吕柏明
（辽宁本溪多益资源开发有限公司 117208）
摘要：随着网络技术的日益发展与成熟,水电厂的电气控制也必然朝着自动化的方向发展,并最终归到分布式控制系统（DCS）。在水电厂电气系统是由一套相对独立的分布式计算机系统实现对其的监视与控制,这种方案相对而言比较经济,且可靠性高。
关键词：水电厂；电气自动化；监控系统；功能
一、系统的组态模式及基本结构
1.1组态模式
由于现阶段以太网以及现场总线等网络技术在变电站综合自动系统中得到广泛的应用，运行经验非常丰富，再加之智能电气设备的快速发展等，均为水电厂电气系统实现自动控制奠定了坚实的技术基础。基于现场总线的监控模式提高了系统设计的针对性，设计过程中可以按照间隔情况来进行，间隔不同，其所对应的功能也不同。基于现场总线的监控模式与远程监控相比，不仅包括其全部的优点，而且远程监控模式中所用到的隔离器件、端子柜以及模拟量卡件等设备均大幅度减少，此外，智能电气设备还可以实现就地安装，通过通信线连接监控系统，从而大大节约了控制线缆及相应的安装维护成本，使得系统组建的综合成本得以大幅降低。
1.2基本结构
水电厂的电气综合自动化控制系统的结构按照分层分布式多CPU体系进行设计，不同的设备及子系统组成不同的结构层，实现其所对应的功能。就整个系统而言，其二次设备可以分为站控层以及单元层两层，其中站控层设置以太网，其主要作用是实现主机之间以及监控机和各单元层间的信息交换，具体的工作站包括运行工作站、远动工作站、操作工作站以及通信站和维护工作站等。其中运行工作站的主要作用是对电气系统的运行进行实时监控；操作工作站的主要作用则是处理下层测控单元的电气运行参数以及进行远程控制；通信站的主要作用则是实现自动控制系统和水电厂其它系统的连接及信息共享；维护工作站的主要作用则是供系统工程师针对系统的数据库、操作界面以及报表功能等进行修改与维护，并对网络监视设备进行维护。此外，维护工作站还可以兼作技术人员培训工作站，在该模块进行操作流程的预演，并对运行工作人员进行培训和仿真操作等。
二、水电厂电气监控系统的功能
2.1基础功能
2.1.1数据的采集及处理
系统的现场测控单元的主要作用就是采集相关信息，对事件、系统运行状态或者变位信号、模拟量以及故障情况、越限信息等进行检测，校验数据的合理性以及其它的预处理，并将数据库实时更新。数据采集信号类型包括模拟量、状态量以及脉冲量，其中模拟量的主要内容包括电流电压、有功及无功功率和频率、温度以及功率因数等；状态量的主要内容则包括断路器及隔离开关、接地开关的位置信号、继电保护装置与安全自动装置的动作及报警，还有相关的运行监测信号等；而脉冲量主要为有功及无功电能。
2.1.2画面显示
系统的模拟画面可以将一次设备及整个系统实时运行状态真实的再现，系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等实际开关状态、挂牌检修状态等等均可以实时的显示出来，并自动生成历史趋势图。
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2.1.3运行监视及报警
CRT即采用阴极射线管的显示器，它可以将开关站的实时运行信息，诸如系统运行状态、操作指导以及设备的相关参数等完整的显示出来。系统中采用两个CRT终端，可以分别显示不同的信息，而且可以独立、同步的生成相关的报告及画面显示。如果模拟量有所越限，还可以将报警信息及时做出反映并打印出来，显示的报警信息主要内容包括越限对象的名称、参数值以及编号和越限时间等，而且可以将越限的次数累计计算。此外，报警方式又分为两种，即事故报警及预告报警，两种方式的报警要以不同的颜色及音响加以区别。
2.1.4操作控制
操作控制的模式分为就地控制及上位机或者DCS系统。操作命令的优先级设置按照先就地控制再进行上位机或者DCS控制的顺序实现。保证设备现场与远程监控互相结合并互相协调，实现远程监控与现场常规监控的和谐统一，以保证控制操作控制的安全性及一致性。
2.1.5事件记录
如果设备在运行过程中出现故障问题，则系统可以把动作的继电保护、断路器信息以及相应的安全自动装置信息记录下来，其具体内容可以细化到信号的名称、编号、动作的性质、信号的状态及动作的时间等，并按照实际发生的时间顺序生成事件顺序记录表格，并通过CRT显示或者打印输出，也可以存储到硬盘中长期保存。后续针对系统的故障起因以及保护动作的判定等均可以此为依据。
2.2高级功能
2.2.1电气设备的管理
其主要功能包括电气设备管理的台帐、维护记录及相关档案的保护及自动设置，并且电气主站系统可以实时的进行在线设备管理，比如对设备动作的实时状态进行统计，将统计结果输送至MIS系统（管理信息系统），对该系统数据进行补充。
2.2.2故障信息管理
系统故障信息管理功能包括针对动作以及常规事件进行信息记录、追溯、重演以及录波分析等，其中事故重演和录波分析在进行事故原因分析时有着重要的现实意义，可以有效的进行事故防范。
2.2.3自动发电控制
自动发电控制功能是根据预定好的条件及要求，通过快速且经济的方法对电厂的有功功率进行自动控制，从而更好地满足系统的要求。自动发电控制技术是以电厂的安全运行为前提，遵循经济运行的原则，以实际运行中运行方式及运行工况的不同，针对全厂的机组制定出实时的控制决策，从而电厂机组的运行台数、机组的组合及相关的负荷分配就由该自动发电控制技术来决定，使得系统频率或者全厂的有功功率自动保持着当时的设定值，使得电厂整体自动运行的水平得以进一步提高。
2.3门禁系统
水电厂操作房的门禁系统一定要做好，操作房是水电厂运行的命脉所在，不能让人随意进出，智能由专业人员进行操作和控制，员工要通过门禁系统的身份识别之后才能进入相关通道进行工作，这样以免不法分子破坏水电厂的操作控制中心，给国民的生活和生产工作带来重大的损失。自动化监控系统通过每一个小的系统体现出来，我们只有将子系统完善好才能呈现出完好的智能化系统，让自动化监控系统给水电厂带来更多的方便和安全，保证水电厂的正常运行。
总结
随着科学技术的不断发展，自动化监控系统将会在水电厂中得到广泛的应用。水电厂的运行将会更加的安全通畅，但是这需要一个非常漫长的研究过程，科学技术的不断进步，水电厂本身要求的不断提高，都是对自动化监控系统的一种挑战，但是相信在国内外学者的共同努力下，自动化监控系统一定能够满足日益增长的水电厂工作的需求。目前，自动化系统已经全面的应用于水电系统中，为水电厂做出了不小的贡献。
参考文献
[1]钱素娟.浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势[J].沿海企业与科技，2009(10).
[2]张坚.低压电气自动化在水电厂监控系统中的应用[J].科技天地，2010(4).
作者简介：
吕柏明（1978.7-），男，辽宁省本溪市桓仁县人，沈阳机械职工大学，大专，中级职称，单位：辽宁本溪多益资源开发有限公司，研究方向：水电厂电气技术，
论文作者:吕柏明
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/2
标签：水电厂论文; 系统论文; 工作站论文; 监控系统论文; 操作论文; 功能论文; 电气论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;