水电厂电气自动化的监控系统组态模式及功能分析

水电厂电气自动化的监控系统组态模式及功能分析

董书晓

保山能源发展股份有限公司  云南省保山市  678000

摘要：互联网技术的不断进步与发展，自动化技术被逐步应用都电力企业的安全监控系统中，并不断向着分布式控制系统的方向发展。水电厂的电气控制系统能实现对系统安全性机芯监视与控制，是最经济有效的途径，提升系统的安全性与可靠性。文章从水电厂监控系统应用的实践视角出发，分析自动化的监控系统组态模式及功能，以期为相关工作者提供参考与建议。

关键词：电气自动化；监控系统；功能；设计

现代计算机网络技术得到了飞速发展，计算机自动化监控系统在不同行业得到了广泛的应用。借助过程控制级与不同的监控级别构成，并将通信网络当作构建计算机系统的纽带，对水电厂的运行情况展开综合性的分析，对系统中存在的故障进行诊断，实际提升电网运行的稳定性与安全性。水电厂电气自动化监控系统设计是有效结合了网络技术与自动化技术的优势，能很大程度提升监控系统工作的效率，实现对系统的自动化控制，利用电气控制系统开展水电厂的自动化监控，确保水电厂系统得以顺利运转。

一、水电厂自动化监控系统概述

某水电厂监控系统的总装机量是1000MW，能实现本地电网的整体性的调频调峰任务，属于一种全分层的分布式结构体系，双中央处理站是其主要的系统控制层，还具有双操作的工作站，通过双系统的配合工作人员可以在不切断电源的情况下完成监控系统的监控操作。以太网的光纤通信是系统的主要通信方式，通过九套空置单元双 CPU 光纤冗余，直接上网的方式，进一步能够减少工控机。并借助结构文本化的计算机编程方式提升系统程序的阅读性。以系统调度的视角来看，水电厂运用了载波数据与光纤通信相结合的方式，能实现对电力的阶梯级调度，完成四遥信息与网调的信息互换，从而为无人化的系统监控提供技术的保障。以系统运行的视角来看，该系统的运用成效显著，稳定性技能得到了明显的提升，其功能也得到了不断的丰富，在平台系统中展现了设计工作者很多的创新思维。自动化监控系统的优势体现在两个方面：一方面是其分层分布式的结构，通过这种结构将电气系统按照其功能分为主站控制、调度控制与现地控制三种控制层面，其中现的控制层主要任务是进行系统数据的采集，并自动将其数据发送到调度控制层和主站控制层，并通过调度控制层和主站控制层完成系统的自动启动控制流程，现的控制层是监控系统的直接控制层，本身具备很好的可靠性与实时。工作人员可以通过主站控制层了解到监控的整体情况，并根据系统的实际安全需求发出指令。还可以对照系统的负荷曲线实现对调动控制层进行自动控制，因此被认为是主站层的延伸。在流域梯级电站设立的情况下，能够对所管辖电站的运行实现统一调度。上位系统要求具备良好的人机界面，完善的功能和运算速度，能够实现长期稳定运行，具有与其他系统通信得较强功能。

二、监控系统的组态模式

通常水电厂电气自动化控制系统都采用分层多主板的形式开展系统设计，不同的子系统与设备都可以成为独立的系统结构层，同时体现不同结构层所具备的功能。对于整个监控系统来说，通常对其二次设备分为站控层和单元层，两个系统分层结构在不同的监控机与单元层之间自动实现信息的交换，包含了系统运行与远程控制等内容。系统中主要分为通信站与维护站两种系统运行基站，运行工作站主要承担系统运行监控的任务，而操作工作站是实现对下层电气运行系统参数的远程处理与控制。由此可见，通信站最主要的功能是自动系统与其他子系统之间的媒介作用，实现整体系统之间的信息共享，而系统维护站能主要的功能是实现整体系统的维护与修改，同时完成系统维护的工作。另外，开展工作人员培训需要利用维护工作站，通过维护工作站进行整体操作流程的演示，操作内容仿真观看提升工作人员的职业素养。

三、水电厂监控系统能实现的功能

（一）监控系统的基本功能

监控系统当中具有现场监测工作单元的功能是实现对系统内相关数据和信息的采集，开展系统的运行故障状态与运行情况的检测，对检验数据的合理性进行审查，开展数据信息的预处理，最终实现系统数据的实时更新。脉冲量与模拟量都是数据采集的信号类型，进行数据采集的过程中，模拟量主要指当前的电流、功率、电压、频率等数值，进行系统状态的监测的内容主要包括继电保护装置与断路器的运行监测信号。而脉冲能量包含了有功电能与无功电能两个方面。对监控系统的状态进行实时的监测后需要进行人机信息的交换，而系统模拟的画面功能可以将设备与整体系统的运行状态进行模拟并显示在屏幕上，对系统的计算量、模拟量、断路器与分离开关运行的状态进行实时的显示，并自动生成系统运行状态的曲线图，并对之后的监测工作提供分析的数据参考。通常监控系统所采用的是阴极射线管的显示器，需要通过两个端口同步显示出不同的信息，并独立生成同步性报表。在监控系统中，如果模拟电量超出了限制，就会进行报警并自动打印报告。通常系统报警所显示的主要内容包含了参数值、编号、对象名称与越限的时间等内容。系统会对越限的次数进行累计性计算，为系统故障的排除与检修设备工作提供相应的参考依据。系统报警工作主要包含预告报警和事故报警两个方面，体现为发生的事故和有可能发生的事故而产生及时的信号。通过提前预警而防止事故的发生，对不同的报警方式进行了不同颜色和铃声给工作人员做出警示；系统具有的操作功能主要分为两种模式，一种是机位采用的DCS系统，另一种是就地控制系统。就地控制系统是操作指令的首选，DCS系统或者是机位系统是第二选择，才能实现设备现场与远程控制系统之间的协调使用，实现系统操作指令的全面统一，提升系统检测的稳定性与安全性；记录功能是监控系统最重要的功能，通过这个功能能对整体的系统的安全性开展综合性的分析，记录中包含了所对应的安全系统的信息，比如信号的编号、名称与信号状态等内容，并以发生时间的线索自动生成表格，还可以通过显示器或者是打印机联网打印，并将所收集和分析的系统安全信息储存到系统的硬盘中保存起来，从而对水电厂电气系统的安全性进行判断。

（二）监控系统的高级功能

电气设备管理是保护或者是自动设备管理的相关档案、台账和维护记录而实施的在线管理，在系统安全管理中发挥着重要作用；对系统内故障信息管理的功能可以记录、重演或是录波分析动作及常规事件的相关信息，其中重演指的是对事故进行重演，并针对性地针对性地对事故的原因进行查找和综合性的分析，从而有效避免系统事故的发生；系统自动控制发电功能是预先进行相应的发电条件设置，并通过经济、快速的方式对水电厂的发电过程的有功功率实行自动化技术的控制，从而更好满足对安全控制系统的功能。

四、结语

综上所述，伴随网络技术、自动化技术以及计算机技术的飞速发展，电气自动化在监控系统中的应用成为必然趋势，而将电气自动化技术应用于监控系统中时，应当创建出相对独立的自动化监控系统，按照相应的设备需求来进行组态模式的搭建，了解其功能，不断提高发电厂的控制效率及监测效率。水电厂电气自动化监控系统的运用，能体现出充分的优势，通过自动化电气设备的应用俩提高现场操作人员的工作效率，利用电气设备所具有的事件记录功能与信息采集功能实现对发电厂的效率展开分析，对水电厂发电工作中存在的安全隐患进行检测与排查，确保系统运行的安全性与稳定性。

参考文献

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