瀑布溝水電站計算機監控系統投運初期的專項治理

宋柯，彭放，葛嘉

（國電大渡河瀑布溝水力發電總廠，四川 漢源 625304）

瀑布溝水電站計算機監控系統投運初期的專項治理

宋柯，彭放，葛嘉

（國電大渡河瀑布溝水力發電總廠，四川 漢源 625304）

2009年11月瀑布溝水電站500kV開關站順利投產運行，標志著瀑布溝水電站的計算機監控系統正式運轉。然而，在初期運行時，監控系統缺陷較多，給機組穩定運行造成了一定影響。經分析，電站監控系統運行初期缺陷的主要原因是系統本身設計不可靠、監控系統與其他設備通訊不正常等。針對這一問題，電廠技術管理人員提出并實施了26項治理措施，優化、完善了監控系統程序、界面和通訊，有效地提高了監控系統運行可靠性。

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1 背景

瀑布溝水電站設計裝機容量3 600 MW，安裝6臺混流式機組，水庫總庫容53.9億m3，調節庫容38.8億m3，多年平均發電量147.9億kW·h，具有不完全年調節能力，是一座以發電為主，兼有防洪、攔沙等綜合效益的大型水電工程。電站按無人值班（少人值守）設計，采用計算機監控系統進行運行管理。整個系統由上位機和現地LCU兩部分組成，并通過工業雙光纖網相連。所有設備均以雙機冗余熱備工作方式設計,在主用機發生故障時,備用機迅速接管其工作,可以不中斷任務且無擾動地成為主用機運行,不會影響系統的正常運行。然而，與所有新投產電廠一樣，機組進入穩定運行期有一個過程，在此階段監控系統出現了諸多問題，影響了運行人員正常監盤和正確控制，運行可靠性較低。

由于瀑布溝水電站單機容量大，距離負荷中心近，采用集控中心統一調度，一旦監控系統誤報或漏報，拒動或誤動，將直接影響機組穩定運行，從而影響電力系統的穩定。因此其監控系統運行可靠性一直備受關注。

2 監控系統投運初期狀況及原因分析

在運行初期，監控系統缺陷較多，主要表現在誤報、漏報信息，給運行人員正常工作帶來了許多困擾，同時，對瀑布溝水電站機組穩定運行造成了一定影響。主要原因分為以下兩個方面。

2.1 監控系統本身設計問題

（1）畫面不完善。機組、公用等設備投運時，監控上位機畫面不完善，已有的畫面存在大量動態點鏈接錯誤的問題，刷新太快，影響運行人員的監盤，不能及時發現影響機組安全運行的信息。

（2）數據庫屬性定義不清楚。數據庫中許多定義描述不符合運行人員習慣，部分測點屬性分類不合理，測點定義沒有按照電廠人員的定義要求描述進行編輯。數據庫中所有數據類型都只定義為RELAY型，所有數據都只有同樣的報警描述。例如：400 V母聯斷路器分閘，該點動作后上位機報“400 V母聯斷路器分閘”；該點復歸時上位機報“400 V母聯斷路器分閘 復歸”。上位機信息描述不清楚，不利于運行人員監盤。

（3）有功、無功調節繼電器無防粘連功能。在監控有功調節和無功調節回路上，無防粘連功能。當發生繼電器接點粘連時，容易產生超調，并且可能引發設備事故，造成電力系統運行不穩定。

（4）有功、無功調節模塊調節速度慢。根據四川電網的輔助服務管理和并網運行管理要求，原設計的有功調節模塊和無功調節模塊在進行有功、無功調節時，速度較慢，不能及時響應調節時間規定。

2.2 監控系統與外圍設備交互問題

（1）與調速器串口通訊不通。瀑布溝水電站6號機組自投運以來，監控系統與調速器系統串口通訊不通。經過檢查發現，是由于敷設的通訊電纜為普通的電纜，抗干擾能力差，影響了正常的通訊。

（2）與多功能儀表通訊不通。監控系統現地LCU投運時，未完成監控系統與廠用電、公用電、照明電設備、直流系統、進水口多功能儀表之間的通訊調試工作，導致上位機畫面無法顯示10 kV、6 kV、400 V系統、直流系統的電壓、電流、頻率等重要數據，給運行人員監視帶來不便。

（3）與狀態監測通訊緩慢。監控與狀態監測通訊刷新太慢，且數據傳輸不完整。

（4）機組監控測溫點顯示不準確。瀑布溝水電站5號、6號機組投運以來，測溫回路干擾較為嚴重，感應電壓100伏以上，導致監控系統測溫模塊損壞。同時，機組軸承瓦的實際布置順序與設計院所給設計圖紙不一致，導致溫度保護組態程序存在錯誤，嚴重影響機組安全運行。

3 提高監控系統運行可靠性的方法

針對監控系統自投運以來出現的問題，瀑布溝水電站的維護和技術管理人員提出并實施了多項技改措施，優化、完善了監控系統程序、界面和通訊，有效地提高了監控系統運行可靠性。

3.1 完善、優化監控系統畫面、數據庫和內部程序

（1）在“機組控制圖”中增加有功調節超時、無功調節超時報警指示，以方便運行人員查看此信息并及時復歸。

（2）正確鏈接機組“LCU狀態監視圖”中模塊狀態點。

（3）在廠用電、公用電和照明電操作監示圖中增加母線電壓、饋線電流顯示。

（4）優化RELAY型數據，將上位機數據類型分為RELAY、BREAKER兩種類型。所有開關都定義為BREAKER型，例如測點（自用電1段）1號機組技術供水泵電源ZY403-1，當此點0→1產生上位機報警為“（自用電1段）1號機組技術供水泵電源ZY403-1合閘”；當此點1→0，產生上位機報警為“（自用電1段）1號機組技術供水泵電源ZY403-1分閘”，以有利于運行人員監盤。其它測點仍為RELAY型，例如測點發電機出口2YH斷線，當此點0→1，產生上位機報警為“發電機出口2YH斷線”；當此點1→0，產生上位機報警為“發電機出口2YH斷線 復歸”。

（5）修改數據庫中變位語音報警的測點有：YH斷線類、保護動作類、備自投動作類、冷卻水中斷類、啟動事故停機信號、啟動緊急事故停機信號、油槽油位過高類、PLC故障類、機組和500 kV開關及隔離開關變位類、調速器故障類等，有利于通過語音信號報告重要設備異常信息。

（6）完善控制點。此類是針對參與控制的開關量。只有定義為控制點，開關量才能參與控制。這類主要是機組輔控設備的啟停和故障復歸、監控系統內部的單點控制。

（7）完善接點常態。此類是針對開關量，根據測點類型，勾選測點常態（即測點正常狀態），當測點屬于正常狀態時，該測點在數據庫中為綠色；而當該測點不屬于正常狀態時，該測點在數據庫中為紅色。

（8）添加0→1和1→0產生事件：針對一般開關量、SOE量、開出量、系統信息量、設備控制對象。優化工作將以上所有測點都定義為“0→1產生事件”或者“1→0產生事件”，及以上測點由0變為1或者由1變為0時，上位機事件一覽表中會報該測點動作情況。

（9）清理漢字名。在查找圖紙資料及核對現場實際設備后，結合實際清理了數據庫中測點漢字名。例如機組自用電負荷開關都是只有負荷編號，例如測點“400 V饋線開關ZY102-1合閘”、“400 V饋線開關ZY102-2合閘”等，這樣非常不利于運行人員監盤。在通過查找圖紙及現場核對，同時結合檢修報告，將機組自用電負荷全部定義為實際負荷名稱。清理漢字名后，上面的兩個測點則改為“（自用電1段）接地裝置ZY404-8”、“（自用電1段）調速器油壓裝置1號油泵電源ZY405-3”等。除此之外，修改了很多定義不清的測點，例如“PLC故障報警”重新定義為“發電機輔助設備控制屏PLC”。此外還修改了很多中英混合的定義，例如“同期裝置OK”修改為“同期裝置正常”。

（10）在增有功、減有功、增無功、減無功控制回路各增加一個串聯的開出繼電器，PLC控制開出同時動作2個繼電器。從而避免監控系統調整有功、無功時，繼電器接點粘連見圖1。

圖1 二次控制回路

（11）修改有、無功調節模塊參數，主要是調整比例系數。將原單比例調節方式更改為雙比例調節方式，不同的負荷調整跨度采用不同的比例系數，并將無功閉環時間修改為60 s。

3.2 完善監控系統與外圍設備通訊

（1）從調速器電調柜至機組LCU本地PC1屏敷設一根雙絞網線；將網線一端引至調速器工控機專用串口通訊RS232轉485端口，更新調速器工控機和監控系統通訊程序，恢復調速器與監控系統通訊。

（2）檢查核對廠用電、公用電、照明電、地面副廠房直流系統多功能儀表之間通訊電纜是否正確。在檢查中發現，通訊電纜進線未接入端子。經處理，使通訊線路通暢后，對多功能儀表參數進行設置，編制好通訊數據邏輯名后，寫入上位機數據庫。

3.3 提高外圍設備可靠性

（1）在監控廠家配合下，對狀態監測系統通訊程序進行了升級，提高了通訊速率。

（2）電廠技術人員與廠家技術人員對瀑布溝水電站4號、5號、6號機組測溫回路干擾進行全面測試，發現測溫電纜屏蔽接地不規范等問題。通過在機組測溫模塊加裝齊納二極管削減尖峰電壓，規范機組測溫電纜屏蔽層在LCU測溫屏側接地單端接地，并將測溫端子排24V電源的負端由懸空改為直接接地。

（3）更換損壞的測溫模塊，對機組各部軸承檢查軸瓦實際布置情況，修改監控系統溫度保護組態程序，修改測溫回路圖紙和測點定義。

4 結論

由于瀑布溝水電站采用“運維合一，大倒班”的電力生產管理模式，工作內容復合，人員配置精簡，因此監控系統在電站中扮演的角色相當重要。在投產初期因誤報漏報多報等各種情況，一度影響正常監盤和增加了大量的維護工作，對機組穩定運行造成了一定的影響。但經過一系列針對性的治理以后，監控系統運行的可靠性得到了明顯提高。隨著瀑布溝水電站機組繼續投運，不斷完善監控畫面，合理優化監控程序，確保各類信息正確、完整、及時的傳送，將是瀑布溝水電站技術管理人員一項持久的工作。

TP273+.5

B

1672-5387（2010）06-0072-03

2010-10-08

宋 柯（1969-），男，高級工程師，從事水電廠生產管理工作。