水电厂自动控制系统研究

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1、水电厂自动控制系统研究　　【摘要】水电厂的自动化控制系统能够为电厂带来更多的经济效益，整个系统分为主控级（上位机系统）和现地控制单元级（LCU）。本文主要分析“无人值班”或“少人值班”时水电厂对监控系统和其他自动装置的技术要求，以便为电力工程的实践提供参考价值。【关键词】水电厂；自动控制；系统中图分类号：TB486+.3文献标识码：A文章编号：1.前言伴随电力体制的不断深化改革，为促进电力工业的发展，水电厂自动控制系统顺势而生。根据水电厂生产设备分散布置的特点，该自动系统的结构采用全分布开放式，配合部分独立的自动化控制装置组成，这些系统包括监控、闸门控制、工业电视

2、、辅机控制等。计算机是水电厂自动控制系统运行的必备工具，整个系统均由计算机集中监控。2.无人值班时水电厂对监控系统的技术要求水电厂自动控制系统在一定程度上节约了不少人工成本，通常在“无人值班”或“少人值班”的情况下可运行，因而在技术上有较高的要求。1.1加装24V电源绝缘的检测装置7电源在整个自动控制系统中发挥着重要的作用，它负责驱动PLC的输入和输出,如果电源发生故障，将会影响机组的正常运行，因此在电源的选择上有严格的规范。监控系统的工作电源通常选用24V，考虑到水电厂环境过于潮湿的因素，为确保24V电源接地检测，需安装电源绝缘的检测装置，如TOPWHIP-56

3、5直流在线智能检测装置。1.2实现监控系统与励磁、调速器、保护系统的连接监控系统要与励磁、调速器、保护等自动装置进行连接，通常采用开关量（I/O）接口和通信两种方式。前一种接线方式较为直观，对查找故障有较大帮助，且方便调试，它适用于重要的信号和调节控制令。后一种方式则适用于导水叶开度、机组频率、转子电流，这些系统通常反映装置的工作状态、意外故障等。1.3兼具实用的硬件设备和智能化的应用软件监控系统配备的硬件和软件都必须可靠实用。在硬件设施上，计算机技术的发展为水电厂自动控制系统提供了十分有效的帮助，运用计算机在水电厂的机组、辅机、油水风系统等多个装置上输入电气量、

4、开关量、流量等信号，就可逐步完成生产流程，例如控制开停机、分合开关，调节机组功率，以及实现AGC、AVC等的自动控制。此外，监控系统日常的防误措施和反事故处理能力也尤为重要，必须予以重视，将硬件设备和软件功能巧妙结合。7为了更好地运用水电厂自动控制系统，在具体操作时应注意PLC、上位机、网络交换机等网络配置应采用完全双网的形式；同时完善信号筛选和智能查找功能。1.4兼具远程控制功能和ON-CALL功能为适应整个电网的发展需要，水电厂的监控系统不仅要求覆盖现地，还要实现远程控制。根据实践经验，通过数据透传时隙复用设备和省调可以完成远方AGC功能和上送有关信息，但必须

5、注意在此过程中做好水轮机的避震措施。ON-CALL功能是为及时解决故障而特设的一项功能，在无人值班的情况下，如果水电厂的自动控制系统发生意外事故，便可通过手机等通讯工具传送信息。ON-CALL功能从根本上保证了时效性，它方便维护人员及时、准确、详细地了解意外事故，并且有更多的时间分析事故发生的原因和解决对策。1.5具有完善的电度量监测系统智能电度量表具有灵活的通信接口，其功能突出，能够保留完整的电度量数据，并且能够根据需要随时随时获取数据。使用智能型的电度量表是为了方便采集电能量，将其与能够存储历史数据的计算机结合使用形成一个完整的电度量监测系统。如采用ERTU装

6、置和智能电度表通讯，同时ERTU装置和监控系统通讯，完成电能量的采集和电量报表生成，该系统的特点是实现资源共享，既可以与监控系统通信，但相互之间是独立的[1]。71.6保证自动恢复用电水电厂一旦停电则容易发生意外事故，因此水电厂的自动控制系统应具备自动恢复用电的功能，俗称“黑启动”功能。水电厂内至少要配备一台特殊机组，即在用电消失的情况下仍可正常工作，要达到“黑启动”的目的需注意以下两点：在用电消失时，将监控系统的电源保持逆变状态，同时给机组电压、电流等工作电源配备UPS电源；压油装置的油压不能超出规定的范围。2.无人值班时水电厂对其他自动装置的技术要求2.1调速

7、器系统和励磁系统电气输出的形式较为多样化，不仅包括步进电机、比例伺服阀，还包括数字阀等。快速性与可靠性是衡量水轮机微机调速器的两个重要指标，国内的大部分调速器的核心部件是可编程控制器，其可靠性和快速性一般能够确保。电气输出环节建议采用冗余输出结构。水轮发电机组调速器是否安全还取决于测频环节，对此可采用双路测频，包含齿盘测频和残压测频两种形式。此外，导水叶漏水极易造成机组移动，在此还要注意一个细节，即停机后投入紧停电磁阀（开机即自动退出）[2]。7励磁系统装置的技术要求需重视两点，一是在起励回路中增加闭锁，用以调节励磁器故障；同时应严格控制投励磁的时间，一旦超过设定

8、时间要及时