无人值班水电厂运行管理模式及应用研究

曾旭

国网湖南省电力公司柘溪水力发电厂发电部 湖南益阳 413508

我国水电厂的发展快40年的历史，在发展过程中取得了良好的成绩，尤其是水电站管理模式的改进和完善，使我国水电市场竞争力得到有效提高，加快我国水电厂国际化管理和发展的步伐。

1 无人值班的基本概念

与传统意义上的厂房内无人值班，但24h有少人值守的“无人值班”（少人值守）运行方式不同，水电厂真正意义上的无人值班可定义为厂房内不是全天24h都有人值班或值守，基本特征是厂房内无人值班，白天定时巡视，夜间锁门运行。

2 水电站实现无人值班的若干条件

要实现水电厂的无人值班，提高设备可靠性并保证其安全稳定运行是基础，特别要注意保证机组开停机过程中的安全稳定运行。要切实做好防火、防水淹厂房的安全措施，全面提高全厂综合自动化水平，并且落实必要的外部条件。同时，要充分考虑华光潭一级水电站自身实际，进行有针对性的改造[1]。

2.1 加强防火的安全措施

（1）厂房内应有火灾自动监测报警系统，消防报警信号应能实现远程监测。（2）在通信机房、蓄电池室、10kV开关室、继电保护室等重要区域增设自动灭火系统。（3）增设高位消防水池，作为备用消防给水系统。（4）在开关柜、断路器、变压器、电缆头等电力设备的重点部位或区域加强温度监测，在过热前可及时采取措施，将事故隐患消除在萌芽状态。

2.2 提高设备的安全可靠性

（1）采取多重（多级）过速保护，以保证机组不会发生长时间飞逸事故。电站目前机组过速保护装置有霍尔元件测速装置、PT测速装置、机械过速保护装置（转速信号器），均通过电气信号启动事故停机流程。在原有设备的基础上，可增加一套纯机械过速保护装置，在机组甩负荷、调速器失灵等特殊运行工况下，机组出现过速，通过纯机械过速保护装置使事故配压阀动作并截断主配压阀与导叶接力器的油路，关闭接力器，从而提高机组过速保护动作的可靠性。（2）有保证机组在静止工况下不发生蠕动或计算机监控系统设有蠕动监测并强制制动的措施。电站机组的运行水头一般都在200m以上，高水头电站的机组蠕动现象非常常见，可修改计算机监控系统内机组开停机流程，实现机组停机加闸、开机撤闸，或者增设机组蠕动监测指标，当判断机组蠕动时自动加闸。（3）进水口闸门应实现冗余控制。既可实现现地自动启、落门，又可通过计算机监控系统远程启、落门，特别应具备动水条件下远程、可靠、快速关闭的功能。（4）调速器控制系统双重冗余配置。电站原机组调速器电气控制、液压控制均为单套控制系统，无冗余配置，投产时间长、设备可靠性低，需进行改造，采用双冗余控制系统。

3 实行无人值班对设备的要求

3.1 计算机监控系统

（1）计算机监控系统主要设备应冗余配置，系统功能应实用、可靠。采用双网冗余模式，配置相应的网络构架、数据库、人机界面、报表等功能，实现双机的主备自动切换、操作监视、调度通讯、事故追忆处理、自诊断及自恢复、实时数据库管理、生产统计、报表、打印等基本功能。（2）设置紧急停机及联跳硬布线回路。对于水力机械事故，如机组过速、调速器事故低油压以及紧急停机按钮等信号，正常停机时，停机流程由计算机监控系统实现。而就地控制单元完全故障时，其故障信号将停机回路切换到简单硬布线停机回路[1]。（3）研究制定当电站设备设施等出现紧急情况时由现场保安人员协助处理的应急措施和处理方法[2]。

3.2 厂用电系统自动化

厂用电各段之间必须合理装设可靠的备自投装置，避免重要厂用设备中断而引发事故。备自投装置应设计为双向备自投，即当故障电源恢复后，应能自动切换为常用的分段运行方式。电站部分厂用电400V进线开关配置有失压脱扣功能，该功能在实际运行中应予以取消，否则备自投装置将无法正确动作。

3.3 可靠、完善的遥视功能

对工业电视系统（包含安防系统）进行更新换代，增加前端监视点，以便远程集控中心能够对设备运行、安全管理、防火防盗等方面进行图像监控。工业电视系统可具备与监控系统报警联动功能，监控系统触发工业电视系统自动发出指令将摄像头对准报警设备，可实现对重要设备或部位的红外测温监视，以及对重要安防区域的人员智能跟踪，从而实现智慧视频监视，为远程值班人员提供现场的图像画面，便于及时远程处理及决策。

3.4 数据的集中采集、分析

通过智能诊断、预警、移动查询技术的应用，可以充分利用电站的运行数据，建成大规模的数据库，对数据进行分析、比对，及时发现问题并找到解决问题的手段，提升电站的运行维护管理水平。（1）水电厂设备监测分析、诊断技术。以大型数据库为后台数据库，全面采集计算机监控系统、机组状态监测系统、水情测报系统、主变在线监测系统等系统数据，结合关联数据的集成分析，实现各类设备运行状态的监测与故障诊断，为优化运行、检修策略提供智能辅助决策。（2）水电厂移动智能查询技术。为了使生产管理人员及时了解设备运行状态，在移动智能终端实现生产管理、信息查询、数据预警、智能分析、实时决策等功能[3]。

4 结语

水电站无人值班的本质是实现电站运行更加安全，对电站的设备状态、自动化水平、人员素质和管理水平都提出了更高要求，而不是简单地将运行人员从站内撤出。因此，需要对设备配置、系统功能、技术性能、管理模式等进行调整和优化，积极稳妥地推进。