顶盖排水系统是水轮发电机组最为重要的辅助系统之一，顶盖排水系统的可靠运行对电站安全有重大意义。采用混流式水轮机组的电站，顶盖排水系统通常的设计方式有常规回路控制、现地可编程控制、远方后备控制，水位信号的采集也存在多种方式。本文针对不能完全依靠空心导叶自流排水，对顶盖排水泵较为依赖的水轮机结构，利用可编程控制器软硬件平台，设计出溪洛渡电站顶盖排水系统的自动控制方式。在此基础上，根据该系统前期的运行效果，提出顶盖排水系统的优化设计方式，通过微分滤波对水位信号进行处理，明晰现地控制单元与远方后备的关系，实现水泵轮转的有效性控制。最后对智能电站中自动化系统应扮演的角色和发挥的作用提出推断和设想，为同类结构顶盖排水系统的设计和改造提供参考。　　水电站顶盖排水系统通常存在以下主要问题:1.水位信号测量不准确。由于安装空间小、泥沙油污多、旋转与震动不规则等复杂环境导致水位信号测量易于失真;2水位信号失真导致水泵异常控制。包括水泵的长期运行引起的效率下降或线圈烧毁、异常停泵导致水位上升水淹导轴承、频繁启停致使水泵机械结构损坏等;系统失灵。由于系统失电或者可编程控制器失灵导致的控制系统失效引发的严重后果。本文基于溪洛渡水电站前期设计与多年运行情况，对长期困扰水电站的顶盖排水控制系统进行深入研究，利用葛洲坝、三峡电站的运行维护经验，对顶盖排水系统从水位测量、信号处理、故障判断、轮转控制、冗余后备优先级划分等方面进行的全新的分析和设计，在顶盖环境水位测量不完全准确的前提下，提出了能够实现水泵精确控制的方法，经过后期电站内部的技术改造和试验验证，顶盖排水系统的缺陷率明显降低，泵的有效控制质量上升，控制系统失灵、水位控制失效的事故未再发生，实现了顶盖排水系统的本质安全。论文主要从以下5个方面对溪洛渡电站顶盖排水系统的设计和应用进行分析和论证:　　1.顶盖排水控制系统水位传感器的布置方式及测量的基本原理;　　2.基于可编程控制器的顶盖排水系统的硬件配置及外部布线;　　3.施耐德Unity编程环境与顶盖排水系统的程序设计结构;　　4.带有微分滤波功能的顶盖液位模拟量三种信号故障判断方式;　　5.现地控制单元与远方后备控制的优先模式和冗余关系。