水電站自動化裝置

1. 水電站綜合自動化系統故障的原因及常見故障有哪些

常見故障主要可分為兩大類，即硬故障和軟故障。

硬故障是指電腦硬體系統因使用不當或硬體物理損壞所造成的故障。比如，主機無電源顯示、顯示器無顯示、主機喇叭鳴響報錯且無法使用、顯示器提示出錯信息但無法進入系統等。
硬故障又可分為「真」故障和「假」故障兩種。

所謂「真」故障是指各種板卡、外設等出現電氣故障或機械故障，屬於硬體物理損壞。「真」故障會導致發生故障的板卡或外設功能喪失，甚至整機癱瘓，如果不及時排除，還可能會導致相關部件的損壞。造成「真」故障的原因主要是由於外界環境、操作不當、硬體自然老化或產品質量低劣等引起。

所謂「假」故障主要是指電腦的主機部件和外設均完好無損，但由於用戶使用不當、自然形成的接觸不良、CMOS設置錯誤、負荷太大、電源的功率不足、CPU超頻使用等原因所導致的整機不能正常運行或部分功能喪失的故障。「假」故障一般與硬體安裝、設置不當或外界環境等因素有關。
無論是「真」故障還是「假」故障，我們只要了解各種配件的特性及常見故障的性質，就能比較容易地找出故障的起因，然後將其迅速排除。

軟故障是指因軟體運行出錯所產生的故障。引起軟故障的主要原因有：
（1）系統配置不當，未安裝驅動程序或驅動程序之間產生沖突；
（2）內存管理設置錯誤，如內存管理沖突、內存管理順序混亂、內存不夠等；
（3）病毒感染，如OVE和DBF等數據文件打不開、屏幕顯示出現異常、運行速度變慢、硬碟不能正常使用、列印機無法工作等；
（4）CMOS參數設置不當；
（5）軟、硬體不兼容；
（6）軟體的安裝、設置、調試、使用和維護不當等。

實踐表明，大部分電腦故障多為軟體故障或假故障，比如Windows初始畫面出現後的故障大部分是由軟體引起。因此，在未確定是硬體真故障前最好不要大動干戈，匆忙將整機拆卸維修或盲目送回商家檢修。

1. 檢修電腦時的注意事項如下：事先斷電！
（1）切勿帶電拆裝任何零部件，要隨時留心靜電；
（2）備妥工具和替換部件，還要准備一個小空盒，以便放螺釘、彈簧等一些小物件；
（3）清楚檢修過程中每個操作步驟的目的、危害和挽救方法；
（4）保持維修環境的干凈、整潔，注意對電場和磁場的屏蔽；
（5）維修場地應有良好的供電系統，電壓要穩定；
（6）加電前，要將各部件充分固定，嚴格認真檢查各種晶元、控制卡和信號線是否安裝正確，確認後方能開機，開機後要注意防震。

2. 識別故障的幾條原則
（1）要充分了解情況。要詳細了解故障機的工作性質及所用的操作系統和應用軟體；了解故障機的工作環境和條件；了解故障機的配置情況和工作要求；了解系統近期發生的變化，如移動、安裝軟體、卸載軟體等；了解誘發故障的直接或間接原因與當時的現象。

（2）要掌握處理原則。原則可以概括為先靜後動，先假後真，先外後內，先軟後硬。先靜後動是指遇到電腦故障，不要急於動手，應先分析、判斷導致故障的原因，然後再動手處理；先假後真是指先假定故障是由操作系統出錯、應用程序出錯、操作過程不當、連線不可靠等引起，在逐一排除以上假定後，再去考慮真故障；先外後內是指應先檢查機箱外部，然後再考慮打開機箱，即使必須打開機箱時，也不要盲目拆卸部件；先軟後硬是指應先分析是否存在軟故障，再去考慮硬故障。

（3）要注意表面現象。應盡量通過識別文本、圖像和聲音信號等線索找到所提示的潛在故障點。
（4）運用已知的知識或經驗，將問題或故障分類，尋找方法和對策。
（5）做好安全措施和故障記錄。在拆機檢修的時候千萬要切斷電源，也要預防靜電。待維修完成後，應記錄故障信息和排除方法，這有助於積累維護和維修經驗。

3．處理故障
處理故障的一般思路是：
（1）熟悉常見故障的起因。比如，電腦使用過程中經常有不正常的死機和退出現象，一般應先用殺毒軟體查殺病毒，因為此類故障絕大部分是由病毒所致。
（2）檢查是否人為假故障。遇到任何故障先重新開機啟動一下電腦，看故障是否真的存在。操作人員疏忽大意或應用水平不高，操作者對於電腦的某些設置或特性不熟悉是造成假故障的主要原因。

常見的假故障有：供電電壓太低、電源未接通、數據線接頭脫落或接觸不良、設備設置或調整不當（彩顯在剛開始使用時，一般都需要調整場幅等）、對硬體設備或軟體系統的新特性不了解、對基本操作的細節不了解（比如，U盤和軟盤的防寫）、對硬體設備的軟體環境不了解或設置不當、硬體驅動程序的安裝不完善或版本太低、硬碟上的垃圾文件太多、操作系統非正版等。這些都能造成某些設備不能正常工作，但常被誤認為硬體有問題。

（3）注意從可聽、可視的線索中找出潛在故障。可聽的線索主要有風扇速度、軟光碟機讀盤聲、顯示器或電源內部的異常聲、自檢警示音等；可視的線索主要有風扇轉度、指示燈、電纜是否破裂或絕緣層是否良好、松動或丟失的螺釘、可能掉進電路中的物件和文字提示信息等。
（4）注意檢查系統設置情況。CMOS參數設置、動態鏈接庫(DLL)文件、常駐內存程序 (TSR)或虛擬設備驅動程序（VXD)的不當設置，都能引起系統出錯。
（5）其他方面。要充分查殺計算機病毒、查看資源是否沖突、觀察硬體介面插接是否正確等。

4. 故障檢測的常用方法
目前微機系統硬故障的維修，主要是指板卡級的維修。也就是說，只要找出有故障的板卡，更換成好的板卡，就可以排除微機系統的硬故障。因此在通常情況下，微機系統硬故障的維修重點就在於故障的定位，只要發現故障點，更換成好的部件，就可以排除硬故障。
下面介紹幾種微機故障定位法。

（1）直接觀察法。直接觀察法是微機硬故障維修過程中最基本也是最重要的方法，通過看、聽、摸、聞等方式檢查比較典型或比較明顯的故障。著重查找電路板是否有過熱、火花、燒焦、變形等現象；是否有插頭松動、電纜損壞、斷線或碰線、聲音異常、短路等現象；檢查各種連接線是否接好、供電電壓是否正常、有關插頭是否松動等等。

（2）替換法。替換法是把相同的插件或器件互相交換，觀察故障變化的情況，幫助判斷、尋找故障原因的一種方法。一台電腦出現故障後，用另一台工作正常的電腦的部件加以替換，可以十分准確、迅速地查找到故障部件。在進行部件替換前，應首先檢查故障機器的各工作電壓是否正常，各部件界面是否有短路現象，只有在確認這兩點都正常後，才能進行部件的替換。否則，當好部件換到壞的機器上時，有可能造成好部件的損壞。

常見的電腦故障大致分為：啟動時黑屏、自檢出錯、 硬碟引導失敗、無法進入操作系統、驅動器、板卡、外設和應用軟體等幾大類。下面分別介紹這些故障的分析和處理方法。

1. 啟動時黑屏故障的分析和處理
電腦啟動時出現黑屏，是一種常見的電腦故障，其特徵是：開機後屏幕上無任何顯示，俗稱「點不亮」且對新、舊電腦都時有發生。
導致黑屏的原因很多，但絕大多數都是硬體故障所引起，比如主板的BIOS晶元損壞或接觸不良、電源損壞、內存條損壞、CPU損壞或接觸不良、超額過度等等都有可能導致啟動黑屏。

啟動時黑屏故障的一般檢查方法為：
（1）檢查是否「假」黑屏。假黑屏是指主機或顯示器電源插頭未插好、電源開關未打開、顯示器與主機上的顯卡數據連線未連接好、連接插頭有松動等。當出現啟動黑屏時，首先要認真檢查是否存在以上現象。
（2）檢查主機電源是否工作。只需用手移到主機機箱背部的開關電源的出風口，感覺是否有風吹出，如果無風則表明是電源故障。同樣，從主機面板上的電源指示燈、硬碟指示燈和開機瞬間鍵盤的3個指示燈的狀態都可初步判斷電源是否正常。如果電源不正常或主板不加電，顯示器便接收不到數據信號。

（3）觀察在黑屏的同時其它部分是否工作正常。比如，啟動時驅動器是否有自檢的過程、喇叭是否有正常啟動時的鳴響聲等。如果其它部分工作正常，可檢查顯示器是否加電，顯示器的亮度調節電位器是否關到了最小等等。甚至還可以通過替換法用一台好的顯示器接在主機上進行測試。
（4）打開機箱檢查顯卡是否已正確安裝，且與主板插槽是否接觸良好。若因顯卡沒插好而導致黑屏，計算機在開機自檢時會有一長二短的聲音提示(對於Award BIOS)。這時可拔出後重新安裝，如果確認安裝正確，可以取下顯卡用酒精棉球擦一下插腳或者換一個插槽安裝，如果還不行，可以換一塊好的顯卡重新測試。

2. 水電站自動化系統的簡介

水電站的綜合自動化是建立在以計算機監控系統為基礎之上的，對整個電站(甚至梯級電站或整個流域)從水文測報；機組啟、停控制，工況監視；輔助、公用設備的啟、停控制，工況監視；負荷的分配，直到輸電線路運行全過程的自動控制，並能准確地與上一級調度部門進行實時數據通信等全方位自動監測的控制系統。一般包括5個子系統。
2.1計算機監控系統
2.1.1概述
這部分是綜合自動化系統的核心和基礎。根據計算機在水電站監控系統中的作用及其與常規監控設備的關系，一般有以下三種模式：
（1） 以常規控制設備為主，計算機為輔；
（2） 以計算機為主，常規控制設備為輔；
（3） 取消常規控制設備的全計算機監控系統。
根據水電站的裝機容量大小、在電網中的作用和各自的具體情況可分別選用不同模式的監控系統。一般新建電站和具備條件(資金、技術和發電許可等條件)的電站適合選擇第三種模式，以便達到一步到位的目的。對於受其它條件限制的老式水電站的改造，可分別考慮第一、第二兩種模式作為過渡。這其中各種模式針對各自電站的具體情況，在設計時也略有不同。
2.1.2實例
值得說明的是，隨著多媒體技術在水電站的應用，語音、動畫、可視化、視像功能也用於計算機監控系統。設計時應根據多媒體系統的結構，解決好與監控系統的連接問題。
2.1.3計算機監控系統的主要功能
梯級電站中心計算機監控系統應具備遙測、遙控、遙信、遙調(即「四遙」)的功能。
2.2工業電視監視系統
工業電視系統是現代化管理、監視的重要手段，它的主要用途是及時而真實准確地反應被監控對象的實際信息，從而為決策提供依據。
水電站的監控人員藉助於工業電視監控系統的輔助監視作用，親眼見到了實況，就能放心地對設備進行控制操作，能大大提高設備遠方操作的安全性及生產管理效率和自動化水平。並在一定程度上起到安全保衛的作用。
一般水電站工業電視系統不與計算機監控系統結合，工業電視監視系統前端設備獲取的信息經本系統網路傳送到主控室或分控室主機；在梯級水電站，各站的信息經獨立於計算機監控系統的通信通道分別由各水電站傳送到梯調中心。若工業電視系統結合於實時計算機監控系統，並由實時監控系統傳送信息到梯調中心，有可能對監控系統產生影響或干擾，不利於安全運行。另一方面是由於傳輸速率不同，工業電視監視系統要求的傳輸速率遠遠高於計算機監控系統，為達到傳輸要求必將大大增加投資。
工業電視監視系統獨立於實時計算機監控系統還有利於電站分期實施，水電站可先實施計算機監控系統，以後再做工業電視監視系統。
2.3消防監控系統
通過設置在主、副廠房、主變區、各主要機電設備的重要部位、油庫、主要建築設施等場所的探測器，消防系統能實現對水電站主要場所進行24h不間斷的火情監測。當探測器(感煙、感溫、紅外火焰、紫外、纜式感溫探測器)檢測到有火情時，通過系統匯流排，自動向中央控制室的集中報警控制器報警。集中報警控制器在接收到報警後，經過信息處理，在報警控制器上以數碼顯示方式顯示出火災的部位，並通過串列通信介面，在水電站消防計算機監視系統的crt上，自動顯示出火災的部位編號及該層的平面布置圖，提示出火災的處理措施，同時根據火情發生的部位，經確認及延時後，自動或手動對該部位及相關部位的防火排煙設備、滅火設備進行相應的控制，實施滅火等措施。所有的火情信息由水電站消防計算機監控系統主機經信息處理後送至計算機監控系統。該系統與計算機監控系統採用非同步通信方式實現通信。系統的構成如此所示。
另外還要求消防系統同時能實現對通風、防火排煙設備、二氧化碳滅火系統以及水噴霧滅火系統的控制。
2.4基礎自動化元件及自動裝置
2.4.1自動裝置
自動裝置是獨立於計算機監控系統之外，能單獨發揮作用，對相應設備進行自動控制和調節的裝置或迴路的邏輯組合。在水電站綜合自動化系統中，必須要有快速、靈敏、安全、穩定、可靠的自動控制設備與計算機監控設備相配套，才能取得很好的經濟效益。
計算機監控系統應與水機調速器、勵磁調節器、微機型繼電保護裝置及其它自動裝置介面。
2.4.2基礎自動化元件
基礎自動化元件是監視水電站主、輔設備運行工況、判斷和處理異常狀態、執行控制操作的耳目和手腳，其運行狀況直接影響著機組及輔助設備的自動控制和安全保護性能。一般應以國產為主，進口為輔的原則進行配置、選型。
2.5水文自動測報系統
我國多數水電站兼有防洪、灌溉等任務，在水庫調度工作中，不僅要搞好水庫的發電經濟調度，創造經濟效益，同時還要及時、正確地掌握水情、汛情，搞好防洪渡汛工作。水文自動測報系統一方面要及時、准確、快捷地採集水情，另一方面還要通過計算機在較短的時間內作出洪水預報。該系統對水電站的防洪、排沙、發電、調峰、調頻、灌溉、航運、漂木等均有十分重要的意義。
水文自動測報系統按規模和性質的不同可分為水文自動測報基本系統和水文自動測報網。水文自動測報基本系統由中心站(包括監測站)、遙測站、信道(包括中繼站)組成。水文自動測報網是通過計算機的標准介面和各種信道，把若干個基本系統聯接起來，組成進行數據交換的自動測報網路。
水文自動測報基本系統的功能框圖如此所示。
其通信方式一般有超短波通信、短波通信、衛星通信等，可根據電站規模及當地條件選擇不同的通信方式。
3.結束語
我國具有得天獨厚的水能資源，其理論蘊藏量為6.76億kw，年發電量59200億kw.h，技術可開發量為3.78億kw,居世界首位。逐漸加大開發力度，利用好豐富的水能資源，對於我國的現代化建設和可持續發展戰略的實施，具有十分重大的意義。
水電站實施綜合自動化系統，以達到「無人值班」(少人值守)的目標，是水電站現代化管理的發展方向，是科技進步的標志，是我國電力管理部門對水電站現代化提出的要求，在電力體制改革後也是水電站自身生存和發展的需要。
在綜合自動化系統實施改造時，應先從基礎自動化元件、自動裝置著手，先使手腳變得靈活，再對大腦進行手術。一旦大腦改變，便形成一套完整的綜合自動化系統。即使在近期內不能實現計算機監控，也能很好地實現小系統或常規方式的自動控制。對新建水電站，應以一步到位的方式設計並實施綜合自動化系統，因水電站一般投資較大，這部分增加的投資在電站總投資中所佔比例不大，但所起的作用和發揮的效益卻是巨大的。
水電站在考慮綜合自動化系統時，應加強與其他水電站和科研單位間的信息交流，吸取國內外的先進經驗，結合自身實際，因地制宜，力求實用，避免少走彎路，以提高水電站綜合自動化系統的經濟效益。同時應積極採用新技術、新工藝、新產品，為其可靠運行及其功能的正常發揮創造條件，進一步提高水電站的安全運行水平。