水电厂电气自动化监控系统的功能研究

李江西 王 阳

摘 要：电气自动化监控系统的应用，为水电厂实现电气自动化控制提供了可靠的途径。利用该种监控系统的多种功能，不仅能够使水电厂的各种设备在安全状态下运行，还能够使水电厂的运行人员的劳动强度得到降低，继而为企业带来更多的经济效益。因此，基于这种认识，文章对水电厂的电气自动化监控方式进行了分析。在此基础上，则对电气自动化监控系统的数据采集与处理功能和故障分析功能等多种功能展开了研究，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：水电厂；电气自动化；监控系统；功能

引言

不同于常规监控方式，电气自动化监控系统具有较多的功能，可以对水电厂的所有电气设备进行实时、在线的监控，并完成对厂内所有系统的运行状态的精确反映。所以，利用电气自动化监控系统的多种功能，水电厂可以更好的完成设备的运行管理工作，并且实现更多的经济效益。因此，有必要对水电厂电气自动化监控系统的功能进行研究，以便更好的进行该系统的应用和推广。

1 水电厂的电气自动化监控

就目前来看，水电厂可以使用的电气自动化监控模式可以分成三种，即集中监控、远程监控和现场总线监控。其中，集中监控对控制站没有较高的防护要求，并且本身的设计难度相对较低。但就实际情况来看，该种监控模式的主机会随着电气设备数量的增加而出现运算沉滞的问题，并且随着电缆数量的增多，系统的可靠性也将随之降低。而远程监控方式则多用在单元较小的系统中，具有安装费用低、电缆用量少、控制面积少和可靠性高的特点。但是，这种监控方式容易受到通讯速度的制约[1]。而现场总线监控方式就是综合利用以太网和现场总线等多种网络技术的监控系统，可以为实现水电厂的电气自动化监控提供更多的经验。而该种监控方式是通过分布设计完成监控系统的构建，不仅具有安装成本低、通信连接快和安装工程量少等优点，还能够集中远程监控方式的优点，并具有较高的灵活性和可靠性。因此，现场总线控制方式成为了水电厂实现电气自动化监控的主流方式。

2 监控系统的功能研究

目前，水电厂的电气自动化监控系统主要采用的是分层分布体系结构。在这样的结构下，系统的不同结构层将由不同的设备和子系统组成，所以可以实现不同的功能。在系统中，二次设备由站控层和单元层组成。其中，站控层需要完成以太网的设置，可以实现监控机、主机和各单元层的信息交换。在该层别，包含了操作工作站、运行工作站、维护工作站和通信站等多种工作站。而运行工作站负责实时监控系统运行，可以为系统运行人员提供系统的故障信息管理、运行自动抄表和设备管理等多种应用软件。操作工作站负责处理系统运行参数，并进行系统远程控制[2]。运动工作站负责进行运动中心和监控管理系统的远程连接，可以完成系统部分运行信息的传送，并接收来自于运动中心的信息，可以实现系统的远程管理功能。此外，通信站负责系统的通讯连接和信息共享，维护工作站负责维护系统数据库和操作界面等部分，并且能够完成对网络监视设备的维护。

2.1 数据采集与处理

在电气自动化监控系统中，现场测控单元可以对系统故障、系统运行状态和系统信息进行检测，继而完成有关信息的采集。在进行数据的预处理时，该单元可以完成数据合理性的校验，并通过网络完成数据库的实时更新。实际上，电气自动化监控系统的信号种类较多，包含了功率因素、电源、温度、有功电能、无功电能、继电保护装置报警信号和运行监视信号等多种信号，主要可以分成开关量、模拟量和脉冲量三种类型[3]。利用主控机系统可以完成数据的分析，继而通过操作面板和中控室进行指令的发布，并使现场机组根据指令完成各种控制任务。

2.2 画面监视与报警

通过模拟画面，电气自动化监控系统可以将设备和系统的运行状态真实再现。具体来讲，就是系统可以利用阴极射线管显示器完成开关站的实时运行状态的画面监控。而画面监控的内容有系统的实际电压、电流、隔离开关状态和断路器状态等。在系统发现问题需要报警时，可以在画面上弹出报警信息，以便及时吸引运行人员的注意。而画面上的报警信息则包含了对象名称、编号和越限时间等内容。此外，报警的方式可以分成事故报警和预告报警，在画面上会以不同的颜色和声音区别开来。

2.3 信息显示与记录

在应用的过程中，电气自动化监控系统可以将系统运行状态和设备相关参数等多种信息显示出来。而由于系统有两个CRT终端，所以可以分别完成不同信息的显示，并完成相关报告的同步生成。在系统完成周期性数据的自动采集后，系统将完成数据的分析和处理，并将系统的各种模拟量和计算量的实时数据整合成图表或表格，继而完成数据的显示。在数据库得到实时更新的情况下，系统也会自动更新各种模拟量的发展趋势曲线，以便完成对系统运行状态的实时监控。在发生故障时，系统则会将断路器信息、自动安全装置信息和继电保护信息记录下来，并生成相应的事件发生顺序的记录表格[4]。同时，为了进一步保存信息，系统将利用打印机完成记录表格的打印，并且将信息存入到存储装置中。

2.4 设备操作与管理

除了进行信息的处理与显示，电气自动化监控系统还具有设备操作和管理的功能。就目前来看，系统的操作控制模式有两种，即上位机控制和就地控制。根据命令的优先级，系统可以先完成设备的就地控制，然后再进行上位机的控制。而通过进行设备的操作控制，则可以使远程监控和设备现场监控两种监控方式更好的融合起来，继而完成远程监控和现场监控的协调，并保证设备操作的安全性。此外，系统还能够完成对电气设备的实时、在线管理。具体来讲，就是可以进行设备管理档案、维护记录、自动设置和台账的管理，以便完成对设备的运行状态的实时监控。而通过统计设备的状态信息，并将结果传送至信息管理系统，则可以完成设备的操控。

2.5 故障分析功能

就现阶段而言，水电厂的电气自动化监控系统已经具有了分析系统故障的功能。在故障管理的过程中，系统可以完成对设备动作、事件信息记录的分析，并通过事故重演和录波分析完成对事故原因的调查和分析。而根据分析结果，系统则可以为断路器的分辨保护和跳闸顺序的确定提供参考依据，继而对系统故障进行全面的防范。

3 结束语

总而言之，通过利用数据采集与处理、画面监控与报警和信息显示与记录等多种功能，电气自动化监控系统可以使整个水电厂的系统都在监控下运行。而运行人员通过监控系统可以全面了解水电厂的运行情况，也可以迅速发现设备故障，并完成故障的处理。所以，利用电气自动化监控系统功能，可以避免水电厂的系统运行事故扩大，继而确保水电厂的安全运行。因此，水电厂应该较好的进行电气自动化监控系统功能的利用，以便使水电厂的各系统的运行更加安全可靠，继而获得一定的经济优势。

参考文献

[1]蔡永超.电气自动化监控系统中的常见问题及发展趋势[J].科技风，2014，12：237+242.

[2]马艳冰.关于水电厂电气自动化的监控系统组态模式及功能初探[J].科技与创新，2014，17：27+31.

[3]苑清敏.探究水电厂电气工程自动化监控系统安全防护[J].科技与企业，2015，7：74.

[4]安运涛.水利设施中电气自动化的应用[J].科技创新与应用，2015，14：162.