龙溪水电站“少人值守”改造的实践

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  摘要:龙溪水电站对机电设备自动化、水工建筑物的检测技术、水文自动测报等进行了大量有针对性的改造和完善,初步具备了“遥控、遥测、遥信、遥视”四遥功能,为“无人值班、少人值守”工作的实施打下了扎实的基础。
  关键词:水电站 少人值守 四遥功能
  1、概述
  1.1基本情况
  龙溪水电站是以发电为主、没有防洪灌溉任务,担负着台州电网的调峰任务。电站于1990年并网发电,装机2×8MW,一台110KV三圈式主变,110KV和35KV两个出线间隔,多年平均发电量5000万千瓦时。2000年后又在周边开发了石坦坑、鲤鱼头两座小水电站。
  1.2存在的问题
  ①龙溪水电站开停机频繁(台州市的调峰电站),运行方式复杂,设备比较分散。
  ②电站与电站、电站与水库(距离8公里)、电站与站部——城关办事处(距离40公里)等较远,无法远控和遥视。
  ③电站运行调度与水库洪水调度的配合不和谐。
  ④原发电运行过程以常规控制为主,机组自动化水平相对较低,既无法做到经济运行,又需较多的运行值班人员。
  ⑤由于业务范围的拓展,如开发城乡供水一体化建设、特别是石坦坑、鲤鱼头水电站投运后,发电运行人员明显不足。
  2、实现条件
  为解决上述问题,龙溪电站自10年以来,首先,对机电设备、水工建筑物等硬件设施进行了大量有针对性的改造和完善;其次,注重全面提高人员的整体素质;再者,制定了一套适合龙溪实际需要、较为健全的管理制度。
  2.1全厂设备可靠性和综合自动化水平有很大提高,电站发、变、输、配等主要机电设备完好率为100%,运行稳定,安全可靠。
  2.2计算机监控系统、大坝自动观测系统、水情自动测报和水库调度自动化系统、工业电视监视系统的安装与使用,能实时监视和控制水轮发电机组及辅机、主变压器及各开关室、油水气系统、直流系统、低压配电系统、水工金属机械(溢洪道弧形闸门、输水遂洞闸门等)、微机保护装置、PLC等全站各设备的运行状况;具有远方开、停机功能,实现实时进行全自动开、停机流程,自动进行有功、无功调节能功能。
  2.3对设备状态监测、诊断与状态检修也有一定的实践和探索,实时动作、故障、事故报警状态显示和语音提示;进行远方故障、事故分析、诊断及事故处理;
  2.4实现电站与水库、大坝监测、水文测报等各系统的连接与共享,建立站部对各电站、水库的遥信、遥视。
  2.5建立一支熟悉现场设备富有运行经验、能准确判断设备异常、果断进行事故处理的运行管理队伍,基本都具备一专多能——机、电和计算机三位一体、一工多艺——运行、维修一体化。
  2.6在总结运行管理经验的基础上,制定了一整套包括“无人值班 少人值守”实施细则在内的健全的管理制度。
  2.7创建了精简、高效的运行值班机制。龙溪水电站在2000年开始实行机电合一,每值运行人员由8人减至6人再减至4人,分流的人员到鲤鱼头、石坦坑水电站发电运行。12年开始逐步实行少人值班,增设一个常白班,主要负责设备巡检、定期工作,配合大型操作、参与事故及故障处理。到14年试行“无人值班、少人值守”,每值人员减少到2人,其余人员分流到城乡供水一体化工作。
  3、技术改造
  2010年开始,龙溪依据原电力部《水电厂“无人值班、少人值守”的若干规定》,统一认识,着手规划,整体安排,抓住重点、逐步实施,根据设备技术现代化的水平,调整运行方式,直至实现“少人值守”。
  3.1计算机监控系统的开发运用
  为了提高设备运行水平和效益,实现“无人值班,少人值守”的运行管理模式,并根据电站的实际需求,龙溪引进了计算机监控系统。
  ①主要功能
  该监控系统采用以太网组成主干控制网络,结合点对点测控和串口通讯,实现遥测、遥控、遥信等功能,运行稳定、控制精准,流程直观,使用和维护简便。能实时反映电站所有设备的工作状态,自动记录设备的状况和报警,很好的接受和执行用户指令。
  ②网络结构
  该监控系统网络结构图一所示。主干网由三台上位机和三个现地控制单元LCU组成。
  龙溪电站计算机监控系统主干网
  ③工作原理
  该系统控制和测量由LCU与自动元器件相连接,经点对点的开关量和模拟量的串口通讯,完成遥测和遥信功能;同时,通过点对点开关量输出,经开关控制和脉宽控制,实现遥控和遥调功能。
  ④主要优势
  该监控系统主干网只有上位主控机和现地LCU,取消了以前监控设计中的下位工控机,结构简单,实时快速。
  主控機是在WindowsNT平台下运行,软件功能完善,图像内容丰富,人机界面友好,操作便捷。
  全厂采用统一的MODBUS协议通信规约,系统软件和PLC都选用美国通用电气公司的产品,不存在不同厂家设备难以通信或通信不畅等问题,通信能力强,兼容性好。
  主控级有二级互为热备用,两台上位主控计算机可自动切换,其他单独系统设备都有"远方/现地"切换,保证远控失灵时,还能保证单独可靠安全运行。
  机组PLC整合了机组所有的监视和控制。公用PLC整合了电厂所有公用设备的监控,如球阀系统、厂用电系统、高低压气系统、水库水位、各启闭装置、水情测报等。因此整合能力强,可扩展性好。
  3.2水库水文自动测报系统建设
  龙溪水电站所对应的龙溪水库,建立了水文自动测报装置,运用遥测、遥感和计算机技术,实现雨量、水位等水文信息的自动采集、实时传输、快速处理和准确判断,为安全渡汛、优化运行和科学防洪,提供可靠的水情、雨情、工情数据。
  水文自动测报系统建设规模为2∶1∶7,由1个中心站(其中:中心站建在城关电站办事处、分中心站建在电站办公楼)、1个中继站、7个遥测站(其中:2个雨量水位站、5个雨量站)组成。具有自动采集雨量、水位等水文信息并实时传输、快速处理、显示、打印、存贮、制表、绘图等功能,为水库管理人员实时计算入库流量、进行洪峰预测、决策是否提前发电弃水、优化水库调度运行,赢取宝贵的时间裕量。
  3.3电站综合自动化及系统调度自动化
  实现水电厂全方位自动化,包括机电设备监控、大坝等水工建筑物安全监测、水库水文自动测报系统、水库科学调度和管理信息系统以及上述系统的联网工程。
  系统调度自动化系统具有较高的运行稳定性和可靠性,达到实用化要求,"四遥"工作主要配合市电网调度中心进行。
  3.4遥信系统
  通信和通道双重化,配备2种以上不同原理的通信方式,且主、备俱全;建立0n-call群呼系统,提高了快速反应能力,能随时召唤在厂内巡视、工作或厂外待命的值守人员和其他有关人员。
  建立通信网综合监控系统,各种国产、进口通信设备及其他监测系统均接入,为通信室无人值班创造条件。为了解决厂区与生活区之间的通讯以及为MIs提供信息通道,建立了厂区一生活区和生活区一市话局的光缆通信系统,为通信网中继提供通道及提供市话用户。
  4结束语
  龙溪水电站依靠"遥控、遥测、遥信、遥视"的先进技术,对机电设备自动化、水工建筑物的检测技术、水文自动测报等进行了大量有针对性的改造和完善,由常规的多人多点值班,经机电合一、集控值班,到少人值班,到目前的少人值守,为最后实现无人值班积累了经验,打下了基础。
  参考文献
  [1]电力部,关于颁发《水电厂"无人值班"(少人值守)的若干规定》(试行)的通知1996.7.29
  [2]杨金栎,周志清,方辉钦,我国水电厂"无人值班"(少入值守)工作评述.水电自动化与太坝监测2002,26(4):1-4:(5):1-3
  [3]阚喜森. 小水电站应用计算机监控技术. 农村电气化,2006 (10) :51252.
  作者简介:谢明江(1961-),男,技师,从事水利水电技术工作34年。
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