黄昆

摘要：随着社会的不断发展，水电站的自动化水平也有了很大的提升。国内很多水电站引入的设备极其复杂，在实际运行过程中若仅依靠人工检测和维修，难度较大，需要利用自动化控制系统，它可以有效的避免上述问题的发生。若设备在运行过程中出现问题，自动化系统还可以直接检测到并第一时间为工作人员提供预警，保证整个水电站的安全稳定运行。

关键词：水电站;自动化监控;系统运行;维护

中图分类号：TV736

文献标识码：A

引言

水资源是我国的宝贵资源，具有极高的应用价值。大量水利工程的修建，使得水资源的充分利用得以实现，是利国利民的百年大计。为了能够充分保障水利工程长期稳定发挥作用，必须严格控制建造质量，确保防洪泄洪、水利发电、调节小气候等多方面功能。水利工程运行与维护效率的提升，有赖于自动化监控系统的应用。水电站自动化监控系统的引入，提高了水利开发的深度，优化了水电站的实际功效，有助于实现水利生态可持续发展。同时，应用自动化监控系统，可有效降低人力物力的浪费，有利于成本管控，并同步实现社会效益，已经成为未来发展趋势。

1水电站综合自动化监控系统概述

1.1水电站综合自动化监控系统

利用水流的作用，推动水力机械水轮机进行转动，从而将水流产生的机械能转化为电能，这就是水力发电的过程。作为一项综合系统工程，水电站的最大作用就是实现水能转换成电能，实现为用电客户供应电力。在水电站中设置综合自动化监控系统，借助计算机监控系统，以及一些相关的辅助监控设备、水文自动测报系统以及电气监控设备等，可以实现对整个水电站的水文测报、工程监视、负荷的合理分配，以及在输电线路运行全过程的自动监控，帮助水电站的工作人员对水电站的运行情况有全面的了解，提高其工作效率，确保水电站的正常运行，满足用电客户的用电需求。

1.2水电站自动化监控系统的组成

根据计算机监控系统在水电站综合自动化监控系统中的作用不同，可以分为以下三种组成模式：

（1）以计算机监控系统作为辅助监控的综合自动化监控系统，主要的操作均由常规的自动化装置来完成，而自动化监控系统仅用作对水电站运行情况进行相关数据的采集和处理工作。在该种模式下，如果自动化监控系统出现了问题，无法正常运行时，水电站的其他自动化装置仍可以正常工作，确保水电站的正常运行。

（2）以计算机监控系统作为主要控制的综合自动化监控系统，在该种模式下，主要操作均由自动化装置来完成，仅保留甚至不保留常规的自动化装置。因此，该运行模式对计算机的安全运行和稳定性要求较高，一旦计算机自动化监控系统出现问题，就会造成水电站瘫痪，使其无法正常运行。

（3）双重配置的监控系统，通过常规的自动化装置和计算機自动化监控装置同时运行，可以有效提升水电站在运行过程中的稳定性和安全性，在水电站综合自动化监控系统中的应用日渐广泛。

2水电站自动化监控系统的运行与维护方式

2.1维护水电站设备设施

水电站运行中实际维护需求最高的设备是发电机和变压器。对于发电机来说，要重点清理发电机的附着脏污，保持发电机整洁完好，及时发现涉及滑环与电刷出现的突发问题，并采取有效措施予以处理。对于变压器而言，要注重其继电连通管、绝缘装置、防雷性能的稳定可靠，时刻关注其负荷状况，避免长时间超负荷工作。实际工作中，变压器更容易出现不同类型的故障问题，因此要实行动态监控，及时发现故障问题，及时解决处理，始终保证其高效与稳定。

2.2日常数据记录和监测分析

日常数据的记录可以为水电站自动化监测系统的运行和维护提供数据参考，有利于优化其未来运行状况。这个过程中，要重点准确可靠记录监测数据，分析数据所反映出来的自动化系统实际工况，并及时进行备份。必要时，要将人工数据观测和系统数据观测相结合，定期进行比对分析，排除单一观测方法所带来的异常问题。当监测数据出现异常时，要及时找出原因，及时向有关单位进行汇报研究处理方法。对于现场而言，要在最短时间内解决，充分保证数据的精准性。管理人员要建立完善的数据记录档案，形成原始材料，以备后期检索和查询。要建立职责明确的岗位责任制度，划清日常数据记录与检测分析的责任界限，及时将自动化监控系统保养报备。

2.3水电站自动化监控系统中抗干扰应用

（1）监控系统中硬件抗干扰技术

对于稳压器、变压器等基础性设备，要首选电源抗干扰技术。电源抗干扰技术需要持续稳定的电源供应。得益于诸多优势特点，它已经成为关键设备最常采用的抗干扰技术之一。另外，接口抗干扰技术也是常用抗干扰技术之一。实施过程中，要将光电隔离器设置在接口区域，达到抗干扰的目的。同时，还有抗电磁场干扰技术，这是通过接地、屏蔽等途径实现的。不同的抗干扰技术适用范围不同，效果不同，要根据实际需求选用。

（2）监控系统软件抗干扰技术

对于监控系统软件的抗干扰技术，主要有自检测和模拟量采集精度等方法。自检测有赖于监控系统自身效能的充分发挥，而模拟量采集精度则要通过对数据的采集、处理、分析等环节实现。实践中，也有部分水电站采取软件冗余技术，通过连续稳定的数据传输取得抗干扰的稳定效果。

2.4数字化水电站自动化体系结构

从逻辑概念上和物理概念上整个电站自动化系统划分为3层：站控层、单元层和过程层，不同层之间设备、同层内设备之间均采用IEC61850通信标准进行数字化通信。

站控层主要设备包括服务器、操作员工作站、同步对时系统等设备，其主要功能是通过网络汇集全站机电设备的实时信息，不断刷新实时数据库，定时将数据转入历史数据库;按需要将有关实时数据信息送往电网调度及流域集控中心;接受上级调度的控制和调节命令下发到单元层、过程层执行;具有站内现地监控、人机联系功能;具有对单元层、过程层二次设备的在线维护、参数修改等功。

单元层主要设备包括机组LCU、调速器装置、励磁装置、公用辅机系统控制装置、继电保护装置、测控装置、安全自动装置、电能计量装置等，其主要功能是汇总过程层各类设备的实时信息;完成各种自动控制、保护、逻辑控制功能的运算、判别、发令;完成各个单元的操作闭锁以及同期功能的判别;执行数据的承上启下通信传输功能，同时完成与过程层及站控层的网络通信功能。

过程层主要设备包括电子式互感器、合并单元、智能终端、自动化元件及其采集装置等，其主要功能是完成电气量、非电气量的实时采集、设备运行状态的实时监测、控制命令的执行等。

结束语

综上所述，水电站自动化监控系统的运行和维护是一项综合性较强的工作，涉及要素与环节较多。技术人员应该从水电站自动化监控系统的应用环境出发，充分发挥自身优势，在人员、制度、技术等方面采取有效措施，保证系统的持续稳定运行。随着运行和维护技术的发展，技术人员应该不断创新自动化监控系统的维护方法，为提升水电站的整体运行效率奠定基础。

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