水电站自动化装置

1. 水电站综合自动化系统故障的原因及常见故障有哪些

常见故障主要可分为两大类，即硬故障和软故障。

硬故障是指电脑硬件系统因使用不当或硬件物理损坏所造成的故障。比如，主机无电源显示、显示器无显示、主机喇叭鸣响报错且无法使用、显示器提示出错信息但无法进入系统等。
硬故障又可分为“真”故障和“假”故障两种。

所谓“真”故障是指各种板卡、外设等出现电气故障或机械故障，属于硬件物理损坏。“真”故障会导致发生故障的板卡或外设功能丧失，甚至整机瘫痪，如果不及时排除，还可能会导致相关部件的损坏。造成“真”故障的原因主要是由于外界环境、操作不当、硬件自然老化或产品质量低劣等引起。

所谓“假”故障主要是指电脑的主机部件和外设均完好无损，但由于用户使用不当、自然形成的接触不良、CMOS设置错误、负荷太大、电源的功率不足、CPU超频使用等原因所导致的整机不能正常运行或部分功能丧失的故障。“假”故障一般与硬件安装、设置不当或外界环境等因素有关。
无论是“真”故障还是“假”故障，我们只要了解各种配件的特性及常见故障的性质，就能比较容易地找出故障的起因，然后将其迅速排除。

软故障是指因软件运行出错所产生的故障。引起软故障的主要原因有：
（1）系统配置不当，未安装驱动程序或驱动程序之间产生冲突；
（2）内存管理设置错误，如内存管理冲突、内存管理顺序混乱、内存不够等；
（3）病毒感染，如OVE和DBF等数据文件打不开、屏幕显示出现异常、运行速度变慢、硬盘不能正常使用、打印机无法工作等；
（4）CMOS参数设置不当；
（5）软、硬件不兼容；
（6）软件的安装、设置、调试、使用和维护不当等。

实践表明，大部分电脑故障多为软件故障或假故障，比如Windows初始画面出现后的故障大部分是由软件引起。因此，在未确定是硬件真故障前最好不要大动干戈，匆忙将整机拆卸维修或盲目送回商家检修。

1. 检修电脑时的注意事项如下：事先断电！
（1）切勿带电拆装任何零部件，要随时留心静电；
（2）备妥工具和替换部件，还要准备一个小空盒，以便放螺钉、弹簧等一些小物件；
（3）清楚检修过程中每个操作步骤的目的、危害和挽救方法；
（4）保持维修环境的干净、整洁，注意对电场和磁场的屏蔽；
（5）维修场地应有良好的供电系统，电压要稳定；
（6）加电前，要将各部件充分固定，严格认真检查各种芯片、控制卡和信号线是否安装正确，确认后方能开机，开机后要注意防震。

2. 识别故障的几条原则
（1）要充分了解情况。要详细了解故障机的工作性质及所用的操作系统和应用软件；了解故障机的工作环境和条件；了解故障机的配置情况和工作要求；了解系统近期发生的变化，如移动、安装软件、卸载软件等；了解诱发故障的直接或间接原因与当时的现象。

（2）要掌握处理原则。原则可以概括为先静后动，先假后真，先外后内，先软后硬。先静后动是指遇到电脑故障，不要急于动手，应先分析、判断导致故障的原因，然后再动手处理；先假后真是指先假定故障是由操作系统出错、应用程序出错、操作过程不当、连线不可靠等引起，在逐一排除以上假定后，再去考虑真故障；先外后内是指应先检查机箱外部，然后再考虑打开机箱，即使必须打开机箱时，也不要盲目拆卸部件；先软后硬是指应先分析是否存在软故障，再去考虑硬故障。

（3）要注意表面现象。应尽量通过识别文本、图像和声音信号等线索找到所提示的潜在故障点。
（4）运用已知的知识或经验，将问题或故障分类，寻找方法和对策。
（5）做好安全措施和故障记录。在拆机检修的时候千万要切断电源，也要预防静电。待维修完成后，应记录故障信息和排除方法，这有助于积累维护和维修经验。

3．处理故障
处理故障的一般思路是：
（1）熟悉常见故障的起因。比如，电脑使用过程中经常有不正常的死机和退出现象，一般应先用杀毒软件查杀病毒，因为此类故障绝大部分是由病毒所致。
（2）检查是否人为假故障。遇到任何故障先重新开机启动一下电脑，看故障是否真的存在。操作人员疏忽大意或应用水平不高，操作者对于电脑的某些设置或特性不熟悉是造成假故障的主要原因。

常见的假故障有：供电电压太低、电源未接通、数据线接头脱落或接触不良、设备设置或调整不当（彩显在刚开始使用时，一般都需要调整场幅等）、对硬件设备或软件系统的新特性不了解、对基本操作的细节不了解（比如，U盘和软盘的写保护）、对硬件设备的软件环境不了解或设置不当、硬件驱动程序的安装不完善或版本太低、硬盘上的垃圾文件太多、操作系统非正版等。这些都能造成某些设备不能正常工作，但常被误认为硬件有问题。

（3）注意从可听、可视的线索中找出潜在故障。可听的线索主要有风扇速度、软光驱读盘声、显示器或电源内部的异常声、自检警示音等；可视的线索主要有风扇转度、指示灯、电缆是否破裂或绝缘层是否良好、松动或丢失的螺钉、可能掉进电路中的物件和文字提示信息等。
（4）注意检查系统设置情况。CMOS参数设置、动态链接库(DLL)文件、常驻内存程序 (TSR)或虚拟设备驱动程序（VXD)的不当设置，都能引起系统出错。
（5）其他方面。要充分查杀计算机病毒、查看资源是否冲突、观察硬件接口插接是否正确等。

4. 故障检测的常用方法
目前微机系统硬故障的维修，主要是指板卡级的维修。也就是说，只要找出有故障的板卡，更换成好的板卡，就可以排除微机系统的硬故障。因此在通常情况下，微机系统硬故障的维修重点就在于故障的定位，只要发现故障点，更换成好的部件，就可以排除硬故障。
下面介绍几种微机故障定位法。

（1）直接观察法。直接观察法是微机硬故障维修过程中最基本也是最重要的方法，通过看、听、摸、闻等方式检查比较典型或比较明显的故障。着重查找电路板是否有过热、火花、烧焦、变形等现象；是否有插头松动、电缆损坏、断线或碰线、声音异常、短路等现象；检查各种连接线是否接好、供电电压是否正常、有关插头是否松动等等。

（2）替换法。替换法是把相同的插件或器件互相交换，观察故障变化的情况，帮助判断、寻找故障原因的一种方法。一台电脑出现故障后，用另一台工作正常的电脑的部件加以替换，可以十分准确、迅速地查找到故障部件。在进行部件替换前，应首先检查故障机器的各工作电压是否正常，各部件界面是否有短路现象，只有在确认这两点都正常后，才能进行部件的替换。否则，当好部件换到坏的机器上时，有可能造成好部件的损坏。

常见的电脑故障大致分为：启动时黑屏、自检出错、 硬盘引导失败、无法进入操作系统、驱动器、板卡、外设和应用软件等几大类。下面分别介绍这些故障的分析和处理方法。

1. 启动时黑屏故障的分析和处理
电脑启动时出现黑屏，是一种常见的电脑故障，其特征是：开机后屏幕上无任何显示，俗称“点不亮”且对新、旧电脑都时有发生。
导致黑屏的原因很多，但绝大多数都是硬件故障所引起，比如主板的BIOS芯片损坏或接触不良、电源损坏、内存条损坏、CPU损坏或接触不良、超额过度等等都有可能导致启动黑屏。

启动时黑屏故障的一般检查方法为：
（1）检查是否“假”黑屏。假黑屏是指主机或显示器电源插头未插好、电源开关未打开、显示器与主机上的显卡数据连线未连接好、连接插头有松动等。当出现启动黑屏时，首先要认真检查是否存在以上现象。
（2）检查主机电源是否工作。只需用手移到主机机箱背部的开关电源的出风口，感觉是否有风吹出，如果无风则表明是电源故障。同样，从主机面板上的电源指示灯、硬盘指示灯和开机瞬间键盘的3个指示灯的状态都可初步判断电源是否正常。如果电源不正常或主板不加电，显示器便接收不到数据信号。

（3）观察在黑屏的同时其它部分是否工作正常。比如，启动时驱动器是否有自检的过程、喇叭是否有正常启动时的鸣响声等。如果其它部分工作正常，可检查显示器是否加电，显示器的亮度调节电位器是否关到了最小等等。甚至还可以通过替换法用一台好的显示器接在主机上进行测试。
（4）打开机箱检查显卡是否已正确安装，且与主板插槽是否接触良好。若因显卡没插好而导致黑屏，计算机在开机自检时会有一长二短的声音提示(对于Award BIOS)。这时可拔出后重新安装，如果确认安装正确，可以取下显卡用酒精棉球擦一下插脚或者换一个插槽安装，如果还不行，可以换一块好的显卡重新测试。

2. 水电站自动化系统的简介

水电站的综合自动化是建立在以计算机监控系统为基础之上的，对整个电站(甚至梯级电站或整个流域)从水文测报；机组启、停控制，工况监视；辅助、公用设备的启、停控制，工况监视；负荷的分配，直到输电线路运行全过程的自动控制，并能准确地与上一级调度部门进行实时数据通信等全方位自动监测的控制系统。一般包括5个子系统。
2.1计算机监控系统
2.1.1概述
这部分是综合自动化系统的核心和基础。根据计算机在水电站监控系统中的作用及其与常规监控设备的关系，一般有以下三种模式：
（1） 以常规控制设备为主，计算机为辅；
（2） 以计算机为主，常规控制设备为辅；
（3） 取消常规控制设备的全计算机监控系统。
根据水电站的装机容量大小、在电网中的作用和各自的具体情况可分别选用不同模式的监控系统。一般新建电站和具备条件(资金、技术和发电许可等条件)的电站适合选择第三种模式，以便达到一步到位的目的。对于受其它条件限制的老式水电站的改造，可分别考虑第一、第二两种模式作为过渡。这其中各种模式针对各自电站的具体情况，在设计时也略有不同。
2.1.2实例
值得说明的是，随着多媒体技术在水电站的应用，语音、动画、可视化、视像功能也用于计算机监控系统。设计时应根据多媒体系统的结构，解决好与监控系统的连接问题。
2.1.3计算机监控系统的主要功能
梯级电站中心计算机监控系统应具备遥测、遥控、遥信、遥调(即“四遥”)的功能。
2.2工业电视监视系统
工业电视系统是现代化管理、监视的重要手段，它的主要用途是及时而真实准确地反应被监控对象的实际信息，从而为决策提供依据。
水电站的监控人员借助于工业电视监控系统的辅助监视作用，亲眼见到了实况，就能放心地对设备进行控制操作，能大大提高设备远方操作的安全性及生产管理效率和自动化水平。并在一定程度上起到安全保卫的作用。
一般水电站工业电视系统不与计算机监控系统结合，工业电视监视系统前端设备获取的信息经本系统网络传送到主控室或分控室主机；在梯级水电站，各站的信息经独立于计算机监控系统的通信通道分别由各水电站传送到梯调中心。若工业电视系统结合于实时计算机监控系统，并由实时监控系统传送信息到梯调中心，有可能对监控系统产生影响或干扰，不利于安全运行。另一方面是由于传输速率不同，工业电视监视系统要求的传输速率远远高于计算机监控系统，为达到传输要求必将大大增加投资。
工业电视监视系统独立于实时计算机监控系统还有利于电站分期实施，水电站可先实施计算机监控系统，以后再做工业电视监视系统。
2.3消防监控系统
通过设置在主、副厂房、主变区、各主要机电设备的重要部位、油库、主要建筑设施等场所的探测器，消防系统能实现对水电站主要场所进行24h不间断的火情监测。当探测器(感烟、感温、红外火焰、紫外、缆式感温探测器)检测到有火情时，通过系统总线，自动向中央控制室的集中报警控制器报警。集中报警控制器在接收到报警后，经过信息处理，在报警控制器上以数码显示方式显示出火灾的部位，并通过串行通信接口，在水电站消防计算机监视系统的crt上，自动显示出火灾的部位编号及该层的平面布置图，提示出火灾的处理措施，同时根据火情发生的部位，经确认及延时后，自动或手动对该部位及相关部位的防火排烟设备、灭火设备进行相应的控制，实施灭火等措施。所有的火情信息由水电站消防计算机监控系统主机经信息处理后送至计算机监控系统。该系统与计算机监控系统采用异步通信方式实现通信。系统的构成如此所示。
另外还要求消防系统同时能实现对通风、防火排烟设备、二氧化碳灭火系统以及水喷雾灭火系统的控制。
2.4基础自动化元件及自动装置
2.4.1自动装置
自动装置是独立于计算机监控系统之外，能单独发挥作用，对相应设备进行自动控制和调节的装置或回路的逻辑组合。在水电站综合自动化系统中，必须要有快速、灵敏、安全、稳定、可靠的自动控制设备与计算机监控设备相配套，才能取得很好的经济效益。
计算机监控系统应与水机调速器、励磁调节器、微机型继电保护装置及其它自动装置接口。
2.4.2基础自动化元件
基础自动化元件是监视水电站主、辅设备运行工况、判断和处理异常状态、执行控制操作的耳目和手脚，其运行状况直接影响着机组及辅助设备的自动控制和安全保护性能。一般应以国产为主，进口为辅的原则进行配置、选型。
2.5水文自动测报系统
我国多数水电站兼有防洪、灌溉等任务，在水库调度工作中，不仅要搞好水库的发电经济调度，创造经济效益，同时还要及时、正确地掌握水情、汛情，搞好防洪渡汛工作。水文自动测报系统一方面要及时、准确、快捷地采集水情，另一方面还要通过计算机在较短的时间内作出洪水预报。该系统对水电站的防洪、排沙、发电、调峰、调频、灌溉、航运、漂木等均有十分重要的意义。
水文自动测报系统按规模和性质的不同可分为水文自动测报基本系统和水文自动测报网。水文自动测报基本系统由中心站(包括监测站)、遥测站、信道(包括中继站)组成。水文自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道，把若干个基本系统联接起来，组成进行数据交换的自动测报网络。
水文自动测报基本系统的功能框图如此所示。
其通信方式一般有超短波通信、短波通信、卫星通信等，可根据电站规模及当地条件选择不同的通信方式。
3.结束语
我国具有得天独厚的水能资源，其理论蕴藏量为6.76亿kw，年发电量59200亿kw.h，技术可开发量为3.78亿kw,居世界首位。逐渐加大开发力度，利用好丰富的水能资源，对于我国的现代化建设和可持续发展战略的实施，具有十分重大的意义。
水电站实施综合自动化系统，以达到“无人值班”(少人值守)的目标，是水电站现代化管理的发展方向，是科技进步的标志，是我国电力管理部门对水电站现代化提出的要求，在电力体制改革后也是水电站自身生存和发展的需要。
在综合自动化系统实施改造时，应先从基础自动化元件、自动装置着手，先使手脚变得灵活，再对大脑进行手术。一旦大脑改变，便形成一套完整的综合自动化系统。即使在近期内不能实现计算机监控，也能很好地实现小系统或常规方式的自动控制。对新建水电站，应以一步到位的方式设计并实施综合自动化系统，因水电站一般投资较大，这部分增加的投资在电站总投资中所占比例不大，但所起的作用和发挥的效益却是巨大的。
水电站在考虑综合自动化系统时，应加强与其他水电站和科研单位间的信息交流，吸取国内外的先进经验，结合自身实际，因地制宜，力求实用，避免少走弯路，以提高水电站综合自动化系统的经济效益。同时应积极采用新技术、新工艺、新产品，为其可靠运行及其功能的正常发挥创造条件，进一步提高水电站的安全运行水平。