摘要：中小型水电站实施微机综合自动化的探索:1　中、小型电站电气结构;2　微机综合自动化系统总体要求;3　系统特点;4　系统结构;5系统通讯;6　系统配置.
关键词：水电站微机自动化　　我国地域广阔，中、小河流众多，水能资源蕴藏量丰富。随着国民经济的高速发展，用电量不断增加，因此加快开发中、小型水电站是十分必要的，而微机综合自动化的实施是电站安全可靠运行的有力保证。　　针对中、小型水电站建设工期短、见效快，电站远离城市、乡镇等特点，从控制投资规模、提高供电可靠性、供电质量、少人或无人值班入手，采用先进技术设备，以减少一次性投资和长期运行费用考虑，应推广使用通过网络，将微机保护、监控、调速、励磁及电站其它控制设备融为一体化设计，并采用分层、分布式结构，组屏或就地分散式构成水电站综合自动化系统。1　中、小型电站电气结构　　中、小型水电站发电机台数一般为2～4台，单机容量从几百kW至2.5万kW，发电机出口电压为6.3kV、10.5kV等。电站升压站主变压器为1～3台，电气主结线为单母线或单母线分段，一般升压为35kV、110kV，出线1～4个回路，近区变1～2台。水电站的保护、监控、计量等控制由微机综合自动化系统实现。2　微机综合自动化系统总体要求　　中、小型水电站综合自动化设计，微机监控系统采用分层、分布式结构、模块化设计，监控主站、通讯站、就地控制单元等都通过网络联接成一个整体系统的配置方式。　　(1)　系统功能：该系统为屏式或台式结构，具备的功能有数据采集、数据处理、数据计算、报表生成与打印，机组按顺序(遥控、就地)控制，实现机组起、停，断路器、隔离开关的合闸、分闸等操作，机组有功、无功调节，自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)，多媒体功能，语音报警，时钟同步，就地控制单元、上位机设计有分同步信号接口，可以接受各设备的分同步信号，能与上级调度、保护通讯，实现四遥功能；有较高的运行可靠性和较强的抗干扰能力，能够进行自诊断，有自动恢复功能、远方诊断能力、防误闭锁功能及防火、防盗监控功能，可实现无人值守。　　(2)　水电站与系统的联系：计算机综合自动化系统应能通过远动服务器与调度实现数据通信，通过一点多址、扩频、光纤或音缆等任意方式组成主设备多通道接入调度端口，数据由这些通道同时发送，并由水电站系统选择数据接收、通道自动切换和故障报警，且具备通道防雷功能，两者的通信规约按部颁规约或协商而定。系统与水电站具有可靠完善的数据接口。　　(3)　保护要求：具有满足现场要求的发电机、变压器、水轮机、送电线路、厂用变等设备的保护功能，远方投停保护和远方复归保护动作信号的功能，能进行故障录波，并实现远方查寻、修改、下发保护定值等。　　具备独立的控制功能，即在微机、遥控功能异常时，具有独立的手动控制功能可进行必要的操作，并设有切换开关。保护系统具有可靠完善的数据接口和通信规约，并能保证保护信息被主站接收。　　(4)　监控、监测要求：系统应有完善的监控报警系统，具备中央音响功能。能够实现开关量、模拟量、电能量、温度量、非电气量等的采集，实现机组按顺序起、停，断路器、隔离开关跳闸、合闸等控制，就地单元上配有远方或就地操作开关，以实现机组的就地或远方控制。各信息量的传送通过专用通讯口与通讯控制器交换信息，减化了二次回路，和互联电缆。　　调度与水电站监控系统均应有友好的人机界面，使远方值班人员能够直观方便地监控水电站的运行情况，并能方便地进行遥控、遥视操作。3　系统特点　　系统的设计规范和基本条件遵循IEEE和IEC等有关国际标准，符合国家、部颁标准。　　采用分层、分布式结构，运用自动控制技术，现场总线及网络技术，所有单元直接联在网络上，层次清晰，可靠性高，扩展性强，便于整体性优化。根据水电站特点，本系统可以分散或组屏安装。　　就地控制单元采用可编程计算机控制器(PCC)，功能强大，抗干扰性能强，使得整个系统可靠性及稳定性得到大大提高；模块设计、组态灵活、维修方便，各装置相对独立，某一装置故障不影响其它装置运行。　　系统扩展性强，整个系统通过网络联接，各单元根据需要可灵活配置。　　主站采用Windows多任务操作系统，人机交互界面友好，全中文显示，可详细显示测控保护信息，可进行参数设置、实时数据显示，信道及系统状态监视，本地遥控操作，使用方便，易于掌握；系统功能齐全，包括数据采集、控制、微机远动等，可以与管理信息系统(MIS)接口；系统采用专位强干扰环境下设计的控制局域网的CANBUS网络，其访问方式为载波监听多路访问；避免冲撞(CSNA/CA)并支持多主节点、多优先级信息传输；系统中重要部分可双冗余配置，在线自检、自诊断和恢复能力强，确保完善的系统质量。4　系统结构　　针对中、小型水电站的机组容量等级和机组数量的不同，系统结构可灵活配置，一般配置如下：由操作员站、工程师站、通信管理站、服务器、一体化工控机、就地控制单元(LCU)组成，通过网络和现场总线将采集到的数据上传至操作站，将机组控制命令下传至就地控制单元。就地控制单元融采集、控制于一体，同时根据需要可将保护信息、转速信号、温度、励磁信息上传至工作站。5系统通讯　　该装置为本系统的中枢，主要完成各相关装置及调度间的数据采集的传递，包括人机对话、通讯管理、数据管理、规约处理和系统检测等功能，可进行现场控制和维护。采用现代工业控制机为主机，双冗余热备用，故障自动切换。通讯口配置限流、隔离设备，载波MODEM配备防雷盒。通过CAN网络采集各节点信息，支持多路通道，多规约、多通讯方式，可拨号上网，通过电话网远程维护。6　系统配置　　系统采用屏式(或台式)结构，以通讯为核心，以总线行式把各功能单元联成一个完整系统。设置调试窗口，可备有后台机(便携式)、GPS时钟及与交直流屏、智能电能表的通讯接口、微机防误闭锁系统。自动化系统装置的电源由交流220V主供，直流220V备用，装置本身具有交、直流电源自动切换功能。另配置3～5kWUPS一套。整个系统接地，接地系统应与整个水电站接地装置连接成一体。7　结束语　　中小型水电站采用具有先进技术和完备功能的微机综合自动化设计，要求在选型时注重产品质量，考察运行实绩以及厂家是否具有良好的售后服务。另外，良好的通讯设施也是非常重要的，这样在运行管理上可完全实现少人或无人值班的运行方式，既减少一次性投资，又减少运行维护，实现减员增效的效果。[1]