水库坝后电站计算机自动化监控应用

本文就水库坝后小型电站计算机软硬件配置、安装、监控系统的应用，结合笔者在计算机方面的专业理论知识与实践经验，谈些粗浅看法，供业界参考。

【关键词】电站 计算机 监控系统 应用

1 概况

曹田坑水库位于阳山北面岭背镇境内犁头河上游，库容1804万m3、坝高29.52m，为一座以防洪、灌溉为主，进行年调节的中型水库；水库有利用灌溉放水发电坝后式电站一座，总装机容量755KW（1×630KW+1×125KW）；电站主接线为1机1变的单元接线方式，10kV出线一回。发电机出口电压0.4kV，升压至10KV与黄屋变电站并网。电站采用计算机监控，实施“无人值班，少人值守”。

计算机监控系统监控范围：全站机组、变压器、母线、开关站、输出线路、公用设备、进水口快速关闸等主辅设备。

电站计算机监控系统主机1台，具备操作人员工作站功能。主要功能是全站运行参数及设备状态监视，异常报警，各种事故，故障和事件顺序记录，全站主辅设备启停，有功无功调节操作，运行状态动态显示图像和参数。

2 计算机及工作的必要配置

2.1 微机监控设备的配置

设置现场控制单元（LCU）。每台机组设一套LCU微机综合屏，含微机保护、测控、励磁三合一综合一体屏，采用WPET-8000型一体化综合控制装置。满足发电机保护，自动准同期和手动准同期操作，功率调整，励磁调节，电量测量和电度计量，温度测量，转速测量等功能。

WPET-8000-IC单元装置作为自动化控制的核心和最主要的部件，采用美国TI公司的32位嵌入式DSP处理器存储器容量较大，指令执行速度较快，软件具有自诊断功能。机箱采用插板式结构，整个结构紧凑、合理、维护方便。

现地对机组设备的控制，包括机组各种工况的检测、紧急停机和事故停机，机组断路器分、合操作等。运行值班人员可以通过人机操作界面对机组运行监视和控制功能、调节时限设置、发操作控制命令、操作定值修改、事故故障信号的记录等。

计算机监控系统完成机组的保护、控制、测量、监视，实现水电站“少人值守”及水电站安全经济运行。

在工作站集中控制的有：发电机的开机、停机、功率调整；机组的同期并网；电站所有断路器的分、合闸。在机旁或就地控制的对象和范围有：机组开停及紧急停机，机组冷却水、制动系统的自动或就地手动的控制。

2.2 工作站配置

（1）CPU：双核、硬盘500G；内存：2GB；网卡： 10/100M（1* 10/100M）；声卡及多媒体音箱；图形显示卡；显示器：22寸液晶。

（2）打印机配置一台HP A4 黑白激光打印机作各种信息及报表打印，打印方式以召唤打印为主。

（3）考虑到系统失电，在控制室配有3KVA的在线式山特UPS电源，用于上位机供电。

（4）串口服务器8路串行通信，1路以太网接口，用于机组控制屏和其他控制保护设备的连接，通讯稳定可靠。

（5）以太网交换器。采用l00Mbps以太网络通信，在计算机工作站与各控制单元配置网络接口，并配置网络交换机。网络交换机采用1台8口D-LINK以太网交换机。

2.3 保护配置

（1）WPET-8000-IA的微机发电机保护功能有：二时限复压过流保护、过负荷告警、过电压保护、低电压保护、低频保护、过频保护。

（2）10KV线路保护功能配置有：差动速断保护；二次谐波制动的比率差动保护；差流越限告警功能；CT断线告警及闭锁差动功能；非电量保护信息记录。

2.4 调速器配置

调速器由可编程微机调速控制器、液压系统、接力器、电气反馈装置等构成。调速器电气部分和油压装置部分组合一体，柜体全封闭，上下两层完全隔离，保证互不干扰。油压装置由油泵、储能器，回油箱及其仪表，阀门管路等组成。

调速器电气部分是采用16位可编程计算机控制器PLC控制的并联智能PID步进式电液调速器。电液转换器为数字脉冲转换器，无机械回复装置的布置形式。显示及操作用台湾台达真彩中文液晶触摸屏，测频采用可编程本体高精度直接4路测频。调速器具有转速和加速度检测、转速调节、导叶开度限制、机组频率跟踪控制、变参数变结构、自诊断和稳定性功能。具备对机组在各种运行工况下可远方自动或手动控制，调速器能通过MB口（RS232/RS485）与电站计算机监控系统连接，对机组实现网络监视与控制。

3 设备布置的考虑因素

机组及公用设备常规二次系统功能主要为：与计算机监控系统配合，成为监控系统的辅助后备；手动调整机组有功和无功功率；主要辅助设备必要的自动控制；机组的同期；常规测量屏和机组LCU统筹考虑布置。

接地及防电磁干扰措施：接地计算机监控系统接地不单独设置，电站工作接地网与计算机监控系统连接，满足电站要求接地电阻≤4Ω的条件。

计算机系统内电气相连的各设备的接地通电截面不小于l6mm2 的绝缘铜质导体引至总接地铜板，接地铜板通过截面不小于35mm2的绝缘铜质导体引至电站总工作接地网接地，以保证一点接地的原则。

抗干扰措施采用输入信号匹配技术，实现不同信号电平的匹配，输入信号的最低门槛电平，抗干扰滤波；采用光电或电磁隔离、使监控系统与生产设备及通讯设备互相隔离；采用硬件滤波，抑制短暂脉冲干扰，防止出现误信号；采用软件数字滤波，保证采集的量值和信号的正确性。模拟量输入采用对绞屏蔽加总屏蔽电缆、屏蔽层在计算机侧接地，对绞的组合应是同一信号的两条信号线；在布置上安排就地控制单元，防止电信号的衰减及干扰；开关量的输入采用多芯总屏蔽电缆；计算机信号电缆单独敷设在一层电缆架上，并安排在最下层。

4 结束语

总之，在当今经济高速发展的今天，工作效率也要不断提高，充分发挥计算机监控系统的作用，做到：准确、安全、健康、合理的运行状态，这就要求在计算机方面的了解不断深入，以发挥出水库坝后电站计算机自动化监控的最高水平，实现电站“无人值班，少人值守”是减少人员配置和提高工作效率的必要条件。

作者单位

阳山县曹田坑水库管理所 广东省清远市 513100