水电站自动化系统装置

1. 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。

2. 电力自动化系统

是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。适用于电力系统110KV及以下电压等级的变电站、水电站、发电厂。也适用于公路、电气化铁路、地铁、矿山、石化、冶金、港口、供水、环保、机房及其他工业电力综合自动化领域。实现对变电所各种设备的监视、控制或调整。使得变电所的运行更安全、更高效，技术和经济效益得到提高，加强变电所综合自动化系统的运行管理及维护。像上图中的这种系统结构图上海聚仁电力可以提供整套集成解决方案。

电力自动化系统发展阶段

◇手工阶段
电力工业的初期萌芽阶段，电厂小，就近供电。在发电机、开关设备旁就近监视设备和手工调节操作。
特点：单独运行，就近供电、手工操作。

◇简单自动装置阶段
用电设备增多、发电设备规模扩大，对电能质量和安全可靠性提出了要求，开始出现单一功能的自动装置。包括：继电保护、断路器自动操作、发电机自动调压和调速等。
特点：电能质量要求、单一的电力自动装置。

◇传统调度中心阶段
出现互连电网，保证供电可靠性和经济性的必然选择。电网设立调度中心，统一调度电厂和处理电网的异常和事故。电话是通信联络的主要方式。
特点：电网互连、统一调度、电话通信。

◇现代调度的初级阶段
出现远动装置，实现“四遥”，满足实时调度的要求。
特点：远动四遥、实时调度。

◇综合自动化阶段
电力工业成为必不可少的支柱产业，电网规模快速扩大，单一功能的自动化装置很难满足电能质量、可靠和安全的需要，出现自动化程度更高的自动化系统。其特点是把多套独立的自动化装置用通信信道或网络互连，实现信息共享，相互协调自动完成指定的功能。
特点：装置互连，信息共享。

电力自动化系统的主要功能
◇实现四遥
◇故障实时监控
◇事件音响报警
◇事件报警
◇设备定位
◇故障点地图导航
◇事件记录
◇配网接线图实时数据显示
◇远程设备参数整定
◇历史数据查询
◇系统设备资料分级管理

3. 什么是电力系统自动化技术什么是电力系统继电保护与自动化

1、电力系统自动化包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班。DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便）,配电自动化(DAS已经实现，尚待发展).
对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。
按照电能的生产和分配过程，电力系统自动化包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等7个方面,并形成一个分层分级的自动化系统(见图)。区域调度中心、区域变电站和区域性电厂组成最低层次；中间层次由省(市)调度中心、枢纽变电站和直属电厂组成，由总调度中心构成最高层次。而在每个层次中，电厂、变电站、配电网络等又构成多级控制。
2、力系统继电保护与自动化培养目标：面向电力行业生产第一线，具有与本专业相适应的文化科学知识和专业理论知识，具备综合职业技术应用能力，全面素质和创新精神。具有电力系统及工矿企事业单位继电保护电气自动装置及二次回路运行、检修、维护、设计、安装、调试等技术和管理工作等岗位的高素质技能型人才。 主要课程：电工技术（包括电路、电子、电机）、微处理器及接口、电气设备、电气二次、电力系统故障及分析、电力系统继电保护、二次回路事故处理、电力系统自动装置、电力系统通信技术等、电气设备安装、概预算、安全用电、电气运行管理、水电站微机监控、PLC技术应用。 就业方向：中小型水力发电厂，各级电力公司和供电局，工矿企事业单位，从事继电保护及电气自动装置及二次回路运行、检修、维护、设计、安装、调试等技术和管理方面的工作。

4. 水电站自动化设备包括哪些

自动化设备是个比较笼统的概念
比如：
自动装置：继电保护、自动同期装置等；
自动元件：传感器、测温仪等。