马艳冰

摘 要：分析了水电厂电气自动化监控组态模式，探析了水电厂电气自动化监控系统的功能，以期能为相关工作提供借鉴。

关键词：水电厂；电气自动化；监控系统组态模式；功能

中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）17-0027-02

随着经济和社会的发展，水电厂的电气控制逐渐向自动化方向发展。通过水电厂电气自动化系统创建独立的监控系统，实时监控水电厂的实际运行状况，对保证水电厂电气自动化的稳定运行具有非常重要的作用。

1 电气自动化的监控系统组态模式探析

1.1 远程监控模式

在水电厂自动化系统中，远程监控模式的应用具有组态灵活、可靠性高、节省控制面积、降低安装费用、节省电缆等众多优点。但是，由于这种监控系统组态模式的通信速度比较慢，而且水电厂电气自动化的通讯需求量比较大，所以，导致这种监控系统组态模式不适合在整个水电厂自动化系统中使用，只能在水电厂的小单元电气自动化系统中使用。

1.2 现场总线监控模式

随着现场总线和以太网等计算机技术的快速发展，现场总线监控模式在社会各个领域被广泛应用，并且积累了丰富的运行经验。这种模式在水电厂电气自动化系统中的应用具有很大的优势，能够为水电厂电气自动化控制奠定良好的基础。现场总线监控模式能够使水电厂电气自动化系统的设计更有针对性，主要是根据间隔状况进行设计，不同的间隔具有不同的功能。这种监控系统组态模式具有远程监控模式的全部优点，还在远程监控模式的基础上减少了模拟量卡件、I/O卡件、端子柜和隔离器件等的用量，并且这种模式的电气设备能够采用就地安装的方式与监控系统进行通信连接。这样能够节省大量的电缆，节省安装和维护的费用，降低综合成本。此外，这种组态模式具有独立的功能，各个装置仅需要通过网络连接即可。网络的组态形式灵活，即使某一个装置存在问题，也只会影响相对应的元件，对其他装置不会造成影响，显著地提高了整个系统的安全性和可靠性。因此，这种组态模式是现代水电厂电气自动化监控系统的主要发展方向。

1.3 集中模式

集中模式即采用传统的硬接线模式把强电流信号转变成标准电流信号，然后将电缆硬接线通过电子模拟量和开关信号一对一地接入I/O模件柜中，当进入I/O组态模式后，就能够实现对电气设备的自动化监控。这种组态模式可以分为远程I/O接入模式和直接I/O接入模式，远程I/O接入模式是在数据信息相对集中的原理控制室的电气设备现场，创建相应的远程I/O采集柜，将通信形式和DCS的控制系统与主机联系，实现对电气设备的远程实时监控；直接I/O接入模式是将电线直接接入凹电子设备的组屏中，实现对水电厂电气设备的自动化监控。两者在本质上没有区别。集中模式的优势主要表现为电气信息的采集形式相对集中，便于管理人员管理，同时，硬接线的形式成熟、快捷，反应速度相对较快，便于在水电厂的环境中运行。此外，其缺点是需要的电缆数量比较多，不便于安装，并且后期运行的维护工作量也比较大。由于DCS系统采用按点收费的方式，在投入运行之后需要消耗大量的成本，并且这种模式检测的电气信息不完整，没有独立的电气监控主站系统，因此不能在复杂的水电厂电气自动化系统中使用。

2 电气自动化监控系统的功能探析

2.1 数据采集和处理功能

水电厂电气自动化的监控系统的主要功能是采集电气信息，对越限信息、故障状况、模拟量信息、变位信号、运行状况和相关事件进行检测，验证信息的合理性，并对相应的信息进行预处理，对系统数据库进行实时更新。数据采集信号的类型包括脉冲量、状态量和模拟量等。脉冲量主要是无功电能和有功电能；状态量主要指的是安装自动装置的动作与报警、机电保护装置的动作与报警、接地开关的位置信号、隔离开关和断路器的位置信号等；模拟量主要包括功率因数、温度因数、无功与有功功率、电流、电压等。

2.2 电气设备管理功能

水电厂电气自动化监控系统的电气设备管理功能包括：电气设备管理的档案管理、维护记录管理、自动设置管理和台账管理等，同时，它还能够对电气自动化系统进行实时、在线的监控和管理。例如，对电气设备的运行状况实时监控，并统计状态信息，将统计结果输送到管理信息系统，即MIS系统中，处理所有的数据信息。

2.3 操作控制功能

水电厂电气自动化监控系统的操作控制模式包括上位机控制和就地控制两种。操作控制功能的实现需要根据命令的优先级，按照“先采用就地控制，再进行上位机控制”的原则，保证远程监控和设备现场监控的协调配合，实现现场常规监控和远程监控的和谐统一，进而保证操作控制的一致性和安全性。

2.4 监控与报警功能

采用阴极射线管的显示器，即CRT，能够将开关站的实时运行信息，例如设备的相关参数、操作指导参数和设备的四季运行状况等完整地显示在屏幕上。在通常情况下，水电厂电气自动化的监控系统需要使用2个CRT终端分别显示不同的信息，并且2个终端能够独立、同步地生成相应的显示画面，当模拟量出现越限问题时，监控系统能够将报警信息及时显示在显示器上，并将相应的报警信息打印出来。报警信号包括的内容有越限对象的名称、越限时间、编号和相应的参数值等，通过这些信息能够对越限的次数进行累计计算。此外，监控系统的报警方式有两种，分别为预告报警和事故报警，并且两种报警形式的报警音响、颜色等存在一定的差别，便于区分。

2.5 事故记录功能

当水电厂的电气设备发生故障时，电气自动化监控系统能够将主要的信息显示出来，并对相应的故障信息进行记录，将故障的动作信号、动作性质、动作时间等按照时间顺序记录下来，便于进行故障原因分析。这样做可以快速找出问题的解决办法，防止相同的事故在同一部位再次发生。

3 结束语

总而言之，随着网络技术、计算机技术、自动化技术的快速发展，电气自动化已经成为了水电厂发展的必然趋势。通过创建独立的自动化监控系统，利用自动化监控系统的各种功能能够对水电厂的实际运行状况进行监控，对保证水电厂电气自动化系统健康、稳定的运行具有非常重要的作用。

参考文献

[1]张蕾，孟繁欣.水电厂电气自动化监控系统功能分析[J].科技传播，2011，12（9）：54-55.

[2]关秋来.分析发电厂电气自动化监控系统功能[J].科技创新导报，2013，3（5）：109.

[3]刁爱民.新时期电气自动化监控体系研究[J].科技创新导报，2012，15（31）：88-89.

〔编辑：白洁〕

About the Monitoring System of Power Plant Electrical Automation Configuration Mode and Function

Ma Yanbing

Abstract： The hydropower plant electrical automation monitoring configuration mode， the function of a hydroelectric power plant electrical automation monitoring system in order to provide reference for related work.

Key words： hydropower plant； electrical automation； monitoring system configuration mode； function