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摘 要：通过电气自动化监控系统的组态模式和基本构建、系统的具体功能、自动化监控的优越性这三点的描述对水电厂电气自动化监控系统的应用分析，可以得出电气化自动化监控系统对于常规监控方式的优越性。该系统不仅可以为电厂提供一个流程且精确的运行状态，同时兼顾发电机组时间和水能利用率的提高，达到劳动生产率提高的作用，减少运行人员的工作时间，从而使得运行人员有时间学习更深的知识，更进一步的发展。
关键词：电气自动化；现场总线监控方式；优越性；发展趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
引言：
随着科技的进步，计算机技术的逐渐进步，网络技术的日益发展和成熟，水电厂的电气控制实现电子自动化、智能化也是一个提上日程的问题。在水电厂实现自动化监控系统不仅能够在安全经济中运行，还能降低检修和运行人员的劳动强度从而降低生产成本和企业减员增效等方面的显著的效果。而在电气自动化监控系统上有着很多的功能，这些都是推广水电厂电气自动化监控系统的必要理由。笔者就几个方面分析水电厂电气自动化监控系统的功能。
一、 电气自动化监控系统的组态模式和基本构建
1.组态模式
比较常见的监控模式分为三种，一种是以集中监控为主，这种监控方式的优势在于其控制站的防护要求较低、设计的难度较小。但是随着电气设备的数量增加，机器统计的大量数据不断导入导致主机运算沉滞、电缆的数量也增多、控制面积变大等现象。这样还可能出现电缆干扰到系统的情况，使系统的可靠性降低、大量的电缆集中导致的火灾易发等问题。第二种是运程监控方式，这种方式具备降低安装费用、节省电缆、组态灵活、可靠性较高、降低控制面积等的优点。然而，因这种方式会受现场总线通信速度的制约，通讯量的相对过大，所以该方式较多的应用在小单元系统中。第三种是现场总线监控方式，就目前来看，由于以太网技术以及现场总线等网络技术的广泛应用，尤其是在变电场上已经得到了应用，为在水电厂上应用电气自动化监控系统提供的丰富的运行经验。加上科技的高速发展，各种智能电气设备也是日益更新换代，这些种种因素均给水电厂的电气自动化监控系统奠定了坚实深厚的技术基础。可以说，现场总线监控已经发展成了一种比较成熟、实用的方式。这种方式专门针对系统的设计，主要是通过对间隔情况的分步设计，来完成间隔的不同构建，实现不同的功能。该方式不仅兼顾远程监控方式的优点，还降低了安装器件的成本，而且通过智能电气设备的就地安装、通过通信线连接监控系统等方面大大的节省的电缆的用量和安装维护的工程量，从而达到进一步节约综合成本的目的。在各设备的独立功能情况下，提高了整个系统的灵活性和可靠性，就算其中的一个装置发生了故障，也不会对整体的功能造成影响。可以预见，在未来的电厂计算机监控系统中，现场总线控制这一监控方式将成为发展的主流。
2. 电气自动化监控系统的基本构建
水电厂电气自动化系统结构主要按照分层（级）分布式的方法进行多CPU的体系结构来设计，每一层均由各不同的设备以及子系统来组成，通过合理的搭配来实现各自的功能。从系统整体来说，二次设备主要可以分为两层：单元层与站控层。站控层，作用是为单元层之间、监控间和各主机间提供必须的交换信息。而部件又主要分为远动工作站、主机兼操作人员的工作站、工程师维护、工作站通信站、运行工作站。主机兼操作员站，主要是为了给下层测控单元提供电气运行参数，并对运行参数进行相应的处理，此外还要完成远程控制的工作；远动工作站，主要是为了远程连接远动中心和监控管理系统，从而实现传送电厂电气系统部分运行信息与远动中心的传送，同时接收远动中心送来的信息，并实现定值远程管理等功能；运行工作站，亦称操作员工作站，主要是为运行人员提供实时监控电厂电气系统的运行自动抄表、运行工况、小电流接地选线、设备管理、故障信息管理等高级应用软件；工程师维护工作站，其作用是给维护技术人员进行界面、数据库、报表等的网络监视维护和修改维护等，此外工程师维护工作站还充当培训工作站，对工作人员进行仿真培训，并对操作流程进行必要的预演等；通信站是用于连接电厂MIS、DCS、SIS等系统的信息。
二、 系统的实际功能
1.采集数据和处理操控
系统的现场测控单元采集有关的信息，并对故障、事件、变位信号、状态、和模拟量越限和正常的信息等都进行对应的检测。预处理数据的各种合理性校检，并且利用网络对主控级进行实时数据库更新。采集的信号类型包括：开关量、模拟量和脉冲量。模拟量分为电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度和频率。而脉冲量又分为有功电能和无功电能。开关量分为断路器和隔离开关及接地开关的安全自动装置、位置信号和继电保护装置的报警、动作、运行监视信号等等。主控级、中控室以及现地操作面板通过分析发出命令，现场机组接收后完成各种控制和调节任务：（1）设备的正常开停机；（2）设备同期装置控制；（3）设备事故紧急停机控制；（4）设备有功、无功的针对性调节；（5）灭磁开关控制；（6）刀闸等控制以及其他一系列任务处理。
2. 信息显示、监视、记录及报警功能
监控系统主控层通过相关设备对现场控制单元级自动周期性采集获取相关数据，在存入数据库的同时，对相关数据进行分析和处理，通过将整个系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等的具体挂牌检修状态、开关状态等等实时数据整合生成以图形、表格方式给工作人员。
通过实时数据库的更新，显示电气接线图、运行监视图等各种画面在上位机，生成报警一览表和模拟量等的趋势曲线，对设备的运行数据和状态进行实时监控并显示，相关工作人员可以通过监视器时刻清晰的监视全站的实际操作过程和运行状态。在设备发生事故时，监控系统会自动将动作的自动安全装置、断路器信息和继电保护，包括动作性质、信号名称、编号、动作时间以及信号状态等通过时间顺序一一记载，同级事件发生的顺序记录表格，还可以通过CRT显示以及打印机打印输出，也可以存入存储装置中保存，为判断人员过失，分析事故原因，断路器跳闸顺序及分辨保护动作等提供直接依据。在对实际数据的实时分析中，当模拟量达到上限时，提示并打印报警信息，对越限对象的编号、名称、越限的参数值及越限时间不断的报告，并累计越限次数。报警信息可以分辨出故障报警和事故报警，而且不同程度的报警会表现出不同的颜色和音响。
三、 自动化监控的优越性
通过计算机监控实行电气自动化监控，能够让工作人员便捷的通过控制台进行信息交换等措施。在实际操作中，操作员可以通过机子实时显示情况进行有效分析，有效观察，并快速的发布具体的处理措施，在监控系统下，整个水电厂的所有系统都在监控中，運行人员对此电厂功能运行情况能够一目了然。这样的监控模式，既可以快速的发现设备故障，也能快速的反馈事故，从而使得运行人员能够及时做出反应和处理。避免了因为设备故障信息不能及时反馈、甚至人为疏忽的原因导致耽误工作人员的正确处理，能够快速的阻止事故的扩大。通过计算机等设备的控制，采用智能的菜单式控制，操作方便简洁。
四、结束语：
通过简单的描述可以看出，水电厂实行电气自动化监控系统是非常有必要的。电气自动化监控系统的优越性不言而喻，既可以杜绝大量的人员失误，又可以节约无谓的劳动力，还可以提高设备的准确运行性，实现电气化自动监控系统的安全性与可靠性，使系统更具经济优势。
参考文献 :
[1] 冯才伴，段振国.自动化监控系统在大河水电厂的应用[J].中国水力发，电工程学会信息化专委会2007年学术交流会论文集，2007.
[2] 钱素娟.浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势[J].沿海企业与科技，2009（10）.
[3] 张坚.低压电气自动化在水电厂监控系统中的应用[J].科技天地，2010（4）.
[4] 吴献.工业以太网与低压配电自动化[J].建筑电气，2007（1）.
[5] 付周兴，王清亮，董张卓.电力系统自动化[M].北京：中国电力出版社，2006.
关键词：电气自动化；现场总线监控方式；优越性；发展趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
引言：
随着科技的进步，计算机技术的逐渐进步，网络技术的日益发展和成熟，水电厂的电气控制实现电子自动化、智能化也是一个提上日程的问题。在水电厂实现自动化监控系统不仅能够在安全经济中运行，还能降低检修和运行人员的劳动强度从而降低生产成本和企业减员增效等方面的显著的效果。而在电气自动化监控系统上有着很多的功能，这些都是推广水电厂电气自动化监控系统的必要理由。笔者就几个方面分析水电厂电气自动化监控系统的功能。
一、 电气自动化监控系统的组态模式和基本构建
1.组态模式
比较常见的监控模式分为三种，一种是以集中监控为主，这种监控方式的优势在于其控制站的防护要求较低、设计的难度较小。但是随着电气设备的数量增加，机器统计的大量数据不断导入导致主机运算沉滞、电缆的数量也增多、控制面积变大等现象。这样还可能出现电缆干扰到系统的情况，使系统的可靠性降低、大量的电缆集中导致的火灾易发等问题。第二种是运程监控方式，这种方式具备降低安装费用、节省电缆、组态灵活、可靠性较高、降低控制面积等的优点。然而，因这种方式会受现场总线通信速度的制约，通讯量的相对过大，所以该方式较多的应用在小单元系统中。第三种是现场总线监控方式，就目前来看，由于以太网技术以及现场总线等网络技术的广泛应用，尤其是在变电场上已经得到了应用，为在水电厂上应用电气自动化监控系统提供的丰富的运行经验。加上科技的高速发展，各种智能电气设备也是日益更新换代，这些种种因素均给水电厂的电气自动化监控系统奠定了坚实深厚的技术基础。可以说，现场总线监控已经发展成了一种比较成熟、实用的方式。这种方式专门针对系统的设计，主要是通过对间隔情况的分步设计，来完成间隔的不同构建，实现不同的功能。该方式不仅兼顾远程监控方式的优点，还降低了安装器件的成本，而且通过智能电气设备的就地安装、通过通信线连接监控系统等方面大大的节省的电缆的用量和安装维护的工程量，从而达到进一步节约综合成本的目的。在各设备的独立功能情况下，提高了整个系统的灵活性和可靠性，就算其中的一个装置发生了故障，也不会对整体的功能造成影响。可以预见，在未来的电厂计算机监控系统中，现场总线控制这一监控方式将成为发展的主流。
2. 电气自动化监控系统的基本构建
水电厂电气自动化系统结构主要按照分层（级）分布式的方法进行多CPU的体系结构来设计，每一层均由各不同的设备以及子系统来组成，通过合理的搭配来实现各自的功能。从系统整体来说，二次设备主要可以分为两层：单元层与站控层。站控层，作用是为单元层之间、监控间和各主机间提供必须的交换信息。而部件又主要分为远动工作站、主机兼操作人员的工作站、工程师维护、工作站通信站、运行工作站。主机兼操作员站，主要是为了给下层测控单元提供电气运行参数，并对运行参数进行相应的处理，此外还要完成远程控制的工作；远动工作站，主要是为了远程连接远动中心和监控管理系统，从而实现传送电厂电气系统部分运行信息与远动中心的传送，同时接收远动中心送来的信息，并实现定值远程管理等功能；运行工作站，亦称操作员工作站，主要是为运行人员提供实时监控电厂电气系统的运行自动抄表、运行工况、小电流接地选线、设备管理、故障信息管理等高级应用软件；工程师维护工作站，其作用是给维护技术人员进行界面、数据库、报表等的网络监视维护和修改维护等，此外工程师维护工作站还充当培训工作站，对工作人员进行仿真培训，并对操作流程进行必要的预演等；通信站是用于连接电厂MIS、DCS、SIS等系统的信息。
二、 系统的实际功能
1.采集数据和处理操控
系统的现场测控单元采集有关的信息，并对故障、事件、变位信号、状态、和模拟量越限和正常的信息等都进行对应的检测。预处理数据的各种合理性校检，并且利用网络对主控级进行实时数据库更新。采集的信号类型包括：开关量、模拟量和脉冲量。模拟量分为电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度和频率。而脉冲量又分为有功电能和无功电能。开关量分为断路器和隔离开关及接地开关的安全自动装置、位置信号和继电保护装置的报警、动作、运行监视信号等等。主控级、中控室以及现地操作面板通过分析发出命令，现场机组接收后完成各种控制和调节任务：（1）设备的正常开停机；（2）设备同期装置控制；（3）设备事故紧急停机控制；（4）设备有功、无功的针对性调节；（5）灭磁开关控制；（6）刀闸等控制以及其他一系列任务处理。
2. 信息显示、监视、记录及报警功能
监控系统主控层通过相关设备对现场控制单元级自动周期性采集获取相关数据，在存入数据库的同时，对相关数据进行分析和处理，通过将整个系统的实际电压电流等模拟量、计算量以及隔离开关和断路器等的具体挂牌检修状态、开关状态等等实时数据整合生成以图形、表格方式给工作人员。
通过实时数据库的更新，显示电气接线图、运行监视图等各种画面在上位机，生成报警一览表和模拟量等的趋势曲线，对设备的运行数据和状态进行实时监控并显示，相关工作人员可以通过监视器时刻清晰的监视全站的实际操作过程和运行状态。在设备发生事故时，监控系统会自动将动作的自动安全装置、断路器信息和继电保护，包括动作性质、信号名称、编号、动作时间以及信号状态等通过时间顺序一一记载，同级事件发生的顺序记录表格，还可以通过CRT显示以及打印机打印输出，也可以存入存储装置中保存，为判断人员过失，分析事故原因，断路器跳闸顺序及分辨保护动作等提供直接依据。在对实际数据的实时分析中，当模拟量达到上限时，提示并打印报警信息，对越限对象的编号、名称、越限的参数值及越限时间不断的报告，并累计越限次数。报警信息可以分辨出故障报警和事故报警，而且不同程度的报警会表现出不同的颜色和音响。
三、 自动化监控的优越性
通过计算机监控实行电气自动化监控，能够让工作人员便捷的通过控制台进行信息交换等措施。在实际操作中，操作员可以通过机子实时显示情况进行有效分析，有效观察，并快速的发布具体的处理措施，在监控系统下，整个水电厂的所有系统都在监控中，運行人员对此电厂功能运行情况能够一目了然。这样的监控模式，既可以快速的发现设备故障，也能快速的反馈事故，从而使得运行人员能够及时做出反应和处理。避免了因为设备故障信息不能及时反馈、甚至人为疏忽的原因导致耽误工作人员的正确处理，能够快速的阻止事故的扩大。通过计算机等设备的控制，采用智能的菜单式控制，操作方便简洁。
四、结束语：
通过简单的描述可以看出，水电厂实行电气自动化监控系统是非常有必要的。电气自动化监控系统的优越性不言而喻，既可以杜绝大量的人员失误，又可以节约无谓的劳动力，还可以提高设备的准确运行性，实现电气化自动监控系统的安全性与可靠性，使系统更具经济优势。
参考文献 :
[1] 冯才伴，段振国.自动化监控系统在大河水电厂的应用[J].中国水力发，电工程学会信息化专委会2007年学术交流会论文集，2007.
[2] 钱素娟.浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势[J].沿海企业与科技，2009（10）.
[3] 张坚.低压电气自动化在水电厂监控系统中的应用[J].科技天地，2010（4）.
[4] 吴献.工业以太网与低压配电自动化[J].建筑电气，2007（1）.
[5] 付周兴，王清亮，董张卓.电力系统自动化[M].北京：中国电力出版社，2006.