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微机监控保护装置在水电站中的应用研究

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：袁彬

[导读] 摘要：对中小型的水电站来说，由于其距离城市较远，交通非常不便，要想节省水电站的运行成本，提高水电站的稳定性，有必要应用微机监控保护装置。

        湖南省资兴市浙江水电站湖南资兴 423400
        摘要：对中小型的水电站来说，由于其距离城市较远，交通非常不便，要想节省水电站的运行成本，提高水电站的稳定性，有必要应用微机监控保护装置。微机监控保护综合了计算机技术，集中了管理监控、保护和其它设备，它借用分布式结构，以分散式推进变电站的自动化运行。
        关键词：水电站；微机监控保护装置；应用
        引言：
        水电站应用微机监控保护装置，表现出自动化特点。目前，电力企业根据水电站的运行状态，结合微机监控特点优化了操作方式，确保微机监控保护装置推动水电站的可持续发展。微机监控保护装置联系水电站的特点实现了应用，增加了水电站的运行收益。因此，电力企业在保证微机监控保护装置最初性能的前提下，改进系统设备，提高监控效率。
        一、微机监控保护装置概述
        我国很多地区都以水电站获得电力能源，只有保证水电站的可靠运行，才可以向这部分地区稳定供电。但是，在实际工作中，很多水电站都建立在交通闭塞的偏远区域，导致工作人员无法顺利开展监管工作，增加了水电站的运行成本，不利于水电站持续提供电力能源。因此，高新技术的发展，使水电站纷纷应用微机监控保护装置，见图1。

        图1 微机监控保护装置
        二、微机监控保护装置的必要性
        （一）减轻了工作人员劳动强度
        水电站运行中，工作人员必须科学调节发电机，在中控室内完成监盘。由此可知，工作人员的日常工作复杂且繁重。应用微机监控保护装置后，控制室通过一个指令实现开机、并网或停机操作；统一监控变电站的运行状态，自动检查全厂的运行情况。应用微机监控保护装置后，工作人员减轻了工作压力，降低了工作强度。同时，实现了机电一体、少人值班的工作模式。
        （二）降低了生产成本和提供了生产率
        （1）水电站安排工作人员开展监盘、抄表、数据登记、设备巡检等工作，由此，需要配备大量的工作人员，增加了支出成本。微机监控保护装置的应用，不只提升了水电站的自动化效率，还达到了少人值守的目的，最大程度节省了生产成本。
        （2）微机监控保护装置的应用，有利于工作人员集中精力维护设备，保证了水电站设备的完好性，提升了设备运行的稳定性。由微机监控保护装置独立完成一系列的操作、调节和记录等工作，无需工作人员参与。
        （3）微机监控保护装置的应用，实现了计算机监控系统远程控制与调节，优化了工作人员的工作环境，减少了值班人员。
        （三）提高了运行可靠性
        水电站之前运行控制系统时，工作人员难以轻松发现问题，如再次出现事故，设备可能发生拒动与误动，严重影响水电站的运行。所以，之前的控制系统存在不足，而应用微机监控保护装置快速找出设备故障，它精确显示各个设备的运行数据，还提示设备的非正常运行情况和事故状态，自主进行处置；自动控制减少了人员的参与，降低了误动的几率，预防工作人员错误操作，提升了水电站设备运行的稳定性。
        （四）提高了水电站的自动化水平
        （1）微机监控保护装置的应用，可自主采集、处理和储存运行的数据。采取不同方式完成控制操作，及时处置、报警和登记事故，为工作人员解决问题提供参考。
        （2）微机监控保护装置的应用，促使水电站升级技术，提升了水电站的管理效率。
        （五）减少误操作的事故
        供电系统频繁发生的事故便是电气误操作，其产生了严重的影响，不只容易损坏设备，甚至带来大规模停电与人员伤亡的事故。由于水电站优化自动化系统，应用微机监控保护装置，引用微机防护系统，有效缩小了系统事故跳闸、工作人员操作延时造成的事故范围。在倒闸操作中，还防止工作人员产生误操作。不仅保证了设备运行的稳定性，还保护了人员的人身安全。
        三、微机监控保护装置在中小型水电站中的应用
        （一）应用原则
        电力企业根据水电站的现实要求，设计微机监控保护装置的应用原则，充分保证了监控系统的可靠性。原则如下：（1）经济原则，微机监控保护装置需保证水电站运行的经济性，监控水电站的运行状态，适度调节运行效率，科学配置机组电荷，与水电站的高效率要求相符，微机监控系统在开展经济调控的过程中，分别选择在用电的高、低时期增加或减少电量。（2）灵活原则，微机监控系统灵活调整机组的运行状态，采取行之有效的干预手段，提高水电站的安全水平。（3）监测原则，微机监控系统全面监测水电站，根据监测原则管理水电站的操作失误，实施事故报警，综合分析各项业务，降低风险的发生率。（4）实时原则，在水电站中微机监控系统完成了自主监控，掌握了水电站的不同操作，合理运用数据，从而获得真实的实时数据。（5）性能原则，微机监控系统对水电站的运行数据综合比较，通过有效的处理方法，提升水电站的运行水平。
        （二）应用实践
        某地区的水电站是地方电网的骨干型中小水电站，它发挥了发电、防洪等作用。该水电站总库容为1.21×108m3，年计划发电量55.2GWh，满足了当地用电的需求，推动了经济的发展。由于该地区围绕水电站开发了很多产业，有必要监控与保护水电站。
        中小型水电站在应用DCAP-3500型监控系统方面相对成熟，使水电站节省了投入成本。DCAP-3500系统可实时搜集监控数据，在读入数据时形成不同的信号，还结合输入的信号计算检测电压和电流，全面监控开关的工作情况，自主处置信号。另外，系统有效保护了水电站的升压变压器与输电线路等。
        DCAP-3500系统结合不同水电站的特点选择对应结构，其满足了水电站的运行要求，最大程度保证了水电站运行的安全性。它利用分层分布的模式，各个控制单元独立与主控层交流信息，这种系统的优势是如果控制单元产生故障不会干扰其它单元的运行。水机的自动化设备涉及了稳定性较强的PLC，由控制单元构成LUC，每个单元的结构简单，且每个单元连接一台断路器，提高了系统的维护便捷性。这样的设计彰显了各个单元的作用，得到相对标准的模块，减少了基本单元硬件的数量。同时DCAP-3500系统有比较完善的单元类型，这与水电站的不同使用要求相符，系统结合现实要求产生不一样的组合方式。DCAP-3500系统根据水电站的容量与规模设计了不同类型的监控保护系统，每个单元利用对应的键盘运行系统，有利于技术人员随时更改系统数据，并且在键盘上准确标记运行的方法。DCAP-3500监控保护系统不只在各个单元上实现操作，还可以在调度中心或上位机上完成操作。它采取了数据校准模拟通道的方法，升级了硬件的结构，保证了水电站系统安全运行，同时提升了系统控制与保护的效率。
        控制单元凭借多层路板，使微机保护装置形成较强的抗干扰功能及电磁兼容性。其箱体采取功耗较低的密封元件，不只降低了功耗，还增强了散热性，发挥了很好的防尘作用。同时各个电路板都有较好的防潮性能，与水电站的工作环境适应。不同的单元以CAN总线实现连接，可以在系统上分闸操作和调整数据等，同时利用CAN总线连接上位机系统，进一步遥测和遥控水电站。
        结束语：
        微机监控保护装置在中小型水电站中应用，提高了水电站设备运行的安全性和稳定性，保证了水电站运行的经济性和管理质量，优化了供电电能的质量，改进了工作人员的工作环境，减少了值班人员。结合当前水电站的现实状况，工作人员应主动积累工作经验，不断学习相关的理论知识，掌握维护微机监控保护装置的技术。
        参考文献：
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        [2]郑富智. GPS时间同步系统在龙门滩梯级水电站的应用[J].中国水运月刊, 2019（12）：23
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