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小水电2013年第4期(总第172期)技术改造

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孝丰水电站的计算机监控系统改造

吕佰江(老石坎水库灌区管理处浙江安吉313301)

1概述

我国具有丰富的水力资源，据统计，在全国电网中，水电站装机容量占电网发电总容量的30%,而目前许多水电站仍然是依靠机械电磁式继电器构成的保护系统及自动化系统。随着科学技术的进步和发展，特别是由于单片机、单板机、可编程控制器及工业级计算机的发展和普及，我国自行研究开发了由这些微机型元件为核心部件的单项自动化设备，如并网仪、线路保护装置、水轮机调速器、励磁装置等，这为电厂采用计算机监控系统提供了条件。

2系统结构

浙江省安吉县孝丰水电站孝丰电厂于1974年10月建成投产，至2002年运行已达29a,达到了水轮发电机组报废年限标准，定于2002年实施重建。重建后电厂装机容量由原来的2×800kW增加至2x1000kW,同时在重建工程中，对水轮发电机组的控制保护采用计算机监控系统。

孝丰电厂自动化监控系统采用分层分布式结构，监控系统分为2个层次：一个层次为电站管理层的上位机，即主控站工业控制机；另一个层次为面向控制对象的现地控制单元LCU。上位机与当地控制单元LCU之间采用工业以太网络通讯，构成1个分布式结构的计算机监控管理系统。

1)主机采用研祥工业控制计算机，负责全厂的自动化运行及管理，即完成全厂历史数据存档、归类、检索和管理在线及离线计算，各图表、曲线的生成，事故故障信号的分析处理，运行报表的生

收稿日期：2013-04-08

作者简介：吕佰江(1967-),工程师，主要从事小水电技术管理工作。Email:xfsdzbj@163.com

成与打印，并作为运行人员与计算机监控系统的人机接口，完成全厂实时监视、控制和报警。全厂所有的操作控制都可以通过鼠标器及键盘实现。

2)发变组现地控制单元LCU采用日本三菱可编程序控制器PLC,当地单元的人机界面采用触摸屏的方式，触摸屏与PLC通过通讯口连接。PLC与上位机通过标准RS232组成工业以太网方式，并与各智能仪表采用RS—485方式通讯。

3)每台机组配备1台微机自动准同期装置，型号为南瑞SJ—12。微机自动准同期装置采用现代控制理论对合闸相角进行预测控制，对被同期对象的电压、频率进行变参数调节，提高了并网速度及同期精度。

4)采用智能仪表DAE,型号为EPM—420,可测量回路中的电压、电流、功率、频率等。

5)微机数字保护装置采用国电南自公司产品，2台发变组保护型号为WFBZ—01,10kV线路保护型号为NEP981。这两种保护装置具有目前规程规定的所有保护功能，如差动、过电压、频率、低周、电流三段保护、过负荷等。

6)调速器、励磁装置采用以PLC为核心的微机型设备，具有PID调节功能，调节曲线光滑稳定，响应速度快，能方便地与发变组PLC实现接口配合。

7)其他辅助设备均采用自动化程度较高的设备，如机组冷却水、机组刹车装置压缩空气控制阀门采用电磁阀等。所有测温点参数均汇集于自动巡检仪，数据上传给上位机。

8)采用视频监视系统，在电厂重要部位装配视频摄像头，共装摄像头5只。该系统由工控机、解码器、摄像头等组成，操作人员只要在控制室中用鼠标器及键盘切换至不同摄像头，即可看见设备现场；并可控制画面的远近、角度，可替代人员来回巡视检查。

技术改造SMALLHYDROPOWER2013No4,TotalNol72

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9)电厂2台工控机与电厂厂长室及电站行政部门的电脑通过光缆与交换机组成局域网，实现了办公自动化，只要在办公室轻轻敲打键盘，机组运行有关数据及现场情景就会呈现在电脑上。

3系统作用及不足

1)提高了小型水电站的自动化水平。小型水电站作为我国电力能源的一个重要组成部分，占有较大比例，但自动化水平却普遍不高，常规电厂主要依赖机械电磁式继电器，动作可靠性、灵敏性较差，操作烦琐复杂；而使用计算机监控不但解决了可靠性和灵敏性问题，而且值班员只要在中控室操作上位机，就能完成并网、停机、调节负荷及机组的事故处理等操作。运行记录实现了无纸化，所有数据均保存在上位机中，每年只要刻录光盘1次，极大地提高了小型水电站的自动化水平。

2)减少了运行值班人员。由于提高了小型水电站的自动化水平，为减少值班人员创造了条件。以孝丰电厂为例，原来实施计算机监控前每个班次需要值班人员4人，