陳曉波

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對水電系統(tǒng)有了更高的要求，促進了我國水電站自動化設(shè)備的發(fā)展。目前，水電站的自動化設(shè)備在我國應(yīng)用非常廣泛，它能夠確保水電站系統(tǒng)在工作過程中的可靠性，同時也能夠使電能質(zhì)量得到大大提高，經(jīng)濟運行性也因此得到提升。自動化設(shè)備對水電站經(jīng)濟與生產(chǎn)效益都有很大的促進作用。本文主要通過分析水電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置，研究自動化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】自運化設(shè)備；水電站；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；配置

【中圖分類號】TV7 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8437（2018）04-0005-02

所謂自動化設(shè)備就是不需要有人實時監(jiān)管，通過制定好機械設(shè)備的相關(guān)程序和指令，使其自動完成操作。自動化設(shè)備擁有很多特點，其中最顯著的特點就是快、穩(wěn)、準。目前，我國的自動化設(shè)備已經(jīng)被廣泛運用于很多領(lǐng)域，水電站也引入了這種先進的設(shè)備，以此來降低工作人員的勞動強度。即使在惡劣的自然條件下，自動化設(shè)備仍然可以持續(xù)工作，有利于保持水電站工作的穩(wěn)定性。

1 水電站系統(tǒng)設(shè)計

水電站的系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括很多方面，例如單機容量、主接線圖、年發(fā)電量等。在水電站的自動化系統(tǒng)中，專門配備計算機監(jiān)控系統(tǒng)對其進行監(jiān)控與管理，了解自動化設(shè)備的運行狀態(tài)。水電站以實現(xiàn)“少人值守、無人值班、自動操作”為目標，在此基礎(chǔ)上對水電站系統(tǒng)進行設(shè)計。

水電站在設(shè)計結(jié)構(gòu)上進行改變之后，便可以給其配備相應(yīng)的水電控制IT系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組態(tài)軟件系統(tǒng)、監(jiān)控軟件平臺等。

2 水電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)

2.1 水電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水電站自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括上位機子系統(tǒng)和下位機子系統(tǒng)。

上位機子系統(tǒng)由若干臺（一般是三到五臺）具備高性能特點的計算機組成，另外還要配備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)集線器。每臺計算機上都自動配有PCCAN卡，通過此卡可以實現(xiàn)與下位機子系統(tǒng)之間的通信和聯(lián)系，接收和回應(yīng)報警器、及時收集并處理現(xiàn)場的數(shù)據(jù)。另外，水電站可以自行通過集線器與網(wǎng)卡構(gòu)成局域網(wǎng)，這樣有利于操控現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)對信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集線的管理。

下位機子系統(tǒng)的控制由很多設(shè)備共同構(gòu)成，其中主要包括機組監(jiān)護、調(diào)整器的控制構(gòu)成、機組保護等方面。機組保護涉及的內(nèi)容非常廣泛，如定子接地、轉(zhuǎn)子接地、定子過電壓等保護功能都需要依靠機能保護才能實現(xiàn)。

2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

水電站的計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的是開放分層分布式格局。其系統(tǒng)上的工控機都配有通信卡CAN，卡上含有相應(yīng)的嵌入式芯片，水電站的通信管理主要依靠它來完成。

計算機監(jiān)測系統(tǒng)的驅(qū)動器芯片型號為80C520，芯片上帶有程序存儲器（30KBPROM），使用雙口RAM實現(xiàn)上位計算機和通信卡之間的數(shù)據(jù)交換，通信卡的總線采用短幀結(jié)構(gòu)，其檢測效果更好，并且能夠有效優(yōu)化干擾，數(shù)據(jù)傳輸時間也大大降低。水電站控制層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要采用兩套大型交換機，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要與光纜、電纜進行連接。

3 水電站系統(tǒng)配置

水電站的系統(tǒng)配置主要包括現(xiàn)地級設(shè)備組成和主控級設(shè)備兩個部分。在現(xiàn)地級的設(shè)備組成中，現(xiàn)地控制級需要6臺發(fā)動機，現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)控制層的管理就需要依靠發(fā)動機來實現(xiàn)，它可以把水電站的各類事件信息和數(shù)據(jù)上傳運輸至主控，主控能夠?qū)崿F(xiàn)對其監(jiān)控和管理。發(fā)動機比較特殊，它既受主控級的監(jiān)管，同時可以脫離主控級，實現(xiàn)自身的獨立運作。主控具備的自身功能非常多，它能夠?qū)崿F(xiàn)對整個水電站的監(jiān)控、系統(tǒng)通信、報警、操作等功能。

4 自動化控制解決應(yīng)用中的問題

目前，自動化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用非常廣泛，它能夠確保水電站設(shè)備運行的可靠性，并且有利于提高工作效率，對水電站的發(fā)展有著重要意義。

4.1 提升電能的質(zhì)量

自動化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用有利于提高水電站電能的輸送質(zhì)量。電能的控制標準包括頻率與電壓，水電站配備系統(tǒng)自動化裝置之后能夠確保電壓的穩(wěn)定性，并且實現(xiàn)了負荷的合理調(diào)配，這種有效的控制方法對電壓運行非常重要。

4.2 確保供電的可靠性

水電站配備自動化設(shè)備裝置之后，設(shè)備可以對水電站電能狀態(tài)進行分析，并且能夠檢查設(shè)備是否在運行過程中出現(xiàn)了問題。所有流程都由設(shè)備自行完成，無需人工進行操作，降低了工作人員的勞動強度。

4.3 提高水電站的經(jīng)濟效益

自動化設(shè)備能夠提高水電站的工作效率，確保水電站保持高效的工作狀態(tài)，其經(jīng)濟效益也會因此得到極大提高，實現(xiàn)了水電站資源的合理分配，從側(cè)面節(jié)約電能運輸?shù)慕?jīng)濟成本。

4.4 自動化設(shè)備的使用價值得以實現(xiàn)

通過自動化設(shè)備的有效運行不僅能夠確保電能的可靠性，還能夠使其使用價值完全體現(xiàn)。以自動化設(shè)備作為工具，工作人員的勞動強度大大降低，并且有利于確保設(shè)備運行的安全性，使其在水電站中充分發(fā)揮作用。

自動化設(shè)備在水電站中的應(yīng)用非常廣泛，它能夠有效降低工作人員的勞動強度，提高水電站的經(jīng)濟效益。本文主要研究了自動化設(shè)備在水電站中的具體應(yīng)用，此次分析對提高水電站中電能運輸?shù)陌踩跃哂兄匾饬x。