水力发电厂电气控制系统探究

2016-05-30黄秀芬

科技风 2016年20期

黄秀芬

摘要：ECS（电气控制系统）就是一种应用效果较佳的新系统，对于提高水力发电厂生产管理水平和自动化水平极为重要。本文首先分析了水力发电厂的电气控制系统组成，其次，针对水力发电厂电气控制系统存在的主要问题，深入探讨了水力发电厂电气控制系统的保护措施，具有一定的参考价值。

关键词：水力发电厂；电气控制系统；自動化

随着信息技术、电子技术的快速发展，越来越多的水力发电厂都采用自动化程度高的新系统、新技术、新设备来不断提高其生产管理水平和自动化水平，ECS（电气控制系统）就是其中一种应用效果较佳的新系统，它能够有效地对水力发电厂的电气系统进行运行管理、故障分析和协调控制，也能够通过与以太网、现场总线等联接起来与DCS（集散控制系统）进行信息交换，具有极为重要的作用和意义。

1 水力发电厂的电气控制系统组成

1.1 电气控制室组成

水力发电厂的电气控制室可分为单元控制室和主控室；而单元控制室又可被进一步细分为两种类型，分别是网络控制室和独立单元控制室。水力发电厂往往可基于发电容量来选择与之配套的电气控制室，例如：主控制室就适用于发电容量在100MV 以下的水力发电厂。

从目前来看，“双机一控”和“单机一控”存在着各自不同的运行优缺点，“双机一控”的发电容量较大，但是需要在两地同时运行，很难有效解决应用过程中所存在着的故障，必将会耗费大量的人力物力财力；而“单机一控”则不然，它能够实现分级管理电气控制，可为电气控制提供多方面的控制（如监控、运行、安装等），能够较为便捷地处理故障。

1.2 电气系统控制的方法

弱电控制、强电控制、微机控制是水力发电厂电气系统的三种主要控制方法，强电控制的接线方式简单，也能够更好地进行调试、运行，能够明显提高其可靠性和安全性；弱点控制的可靠性弱、線路连接复杂，断路器可利用强弱电转换装置来进行有效地控制。

而微机控制则是同时兼顾了弱电控制、强电控制的优点，在DC 系统中有效地纳入了电气控制，明显地增强了水力发电厂的电气自动化水平。

1.3 电气设备的信号和测量系统

水力发电厂信号系统的核心是中央信号系统。从目前来看，绝大多数水力发电厂所采用的中央信号系统是或由微机闪光报警器组成，或由光字牌、冲击继电器组成，能够反复、重复动作。若由光字牌、冲击继电器组成，那么此中央信号系统的可靠性、安全性往往较差，既不能将瞬时信号进行有效记忆，又只能输出单一的报警信号；若由微机闪光报警器组成，那么此中央信号系统的可靠性、安全性可以得到大幅度的提高，既可将瞬时信号进行有效记忆，又不会出现重复动作，且功能齐全、技术含量高、信号回路简单、线路连接简单，无论是作业效率，还是生产性能都较高。

2 水力发电厂电气控制系统存在的主要问题

随着水力发电厂在国民经济中的作用日益提高，发电容量日益增大，需要承担更加繁重的发电负荷，那么其电气控制系统也必须要能够具有对多种发电故障进行有效应对的能力，但是从目前来看，水力发电厂电气控制系统仍然存在着一些主要的问题，具体体现如下：

2.1 设备控制工作不协调

虽然各个水力发电厂都基本应用了电气控制系统，但是最为主要的问题就在于不能有效地协调设备控制工作。众所周知，水力发电厂的运行系统有多个，每个运行系统都有着多个运行设备，每个运行设备又承担着不同的运行作用，但是这么多的系统、这么多的设备都需要有效协调，才可将电力品质有效提高，设备控制工作不协调是当前水力发电厂电气控制系统面临着的较大挑战。

2.2 电气系统接入方式缺陷

硬连接是当前水力发电厂电气控制系统的主要接入方式，但是硬连接的最为主要问题就在于会耗费大量的资金，使用成本较高。

2.3 功能问题

水力发电厂电气控制系统中的许多功能之间往往存在着较大的相互制约性，甚至设备的运行也有可能会受到这种功能问题的影响和制约，导致水力发电厂电气控制系统的运行效果受到较大的影响。

2.4 接口问题

从目前来看，水力发电厂电气控制系统的设备接口处理或多或少都存在着一定的问题，进而导致接触不良。主要原因在于：接口规格不同，或者需要采用外接设备。

2.5 通讯数据的传导问题

水力发电厂通常都会有较多的通讯传导设备，但通讯数据传导过程较为繁琐，包括了数据接收、数据处理、数据传送、数据搜集、通讯处理等多个步骤，目前主要采用分散式的处理方法，这种方法会对水力发电厂电气控制系统的稳定性造成较大影响，也很难使其实现安全运行。

3 水力发电厂电气控制系统的保护措施

3.1 建立智能化控制中心

可在水力发电厂电气控制系统中引入智能化保护理念，力争做好智能修复、智能监测、智能停车和智能报警的工作，进一步对管理程序进行简化。

3.2 由人工化、半自动化过渡到全自动化