng)濟的發(fā)電模式，實現(xiàn)對水資源的高效和諧利用，不僅提高了機組的運行效率，同時減少了人員成本，進而提高了經(jīng)濟效益，使得水電工程能夠?qū)崿F(xiàn)高效管理、平穩(wěn)運行。

2.3保證安全可靠

在小型水電站中使用自動化系統(tǒng)，可以提高水電站運行過程中的安全性。通過關(guān)鍵點實施分組和分權(quán)限管理，保證只有擁有特殊權(quán)限的用戶才被允許查看和進行相關(guān)操作，相對應(yīng)的，用戶也實施分類別與分權(quán)限管理，依照不同類別的用戶對應(yīng)不同的管理能力，并指定部分用戶可以監(jiān)控的畫面以及允許修改點的數(shù)值。同時系統(tǒng)會考慮用戶的操作習(xí)慣與操作步驟、通信、硬件軟件設(shè)計的安全性等，會對每個功能的操作提供全面的安全檢查與校核，一旦發(fā)生錯誤操作，系統(tǒng)將自動禁止同時發(fā)出報警信號，為水電站的安全運行提供強有力的保障。

3結(jié)語

隨著小型水電站電氣自動化控制技術(shù)的全面發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷完善，以后必定會出現(xiàn)更高超的自動化裝置，由于水電站自身條件設(shè)置的不同，自動化體系也各不相同，對設(shè)備的要求也存在一定的差異，雖然電氣自動化控制裝置在小型水電站占用的比例不算特別大，但是在資金比例方面占用一定的存在性，因此，在設(shè)計小型水電站設(shè)置中要安全生產(chǎn)，做到細(xì)節(jié)處理，避免閑置設(shè)備的存在，專業(yè)人員應(yīng)綜合考慮社會經(jīng)濟與科技技術(shù)與資金方面的因素，創(chuàng)造出安全可靠的小型水電站電氣控制自動化使用方案。

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