关于水电厂自动化系统改造要点探索

关于水电厂自动化系统改造要点探索

程战波

大唐衡阳发电股份有限公司湖南省衡阳市421008

摘要：随着水利水电建设的发展，自动化控制系统日益受到重视。水电厂的自动化系统改造无疑会成为重中之重。本文讲述了水电厂自动化系统的改造的相关内容，为以后的电厂工作者提供理论参考。

关键词：水电厂；自动化系统；改造要点

Abstract：withthedevelopmentofwaterconservancyandhydropowerconstruction，theautomationcontrolsystemhasbeenpaidmoreandmoreattention.Hydropowerplantautomationsystemreformwillundoubtedlybecomethemostimportant.Thispaperdescribesthetransformationofhydropowerplantautomationsystemrelatedcontent，toprovideatheoreticalreferenceforthefuturepowerplantworkers.

Keywords：hydropowerplant；automationsystem；keypointsofimprovement

在科技高速发展的今天，自动化的进步无疑为许多行业带来了福音。通过不断完善的自动化系统，各个行业的工作效率、成本都得到了飞速的提升。水力发电厂在资源日益短缺，环保低碳的呼声越来越高的今天，也成为了人们重视和关注的焦点。

一、水电厂基础自动化系统基础改造要点及原则

1.调速器

为了解决调速器存在的诸多问题，结合某二级电站现场，根据调速器接力器不串油、漏油，油压装置不漏气、自动控制回路完好的实际。经过研究，确定选用调速器的原则：（1）设备须有高度的可靠性和一定的先进性。（2）能够很好的与微机监控系统进行连接。（3）具有较高的性能价格比。（4）运行操作简单，维护工作量小。

2.励磁系统

确定选用励磁装置的原则。（1）设备须有高度的可靠性和一定的先进性。（2）能够很好的与微机监控系统进行连接。（3）具有较高的性能价格比。（4）运行操作简单，维护工作量小。经过充分的论证比较，从安全及技术先进性、发展方向，运行操作简单，维护工作量小考虑。如广州电器科学研究所研制的FL-2型微机励磁装置。这种励磁装置可靠性高，维护工作量少，既可通过常规方式与计算机监控系统连接，也可通过串行通讯方式与计算机监控系统连接，符合整体改造要求。可有效确保励磁系统安全可靠运行。

3.自动化测量元件

自动化测量元件选型配置是否合理将直接影响到机组的安全稳定运行及微机监控系统改造的成败。我站对自动化测量元件选型配置的原则是：高可靠性和先进性、维护方便、高性价比、标准化和系列化。

二、水电厂各单元的自动化系统改造的要点

1.计算机监控单元的改造

自动化基础改造完成后，便要开始对计算机所控制的监控系统进行设计，选择和调试工作，最后正式投入使用。

（l）先设置计算机所要监控的主要对象和整个水利厂监控的信息量。

（2）选择计算机监控系统的准则。按无人值班的原则，既能做到远程的监控，又能做到站内的监控。监控的系统需要具有先进性和高度可靠性。所采用的电脑软件、硬件、网络拓扑结构必须标准、可靠、成熟、耐用，并拥有充足的备用品和技术方面的长期支持与服务。整个系统要采用可拓展的模块化结构设计，能满足系统的功能增加，扩大规模的需要。并且要拥有冗余的容错设计，这样可以让系统在局部的地方出故障时，不会引起系统的误操作和系统性能的降低。各发动机应该能脱离主控并独立运行。监控系统的反应速度应快，具有可向上兼容的特性。可靠、安全、维护简单。监控系统的实时性良好，抗干扰的能力顽强。监控系统应与其他系统相连，方便与信息的通报，例如：闸门监控系统、大坝监测系统、火灾报警系统、机组状态维护系统、工业电视系统、水情测报系统等。

2.监控系统的改造

（1）设计的原则：1）满足少人值班（无人）的情况；2）电站自动化系统应该满足当地电网自动化的要求；3）电站的监控全部交由计算机控制，不另外设置监控设备；4）监控的系统应该具有可靠安全等功能，并且功能完善。确保开放性，系统的可扩展性和移植性。

（2）监控系统的目的：1）记录和监控水电站的主要设备；2）直接或自动控制水电站的主要设备。包括机组的开关机。功率的调整，全都是由计算机来完成的；3）机组因事故而紧急停机，或者是公用的设备启动/关闭的切换操作，都与计算机自动的完成，禁止人工参与；4）水电站实现运行管理自动化；5）发生重大故障和事故时，进行语音报警，以及电话报警；6）与上级的调度部门维持在联系通信的状态。

（3）设备选型。本电站计算机监控系统分为集控中心、厂站控制级、现地控制级三层。集控中心设备包括：主机兼历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、GPS时钟装置、网路设备、打印机等厂站控制级设备包括：SCADA兼AGC/AVC主机、历史数据库服务器、操作员工作站、工程师/培训工作站、网关工作站、厂内通信工作站、报表及电话语音报警工作站、GPS时钟装置、网络设备、打印机、UPS及便携计算机等。现地控制级设备包括：现地控制单元（25套）。

3.辅助设备的改造

辅助设备的改造，是水电厂自动化系统改造的关键，其对于优化配置、适应方案的研究和系统设计有着重要的意义。

（1）改造的方案

我国目前水电站辅助设备主要有两种控制系统。分别是分散控制集中管理和统一的集中控制操作两种模式。辅助控制应以分散控制集中管理模式为第一选择。确定管理模式后便是制定改造方案，需要严格以无人值班为前提，来制定相关的改造方案。测控装置的要求同样是以可靠性和完善稳定的功能为标准。具有自动故障识别、自行诊断执行等功能。

（2）优化配置

系统优化配置也是非常重要的，简单的分为以下几点：首先，整个系统的控制核心应该是编程控制器，因其对于水电厂的辅助设备的核心控制是最为理想的。其次，是关于压油系统的外围元器件配置问题。应该采用可靠安全，并且技术先进的压力变送器。再次，是关于排水系统的外围元器件的问题。因集水井的水质环境较为复杂和恶劣，导致淤积的现象经常会发生，使得液位测量结果的可靠性受到影响，同时受到影响的还有排水控制系统的运行，严重的还可能造成恶性事故。为了应对以上的问题，所采用的液位测量必须拥有较高的可靠性，并应用最好的软启动器与接触器组件。最后，是关于压缩空气的系统的配置。因压缩空气系统的组件每一个元器件，都足以导致系统无法工作，所以其质量问题，需要严格把关。

结论

水电厂自动化的改造受科技知识与管理知识的影响，相信在科学技术日益发达的中国，自动化技术会越来越发达，水利事业也会蒸蒸日上，中国的经济将会迈向一个新的台阶，希望水利事业可以为更多的人造福，为生态环境的改善作出贡献。

参考文献：

[1]施美霖.水电厂自动化控制系统的PLC改造[J].水电厂自动化，2007（3）.

[2]张红芳，彭文才.智能水电厂现地自动化系统技术分析[J].水电自动化与大坝监测，2012（36）.