水力發電廠電氣控制系統探究

2016-05-30 19:44:36黃秀芬

科技風 2016年20期

黃秀芬

摘要：ECS（電氣控制系統）就是一種應用效果較佳的新系統，對于提高水力發電廠生產管理水平和自動化水平極為重要。本文首先分析了水力發電廠的電氣控制系統組成，其次，針對水力發電廠電氣控制系統存在的主要問題，深入探討了水力發電廠電氣控制系統的保護措施，具有一定的參考價值。

關鍵詞：水力發電廠；電氣控制系統；自動化

隨著信息技術、電子技術的快速發展，越來越多的水力發電廠都采用自動化程度高的新系統、新技術、新設備來不斷提高其生產管理水平和自動化水平，ECS（電氣控制系統）就是其中一種應用效果較佳的新系統，它能夠有效地對水力發電廠的電氣系統進行運行管理、故障分析和協調控制，也能夠通過與以太網、現場總線等聯接起來與DCS（集散控制系統）進行信息交換，具有極為重要的作用和意義。

1 水力發電廠的電氣控制系統組成

1.1 電氣控制室組成

水力發電廠的電氣控制室可分為單元控制室和主控室；而單元控制室又可被進一步細分為兩種類型，分別是網絡控制室和獨立單元控制室。水力發電廠往往可基于發電容量來選擇與之配套的電氣控制室，例如：主控制室就適用于發電容量在100MV 以下的水力發電廠。

從目前來看，“雙機一控”和“單機一控”存在著各自不同的運行優缺點，“雙機一控”的發電容量較大，但是需要在兩地同時運行，很難有效解決應用過程中所存在著的故障，必將會耗費大量的人力物力財力；而“單機一控”則不然，它能夠實現分級管理電氣控制，可為電氣控制提供多方面的控制（如監控、運行、安裝等），能夠較為便捷地處理故障。

1.2 電氣系統控制的方法

弱電控制、強電控制、微機控制是水力發電廠電氣系統的三種主要控制方法，強電控制的接線方式簡單，也能夠更好地進行調試、運行，能夠明顯提高其可靠性和安全性；弱點控制的可靠性弱、線路連接復雜，斷路器可利用強弱電轉換裝置來進行有效地控制。

而微機控制則是同時兼顧了弱電控制、強電控制的優點，在DC 系統中有效地納入了電氣控制，明顯地增強了水力發電廠的電氣自動化水平。

1.3 電氣設備的信號和測量系統

水力發電廠信號系統的核心是中央信號系統。從目前來看，絕大多數水力發電廠所采用的中央信號系統是或由微機閃光報警器組成，或由光字牌、沖擊繼電器組成，能夠反復、重復動作。若由光字牌、沖擊繼電器組成，那么此中央信號系統的可靠性、安全性往往較差，既不能將瞬時信號進行有效記憶，又只能輸出單一的報警信號；若由微機閃光報警器組成，那么此中央信號系統的可靠性、安全性可以得到大幅度的提高，既可將瞬時信號進行有效記憶，又不會出現重復動作，且功能齊全、技術含量高、信號回路簡單、線路連接簡單，無論是作業效率，還是生產性能都較高。

2 水力發電廠電氣控制系統存在的主要問題

隨著水力發電廠在國民經濟中的作用日益提高，發電容量日益增大，需要承擔更加繁重的發電負荷，那么其電氣控制系統也必須要能夠具有對多種發電故障進行有效應對的能力，但是從目前來看，水力發電廠電氣控制系統仍然存在著一些主要的問題，具體體現如下：

2.1 設備控制工作不協調

雖然各個水力發電廠都基本應用了電氣控制系統，但是最為主要的問題就在于不能有效地協調設備控制工作。眾所周知，水力發電廠的運行系統有多個，每個運行系統都有著多個運行設備，每個運行設備又承擔著不同的運行作用，但是這么多的系統、這么多的設備都需要有效協調，才可將電力品質有效提高，設備控制工作不協調是當前水力發電廠電氣控制系統面臨著的較大挑戰。

2.2 電氣系統接入方式缺陷

硬連接是當前水力發電廠電氣控制系統的主要接入方式，但是硬連接的最為主要問題就在于會耗費大量的資金，使用成本較高。

2.3 功能問題

水力發電廠電氣控制系統中的許多功能之間往往存在著較大的相互制約性，甚至設備的運行也有可能會受到這種功能問題的影響和制約，導致水力發電廠電氣控制系統的運行效果受到較大的影響。

2.4 接口問題

從目前來看，水力發電廠電氣控制系統的設備接口處理或多或少都存在著一定的問題，進而導致接觸不良。主要原因在于：接口規格不同，或者需要采用外接設備。

2.5 通訊數據的傳導問題

水力發電廠通常都會有較多的通訊傳導設備，但通訊數據傳導過程較為繁瑣，包括了數據接收、數據處理、數據傳送、數據搜集、通訊處理等多個步驟，目前主要采用分散式的處理方法，這種方法會對水力發電廠電氣控制系統的穩定性造成較大影響，也很難使其實現安全運行。

3 水力發電廠電氣控制系統的保護措施

3.1 建立智能化控制中心

可在水力發電廠電氣控制系統中引入智能化保護理念，力爭做好智能修復、智能監測、智能停車和智能報警的工作，進一步對管理程序進行簡化。

3.2 由人工化、半自動化過渡到全自動化