水电站中微机监控保护装置的应用分析

蔡晓龙

摘 要：随着科学技术的进步，在水电站的监控保护装置中已经采用了微机监控，微机监控保护装置的使用能够更好的对水电站进行监控，本文主要探讨了微机监控保护装置在水电站中的应用。

关键词：水电站；微机自动化；应用

前言

在国家经济不断发展的今天，经济的发展和人们的生活对电能的需求越来越高，我国的电力设施建设已经逐渐壮大，水电站的管理模式也在不断的发生变化，以适应水电站管理的需要。在水电站的监控管理中，传统的监控保护装置已经不能适应水电站发展的需要，而以微型计算机技术为基础的监控设备，因为功能强、技术先进、工作效率高的特点被广泛应用于水电站中。尤其是一些中小型水电站为了更好的降低成本，更是要采用这种微机监控保护装置来降低人力成本。微机自动化主要是利用计算机技术，将微机的监控、保护、励磁等设备连为一体，进行集中控制，本文主要对EDCS-6300微机自动化系统和DCAP-3500型监控系统进行探讨。

1.EDCS-6300微机自动化系统

1.1水电站综合自动化系统基本结构

综合自动化系统基本结构的结构按电站总装机大小分为三种：第一种是超小型机组，第二种是小型机组，第三种是中型机组。本文主要是针对中小型系统的自动化系统进行说明。在中小型电站中自动系统主要采用的是单主控计算机，双主控计算机只是作为备用。中型水电站的自动化系统主控层是由多台计算机构成的网络系统，发电机的保护装置也是有多个单元构成。PLCH和变送器构成发电机的监控装置，各个EDCS-6300系列单元和LCL管理计算机之间用CAN总线通信，各PLC和LCU管理之间用Rs-485通信，各个管理计算机和主控层计算机间用以太网通信。

1.2本系统的优势

这个系统可以根据不同水电站的要求进行不同的系统设置，可以让水电站的运行成本得以控制，可以让水电站正常安全的运行。这个系统采用的是分层式的结构，采用分层式的结构可以将各控制单元和主控层进行通信连接，这样当一个单元出现了故障之后就不会影响到其他单元。水机自动化装置是由性能很高的PLC组成。各个单元都是由模块组成的，各自对应一台断路器。为了达到模块的标准化要求，在设计的过程中更多的是使用软件减少单元硬件。单元拥有齐全的品种，所以可以根据水电站的实际需要采用不同的组合方式。

1.3CAN总线

CAN总线是最通用的现场总线之一，它的通信速率可以达到很高。这几年因为CAN总线的高性能和良好的错误检查能力，所以在实际生活中应用的较多，大多是在汽车的计算机控制系统和环境温度、电磁辐射等系统中应用。由于CAN控制器的多种工作方式和废除站地址编码，让CAN总线构成的网络节点数据通信的实时性很强，可以提高系统的可靠性和灵活性。CAN总线是通过其收发器的接口芯片的两个输出端和物理总线相连，其中一个输出端CANH的状态是处于高电平或悬浮，另一个端口CANL的状态则是低电平或悬浮，也就是当系统发生错误，很多的节点可以向总线发送数据，总线在接收数据的时候就会出现短路或者节点会被损坏。但是由于CAN总线的通信速率高，在现实生活中应用的很广泛。

1.4控制单元的分析

1.4.1主要构成

控制单元的主要构成包括主模块、输出模块、输入模块、输出模块和电源，除了管理模块是通过单片机串行通信连接主模块之外，剩下的模块都是利用基板进行连接，这样的控制装置中主模块是单元核心。输入模块的工作主要是通过电流信号变送器输出电压让转换器采样，输出模块的工作主要是利用主电路、闸刀控制电路、监视电路和防跳回路等设备完成，管理模块主要是通过接受命令然后实现对讲通话，在通话的另一端是一个一台高智能机器。

1.4.2运行特点

控制单元具备可靠性的特点，控制单元的CPU嵌入单片机，这样就可以避免总线中出芯片的情况，然后再辅以多层电路板，控制单元就具备了强的抗干扰能力和电磁兼容性。其箱体结构采用的是全封闭的机构，使用的元器件也具备较好的性能，箱体总体上来说散热性能较好，电路板防潮效果好，可以保证潮湿环境下的正常工作。控制单元的网络通信是采用的CAN总线通信，通信的效率较高。除了单元上可以进行修改参数等操作之外，还可以通过CAN总线和系统的连接实行遥测，实现无人值守功能。因为其体积小、质量轻的特性，在应用中除了密集装配之外，也可以用于分散安装。

1.4.3作业内容

EDCS-6300系列电力自动化装置每一个单元可以具备不同的功能，可以采集信号样本，对信号进行读取分析，对信号进行处理加工，还可以对发电机进行保护实现发电机的自动控制和无人值守功能。

2.DCAP-3500型监控系统

DCAP-3500型监控系统的性能比较稳定，可以提高水电站的工作效率和实现无人值守，因此很多的水电站都是采用这个系统进行监控，这种系统除了可以对各种电流电压信号进行搜集、分析、处理之外，还可以对发电机组的电气设备进行保护。

DCAP-3500系统能够根据不同的水电站需要采用不同的系统结构，它的系统构成单元种类比较多，所以可以在不同类型的水电站中应用，还可以根据水电站的大小、容量选择适合水电站正常工作的监控保护系统，它的系统操作和使用是通过和单元相对于的键盘实现的，工作人员可以通过键盘实现参数设置、修改等工作。DCAP-3500的监控保护系统可以通过在上位机上操作降低输出电压漂移和电器接触不良的现象，其硬件结构也在逐渐的精简，以便更好的进行水电站监控保护工作和提高控制保护的精度。

3.结语

EDCS-6300和DCAP-3500两种微机监控保护系统都是技术比较先进，功能比较强大的系统，在很多的水电站中已经采用。相对于传统的监控方式，这两种系统更能满足水电站的需要，能更好的提高水电站的经济效益和自动化水平。

参考文献：

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[2] 何庆.小型水电站综合自动化系统的模式探讨[J].水力发电学报，2000（1）：11.