《水电站“无人值班”的探讨--卢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水电站“无人值班”的探讨--卢（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水电站“无人值班”的探讨水电站水电站“ “完全无人值班完全无人值班” ”的提出的提出早在二十世纪六十年代我国就开始提出：提高水电站 的自动化水平，逐步实现水电站的少人值守，然后过渡到 “无人值班”。尽管国外己经在水电站大量实现了无人值班 ，但由于我国当时的自动化技术不高和对我国人口众多须 解决就业问题等历史现实，在当时对水电站“无人值班”还 是一个颇有争议的间题。直到二十世纪九十年代，随着计算机技术及其应用的 不断发展，在我国水电站特别是大、中型水电站和流域开 发的中小型水电站群采用计算机监控技术来实现水电站的 “无人值班”条件完全成熟。目前“少人值班”已在我国的水 电站得到广泛的应用。目前，
2、由于计算机监控技术和水电站各种配套设备性 能质量不断进步，质量不断提高，人们的观念和管理水平 不断的进步，为水电站“无人值班”的实现提供了良好的条 件。为了适应电力工业发展的需要，提高设备安全运行和 自动化水平，改变我国电厂管理用人多、效率低的落后局 面，水电站实现“完全无人值班”是改革的必由之路 。 水电站值班方式的发展过程水电站值班方式的发展过程水电站值班方式，大致发展过程如下： 1、一阶段 ：“水机、电气各设多名值班员”；2、二阶段：“取消水机值班员，实现电气一 体化多人值班”；3、 三阶段 ：“实现水电站综合自动化，人 值班，少人值守”；4、 四阶段：实现“完全无人值班”；其中三阶段是
3、非常重要的一个发展阶段 。为水电站“完全无人值班”积累了宝贵的经 验。 水电站水电站“ “完全无人值班完全无人值班” ”实现的瓶颈实现的瓶颈目前还很少有自动化水电站真正实现了“完全 无人值班”。究其原因，关键之一在于实现无人值 班缺乏大量的实践支持，也缺乏操作性、缺乏适 用性强的规则与管理制度。其次，要达到水电站“完全无人值班” ，对水 电站的一次设备和二次设备应该有明确的要求。另外，“完全无人值班”水电站的管理制度也要 有相应的改革。最后，水电站实现“完全无人值班”后，减少了 人员，增加了效益，对人员的素质有更高的要求 。水电站水电站“ “完全无人值班完全无人值班” ”的几种形式的几种形式水
4、电站“完全无人值班”有三种形式 ： 1、梯级水电站全部实现“完全无人值班”，将 各水电站连成网络，将调度监控中心设置 在远离水电站的城镇。 2、单座水电站实现“完全无人值班”，将监控 中心设置在远距离的县城。 3、小小水电站实现“完全无人值班”，没有设 置远距离的监控中心，利用GPRS网用手机 实现水电站的自动控制。水电站实现水电站实现“ “完全无人值班完全无人值班” ”的条件的条件水电站要实现“完全无人值班”，应该具备下 列四个条件 ： 1、性能优良的一次设备； 2、合理设计的二次设备； 3、相应配套的管理制度； 4、普遍提高的人员素质。上述四个条件是一个总体提法。对不同电压 等级、不同容量
5、的水电站，具体作法是有差别的 。一、性能优良的一次设备 一次设备应是二类设备以上标准一次设备应是二类设备以上标准水轮机、发电机、主变压器、断路器以 及高压配电装置等设备，评级应不低于部 颁标准中二类设备。最好都是一类设备。 一次设备的定级分类一次设备的定级分类1、一类设备：是指经过预试及运行鉴定，技 术状况良好，技术档案资料齐全，能达到铭牌出 力确保安全、经济、可靠供电的完好设备。2、二类设备：个别次要部件或次要试验结果 不合格，但暂时尚不致影响安全运行，或影响小 ，外观尚可，主要技术资料具备，且基本符合实 际者，或检修和预防性试验超过周期，但不超过 半年者。3、三类设备：是指有重大缺陷，不能
6、保证安 全运行或出力降低、效率很差、三漏严重，外观 很不整洁；主要技术资料残缺不全，或检修和预 防性试验超过一个周期和半年仍未修试者；上级 规定的防止重大事故的措施未完成者。每种设备都定有分类的标准。 例如 ：断路器的分类1、一类设备1.1 按照规定定期进行检修试验， 并符合规程要求。1.2 各项参数满足实际运行需要， 无过热现象。1.3 部件完整、零件齐全、瓷件无 损、接地良好。1.4操作机构灵活，无卡涩现象。1.5 油位、气压、油色正常。1.6 无渗油、漏气现象。1.7 断路器整洁，油漆完整，标志 正确清楚。1.8 资料齐全、正确，与实际相符 。2、二类设备2.1 能达到一类设备15 条标
7、准的。2.2 有轻微渗油、漏气。2.3 油质呈微酸性。3、三类设备3.1达不到二类标准的设 备。双跳闸线圈的断路器双跳闸线圈的断路器根据水电站的电压等级和容量，在重要 的设备处，配置双跳闸线圈的断路器。例如 ： 1、大型水电站均应配置双跳闸线圈的断路器 ； 2、中型水电站可在变压器、馈出线等处配置 双跳闸线圈的断路器； 3、小型水电站可在出口馈线配置双跳闸线圈 的断路器；机组引水系统设备机组引水系统设备机组的进水阀、快速闸门、事故闸门等采用PLC自动 控制，无论是一次设备或是控制系统均应能可靠工作，确 保机组、输水管道及建筑物的安全。用PLC与上位机通讯，并将信息传送到调度中心。厂用电系统厂用
8、电系统（1 1）厂用电源系统应完善可靠，有必要的备用。应该有二台厂用）厂用电源系统应完善可靠，有必要的备用。应该有二台厂用 电变压器，一台由系统供电，一台由本站供电。电变压器，一台由系统供电，一台由本站供电。（ （2 2）应有完善可靠的备用电源自动投入装置，双电源应互为备用）应有完善可靠的备用电源自动投入装置，双电源应互为备用 ，保证电源消失及设备故障时自动投入备用电源。，保证电源消失及设备故障时自动投入备用电源。（3 3）厂用电应该有电量数据及状态信号）厂用电应该有电量数据及状态信号 输入上位机系统。输入上位机系统。两路进线 互为备投两路进线 互为备投调速器及其系统调速器及其系统（1）应采用
9、微机调速器，调速器应能稳定运 行，性能满足标准规定的要求，年平均无故障时 间达8670小时以上。（2）调速器故障时应有自动停机功能。（3）压油装置应可靠工作。如补气频繁的应 有自动补气装置。尽量采用16MPa以上油压的调 速器；（4）漏油装置应有足够的容量和工作可靠。（5）与上位机的通讯功能应良好。 励磁系统励磁系统（1）采用双通道自并励的微机励磁系统；（2）励磁系统应能稳定运行，性能满足标准规定的要求 ，年强迫退出比应不大于0.1；（3）静止励磁的可控硅功率柜及其风扇故障需要有自动 控制功能（例如：风压监测、风机缺相运行等），有限制无 功功率和系统故障自动停机功能；（4）灭磁系统运行正常；（
10、5）采用环氧浇注变压器或干式变压器 。（6） 与上位机的通讯功能良好。二、合理设计的二次设备完全无人值班水电站对计算机网络的要求完全无人值班水电站对计算机网络的要求 完全无人值班水电站应以“安全运行、可靠控制”为第 一重要原则，因此，在关键部分均采用双重冗余设计； 计算机监控系统采用分层分布开放式结构，满足于业 主要求的安全可靠、经济实用、技术先进、功能齐全和便 于扩充等基本原则。 可编程控制器PLC采用双CPU、双电源、双通讯模块 的配置； 通讯通道采用双网结构（或环行网络结构），为可靠 起见，应架设两根单模光缆，不采用一根光缆中用不同光 纤的结构； 系统设计采用最新的计算机硬件、软件及网络
11、技术， 按全计算机监控、微机保护进行总体设计及系统配置，计 算机监控、保护系统能够满足自动控制和安全自动化要求 ，保证电站运行管理达到真正的“无人值班”； 系统设计符合计算机技术发展的特点，采用模块化、 结构化设计，便于硬件设备的扩充及系统规模的扩展； 监控系统与励磁、调速器、电子式电度表、直流系统 等站内智能设备的通讯亦采用双重配置。完全无人值班水电站网络结构图完全无人值班水电站网络结构图计算机网络是双重配置的 。远方监控中心网络结构图远方监控中心网络结构图相当于将水电站的监控系 统搬到了远方的监控中心。单座完全无人值班水电站网络示意图单座完全无人值班水电站网络示意图采用两根光缆的双通讯通道
12、。完全无人值班梯级水电站双通道网络示意图完全无人值班梯级水电站双通道网络示意图双通道的梯级 开发水电站无人值班梯级水电站环行网络示意图无人值班梯级水电站环行网络示意图环行网的梯级 开发水电站小小型水电站无人值班网络图小小型水电站无人值班网络图许多小小型水电站可以 利用移动电信的GPRS技术 对水电站进行控制。也就是用手机进行监测 与控制。也可利用中国联通现 有的CDMA1X网络。 GPRS网络 通讯光纤的选择通讯光纤的选择光纤作为通道介质,具有不怕超高压与雷电 电磁干扰、对电场绝缘、传输信息稳定可靠、 传输容量大、频带宽、衰耗低和资源丰富等优 点。但是，架设光纤是个艰巨的工程，维护工 作量也较
13、大。按光在光纤中的传输模式,光纤可分为单 模光纤和多模光纤。多模光纤的传输距离只有 5公里左右。单模光纤的中心玻璃芯很细,只能 传一种模式的光,因此,其模间色散很小,适用于 远程传输, 单模光纤传输距离可达100公里。目前电力光纤网络使用的光缆主要有三种: 普通非金属光缆、自承式光缆和架空地线复合 光缆 。 以太网交换机和光端机1、以太网交换机应选用10M/100M/1000M自适应 设备，应选用优质品牌产品，如美国思科、德国 赫斯曼等产品。应根据水电站设备的数量选择通 讯口的数量，一般有8、16、24、32口等规格； 2、光端机是用来远距离传送信息的，除了考虑产品 性能良好，主要考虑其通讯距
14、离；目前，距离超 过100公里时，价格很贵。 3、尽量选择新产品，要考虑产品的兼容性。老产品 容易淘汰停产，使工程陷入困境。可编程控制器可编程控制器PLCPLC的选择的选择1、要完全无人值班水电站控制可靠，核心的设备是 可编程控制器PLC，应选择国际知名品牌，如 ：日 本OMRON，美国GE、法国施耐德等品牌； 2、要选择冗余设计的PLC产品，这些产品一般都是 双CPU、双电源、双以太网通讯口设计； 3、小小型水电站可用普通的非冗余设计的PLC既可 。日本日本OMRONOMRON的的CS1DCS1DCS1D是一种冗余设计的PLC，它有双CPU、双电源模块，双以太网 通讯模块。双CPU的冗余控制
15、是一种满足连续生产要求、提高系统可用 性的有效手段 CPU单元工作速度比OMRON以前的PLC提高了 2.5倍。 可控制多至 5,120个 I/O点。一般单机容量在5万kW以下的机组均能采用。CS1D可在系统带电运行中,更换CPU、电源及通信单元；基本和特殊 I/O单元也可进行更换。 美国的美国的GE RX3i GE RX3i 与与 RX7iRX7i1、RX3i ：CPU的工作速度 为300MHz，I/O点数为 32K；2、RX7i ： CPU的工作速度 为300MHz或700MHz， I/O点数为32K；3、均可组成双CPU、双电 源、双以太网通讯口工作 。法国施耐德的法国施耐德的PLCPL
16、C1、冗余配置的PLC采用 CPU 671 60 ； 2、CPU执行速度 ：0.045S； 3、I / O 点数 ：31744 。保护装置的双重配置保护装置的双重配置1、单机容量在10000kW以上的机组，各种保护装 置应考虑采用双重配置； 2、采用双跳闸线圈断路器的地方，应采用双重保护 装置； 3、单机容量在10000kW以下 的机组，由于变压器、发电机 均是配置了差动保护、后备保 护、失磁保护等多套保护装置 ，可以不再配置双重保护，但 连接电网的出口断路器，建议 采用双重保护配置。微机自动准同期装置的配置微机自动准同期装置的配置1、每个同期点应单独配置微机自动准同期装置，不 采用多个同期点共用一台微机准同期装置的设计； 2、中大型机组可以考虑每个同期点采用2台微机同期 装置并行工作； 3、仍需配置手动同期装置，用于调试或手动同期并 网之用，推荐采用电子式同期表。机组控制及公用辅助设备系统机组控制及公用辅助设备系统 机组自动控制采用PLC技术，能接受远方调度命令进行开机、升 速
