水電站自動化系統裝置

1. 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。

2. 電力自動化系統

是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。適用於電力系統110KV及以下電壓等級的變電站、水電站、發電廠。也適用於公路、電氣化鐵路、地鐵、礦山、石化、冶金、港口、供水、環保、機房及其他工業電力綜合自動化領域。實現對變電所各種設備的監視、控制或調整。使得變電所的運行更安全、更高效，技術和經濟效益得到提高，加強變電所綜合自動化系統的運行管理及維護。像上圖中的這種系統結構圖上海聚仁電力可以提供整套集成解決方案。

電力自動化系統發展階段

◇手工階段
電力工業的初期萌芽階段，電廠小，就近供電。在發電機、開關設備旁就近監視設備和手工調節操作。
特點：單獨運行，就近供電、手工操作。

◇簡單自動裝置階段
用電設備增多、發電設備規模擴大，對電能質量和安全可靠性提出了要求，開始出現單一功能的自動裝置。包括：繼電保護、斷路器自動操作、發電機自動調壓和調速等。
特點：電能質量要求、單一的電力自動裝置。

◇傳統調度中心階段
出現互連電網，保證供電可靠性和經濟性的必然選擇。電網設立調度中心，統一調度電廠和處理電網的異常和事故。電話是通信聯絡的主要方式。
特點：電網互連、統一調度、電話通信。

◇現代調度的初級階段
出現遠動裝置，實現「四遙」，滿足實時調度的要求。
特點：遠動四遙、實時調度。

◇綜合自動化階段
電力工業成為必不可少的支柱產業，電網規模快速擴大，單一功能的自動化裝置很難滿足電能質量、可靠和安全的需要，出現自動化程度更高的自動化系統。其特點是把多套獨立的自動化裝置用通信信道或網路互連，實現信息共享，相互協調自動完成指定的功能。
特點：裝置互連，信息共享。

電力自動化系統的主要功能
◇實現四遙
◇故障實時監控
◇事件音響報警
◇事件報警
◇設備定位
◇故障點地圖導航
◇事件記錄
◇配網接線圖實時數據顯示
◇遠程設備參數整定
◇歷史數據查詢
◇系統設備資料分級管理

3. 什麼是電力系統自動化技術什麼是電力系統繼電保護與自動化

1、電力系統自動化包括：發電控制的自動化（AGC已經實現，尚需發展），電力調度的自動化（具有在線潮流監視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統實現了配電網的自動化，現今最熱門的變電站綜合自動化即建設綜自站，實現更好的無人值班。DTS即調度員培訓模擬系統為調度員學習提供了方便）,配電自動化(DAS已經實現，尚待發展).
對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理。電力系統是一個地域分布遼闊，由發電廠、變電站、輸配電網路和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。電力系統自動化的領域包括生產過程的自動檢測、調節和控制,系統和元件的自動安全保護,網路信息的自動傳輸，系統生產的自動調度，以及企業的自動化經濟管理等。電力系統自動化的主要目標是保證供電的電能質量（頻率和電壓），保證系統運行的安全可靠，提高經濟效益和管理效能。
按照電能的生產和分配過程，電力系統自動化包括電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息自動傳輸系統、電力系統反事故自動裝置、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等7個方面,並形成一個分層分級的自動化系統(見圖)。區域調度中心、區域變電站和區域性電廠組成最低層次；中間層次由省(市)調度中心、樞紐變電站和直屬電廠組成，由總調度中心構成最高層次。而在每個層次中，電廠、變電站、配電網路等又構成多級控制。
2、力系統繼電保護與自動化培養目標：面向電力行業生產第一線，具有與本專業相適應的文化科學知識和專業理論知識，具備綜合職業技術應用能力，全面素質和創新精神。具有電力系統及工礦企事業單位繼電保護電氣自動裝置及二次迴路運行、檢修、維護、設計、安裝、調試等技術和管理工作等崗位的高素質技能型人才。 主要課程：電工技術（包括電路、電子、電機）、微處理器及介面、電氣設備、電氣二次、電力系統故障及分析、電力系統繼電保護、二次迴路事故處理、電力系統自動裝置、電力系統通信技術等、電氣設備安裝、概預算、安全用電、電氣運行管理、水電站微機監控、PLC技術應用。 就業方向：中小型水力發電廠，各級電力公司和供電局，工礦企事業單位，從事繼電保護及電氣自動裝置及二次迴路運行、檢修、維護、設計、安裝、調試等技術和管理方面的工作。

4. 水電站自動化設備包括哪些

自動化設備是個比較籠統的概念
比如：
自動裝置：繼電保護、自動同期裝置等；
自動元件：感測器、測溫儀等。