水电站自动化监控保护及通信系统设计的研究

水电站自动化监控保护及通信系统设计的研究

张景瑞

新疆伊犁河流域开发建设管理局 新疆伊宁 835000

摘要：随着经济的发展，我国的现代化建设的发展也有了很大的改善。水力发电是清洁的可再生能源之一，在电力系统中得到了广泛的采用。近年来，水力发电的装机容量逐年扩大，是重要的能源形式之一，但目前对水力发电的开发力度依然不足，未来对水力发电的开发依然大有可为。对于山地较多的地区，水力资源一般也较为丰富，为了使水电资源能得到充分的利用和开发，可以在该地区建设大量的水电站。监控系统与五防系统是水电站中的关键设施，监控系统与五防系统的正常工作是保障水电站安全运行的前提。

关键词：水电站自动化监控保护；通信系统设计；研究

引言

水电站发电的基本原理是利用水位差的势能，带动水轮发电机转动，从而实现将势能转化为机械能，之后通过发电机将机械能转化为电能，从而完成将势能转化为电能的能量转化过程。本文首先分析了水电站监控系统的主要功能以及所涉及到的设备，之后阐述了水电站监控系统中的设备调试方法，对于提高水电站监控系统的安全稳定运行具有一定的价值。

1 水电站监控系统的结构

在水电站并网发电的过程中，水电站中的一次设备和二次设备需要通过电力监控系统实现信号的传递。监控系统需要按照规定的通信协议进行组网，在智能化的水电站监控系统中，可以将监控系统分为过程层、间隔层和站控层等三层，站控层中的监控主机可以实现对水电站一次设备的遥控操作，并将所采集到的数据在站控层监控主机中进行显示。间隔层包括水电站中的各类测控装置，若水电站中使用的为保测一体装置，则保测一体装置也为间隔层中的设备。在信号的传递过程中，主要的物理量可以分为采集数字量和采集模拟量，其中遥信和遥控为采集数字量，遥测为采集模拟量。当站控层下发遥控指令给一次设备(时)，水电站中的智能终端接收到控制信息后，动作(于)一次设备。对于模拟量，主要是通过一次设备中的合并单元进行采集，合并单元可以对一次设备的运行状态量进行采集，并对外提供采样值数据。采集数字量和采集模拟量可以通过通信管理机上送到相应的调度机构，供运行人员参考分析。

2水电站监控系统设备维护方式

水电站中的设备安全可靠运行，是进行水电安全生产的前提条件，故应该加强对水电站监控设备的维护。可以在日常监控系统运行中，加强对监控系统中的各类设备的巡视，对监控主机的各项功能进行检查，看系统功能是否都能正常使用。其次，检查监控系统的网络连接是否正常，是否存在与某个设备通信中断的情况。如果通信存在问题，则应该仔细排查是系统自身问题和网络连接问题。再次，检查监控系统是否受到外部网络攻击，监控系统自身是否存在安全漏洞和网络安全风险，如果存在则通过对监控系统采取主机加固、逻辑隔离、安全审计等技术措施，保证监控主机的安全。在必要的时候，可以在水电站监控系统中安装入侵检测装置，实时监测水电站是否存在异常的网络访问行为，并以警告的形式将具体的访问内容上传至运维人员的界面处。最后，应该保证监控系统中的各类设备都能正常运行，当某个设备存在问题时，则在确认确实是设备问题时，可以对设备进行更换，如某个设备电源模块存在问题时，若是拔插式电源，则可以直接对设备电源模块进行更换。

3水电站自动化监控保护及通信系统设计的研究

3.1监控系统设备调试

监控系统监控系统设备在生产制造完成之后，能够正常投入运行需要先进行安装并调试，经过调试确认无误之后，方可投入运行。如电子监控系统设备系统，在目前的工业生产中也应用广泛，应该保证电子监控系统设备系统的安全运行。对监控系统设备的安装调试，在对监控系统设备进行调试之前，需要考虑到系统在配置方面的问题，包括系统的硬件和系统软件等两个方面的问题，对于系统的硬件问题应该考虑到硬件设施的性能和硬件的型号等问题，此外对于硬件监控系统设备的接线和保护接地等也是需要纳入考虑范围之内的重要问题。此外，对于不同类型的监控系统设备，所采用的调试方法也具有一定的差异，应该根据监控系统设备的性能进行调试，确保监控系统设备的各项性能都能满足相关的技术要求，能够达到在投入实际运行的条件。对于监控系统设备中可能会涉及到的各类软件和硬件都应该进行较为深入和详细的检查，只有这样才能充分保障监控系统设备能够安全稳定运行。在对监控系统设备进行检查的过程中，可以根据原理图，这样能够充分了解到监控系统设备中的各个组成部分的作用，就可以有针对性地进行监控系统设备的测试。在对监控系统设备进行测试的过程中，应该对监控系统设备系统的各项功能分别进行严格的测试，保证监控系统设备系统的功能能够正常发挥。

3.2保护测控装置在监控系统中的应用

在水电站中，继电保护装置主要包括变电站中的各套保护装置，一般而言，设备的保护主要有线路和变压器等。对于各套保护装置，应该合理进行优化配置，这样的好处是各套保护之间可以进行协调运行，不存在较大的保护误动概率。首先在水电站中，应该充分利用水电站内的电力监控系统，进行网络通信数据的传输和共享，提高数据交换和共享的程度。继电保护装置中的信号输入和输出可以通过光纤进行数据的传输。其次，在水电站继电保护装置配置方案中，对于不同的设备，由于其具有不同的电气特性，故在保护方面也应该采取不同的策略加以应对。不同的继电保护装置的实现原理也存在较大的差距，应该考虑保护不同的动作逻辑，采用光纤接口替代传统的电缆信号接口，使各个保护装置都能正常发挥相应的功能，这样能够在很大的程度上提高升压变电站的安全运行水平。再次，针对变压器这一关键设备，水电站中的主控室也安装了多套保护装置，主变压器若发生跳闸事件，则将对整个水电站的运行造成影响，应该对变压器中的各套保护进行合理优化配置，包括电量保护和非电量保护等，保证主变压器的安全可靠运行。当保护装置出现接线错误时，应该及时查找并对错误接线进行更改，保证主变压器的各套保护不出现误动的情况。

3.3监控主机的调试

对于监控主机，则需要对监控主机的遥控、遥测和遥调等功能进行测试。对于水电站中的各个开关，都应该进行遥控测试，如出现某个开关无法遥控的情况，则需要排查原因，进行解决。一般出现无法遥控的原因可能是遥控点号没有设置或者遥控点号设置不正确，监控主机中的遥控点号和现场不一致等。一次设备存在故障，也可能会导致设备无法遥控，此时需要对设备进行消缺。其次，仔细比对遥测数据是否和现场运行设备的实际数据一致，可以通过对遥测设备数据加量的方式，观察遥测数据是否会同步增加，主要需要调试的遥测量包括有功功率、无功功率、线路电流和功率因素等参数，需要注意的是监控主机中的电压互感器和电流互感器的系数设置是否和现场的变比相互对应。在监控系统中，一般需要将实际的电压和电流变比乘以一个系数，转换之后再在监控系统界面上显示。对于遥信的调试，对点表中的各个遥信点都逐个进行模拟测试，当某个遥信信息动作后，再将该信号进行复归。无法某个遥信点信号无法正常上传时，需要对一次设备本身和监控系统进行排查，看是否是遥信点号设置错误。

结语

保证水电站中监控系统的安全稳定运行，是提高水电站安全水平的关键。水电站在运行的过程中，需要运维人员实时对水电站中的设备进行监控，本文分析的水电站监控系统的设备调试方法，对于提高电力监控系统的可靠性具有一定的价值。

参考文献

[1]刘海波.水电厂电力监控系统安全防护策略浅析[J].四川水力发电,2018(a02):66-67.