5.3.2、電能量監(jiān)測系統(tǒng)

水電廠中每臺發(fā)電機(jī)、每條線路甚至每臺主變都安裝了電度量表，傳統(tǒng)的電度量采集一般采用由電度量表輸出電度量脈沖到計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的方式來實(shí)現(xiàn)的，由于監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備環(huán)節(jié)比較多，在監(jiān)控系統(tǒng)中必須設(shè)定電度量初值，一旦有設(shè)備退出工作或工作不正常，電度量測量就有誤差或以前的測量值丟失，需要重新設(shè)定其初值，這種方法實(shí)際上無法保證電度量監(jiān)測的結(jié)果正確性，而且維護(hù)的工作量也很大。

目前，市場上有一種智能電度量表，它具有智能通信接口。這種電度量表能完整地保存電度量數(shù)據(jù)，并隨時(shí)可以通過通信接口取得電度量數(shù)據(jù)。因此，以這種電度量表為基礎(chǔ)，通過電度量表的通信接口，回聚在一起，配備歷史數(shù)據(jù)管理功能的計(jì)算機(jī)就可以形成電度量監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可以相對獨(dú)立，也可以與監(jiān)控系統(tǒng)互相通信，實(shí)現(xiàn)信息共享，為水電廠運(yùn)行管理提供可靠依據(jù)。

5.3.3、效率檢測系統(tǒng)

水輪機(jī)效率的實(shí)時(shí)監(jiān)測對電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的作用。水輪機(jī)的在線監(jiān)測既可用于水電廠機(jī)組在安裝竣工或大修結(jié)束后的現(xiàn)場驗(yàn)收試驗(yàn)，以便檢查設(shè)計(jì)、制造、安裝和檢修質(zhì)量是否滿足要求，又能通過對機(jī)組運(yùn)行性能進(jìn)行長期連續(xù)監(jiān)測，提供在不同的水流和工況條件下水輪機(jī)性能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為確定電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的開機(jī)臺數(shù)和負(fù)荷優(yōu)化分配以及機(jī)組的狀態(tài)檢修等提供參考。因此，水輪機(jī)效率在線檢測一直是實(shí)現(xiàn)電廠經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)考核和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重大科技攻關(guān)課題。但是多年來，一方面由于流量的在線檢測技術(shù)還未能得到廣泛的推廣應(yīng)用，另外，由于種種原因的限制，也使效率測試難以在電廠發(fā)揮其應(yīng)有的作用。因此盡管隨著計(jì)算機(jī)、通信、信息及測控等一系列新技術(shù)的迅速發(fā)展和在電廠的廣泛應(yīng)用，給效率在線檢測項(xiàng)目的開發(fā)提供了成熟的技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)前，以廠網(wǎng)分開為基礎(chǔ)的電力體制改革方案已經(jīng)出臺，電力市場競價(jià)上網(wǎng)亦將成為必然的發(fā)展趨勢。因此，在保證安全運(yùn)行，滿足電力系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上，不斷提高水資源利用率和設(shè)備可用率，減少運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，已成為每個(gè)電廠迫切需要開展的工作。

5.3.4、運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)面對著實(shí)際的運(yùn)行設(shè)備，肯定不能在上面隨意操作，否則會出現(xiàn)誤操作行為，造成事故，任何水電廠都不希望出現(xiàn)這種情況。那么一些操作不熟煉或新來的運(yùn)行人員，如何讓他們盡快熟悉環(huán)境，提高操作水平，進(jìn)入角色。除了可以進(jìn)行培訓(xùn)、實(shí)習(xí)、考試等形式熟悉業(yè)務(wù)外，應(yīng)該有一個(gè)讓運(yùn)行人員實(shí)際動手操作的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。培訓(xùn)仿真系統(tǒng)可作為對監(jiān)控系統(tǒng)的補(bǔ)充，任何重要的控制操作或復(fù)雜的操作，應(yīng)該在培訓(xùn)仿真系統(tǒng)上驗(yàn)證一次，保證操作的完整性和正確性，確保水電廠運(yùn)行的安全。

5.3.5、狀態(tài)檢修系統(tǒng)

這是水電廠熱門的課題，設(shè)備狀態(tài)檢修和設(shè)備運(yùn)行壽命評估，既是設(shè)備檢修工作發(fā)展的必然趨勢，也是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。狀態(tài)檢測主要利用現(xiàn)代化先進(jìn)的檢測設(shè)備和分析技術(shù)對水電廠主設(shè)備的某些關(guān)鍵部位的參量，如：機(jī)組的振動和擺度，發(fā)電機(jī)絕緣，定子局部放電，變壓器絕緣等數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)采集和監(jiān)視，經(jīng)過集合了現(xiàn)場積累的運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)資料和專家經(jīng)驗(yàn)的智能(專家)系統(tǒng)綜合分析，從而對設(shè)備可能存在的機(jī)械、水力、電氣等問題作出一個(gè)貼近實(shí)際的評估。

要作出一個(gè)較準(zhǔn)確的評估目前尚有很大的難度，國內(nèi)外都已做了大量的嘗試性工作，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)施中，它也作為一個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)，但目前國內(nèi)大多數(shù)水電廠都有了較完善的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，集聚了大量監(jiān)測設(shè)備，從節(jié)省投資與實(shí)際應(yīng)用的角度來看，狀態(tài)檢修系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間有大量的數(shù)據(jù)需要共享，在考慮狀態(tài)檢修系統(tǒng)時(shí)應(yīng)與已建成的監(jiān)控系統(tǒng)作統(tǒng)籌考慮，使兩者有機(jī)地結(jié)合起來，既可省去一些重復(fù)部件的投資，又可以使運(yùn)行管理人員在執(zhí)行實(shí)時(shí)生產(chǎn)控制時(shí)，隨時(shí)監(jiān)視到生產(chǎn)設(shè)備的健康狀態(tài)，讓健康狀態(tài)良好的設(shè)備充分發(fā)揮潛力，讓處于亞健康狀態(tài)的設(shè)備減荷承擔(dān)適當(dāng)?shù)墓ぷ髫?fù)荷，而讓健康狀態(tài)有問題或趨于出問題的設(shè)備及時(shí)得到維修。

5.3.6、 生產(chǎn)管理系統(tǒng)

目前，雖然許多電廠都有了功能較完善的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，但因種種原因還有部分現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測信號無法輸入到監(jiān)控系統(tǒng)中完成自動監(jiān)視。所以設(shè)備的巡檢工作是必不可少的。為了加強(qiáng)巡檢工作的管理和提高巡檢工作的質(zhì)量，可通過生產(chǎn)管理信息子系統(tǒng)，在當(dāng)班巡檢人員出發(fā)前開列出巡檢路線，查看設(shè)備運(yùn)行情況，記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，巡檢工作完成后,輸入相關(guān)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等信息傳輸至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，進(jìn)行分析對比，并記入歷史數(shù)據(jù)庫備查。

按照技術(shù)規(guī)程要求，電廠在執(zhí)行設(shè)備操作或維護(hù)時(shí)必須辦理相應(yīng)的一次、二次工作票。這些工作也可以借助生產(chǎn)管理信息子系統(tǒng)來完成。各相關(guān)部門計(jì)算機(jī)連入該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)后，就不必拿著工作票來回去簽票、消票了。它完全成了數(shù)字化傳輸，省時(shí)省力，并可隨時(shí)對簽票、消票的詳情進(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史的查詢。

生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)完成的工作還包括：運(yùn)行值長日志，智能操作票(可由生產(chǎn)管理信息子系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，并經(jīng)過安全閉鎖條件檢查)，設(shè)備缺陷管理，運(yùn)行臺帳等。

5.3.7、智能電話報(bào)警服務(wù)系統(tǒng)

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的報(bào)警信號，按照告警信號的優(yōu)先級別和被通知者的處理優(yōu)先級，提供實(shí)時(shí)智能報(bào)警通知，把生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的事件經(jīng)過智能化的處理，通過內(nèi)部通信系統(tǒng)、電話、尋呼、移動通信等多種通信手段，以最快的速度把報(bào)警信息傳遞給相關(guān)的人員，以便他們及時(shí)作出對事件的響應(yīng)。它不僅是一個(gè)智能的可通過各種通訊工具報(bào)警的系統(tǒng)，而且還是一個(gè)功能強(qiáng)大的交互式語音信息服務(wù)中心，無論何時(shí)何地通過電話撥入系統(tǒng)可以了解到他所關(guān)心的生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還提供豐富靈活的組態(tài)界面，讓維護(hù)人員或操作人員通過組態(tài)界面方便地進(jìn)行各種用戶要求的定義，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的功能。

上面提及的系統(tǒng)都是同現(xiàn)有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)密切相關(guān)的系統(tǒng)，根據(jù)具體情況，可配置成相對獨(dú)立的系統(tǒng)，通過高速網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。也可配置成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)。它提供了水電廠從最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制直到面向電力市場的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行決策的一整套完善服務(wù)功能，支持發(fā)電廠生產(chǎn)的現(xiàn)代管理更上一個(gè)新臺階。

6、水電廠"無人值班"或"少人值守"的技術(shù)條件

無人值班相對于有人值班而言就是要讓自動化系統(tǒng)來完成值班人員日常的工作，包括定時(shí)巡視運(yùn)行設(shè)備，記錄各設(shè)備有關(guān)參數(shù)和相關(guān)事件，按操作票形式進(jìn)行設(shè)備的正常操作，發(fā)生事故或故障時(shí)，進(jìn)行反事故處理，采取有效措施，防止事故擴(kuò)大等工作。實(shí)現(xiàn)比有人值班更迅速、更可靠、更安全的運(yùn)行方式。雖然自動化系統(tǒng)具有一定的反事故處理能力，在局部范圍內(nèi)起到防止事故擴(kuò)大的特點(diǎn)，但是事故或故障的出現(xiàn)原因是非常復(fù)雜的，少數(shù)可以通過一定的處理恢復(fù)，但大多數(shù)是無法迅速恢復(fù)，并需要檢修維護(hù)人員及時(shí)前往現(xiàn)場認(rèn)真分析處理。因此水電廠"無人值班"或"少人值守"必須具備以下幾個(gè)條件：

6.1、具有計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)"無人值班"或"少人值守"的一個(gè)非常重要的系統(tǒng)。它具有采用水電廠的機(jī)組、輔機(jī)、油水風(fēng)系統(tǒng)、主變、開關(guān)站、公用設(shè)備、廠用電系統(tǒng)以及各種閘門等的電氣量、開入量、溫度量、壓力、液位、流量等輸入信號，完成各種生產(chǎn)流程，如開停機(jī)、分合開關(guān)等順序控制，機(jī)組有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)，AGC、AVC，以及其他設(shè)備的操作控制。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)還具有豐富的人機(jī)界面，防誤操作的措施和一定的反事故處理能力。

6.2、具有遠(yuǎn)程控制、調(diào)節(jié)功能

監(jiān)控系統(tǒng)不僅具有現(xiàn)地的各種監(jiān)視、操作和控制功能，而且要具有能與遠(yuǎn)方控制系統(tǒng)通信能力，上送有關(guān)信息，接收遠(yuǎn)方控制系統(tǒng)的命令來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。

6.3、具有ON-CALL功能

現(xiàn)場運(yùn)行的設(shè)備一旦出現(xiàn)事故或故障時(shí)，就需要維護(hù)人員立即前往現(xiàn)場，了解事故或故障現(xiàn)象，分析事故或故障原因，及時(shí)排除事故或故障。如何使維護(hù)人員甚至領(lǐng)導(dǎo)能及時(shí)、準(zhǔn)確、詳細(xì)的掌握事故或故障信息，這就是無人值班水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)必須具備的功能：ON-CALL功能，可以通過電話、呼機(jī)或手機(jī)發(fā)布呼叫信息或手機(jī)短信息。

總之，水電廠通過開發(fā)自動化系統(tǒng)，能夠提高設(shè)備的整體健康水平，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為"無人值班"或"少人值守"奠定基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

《水電自動化與大壩觀測》2002年