水電站自動化技術(shù)應(yīng)用

水電站自動化技術(shù)概念的引入

水電站的組成部分

主機(jī)設(shè)備：水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器

輔助設(shè)備、一次輸變電設(shè)備、二次測量、監(jiān)視、控制、保護(hù)設(shè)備、消防監(jiān)

控系統(tǒng)、水文自動測報(bào)系統(tǒng)

一、水電站自動化概述

1.水電站自動化的作用

水電站自動化就是要使水電站生產(chǎn)過程的操作、控制和監(jiān)視，能夠在無

人（或少人）直接參與的情況下，按預(yù)定的計(jì)劃或程序自動地進(jìn)行。水電

站自動化程度是水電站現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，同時(shí)，自動化技術(shù)又是水

電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必不可少的技術(shù)手段。

水電站自動化的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）提高工作的可靠性：水電站實(shí)現(xiàn)自動化后，一方面可通過各種自動裝

置快速、準(zhǔn)確、及時(shí)地進(jìn)行檢測、記錄和報(bào)警，既可防止不正常工作狀態(tài)

發(fā)展成事故，又可使發(fā)生事故的設(shè)備免遭更嚴(yán)重的損壞，從而提高了供電的

可靠性。另一方面，通過各種自動裝置來完成水電站的各項(xiàng)操作和控制（如

開停機(jī)操作和并列），不僅可以大大減少運(yùn)行人員誤操作的可能，從而也

減少了發(fā)生事故的機(jī)會；而且還可大大加快操作或控制的過程，尤其在發(fā)

生事故的緊急情況下，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行和對用戶的正常供電，具有非

常重大的意義。

（2）提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：水電站實(shí)現(xiàn)自動化后，可根據(jù)系統(tǒng)分配給電站的

負(fù)荷和電站的具體條件，合理地進(jìn)行調(diào)度，保持高水頭運(yùn)行，同時(shí)合理選

擇開機(jī)臺數(shù)，使機(jī)組在高效率區(qū)運(yùn)行，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。如何實(shí)現(xiàn)

各電站合理最優(yōu)調(diào)度，避免不必要的棄水，充分利用好水力資源，對于梯

級電站來說尤為重要。此外，水電站通常是水力資源綜合利用的一部分，

要兼顧電力系統(tǒng)、航運(yùn)、灌溉、防洪等多項(xiàng)要求，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件復(fù)雜，單

憑人工控制很難實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)自動化以后，將有助于電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行任務(wù)的實(shí)

現(xiàn)。特別是對于具有調(diào)節(jié)能力的水電站，應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)不但可對水庫來

水進(jìn)行預(yù)報(bào)計(jì)算，還可綜合水位、流量、系統(tǒng)負(fù)荷和各機(jī)組參數(shù)等參量，

按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行程序進(jìn)行自動控制，大大提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

（3）保證電能質(zhì)量：我們知道，電壓和頻率作為衡量電能質(zhì)量好壞兩項(xiàng)基

本指標(biāo)。電壓正常偏移不超過額定值的±5%,頻率正常偏移不超過額定值

的士0.2?0.5HZo電壓或頻率的的穩(wěn)定主要取決于電力系統(tǒng)中無功功率和

有功功率的平衡。因此要維持系統(tǒng)電壓和頻率在規(guī)定范圍內(nèi)，就必須迅速

而又準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)有關(guān)發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功和無功功率。特別是在發(fā)生事故

的情況下，快速的調(diào)節(jié)或控制對迅速恢復(fù)電能質(zhì)量具有決定性的意義，而

這個(gè)過程，單純靠手動操作，無論在速度方面還是在精度方面都是難于實(shí)

現(xiàn)的，只能借助于自動裝置來完成。可見，提高水電站的自動化水平，是

保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要措施之一。

（4）提高勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件：水電站大多地處偏僻山區(qū)，遠(yuǎn)離城

鎮(zhèn)，職工長期生活在較差的環(huán)境之中。水電站實(shí)現(xiàn)自動化后，很多工作都

是由各種自動裝置按一定的程序自動完成，用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來代替人工

操作及定時(shí)巡回檢查、記錄等繁雜勞動，大大改善運(yùn)行人員的工作和生活

環(huán)境，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了運(yùn)行管理水平。同時(shí)還可減少運(yùn)行人員，

實(shí)現(xiàn)無人值班(或少人值守)，提高勞動生產(chǎn)率，降低運(yùn)行費(fèi)用和電能成

本O

2.水電站自動化的內(nèi)容

水電站自動化的內(nèi)容，與水電站的規(guī)模及其在電力系統(tǒng)中的地位和重要

性、水電站的型式和運(yùn)行方式、電氣主接線和主要機(jī)電設(shè)備的型式和布置

方式等有關(guān)。總的來說，水電站自動化包括以下幾個(gè)方面：

(1)完成對水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式的自動控制：一方面，實(shí)現(xiàn)開停機(jī)和并

列、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相和調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電等的自動化，使得上述各項(xiàng)操作按設(shè)定的程

序自動完成；另一方面，自動維持水輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)要

求和電站的具體條件自動選擇最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)，在機(jī)組間實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)

分配，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)機(jī)組的有功和無功功率等。此外，在工

作機(jī)組發(fā)生事故或電力系統(tǒng)頻率降低時(shí)，可自動起動并投入備用機(jī)組；系

統(tǒng)頻率過高時(shí)，則可自動切除部分機(jī)組。

(2)完成對水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān)視：如對發(fā)電機(jī)定子

和轉(zhuǎn)子回路各電量的監(jiān)視，對發(fā)動機(jī)定子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的

監(jiān)視，對機(jī)組潤滑和冷卻系統(tǒng)工作的監(jiān)視，對機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)工作的監(jiān)視等。

出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)或發(fā)生事故時(shí)，迅速而自動地采取相應(yīng)的保護(hù)措施，

如發(fā)出信號或緊急停機(jī)。

(3)完成對輔助設(shè)備的自動控制：包括對各種油泵、水泵和空壓機(jī)等的控

制，并發(fā)生事故時(shí)自動地投入備用的輔助設(shè)備。

（4）完成對主要電氣設(shè)備（如變壓器、母線及輸電線路等）的控制、監(jiān)視

和保護(hù)。

（5）完成對水工建筑物運(yùn)行工況的控制和監(jiān)視：如閘門工作狀態(tài)的控制和

監(jiān)視，攔污柵是否堵塞的監(jiān)視，上下游水位的測量監(jiān)視，引水壓力管的保

護(hù)（指引水式電站）等。

二、水電站自動化技術(shù)的發(fā)展

1、常規(guī)自動控制系統(tǒng)

水電站常規(guī)自動控制系統(tǒng)應(yīng)用最普遍，是一種傳統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)，它由

電磁式繼電器構(gòu)成自動控制回路，主要完成順序控制，電磁式繼電器還可

構(gòu)成水電站設(shè)備的保護(hù)。常規(guī)自動控制系統(tǒng)是針對特定的控制對象而構(gòu)成,

不同的控制對象的控制系統(tǒng)不相同，當(dāng)控制對象的保護(hù)種類及控制順序要

改變時(shí)，則要改變自動控制回路。常規(guī)自動控制系統(tǒng)的弱點(diǎn)在于調(diào)節(jié)性能

較差，難以實(shí)現(xiàn)對水電站設(shè)備的自動調(diào)節(jié)及巡回檢測。

2、晶體管集成電路控制系統(tǒng)

由于常規(guī)自動控制系統(tǒng)的弱點(diǎn)存在調(diào)節(jié)性能較差，難以實(shí)現(xiàn)對水電站設(shè)備

的自動調(diào)節(jié)及巡回檢測等問題，在70年代隨著晶體管集成電路的應(yīng)用，這

個(gè)問題得到了解決，利用晶體管模擬或數(shù)字電路技術(shù)，可構(gòu)成水電站的各

種自動調(diào)節(jié)、巡回檢測或保護(hù)裝置，甚至取代部分機(jī)械調(diào)節(jié)裝置。比如電

氣液壓調(diào)速器取代了機(jī)械液壓調(diào)速器；無刷勵磁、晶體管勵磁系統(tǒng)取代了

勵磁機(jī)、雙繞組電抗分流勵磁等，從而實(shí)現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)。

局限性：

1）、晶體管集成電路控制系統(tǒng)同常規(guī)自動控制系統(tǒng)一樣，是屬于由硬件構(gòu)

成的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)節(jié)控制對象的調(diào)節(jié)參數(shù)要改變時(shí)須調(diào)整電路參數(shù),

若要增減功能則須修改硬件電路；

2）、電路集成度不高，元件數(shù)量較多，就存在元件性能的一致性、篩選、

老化等問題。

3）、存在工作點(diǎn)漂移和溫度漂移等問題

3計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，自80年代起，電子計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到

廣泛應(yīng)用，一種模塊化的基于現(xiàn)場總線的水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)，逐

步取代了傳統(tǒng)的以常規(guī)控制、人工操作為主的控制模式，大大提高水電站

的自動化程度，實(shí)現(xiàn)水電站“無人值班，少人值守”。

1.系統(tǒng)構(gòu)成：采用了計(jì)算機(jī)、可編程序控制器（PLC）或智能I/O、微機(jī)繼

電保護(hù)裝置和專用智能測控裝置，通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線將主控機(jī)與

各個(gè)現(xiàn)地控制站、智能裝置等有機(jī)連接在一起，構(gòu)成了按功能分工協(xié)作的

分層分布式綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

（1）開放式體系結(jié)構(gòu)，層次分明，具有良好的擴(kuò)展性。

（2）分層分布式系統(tǒng)，可以根據(jù)監(jiān)控對象、功能進(jìn)行配置，具有很好的分

散性、開放性和靈活性。

（3）采用冗余配置，具有很高的可靠性。

（4）用中文Windows操作系統(tǒng)和智能通信等先進(jìn)技術(shù)，便于系統(tǒng)升級。

（5）靈活的組態(tài)界面，人機(jī)接口能力強(qiáng)，界面友善，易于掌握，方便設(shè)計(jì)、

調(diào)試和現(xiàn)場運(yùn)行。

3.系統(tǒng)主要功能：

(1)對電站設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)視與記錄：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自動完成電站設(shè)備

數(shù)據(jù)的采集、處理以及設(shè)備運(yùn)行狀況的自動監(jiān)視與記錄，包括開關(guān)量信息

監(jiān)視，模擬量信息監(jiān)視，故障/事故報(bào)警、記錄與顯示，SOE點(diǎn)記錄與顯示。

(2)對電站實(shí)現(xiàn)自動笠制：根據(jù)上級調(diào)度要求和電站自身的具體情況，對

電站設(shè)備進(jìn)行操作或調(diào)節(jié)，包括機(jī)組的自動開停和并列以及運(yùn)行工況的自

動轉(zhuǎn)換、機(jī)組有功和無功負(fù)荷的自動調(diào)節(jié)、自動發(fā)電控制AGC、自動電壓

控制AVC、斷路器操作等。

(3)對發(fā)電機(jī)、主變、線路等主要設(shè)備及輔助設(shè)備進(jìn)行保護(hù)與監(jiān)控。

(4)實(shí)現(xiàn)電站運(yùn)行管理的自動化：實(shí)現(xiàn)運(yùn)行報(bào)表的自動生成，運(yùn)行操作的

自動記錄，電站設(shè)備參數(shù)或整定值的記錄與保存，所有報(bào)表均可自動或召

喚打印以及運(yùn)行人員仿真培訓(xùn)等。

(5)系統(tǒng)通訊：實(shí)現(xiàn)與上級調(diào)度、水情測報(bào)系統(tǒng)、辦公自動化網(wǎng)絡(luò)等計(jì)算

機(jī)系統(tǒng)之間通信，達(dá)到信息資源共享，充分發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的綜合效益。

4、綜合自動化系統(tǒng)模式

這部分是綜合自動化系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。根據(jù)計(jì)算機(jī)在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中

的作用及其常規(guī)監(jiān)控設(shè)備的關(guān)系，一般有以下三種模式：

以常規(guī)控制設(shè)備為主，計(jì)算機(jī)為輔；

以計(jì)算機(jī)為主，常規(guī)控制設(shè)備為輔；

取消常規(guī)控制設(shè)備的全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

水電站自動控制系統(tǒng)的劃分

1、按被控制調(diào)節(jié)對象劃分

1）、電網(wǎng)層控制系統(tǒng)

2）、電站層控制系統(tǒng)

3）、機(jī)組層控制系統(tǒng)

4）、功能單元層控制系統(tǒng)

電網(wǎng)

層自

動控

制系

統(tǒng)

電站

層自

動控

制系

統(tǒng)

另J

低

進(jìn)進(jìn)技滲檢消消

壓

水水術(shù)漏修防防

壓

閘主供排排供監(jiān)

縮

門閥水水水水測

空

功功功功功功功

氣

能能能能能能能

功

單單單單單單單

機(jī)組層自能

元元元元元元元

動控制系

統(tǒng)元

機(jī)組

機(jī)組

頻率勵磁溫度

技術(shù)

調(diào)節(jié)調(diào)一百巡回

供水

臺匕

功能功目匕檢測

功能

單元單元功能

單元

單元

2、按自動化程度劃分

1）全自動控制系統(tǒng)

2）半自動控制系統(tǒng)

3）人工控制

3、按自動控制系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成劃分

1）常規(guī)自動控制系統(tǒng)

2）靜態(tài)集成電路控制系統(tǒng)

3）計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)

4、按控制距離劃分

1）就地控制

2）遠(yuǎn)方控制

四、微機(jī)綜合自動化在中小型水電站的應(yīng)用

以實(shí)現(xiàn)電站的遙控、遙調(diào)、遙信和遙測等遠(yuǎn)動功能。從而達(dá)到電站的無人

值班或少人值守的目的。

1、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的配置

1）、電站控制層配置

電站控制層設(shè)備設(shè)在中央控制室，由主機(jī)操作員工作站、通訊工作站、主

控制臺、漢字打印機(jī)、GPS時(shí)鐘同步裝置、語音報(bào)警裝置、UPS電源等組

成。

電站控制層負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理各現(xiàn)地控制層的工作；收集有關(guān)信息并作相應(yīng)

處理和存儲；迅速、準(zhǔn)確、有效地完成對本站被控對象的安全監(jiān)視和控制。

操作員可以在主控制室通過人機(jī)接口對數(shù)據(jù)庫和畫面在線修改，進(jìn)行人工

設(shè)定、設(shè)置監(jiān)控狀態(tài)、修改限值、事故處理指導(dǎo)和恢復(fù)操作指導(dǎo)等功能，

并可下傳至LCUo監(jiān)控命令輸出只有監(jiān)控主機(jī)取得控制權(quán)的工作執(zhí)行，作

為另一臺工作站只作監(jiān)測、數(shù)據(jù)通信而無控制輸出，兩機(jī)可互相跟蹤，系

統(tǒng)軟件根據(jù)監(jiān)控主機(jī)的運(yùn)行和通信、硬件、軟件等狀態(tài)，進(jìn)行跟蹤判別，

一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)自動給出切換信號，由另一臺工作站代替主機(jī)的工作,

同時(shí)給出主機(jī)故障提示，主機(jī)修復(fù)啟動后，自動監(jiān)測轉(zhuǎn)到主機(jī)并將數(shù)據(jù)輸

入，并重新處于監(jiān)控狀態(tài)。

2）、現(xiàn)地控制層（LCU）配置

現(xiàn)地控制層分機(jī)組LCU和公共LCU兩部分，由人機(jī)界面終端（液晶觸摸

屏）、智能I/O控制器、I/O模塊、輸出繼電器、準(zhǔn)同期裝置、溫度測量裝

置、轉(zhuǎn)速信號測量裝置、數(shù)字式測量儀表和交直流雙供電源等設(shè)備組成。

機(jī)、電氣一次設(shè)備及公用設(shè)備等實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各現(xiàn)地

控制層與全站控制層連接交換信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)共享。當(dāng)

電站控制層因故退出運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)地控制層可以獨(dú)立運(yùn)行而不受影響。

微機(jī)保護(hù)裝置、轉(zhuǎn)速、溫度巡檢、調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)等設(shè)備通過現(xiàn)地LCU

與以太網(wǎng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)參數(shù)的監(jiān)視和控制。部分沒有通訊接口的設(shè)備則

通過現(xiàn)地控制單元的I/O模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制和狀態(tài)檢測。

3）、通訊網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備配置

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式采用工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)為多模光纖和屏蔽雙交電纜

線。網(wǎng)絡(luò)傳輸采用Modbus協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為100Mbit/s,節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)

340個(gè)，網(wǎng)絡(luò)上的任一節(jié)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息、,

某一節(jié)點(diǎn)故障，自動從網(wǎng)絡(luò)上退出，不影響網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)傳輸信息。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成電站控制層各工作站之間和來自現(xiàn)地控制層（LCU）的全部

數(shù)據(jù)的傳輸和各種訪問請求。其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議符合國際標(biāo)準(zhǔn)化組織OSI模型。

具有良好的開放性。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不會因任何一個(gè)元器件發(fā)生故障而引

起系統(tǒng)的誤操作。網(wǎng)絡(luò)成熟可靠，符合國際標(biāo)準(zhǔn)。

4)、系統(tǒng)軟件配置

(1)系統(tǒng)軟件：采用中文版的美國微軟WindowsXP軟件，具有良好的實(shí)

時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性，XP系統(tǒng)管理保密性好。用于操作系統(tǒng)，它管理整

個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有資源，包括CPU、存儲器、外部設(shè)備等，提供其它軟

件與系統(tǒng)資源的接口，是其它軟件運(yùn)行的劃、境。

(2)應(yīng)用軟件：采用JTechvLO開發(fā)軟件和PLC編程軟件，用于程序的編

輯、編譯、軟件連接等。具有良好的人機(jī)界面和全開放特性。它是可以運(yùn)

行多種通訊協(xié)議的監(jiān)挖軟件，與網(wǎng)上有不同通訊協(xié)議的設(shè)備交換數(shù)據(jù)，其

數(shù)據(jù)庫生成、監(jiān)控畫面、控制流程、報(bào)表等配置靈活，使用和維護(hù)方便。

5)、繼電保護(hù)系統(tǒng)的配置

采用我公司生產(chǎn)的微機(jī)綜合繼電保護(hù)裝置。發(fā)電機(jī)、變壓器和線路保護(hù)裝

置均有8個(gè)開關(guān)量輸入和7個(gè)開關(guān)量輸出，一個(gè)用于變化自檢的轉(zhuǎn)換接點(diǎn)

輸出。輸入與輸出可以邏輯編程用于控制斷路器的分合閘或者發(fā)信號。

有多種通訊協(xié)議可供選擇，ZBK系例微機(jī)保護(hù)選用Modbus通訊協(xié)議，可

以通過該協(xié)議向系統(tǒng)傳送和存儲保護(hù)內(nèi)測量記錄的數(shù)據(jù)。

保護(hù)的配置整定：對于保護(hù)裝置的使用，首先要進(jìn)行配置整定，輸入相關(guān)

參數(shù)，保護(hù)裝置通過這些參數(shù)進(jìn)行保護(hù)功能和測量功能的計(jì)算，配置整定

可以通過前面板進(jìn)行操作。

微機(jī)保護(hù)裝置還有故障、運(yùn)行和操作記錄，測量等功能。接入保護(hù)裝置的

輸入信號和保護(hù)裝置內(nèi)所有數(shù)據(jù)都有數(shù)據(jù)可能通過網(wǎng)絡(luò)接口傳送到網(wǎng)絡(luò)上

的其它設(shè)備內(nèi)。

2、計(jì)算機(jī)監(jiān)控的功能

1)、監(jiān)控畫面功能

(1)電氣主接線狀態(tài)畫面

畫面顯示電氣主接線所有開關(guān)的狀態(tài)，發(fā)電機(jī)出口的電氣和勵磁參數(shù)，主

變壓器高、低壓側(cè)的電氣參數(shù)，35KV線路出口的電氣參數(shù)，6KV和35KV

母線的電氣參數(shù)，廠用變壓器的電氣參數(shù)，電氣主接線上所有開關(guān)的分、

合閘操作按鈕狀態(tài)。主接線的運(yùn)行狀態(tài)和操作均在該畫面上進(jìn)行。當(dāng)運(yùn)行

參數(shù)超出正常范組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、進(jìn)水口主閥和機(jī)組

附屬設(shè)備。現(xiàn)地控制層負(fù)責(zé)對水輪發(fā)電機(jī)組圍或開關(guān)跳閘時(shí)，相應(yīng)的數(shù)值

和開關(guān)顏色變化，語音設(shè)備報(bào)警。

(2)機(jī)組工藝系統(tǒng)狀態(tài)畫面

畫面顯示機(jī)組及其氣、水、油等主要設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，主要設(shè)備的操作按

鈕。當(dāng)氣、水、油等參數(shù)超出正常范圍或設(shè)備故障時(shí)，相應(yīng)的數(shù)值和設(shè)備

圖形顏色變化，語音設(shè)備報(bào)警。

(3)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)畫面

畫面顯示監(jiān)控系統(tǒng)繼電保護(hù)、PLC和測量裝置的工作狀態(tài)和參數(shù)。

(4)電站所有需要監(jiān)測的各種參數(shù)的實(shí)時(shí)和歷史曲線圖、棒型圖畫面。

(5)各種運(yùn)行和管理報(bào)表及表格畫面。

(6)電站的平面圖、動畫等顯示。

2)、遠(yuǎn)動功能

由監(jiān)控系統(tǒng)的主工作站實(shí)現(xiàn)，并留有擴(kuò)展能力。需要向電力系統(tǒng)調(diào)度機(jī)關(guān)

傳送和接收數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度機(jī)關(guān)對本電站的遙測、遙信、遙控和遙調(diào)，實(shí)

時(shí)接收調(diào)度命令，向調(diào)度機(jī)關(guān)發(fā)送水電站實(shí)時(shí)運(yùn)行工況、運(yùn)行參數(shù)等信息。

3）、數(shù)據(jù)采集和處理功能

（1）電站控制層：自動實(shí)時(shí)采集和處理來自各現(xiàn)地控制層及調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)

據(jù)。主要包括：機(jī)組、主變、母線、35KV線路、廠用電、調(diào)壓井閘門及全

廠公用系統(tǒng)的電氣模擬量、非電氣模擬量、脈沖量、開關(guān)量的采集，對這

些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括越限處理、報(bào)警處理及事故追憶處理，處理后的數(shù)

據(jù)以一定的格式存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，以備系

統(tǒng)調(diào)用和隨時(shí)查詢，并對監(jiān)視的模擬量、開關(guān)量、脈沖量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析計(jì)

算（含變位、越限等）作為歷史數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫，并作為報(bào)表輸出的

主要數(shù)據(jù)來源。當(dāng)出現(xiàn)異常事件記錄和出現(xiàn)事故時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)

目前的情況自動作出處理。

（2）機(jī)組現(xiàn)地層LCU：自動實(shí)時(shí)采集和處理發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)、勵磁及調(diào)速

裝置、機(jī)組附屬設(shè)備的電氣模擬量、非電氣模擬量、脈沖量、開關(guān)量，主

要設(shè)備運(yùn)行工況診斷處理，并以一定的格式存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，對各類信息

進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝后存放在現(xiàn)地控制單元的存儲單元中，并上傳電站控制層。

①直接采集的信號有：

電氣量：發(fā)電機(jī)定子電壓、電流，勵磁電流、電壓、頻率、有功功率、無

功功率和功率因數(shù)等。

非電量：機(jī)組油、氣、水系統(tǒng)的壓力、壓差、流量、液位、溫度。

開關(guān)量：發(fā)電機(jī)斷路器位置、繼電保護(hù)電氣事故信號、故障分類信號；勵

磁系統(tǒng)工作方式設(shè)置、滅磁開關(guān)位置、故障信號；調(diào)速器工作方式設(shè)置、

故障信號；油壓裝置壓力、油位信號；油泵運(yùn)行方式、設(shè)置信號、運(yùn)行狀

態(tài)信號；機(jī)組各溫度信號、轉(zhuǎn)速位置信號、導(dǎo)葉開度位置信號、接力器鎖

錠投切信號、制動閘塊位置信號、制動氣壓位置信號、剪斷銷剪斷信號、

油槽油位信號；進(jìn)水口閥門位置信號、機(jī)組冷卻水信號；水機(jī)保護(hù)動作信

號等。

脈沖量：發(fā)電機(jī)有功電能、無功電能等。

②通信采集的信號數(shù)據(jù)有：

機(jī)組各部位溫度、測溫電阻斷線及裝置故障，以及有關(guān)機(jī)組軸溫溫度信號

和交換控制、狀態(tài)和報(bào)警信息。勵磁系統(tǒng)、調(diào)速器系統(tǒng)、同期系統(tǒng)、發(fā)電

機(jī)及主變和線路微機(jī)保護(hù)裝置的通訊。

4）、綜合參數(shù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算與分析功能

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行周期、定時(shí)或召喚計(jì)算與分析,

形成計(jì)算數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫，幫助運(yùn)行人員對電廠設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行全面

監(jiān)視與綜合管理，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障征兆，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性。對現(xiàn)成

的計(jì)算數(shù)據(jù)列出作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，存入相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫,

進(jìn)行越限報(bào)警、啟動相關(guān)處理程序等操作。

（1）溫度量分析計(jì)算

LCU周期獲得溫度測量裝置采集的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)處理，并作計(jì)算后將

數(shù)據(jù)存入LCU數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，可顯示、制表打印。

①溫度最高值、最低值：溫度畫面的實(shí)時(shí)值現(xiàn)示和歷史曲線現(xiàn)示。②溫度

變化趨勢分析：實(shí)時(shí)和歷史變化曲線。③溫度越限追憶記錄：歷史變化曲

線。④正常值與實(shí)測值的比較分析：溫度畫面中溫度現(xiàn)示值變色，正常溫

度為白色、報(bào)警溫度為黃色、停機(jī)溫度為紅色。

（2）電量累積計(jì)算

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對全廠有功電度量、無功電度量進(jìn)行周期分項(xiàng)分時(shí)累加，

并存入數(shù)據(jù)庫，供顯示并制表打印。

①單臺發(fā)電機(jī)的發(fā)電有功、無功電量累加。②單回送電線路的送電有、無

功電量累加。③全廠發(fā)電機(jī)總發(fā)電量累加，全廠線路總送電量累加。④全

廠總廠用電量累加。

（3）設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算

對機(jī)組、斷路器、機(jī)組油壓裝置等重要動力設(shè)備，以及間歇運(yùn)行的輔助設(shè)

備的運(yùn)行工況（包括啟動次數(shù)據(jù)、運(yùn)行時(shí)間、間歇時(shí)間等）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對

繼電保護(hù)及自動裝置動作情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

5）、定值管理功能

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對所有定值作統(tǒng)計(jì)，定值修改、變更情況統(tǒng)計(jì)，并存入數(shù)

據(jù)庫，以備查詢。

6）、生產(chǎn)報(bào)表功能

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行電氣量參數(shù)報(bào)表，非電氣化量參數(shù)報(bào)表，溫度、日發(fā)

電量、廠用電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，生產(chǎn)綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。

7）安全運(yùn)行監(jiān)視及事件報(bào)警功能

（1）主要設(shè)備安全運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以使運(yùn)行人員通過主機(jī)兼操作員工作站顯示器屏幕對全

廠主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，包括狀態(tài)變化監(jiān)視、越限

檢查、過程監(jiān)視、歷史趨勢分析和監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視。

①越限檢查：主要針對主機(jī)定子電流、油溫、冷卻水壓力、定子線圈和鐵

心的溫度計(jì)及其它被監(jiān)視參數(shù)

,檢查設(shè)備異常狀態(tài)并發(fā)出報(bào)警。

②過程監(jiān)視：監(jiān)視機(jī)組開停機(jī)條件、開停機(jī)進(jìn)程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程的順序及

轉(zhuǎn)換時(shí)間等，并上送至電站控制層。監(jiān)視機(jī)組各種運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換過程所

需要的操作步驟，在發(fā)生過程阻滯時(shí)，顯示阻滯原因，并由機(jī)組現(xiàn)地控制

單元將機(jī)組轉(zhuǎn)換到安全狀態(tài)。（如開機(jī)、停機(jī)、冷卻水狀況等）

③趨勢分析：分析機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的變化。（如機(jī)組軸承溫度趨勢監(jiān)視、發(fā)

電機(jī)溫度變化趨勢監(jiān)視、機(jī)組電壓和負(fù)荷變化、勵磁電壓和電流變化等）

④監(jiān)控系統(tǒng)異常監(jiān)視：對機(jī)組現(xiàn)地控制單元硬件、軟件故障自動監(jiān)視，報(bào)

警并上送數(shù)據(jù)信息給電站控制層。實(shí)時(shí)監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)本身的工作狀況，通

信狀態(tài)等。

（2）事件報(bào)警

①故障報(bào)警記錄

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)周期性掃描故障信號，故障發(fā)生時(shí)，立即響應(yīng)并處理，同

時(shí)記錄故障發(fā)生時(shí)間（時(shí)、分、秒）、動作設(shè)備器件名稱、事故內(nèi)容等信

息，并顯示、打印故障報(bào)警語句，發(fā)出聲光報(bào)警信號，按故障發(fā)生的先后

次序排列，形成故障記錄并存入數(shù)據(jù)庫。故障記錄表格為故障匯總記錄表,

可供值班人員查尋，并定時(shí)打印，也可召喚打印或顯示。

②參數(shù)越限、復(fù)限報(bào)警記錄

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)備運(yùn)行參數(shù)超越其限值時(shí)，立即報(bào)警，越限值恢復(fù)正

常值時(shí)，進(jìn)行復(fù)限提示。參數(shù)越、復(fù)限時(shí)，記錄發(fā)生時(shí)間（時(shí)、分、秒）、

參數(shù)名稱、參數(shù)值勤等信息，并顯示打印故障報(bào)警語句，發(fā)出音響報(bào)警信

號，形成全廠參數(shù)越看待線記錄并存入數(shù)據(jù)廢。

③事件順序檢測

機(jī)組現(xiàn)地LCU自動檢測本單元所監(jiān)視的設(shè)備、繼電保護(hù)和自動裝置的動作

情況，當(dāng)發(fā)生狀態(tài)變換時(shí)，對于事故信號自動產(chǎn)生中斷，檢測事件性質(zhì)、

發(fā)生時(shí)間，并順序記錄，上送電站控制層，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)立即響應(yīng)中為

信號，同時(shí)記錄事故發(fā)生時(shí)標(biāo)（時(shí)、分、秒、）、動作設(shè)備器件名稱、事

故內(nèi)容等信息，并顯示、打印事故報(bào)警語句，發(fā)出聲光報(bào)警信號，按事故

發(fā)生的先后次序排列，形成事件記錄并存入數(shù)據(jù)，可按設(shè)備進(jìn)行搜索記錄。

（3）事故追憶及相關(guān)量記錄

電站發(fā)生事故時(shí)，需對事故發(fā)生前后的某些重要參數(shù)進(jìn)行追憶記錄，以供

運(yùn)行人員事故分析。事故發(fā)生時(shí)，計(jì)算機(jī)將按順序?qū)⑹鹿蕡?bào)警信息、事故

的名稱及這些追憶數(shù)據(jù)保存于磁盤中，形成歷史數(shù)據(jù)。并自動顯示、打印

這些數(shù)據(jù)。事故追憶的重要參數(shù)有：線路三相電流和電壓（正常值和故障

值）；主變的電流和溫度（正常值和故障值）；發(fā)電機(jī)定子三相電流和電

壓（正常值和故障值）、機(jī)組推力軸瓦最高溫度等。

（4）機(jī)組開、停機(jī)過程監(jiān)視

機(jī)組開、停機(jī)時(shí)（命令發(fā)出），計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)自動推出相應(yīng)機(jī)組的開、

停機(jī)過程監(jiān)視畫面。畫面包括：機(jī)組編號、自動/手動標(biāo)記、開（停）機(jī)條

件、用流程圖表示的開（停）機(jī)步驟、每步操作的時(shí)間及總時(shí)間。實(shí)時(shí)顯

示全部開、停機(jī)過程中每一步驟及執(zhí)行情況，并按設(shè)備實(shí)際動作狀態(tài)自動

改變步序框的顏色，以區(qū)分已操作、正在操作、待操作及操作受阻部位。

并提示在開、停機(jī)過程受阻的受阻部位的原因，進(jìn)行開環(huán)運(yùn)行指導(dǎo)甚至閉

環(huán)自動控制操作。

8）、控制、操作與調(diào)節(jié)功能

根據(jù)電廠設(shè)備運(yùn)行的情況和有關(guān)計(jì)算結(jié)果，按預(yù)定步驟遠(yuǎn)方及現(xiàn)地的控制

命令對全廠設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)。運(yùn)行設(shè)備控制方式設(shè)置，自動/手

動控制、遠(yuǎn)方/現(xiàn)地操作，均可在操作畫面中點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)，有功功率、無功功

率調(diào)節(jié)以及機(jī)組開停機(jī)的控制操作也可在操作網(wǎng)面中點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)。控制優(yōu)先

權(quán)為：現(xiàn)地控制層單元、電站控制層單元。

可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行方式設(shè)置與轉(zhuǎn)換；機(jī)組有功、無功的調(diào)節(jié)操作；斷路器、

隔離開關(guān)投、切操作；機(jī)組開、停機(jī)操作及緊急停機(jī)操作；機(jī)組壓油裝置

和公用設(shè)備電動機(jī)啟停操作；閘門開/閉操作；各種整定值、限制修改操作;

報(bào)警信號復(fù)歸。

（1）電站主接線圖上的斷路器和開關(guān)的控制。

主接線圖上的斷路器和開關(guān)的控制通過微機(jī)保護(hù)的開關(guān)量輸入和輸出實(shí)

現(xiàn)。在出現(xiàn)故障時(shí)，由相應(yīng)的保護(hù)裝置動作于跳閘；正常的分合閘操作，

既可以在控制屏上通過控制開關(guān)操作，也可以通過上位微機(jī)用鼠標(biāo)操作來

實(shí)現(xiàn)。

（2）機(jī)組順序控制

機(jī)組通過各自的現(xiàn)地LCU實(shí)現(xiàn)開停機(jī)過程順序控制及水輪機(jī)事故保護(hù)。機(jī)

組開停機(jī)指令由電站級操作員工作站自動或手動發(fā)出，也可在現(xiàn)地觸摸屏

上執(zhí)行。

運(yùn)行人員通過專用操作控制畫面，以人機(jī)對話方式選擇機(jī)組號，設(shè)置有功

功率或無功功率給定值，當(dāng)運(yùn)行人員確認(rèn)后，上位機(jī)發(fā)出命令，機(jī)組LCU

執(zhí)行。可實(shí)現(xiàn)機(jī)組轉(zhuǎn)速及有功功率調(diào)節(jié)；機(jī)組電壓及無功功率調(diào)節(jié)。

（3）機(jī)組開停機(jī)過程的控制

機(jī)組開機(jī)、停機(jī)和故隨停機(jī)過程的自動和手動控制，通過每臺發(fā)電機(jī)組自

動屏內(nèi)的PLC來實(shí)現(xiàn)，在機(jī)組自動屏上可以通過模擬屏上的操作顯示接口

進(jìn)行手動和自動開機(jī)，也可以由上位微機(jī)進(jìn)行手動和自動開機(jī)，二處均在

軟件上設(shè)置切換功能，不能同時(shí)操作。升機(jī)和運(yùn)行過程的控制包括投入、

關(guān)閉冷卻水，打開、關(guān)閉制動閘和碟閥，調(diào)節(jié)導(dǎo)水葉的開度，控制水輪機(jī)

的轉(zhuǎn)速，投入、斷開勵磁和調(diào)節(jié)勵磁電壓和電流、發(fā)電機(jī)出口開關(guān)合閘、

分閘等操作。水機(jī)故障跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，通過軟件由發(fā)電機(jī)保護(hù)跳閘

執(zhí)行。

（4）公共系統(tǒng)的控制

電站公共系統(tǒng)輔機(jī)由一臺PLC控制，控制對象包括：高、低壓壓縮空氣、

供水泵、排水泵、潛水泵、調(diào)速油泵和碟閥的打開、關(guān)閉。廠用電備用電

源自動投入監(jiān)視、調(diào)速器油壓力高低、冷卻水壓力等信號。

公用系統(tǒng)設(shè)備既可以在公用系統(tǒng)屏上的按鈕進(jìn)行控制，也可以由上位微機(jī)

進(jìn)行控制。

（5）發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的控制

控制每臺發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的開關(guān)量以及勵磁電壓和電流增加或減少，通過

每臺機(jī)組的PLC開關(guān)時(shí)接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn),某臺發(fā)電機(jī)出口開關(guān)故障跳閘后，PLC

自動跳開相應(yīng)的發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)。機(jī)組自動起機(jī)正常運(yùn)行過程中，執(zhí)行投

勵磁電壓和勵磁電流的調(diào)節(jié)工作。對于勵磁系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)可以通過機(jī)

組自動屏上操作顯示接口和上位微機(jī)來實(shí)現(xiàn)，兩處均在軟件上設(shè)置切換功

能，與勵磁屏也有相互切換功能，兩處不能同時(shí)操作。

（6）AGC和AVC調(diào)節(jié)

①AGC調(diào)節(jié)

自動發(fā)電控制還能完成對各機(jī)組運(yùn)行工況轉(zhuǎn)換時(shí)的協(xié)調(diào)工作，以保證機(jī)組

和電力系統(tǒng)所受的擾動最小。自動發(fā)電控制能進(jìn)行開環(huán)和閉環(huán)控制，開環(huán)

運(yùn)行時(shí)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)視屏幕上給出提不信息，閉環(huán)控制則將操作調(diào)

節(jié)信號直接作用到機(jī)組調(diào)速器和各機(jī)組輔助設(shè)備，機(jī)組是否參與自動發(fā)電

控制功能可由運(yùn)行人員預(yù)先設(shè)定并在系統(tǒng)中給出標(biāo)志。

②AVC調(diào)節(jié)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)電力系統(tǒng)要求自動將電壓維持在給定的變化范圍內(nèi)，

在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對各機(jī)組間無功功率的合理分配。無功功率的分配躲過系

統(tǒng)故障或系統(tǒng)負(fù)荷變動所引起的暫態(tài)過程，保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在對機(jī)組

進(jìn)行無功功率調(diào)節(jié)時(shí)所引起的擾動最小，機(jī)組是否參與自動電壓控制功能

可由運(yùn)行人員預(yù)先設(shè)定并在系統(tǒng)中給出標(biāo)志。

9）、人機(jī)聯(lián)系功能

（1）本系統(tǒng)提供豐富多樣的人機(jī)聯(lián)系手段，允許運(yùn)行操作人員通過各顯示

器，鼠標(biāo)器、鍵盤及打印機(jī)以各種方式實(shí)現(xiàn)對全廠設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視、控制、

調(diào)節(jié)、定值修改、畫面調(diào)用、數(shù)據(jù)打印要求，并易于對應(yīng)用程序開發(fā)及修

改。

（2）在操作臺上的運(yùn)行人員只允許完成對電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制調(diào)節(jié)和

參數(shù)設(shè)置等操作，特權(quán)操作權(quán)供調(diào)試人員調(diào)用。

①人機(jī)聯(lián)系采用漢字WINDOWSXP平臺監(jiān)控，畫面美觀，調(diào)用和操作簡

便、靈活、可靠，響應(yīng)速度快，對話提示說明清楚準(zhǔn)確，在整個(gè)系統(tǒng)對話

運(yùn)用中保持一致；②人機(jī)聯(lián)系為漢字顯示打印，漢字符合國家一級字庫標(biāo)

準(zhǔn)；③有關(guān)操作的人機(jī)聯(lián)系，充分利用具有被控對象顯示畫面、鍵盤（或

鼠標(biāo)）及畫面對話區(qū)提示三結(jié)合方式，操作過程中有必要的可靠性校核及

閉鎖功能。④不同職責(zé)的運(yùn)行管理人員提供不同的安全等級操作權(quán)限。

10）、人機(jī)界面功能

（1）畫面顯示、畫面實(shí)時(shí)刷新（包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行參數(shù)及時(shí)鐘）、

報(bào)警與操作信息創(chuàng)新或標(biāo)志提示、人機(jī)對話提示及操作命令信息提示、光

標(biāo)顯示與控制、畫面窗口變換與局部放大、畫面的平移、滾動和漫游、多

窗窗口顯示、比例縮放。

（2）人機(jī)界面顯示內(nèi)容

畫面顯示是電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能，畫面是實(shí)時(shí)狀態(tài)的并采用多

窗口技術(shù)以提供更多的信息。畫面調(diào)用具有程序自動調(diào)用和鍵盤菜單召喚

調(diào)用形式。畫面的種類包括接線圖類、棒形圖類、曲線類、表格類、信息

類、運(yùn)行指導(dǎo)類等。

①線圖類畫面

包括電氣主接線圖、廠用電系統(tǒng)接線圖、直流系統(tǒng)接線圖及電氣參數(shù)、水

力機(jī)械系統(tǒng)圖、機(jī)組及公用油、水、氣系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)模擬圖、計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖、運(yùn)行監(jiān)視圖、各類運(yùn)行方式狀態(tài)圖。在這些畫面上

能顯示出運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)（實(shí)時(shí)電流、電壓、有功、無功、

功率因數(shù)、頻率、電度量、主變溫度等）。

②形圖類畫面

包括機(jī)組有功無功功率、運(yùn)行參數(shù)的限值和實(shí)時(shí)值對比以及部分運(yùn)行指標(biāo)

的顯示等。

③曲線圖類畫面

包括給定負(fù)荷曲線、實(shí)際負(fù)荷曲線、歷史趨勢曲線以及各類運(yùn)行圖實(shí)時(shí)曲

線等。

④表格類同面

包括各種運(yùn)行報(bào)表、操作記錄統(tǒng)計(jì)表、事故故障報(bào)警統(tǒng)計(jì)表、定值變更統(tǒng)

計(jì)表、I/O點(diǎn)定義表、各類記錄本、運(yùn)行報(bào)告等。

⑤信息類畫面

包括狀態(tài)變位信息、事故、故障報(bào)警信息（光子牌）、模擬量參數(shù)越復(fù)限

信息、相關(guān)量記錄以及監(jiān)控系統(tǒng)自診斷報(bào)警。

⑥文字說明：包括使用幫助、操作說明、公司介紹。

11）＞數(shù)據(jù)通信功能

完成與本單元機(jī)組控制PLC設(shè)備、微機(jī)溫度巡檢裝置、微機(jī)調(diào)速器、微機(jī)

勵磁裝置及保護(hù)設(shè)備之間數(shù)據(jù)變換。完成機(jī)組現(xiàn)地控制層的數(shù)據(jù)變換，實(shí)

時(shí)上送電站控制層所需的過程信息，接受電站控制層的控制和調(diào)整命令。

數(shù)據(jù)通信傳送的上行內(nèi)容：機(jī)組溫度測量裝置傳送的溫度量；發(fā)電機(jī)三相

定子電流；發(fā)電機(jī)定子相電壓和線電壓；發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率；發(fā)

電機(jī)有功電能及無功電能；發(fā)電機(jī)功率因數(shù)；發(fā)變組各種事故信號和故障

信號；機(jī)組壓油裝置PLC、機(jī)組技術(shù)供水PLC各種事故，故障信號以及被

控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號等。

12）系統(tǒng)診斷功能

機(jī)組現(xiàn)地LCU能在線或離線自檢硬件和軟件故障，并能確定故障到輸入、

輸出模板，能在離線自檢各種應(yīng)用軟件。能實(shí)現(xiàn)自檢故障的本地顯示及上

送故障信息給主控級，以便在主控制臺顯示和打印。

13）、時(shí)鐘同步功能

機(jī)組現(xiàn)地LCU實(shí)現(xiàn)與電站控制層時(shí)鐘同步，保證全系統(tǒng)與衛(wèi)星始終同步。

數(shù)據(jù)通信傳送的上行內(nèi)容為微機(jī)電量采集的電流、電壓、頻率、有功、無

功、線路的有功、無功電度、保護(hù)等各種事故和故障信號。

5、電站綜合自動化系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

（1）本電站自動化系統(tǒng)采用典型的分層分布式結(jié)構(gòu)，即電站控制層和現(xiàn)地

控制層。現(xiàn)地控制層設(shè)備在站內(nèi)相互獨(dú)立且分布式布置，僅通過站內(nèi)以太

網(wǎng)互聯(lián)。系統(tǒng)功能齊全、配置靈活、具有極高的可靠性，符合綜合自動化

技術(shù)的發(fā)展趨勢。

（2）開放式、易擴(kuò)展性的設(shè)計(jì)。通過采用國際國內(nèi)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及接口

方式（如：Modbus、RS232、RS485等），方便的與其它相關(guān)的智能設(shè)

備相聯(lián)，并進(jìn)行信息交換；另充分考慮到水電站擴(kuò)建、改造等因素，間隔

層設(shè)備基于模塊式標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，可根據(jù)要求隨意配置，電站控制層設(shè)備配

置組態(tài)非常靈活。

（3）靈活多變的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可支持局域網(wǎng)、以太網(wǎng)、現(xiàn)地總線等。

網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用的是光纖、同軸電纜、屏蔽雙絞線等。網(wǎng)絡(luò)規(guī)約：TCP/IP.

Modbus、RS232、RS485、等，適用于不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)靈活多樣。

（4）遠(yuǎn)程訪問服務(wù)，系統(tǒng)可以通過通信服務(wù)器將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程計(jì)算

機(jī)或調(diào)度端，支持遠(yuǎn)動調(diào)度通信規(guī)約。

（5）開放的硬件環(huán)鏡，計(jì)算機(jī)可以采用各種符合開放標(biāo)準(zhǔn)的RISC工作站、

各種工業(yè)用計(jì)算機(jī)、施耐德、西門子、OMRON、GE等公司的可編程控制

器，并保持對其它設(shè)條的接入開放。

（6）系統(tǒng)軟件采用當(dāng)前最先進(jìn)的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)理念、原則和技術(shù)，這種

設(shè)計(jì)將帶來使用和維護(hù)上的極大方便。運(yùn)行在WINDOWSXP環(huán)鏡下，圖

形化編程、簡單易學(xué)，數(shù)據(jù)庫采用面向網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。

（7）系統(tǒng)設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的SCADA（監(jiān)控組態(tài)軟件）功能，同時(shí)可以配置自

動發(fā)電控制（AGC）、自動電壓控制（AVC）、防誤操作、設(shè)備維護(hù)管理、

電話語音報(bào)警、GPS等多種高級功能。

6結(jié)束語

根據(jù)電站的實(shí)際情況，并借鑒其它站的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，揚(yáng)長避短，其設(shè)計(jì)理念

符合微機(jī)綜合自動化發(fā)展趨勢，采用了國際通用標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)配置合理，功

能完備，所選設(shè)備先進(jìn)，不僅可以滿足電站目前運(yùn)行的控制、監(jiān)視、測量

和報(bào)警等要求，也為電站今后發(fā)展留有余地，有很好的靈活性、兼容性、

擴(kuò)充性和互換性，同時(shí)，無需另設(shè)其它遠(yuǎn)動設(shè)備，完全滿足遙測、遙控、

遙信、遙調(diào)和少人值守的需要，對各種外圍設(shè)備能進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的診斷和

自診斷，從而保證自動化系統(tǒng)長期穩(wěn)定的工作。

2.5水文自動測報(bào)系統(tǒng)

我國多數(shù)水電站兼有防洪、灌溉等任務(wù)，在水庫調(diào)度工作中，不僅要搞好

水庫的發(fā)電經(jīng)濟(jì)調(diào)度，同時(shí)還要即使、正確地掌握水情、汛情，搞好防洪

渡汛工作。水文自動測報(bào)系統(tǒng)一方面要及時(shí)、準(zhǔn)確、快捷地采集水情，另

一方面還要通過計(jì)算機(jī)在較短的時(shí)間內(nèi)作出洪水預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)對水電站的

防洪、排沙、發(fā)電、調(diào)峰、調(diào)頻、灌溉、航運(yùn)、漂木等均有十分重要的意

義。

水文自動測報(bào)系統(tǒng)按規(guī)模和性質(zhì)的不同可分為水文自動測報(bào)基本系統(tǒng)和水

文自動測報(bào)網(wǎng)。水文自動測報(bào)基本系統(tǒng)由中心站（包括監(jiān)測站）、遙測站、

信道（包括中繼站）組成。水文自動測報(bào)網(wǎng)是通過計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口和各

種信道，吧若干個(gè)基本系統(tǒng)聯(lián)接起來，組成進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的自動測報(bào)網(wǎng)絡(luò)。

水文自動測報(bào)基本系統(tǒng)的功能框圖如此所示。

某通信方式一般有超短波通信、短波通信、衛(wèi)星通信等，可根據(jù)電站規(guī)模

及當(dāng)?shù)貤l件選擇不同的通信方式。

2.3消防監(jiān)控系統(tǒng)

通過設(shè)置在主、副廠房、主變區(qū)、各主要機(jī)電設(shè)備的重要部位、油庫、主

要建筑設(shè)施等場所的探測器，消防系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對水電站主要場所進(jìn)行24h

不間斷的火情監(jiān)測。當(dāng)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(shí)，通過系統(tǒng)總線，自動向中央控制室的集中報(bào)警

控制器報(bào)警。集中報(bào)警控制器在接收到報(bào)警后，經(jīng)過信息處理，在報(bào)警控

制器上以數(shù)碼顯示方式出火災(zāi)的部位，并通過串行通信接口，在水電站消

防計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)的crt上，自動顯示出火災(zāi)的部位編號及該層的平面布置

圖，提示出火災(zāi)的處理措施，同時(shí)根據(jù)火情發(fā)生的部位，經(jīng)確認(rèn)及延時(shí)后，

自動或手動對該部位及相關(guān)部位的防火排煙設(shè)備、滅火設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控

制，實(shí)施滅火等措施。所有的火情信息由水電站消防計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)

經(jīng)信息處理后送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用異步通

信方式實(shí)現(xiàn)通信。系統(tǒng)的構(gòu)成如此所示。

另外還要求消防系統(tǒng)同時(shí)能實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)、防火排煙設(shè)備、二氧化碳滅火系

統(tǒng)以及水噴霧滅火系統(tǒng)的控制。

機(jī)組自動化裝置常見故障判斷及維護(hù)（1）

一、后臺和保護(hù)器通訊中斷怎樣處理？

當(dāng)在后臺讀不到保護(hù)單元的參數(shù)時(shí)，可能是保護(hù)單元的通訊芯片壞，

還有可能是保護(hù)單元的設(shè)置是否改動。

二、自動停機(jī)不能完成怎樣處理？

當(dāng)在正常負(fù)荷運(yùn)行的情況自動停機(jī)不能完成，可能是有、無功跳閘定

值設(shè)置過小，由于機(jī)組本身功率的漂移有、無功不能同時(shí)到設(shè)定值，即有

功或無功有一個(gè)變成負(fù)且超過設(shè)定值，另一個(gè)還沒有到設(shè)定值，這樣就不

會跳斷路器，不能達(dá)到自動停機(jī)。

三、空載狀態(tài)下不能完成自動停機(jī)怎樣處理？

當(dāng)機(jī)組在沒有并網(wǎng)的情況，自動停機(jī)不成功，主要是導(dǎo)葉的空載接

點(diǎn)未接通，調(diào)節(jié)導(dǎo)葉的空載接點(diǎn)即可完成。

四、開機(jī)準(zhǔn)備燈不亮怎樣處理？

當(dāng)開機(jī)準(zhǔn)備燈不亮，可能是有電氣事故，或斷路器的輔助接點(diǎn)未通，

或是機(jī)組有事故，或是以上事故未復(fù)歸，或是制動未