摘 要：基于青海黑泉水電站計算機監控系統的設計、配置、功能及特點(diǎn)，淺析了微機綜合自動(dòng)化技術(shù)在中小型水電站的應用，以實(shí)現電站的遙控、遙調、遙信和遙測等遠動(dòng)功能。從而達到電站的無(wú)人值班或少人值守的目的。

　　關(guān)鍵詞：微機綜合自動(dòng)化 系統配置 監控功能

　　1、前言

　　二十一世紀是信息時(shí)代，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和自動(dòng)化程度的日益提高，微機綜合自動(dòng)化在電力生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。但在我們青海，由于種種原因，經(jīng)濟還比較落后，科技不甚發(fā)達，微機綜合自動(dòng)化技術(shù)只在幾個(gè)大型水電站得到應用，而在中小型水電站的應用受到了制約。1996年，隨著(zhù)國家西部大開(kāi)發(fā)政策的實(shí)施，青海省有史以來(lái)最大的水利工程黑泉水庫開(kāi)工建設，其附屬工程――黑泉水電站（寶庫河一級站）也于2002年建成投運并網(wǎng)發(fā)電，而該電站微機綜合自動(dòng)化的應用，也是我省中小水電站的第一家，經(jīng)過(guò)三年多的運行，已顯現出了其優(yōu)越性，結合該電站的實(shí)際情況，現就微機綜合自動(dòng)化在中小型水電站的應用問(wèn)題作一淺析探討。

　　2、電站概況

　　黑泉水庫位于青海省大通縣寶庫河上，距省會(huì )西寧市75KM，是一座大（Ⅱ）型綜合水利樞紐工程，庫容1.82億M 3，，主要功能為灌溉和城市供水，兼顧防洪和發(fā)電，大壩為混凝土面板砂礫石壩，壩高123.5M，其壩后引水式電站――黑泉水電站，是寶庫河梯級電站的第一級電站，設計水頭80M，最大水頭100M，裝機容量為3×4000KW＋1×2500KW，計14500KW（二級電站為3×3200KW，三級電站為3×5000KW，寶庫河梯級電站總裝機容量為39100KW），通過(guò)兩回35KV輸電線(xiàn)路并入西寧電網(wǎng)。

　　3、計算機監控系統的配置

　　3.1 電站控制層配置

　　電站控制層設備設在中央控制室，由主機操作員工作站、通訊工作站、主控制臺、漢字打印機、GPS時(shí)鐘同步裝置、語(yǔ)音報警裝置、UPS電源等組成。

　　電站控制層負責協(xié)調和管理各現地控制層的工作；收集有關(guān)信息并作相應處理和存儲；迅速、準確、有效地完成對本站被控對象的安全監視和控制。操作員可以在主控制室通過(guò)人機接口對數據庫和畫(huà)面在線(xiàn)修改，進(jìn)行人工設定、設置監控狀態(tài)、修改限值、事故處理指導和恢復操作指導等功能，并可下傳至LCU.監控命令輸出只有監控主機取得控制權的工作執行，作為另一臺工作站只作監測、數據通信而無(wú)控制輸出，兩機可互相跟蹤，系統軟件根據監控主機的運行和通信、硬件、軟件等狀態(tài)，進(jìn)行跟蹤判別，一旦出現異常，系統自動(dòng)給出切換信號，由另一臺工作站代替主機的工作，同時(shí)給出主機故障提示，主機修復啟動(dòng)后，自動(dòng)監測轉到主機并將數據輸入，并重新處于監控狀態(tài)。

　　3.2 現地控制層（LCU）配置

　　現地控制層分機組LCU和公共LCU兩部分，由人機界面終端（液晶觸摸屏）、智能I/O控制器、I/O模塊、輸出繼電器、準同期裝置、溫度測量裝置、轉速信號測量裝置、數字式測量?jì)x表和交直流雙供電源等設備組成。

　　機組LCU監控范圍包括水輪機、發(fā)電機、進(jìn)水口主閥和機組附屬設備�，F地控制層負責對水輪發(fā)電機組、電氣一次設備及公用設備等實(shí)時(shí)監控，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )實(shí)現各現地控制層與全站控制層連接交換信息，實(shí)現現地設備的監控及數據共享。當電站控制層因故退出運行時(shí)，現地控制層可以獨立運行而不受影響。

　　微機保護裝置、轉速、溫度巡檢、調速器、勵磁系統等設備通過(guò)現地LCU與以太網(wǎng)聯(lián)接，實(shí)現相應參數的監視和控制。部分沒(méi)有通訊接口的設備則通過(guò)現地控制單元的I/0模塊實(shí)現設備的控制和狀態(tài)檢測。

　　3.3 通訊網(wǎng)絡(luò )及設備配置

　　網(wǎng)絡(luò )結構形式采用工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò )通信介質(zhì)為多模光纖和屏蔽雙交電纜線(xiàn)。網(wǎng)絡(luò )傳輸采用Modbus協(xié)議，網(wǎng)絡(luò )傳輸速率為100Mbit/s，節點(diǎn)數可達340個(gè)，網(wǎng)絡(luò )上的任一節點(diǎn)可以實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò )上其它節點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送信息，某一節點(diǎn)故障，自動(dòng)從網(wǎng)絡(luò )上退出，不影響網(wǎng)絡(luò )上的其它節點(diǎn)傳輸信息。

　　網(wǎng)絡(luò )系統完成電站控制層各工作站之間和來(lái)自現地控制層（LCU）的全部數據的傳輸和各種訪(fǎng)問(wèn)請求。其網(wǎng)絡(luò )協(xié)議符合國際標準化組織OSI模型。具有良好的開(kāi)放性。計算機監控系統不會(huì )因任何一個(gè)元器件發(fā)生故障而引起系統的誤操作。網(wǎng)絡(luò )成熟可靠，符合國際標準。

　　3.4 系統軟件配置

　�。�1） 系統軟件：采用中文版的美國微軟Windows　NT 軟件，具有良好的實(shí)時(shí)性、穩定性、可靠性，NT系統管理保密性好。用于操作系統，它管理整個(gè)計算機系統的所有資源，包括CPU、存儲器、外部設備等，提供其它軟件與系統資源的接口，是其它軟件運行的環(huán)境。

　�。�2） 應用軟件：采用FIX7.0開(kāi)發(fā)軟件、3D圖形軟件和PLC編程軟件，用于程序的編輯、編譯、軟件連接等。具有良好的人機界面和全開(kāi)放特性。它是可以運行多種通訊協(xié)議的監控軟件，與網(wǎng)上有不同通訊協(xié)議的設備交換數據，其數據庫生成、監控畫(huà)面、控制流程、報表等配置靈活，使用和維護方便。

　　3.5 繼電保護系統的配置

　　采用美國ABB公司生產(chǎn)的微機綜合繼電保護裝置。發(fā)電機、變壓器和線(xiàn)路保護裝置均有8個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入和7個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出，一個(gè)用于變化自檢的轉換接點(diǎn)輸出。輸入與輸出可以邏輯編程用于控制斷路器的分合閘或者發(fā)信號。

　　有多種通訊協(xié)議可供選擇，ABB2000R型微機保護選用Modbus Plus通訊協(xié)議，可以通過(guò)該協(xié)議向系統傳送和存儲保護內測量記錄的數據。

　　保護的配置整定：對于保護裝置的使用，首先要進(jìn)行配置整定，輸入相關(guān)參數，保護裝置通過(guò)這些參數進(jìn)行保護功能和測量功能的計算，配置整定可以通過(guò)前面板的MMI或者ECP軟件進(jìn)行操作。

　　微機保護裝置還有故障錄波，故障、運行和操作記錄，測量等功能。接入保護裝置的輸入信號和保護裝置內所有數據都有數據可能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口傳送到網(wǎng)絡(luò )上的其它設備內。

　　4、計算機監控的功能

　　4.1 監控畫(huà)面功能

　�。�1）電氣主接線(xiàn)狀態(tài)畫(huà)面

　　畫(huà)面顯示電氣主接線(xiàn)所有開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，發(fā)電機出口的電氣和勵磁參數，主變壓器高、低壓側的電氣參數，35KV線(xiàn)路出口的電氣參數，6KV 和35KV母線(xiàn)的電氣參數，廠(chǎng)用變壓器的電氣參數，電氣主接線(xiàn)上所有開(kāi)關(guān)的分、合閘操作按鈕狀態(tài)。主接線(xiàn)的運行狀態(tài)和操作均在該畫(huà)面上進(jìn)行。當運行參數超出正常范圍或開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)，相應的數值和開(kāi)關(guān)顏色變化，語(yǔ)音設備報警。

　�。�2）機組工藝系統狀態(tài)畫(huà)面

　　畫(huà)面顯示機組及其氣、水、油等主要設備的狀態(tài)參數，主要設備的操作按鈕。當氣、水、油等參數超出正常范圍或設備故障時(shí)，相應的數值和設備圖形顏色變化，語(yǔ)音設備報警。

　�。�3）監控系統運行狀態(tài)畫(huà)面

　　畫(huà)面顯示監控系統繼電保護、PLC和測量裝置的工作狀態(tài)和參數。

　�。�4）電站所有需要監測的各種參數的實(shí)時(shí)和歷史曲線(xiàn)圖、棒型圖畫(huà)面。

　�。�5）各種運行和管理報表及表格畫(huà)面。

　�。�6）電站的平面圖、動(dòng)畫(huà)等顯示。

　　4.2 遠動(dòng)功能

　　由監控系統的主工作站實(shí)現，并留有擴展能力。需要向電力系統調度機關(guān)傳送和接收數據，實(shí)現調度機關(guān)對本電站的遙測、遙信、遙控和遙調，實(shí)時(shí)接收調度命令，向調度機關(guān)發(fā)送水電站實(shí)時(shí)運行工況、運行參數等信息。

　　4.3 數據采集和處理功能

　�。�1）電站控制層：自動(dòng)實(shí)時(shí)采集和處理來(lái)自各現地控制層及調度系統的數據。主要包括：機組、主變、母線(xiàn)、35KV線(xiàn)路、廠(chǎng)用電、調壓井閘門(mén)及全廠(chǎng)公用系統的電氣模擬量、非電氣模擬量、脈沖量、開(kāi)關(guān)量的采集，對這些數據進(jìn)行處理，包括越限處理、報警處理及事故追憶處理，處理后的數據以一定的格式存入實(shí)時(shí)數據庫，形成實(shí)時(shí)數據庫和歷史數據庫，以備系統調用和隨時(shí)查詢(xún)，并對監視的模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量進(jìn)行統計分析計算（含變位、越限等）作為歷史數據存入歷史數據庫，并作為報表輸出的主要數據來(lái)源。當出現異常事件記錄和出現事故時(shí)，計算機監控系統根據目前的情況自動(dòng)作出處理。

　�。�2）機組現地層LCU：自動(dòng)實(shí)時(shí)采集和處理發(fā)電機、水輪機、勵磁及調速裝置、機組附屬設備的電氣模擬量、非電氣模擬量、脈沖量、開(kāi)關(guān)量，主要設備運行工況診斷處理，并以一定的格式存入實(shí)時(shí)數據庫，對各類(lèi)信息進(jìn)行數據封裝后存放在現地控制單元的存儲單元中，并上傳電站控制層。

　�、僦苯硬杉�的信號有：

　　電氣量：發(fā)電機定子電壓、電流，勵磁電流、電壓、頻率、有功功率、無(wú)功功率和功率因數等。

　　非電量：機組油、氣、水系統的壓力、壓差、流量、液位、溫度。

　　開(kāi)關(guān)量：發(fā)電機斷路器位置、繼電保護電氣事故信號、故障分類(lèi)信號；勵磁系統工作方式設置、滅磁開(kāi)關(guān)位置、故障信號；調速器工作方式設置、故障信號；油壓裝置壓力、油位信號；油泵運行方式、設置信號、運行狀態(tài)信號；機組各溫度信號、轉速位置信號、導葉開(kāi)度位置信號、接力器鎖錠投切信號、制動(dòng)閘塊位置信號、制動(dòng)氣壓位置信號、剪斷銷(xiāo)剪斷信號、油槽油位信號；進(jìn)水口閥門(mén)位置信號、機組冷卻水信號；水機保護動(dòng)作信號等。

　　脈沖量：發(fā)電機有功電能、無(wú)功電能等。

　�、谕ㄐ挪杉�的信號數據有：

　　機組各部位溫度、測溫電阻斷線(xiàn)及裝置故障，以及有關(guān)機組軸溫溫度信號和交換控制、狀態(tài)和報警信息。勵磁系統、調速器系統、同期系統、發(fā)電機及主變和線(xiàn)路微機保護裝置的通訊。

　　4.4 綜合參數統計、計算與分析功能

　　計算機監控系統根據實(shí)時(shí)采集到的數據進(jìn)行周期、定時(shí)或召喚計算與分析，形成計算數據庫與歷史數據庫，幫助運行人員對電廠(chǎng)設備的運行進(jìn)行全面監視與綜合管理，可及時(shí)發(fā)現故障征兆，提高機組運行的安全性。對現成的計算數據列出作為實(shí)時(shí)數據處理，存入相應的實(shí)時(shí)數據庫和歷史數據庫，進(jìn)行越限報警、啟動(dòng)相關(guān)處理程序等操作。

　�。�1）溫度量分析計算

　　LCU周期獲得溫度測量裝置采集的溫度數據，進(jìn)行預處理，并作計算后將數據存入LCU數據庫，實(shí)現全系統數據共享，可顯示、制表打印。

　�、贉囟茸罡咧�、最低值：溫度畫(huà)面的實(shí)時(shí)值現示和歷史曲線(xiàn)現示。②溫度變化趨勢分析：實(shí)時(shí)和歷史變化曲線(xiàn)。③溫度越限追憶記錄：歷史變化曲線(xiàn)。④正常值與實(shí)測值的比較分析：溫度畫(huà)面中溫度現示值變色，正常溫度為白色、報警溫度為黃色、停機溫度為紅色。

　�。�2）電量累積計算

　　計算機監控系統對全廠(chǎng)有功電度量、無(wú)功電度量進(jìn)行周期分項分時(shí)累加，并存入數據庫，供顯示并制表打印。

　�、賳闻_發(fā)電機的發(fā)電有功、無(wú)功電量累加。②單回送電線(xiàn)路的送電有、無(wú)功電量累加。③全廠(chǎng)發(fā)電機總發(fā)電量累加，全廠(chǎng)線(xiàn)路總送電量累加。④全廠(chǎng)總廠(chǎng)用電量累加。

　�。�3）設備運行統計計算

　　對機組、斷路器、機組油壓裝置等重要動(dòng)力設備，以及間歇運行的輔助設備的運行工況（包括啟動(dòng)次數據、運行時(shí)間、間歇時(shí)間等）進(jìn)行統計，對繼電保護及自動(dòng)裝置動(dòng)作情況進(jìn)行統計。

　　4.5 定值管理功能

　　計算機監控系統對所有定值作統計，定值修改、變更情況統計，并存入數據庫，以備查詢(xún)。

　　4.6 生產(chǎn)報表功能

　　計算機監控系統進(jìn)行電氣量參數報表，非電氣化量參數報表，溫度、日發(fā)電量、廠(chǎng)用電量統計報表，生產(chǎn)綜合統計報表等。

　　4.7 安全運行監視及事件報警功能

　�。�1）主要設備安全運行實(shí)時(shí)監視

　　計算機監控系統可以使運行人員通過(guò)主機兼操作員工作站顯示器屏幕對全廠(chǎng)主要設備運行狀態(tài)和運行參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監視，包括狀態(tài)變化監視、越限檢查、過(guò)程監視、歷史趨勢分析和監控系統異常監視。

　�、僭较迿z查：主要針對主機定子電流、油溫、冷卻水壓力、定子線(xiàn)圈和鐵心的溫度計及其它被監視參數，檢查設備異常狀態(tài)并發(fā)出報警。

　�、谶^(guò)程監視：監視機組開(kāi)停機條件、開(kāi)停機進(jìn)程、狀態(tài)轉換過(guò)程的順序及轉換時(shí)間等，并上送至電站控制層。監視機組各種運行工況的轉換過(guò)程所需要的操作步驟，在發(fā)生過(guò)程阻滯時(shí)，顯示阻滯原因，并由機組現地控制單元將機組轉換到安全狀態(tài)。（如開(kāi)機、停機、冷卻水狀況等）

　�、圳厔莘治觯悍治鰴C組運行參數的變化。（如機組軸承溫度趨勢監視、發(fā)電機溫度變化趨勢監視、機組電壓和負荷變化、勵磁電壓和電流變化等）

　�、鼙O控系統異常監視：對機組現地控制單元硬件、軟件故障自動(dòng)監視，報警并上送數據信息給電站控制層。實(shí)時(shí)監視監控系統本身的工作狀況，通信狀態(tài)等。

　�。�2）事件報警

　�、俟收蠄缶�記錄

　　計算機監控系統周期性?huà)呙韫收闲盘�，故障發(fā)生時(shí)，立即響應并處理，同時(shí)記錄故障發(fā)生時(shí)間（時(shí)、分、秒）、動(dòng)作設備器件名稱(chēng)、事故內容等信息，并顯示、打印故障報警語(yǔ)句，發(fā)出聲光報警信號，按故障發(fā)生的先后次序排列，形成故障記錄并存入數據庫。故障記錄表格為故障匯總記錄表，可供值班人員查尋，并定時(shí)打印，也可召喚打印或顯示。

　�、趨�數越限、復限報警記錄

　　計算機 監控系統在設備運行參數超越其限值時(shí)，立即報警，越限值恢復正常值時(shí)，進(jìn)行復限提示。參數越、復限時(shí)，記錄發(fā)生時(shí)間（時(shí)、分、秒）、參數名稱(chēng)、參數值勤等信息，并顯示打印故障報警語(yǔ)句，發(fā)出音響報警信號，形成全廠(chǎng)參數越看待線(xiàn)記錄并存入數據庫。

　�、凼录�順序檢測

　　機組現地LCU自動(dòng)檢測本單元所監視的設備、繼電保護和自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況，當發(fā)生狀態(tài)變換時(shí)，對于事故信號自動(dòng)產(chǎn)生中斷，檢測事件性質(zhì)、發(fā)生時(shí)間，并順序記錄，上送電站控制層，計算機監控系統立即響應中為信號，同時(shí)記錄事故發(fā)生時(shí)標（時(shí)、分、秒、）、動(dòng)作設備器件名稱(chēng)、事故內容等信息，并顯示、打印事故報警語(yǔ)句，發(fā)出聲光報警信號，按事故發(fā)生的先后次序排列，形成事件記錄并存入數據，可按設備進(jìn)行搜索記錄。

　�。�3）事故追憶及相關(guān)量記錄

　　電站發(fā)生事故時(shí)，需對事故發(fā)生前后的某些重要參數進(jìn)行追憶記錄，以供運行人員事故分析。事故發(fā)生時(shí)，計算機將按順序將事故報警信息、事故的名稱(chēng)及這些追憶數據保存于磁盤(pán)中，形成歷史數據。并自動(dòng)顯示、打印這些數據。事故追憶的重要參數有：線(xiàn)路三相電流和電壓（正常值和故障值）；主變的電流和溫度（正常值和故障值）；發(fā)電機定子三相電流和電壓（正常值和故障值）、機組推力軸瓦最高溫度等。

　�。�4）機組開(kāi)、停機過(guò)程監視

　　機組開(kāi)、停機時(shí)（命令發(fā)出），計算機監控系統自動(dòng)推出相應機組的開(kāi)、停機過(guò)程監視畫(huà)面。畫(huà)面包括：機組編號、自動(dòng)/手動(dòng)標記、開(kāi)（停）機條件、用流程圖表示的開(kāi)（停）機步驟、每步操作的時(shí)間及總時(shí)間。實(shí)時(shí)顯示全部開(kāi)、停機過(guò)程中每一步驟及執行情況，并按設備實(shí)際動(dòng)作狀態(tài)自動(dòng)改變步序框的顏色，以區分已操作、正在操作、待操作及操作受阻部位。并提示在開(kāi)、停機過(guò)程受阻的受阻部位的原因，進(jìn)行開(kāi)環(huán)運行指導甚至閉環(huán)自動(dòng)控制操作。

　　4.8 控制、操作與調節功能

　　根據電廠(chǎng)設備運行的情況和有關(guān)計算結果，按預定步驟遠方及現地的控制命令對全廠(chǎng)設備的運行進(jìn)行控制與調節。運行設備控制方式設置，自動(dòng)/手動(dòng)控制、遠方/現地操作，均可在操作畫(huà)面中點(diǎn)擊實(shí)現，有功功率、無(wú)功功率調節以及機組開(kāi)停機的控制操作也可在操作畫(huà)面中點(diǎn)擊實(shí)現�？刂苾�(yōu)先權為：現地控制層單元、電站控制層單元。

　　可實(shí)現設備運行方式設置與轉換；機組有功、無(wú)功的調節操作；斷路器、隔離開(kāi)關(guān)投、切操作；機組開(kāi)、停機操作及緊急停機操作；機組壓油裝置和公用設備電動(dòng)機啟停操作；閘門(mén)開(kāi)/閉操作；各種整定值、限制修改操作；報警信號復歸。

　�。�1）電站主接線(xiàn)圖上的斷路器和開(kāi)關(guān)的控制。

　　主接線(xiàn)圖上的斷路器和開(kāi)關(guān)的控制通過(guò)微機保護的開(kāi)關(guān)量輸入和輸出實(shí)現。在出現故障時(shí)，由相應的保護裝置動(dòng)作于跳閘；正常的分合閘操作，既可以在控制屏上通過(guò)控制開(kāi)關(guān)操作，也可以通過(guò)上位微機用鼠標操作來(lái)實(shí)現。

　�。�2）機組順序控制

　　機組通過(guò)各自的現地LCU實(shí)現開(kāi)停機過(guò)程順序控制及水輪機事故保護。機組開(kāi)停機指令由電站級操作員工作站自動(dòng)或手動(dòng)發(fā)出，也可在現地觸摸屏上執行。

　　運行人員通過(guò)專(zhuān)用操作控制畫(huà)面，以人機對話(huà)方式選擇機組號，設置有功功率或無(wú)功功率給定值，當運行人員確認后，上位機發(fā)出命令，機組LCU執行�？蓪�(shí)現機組轉速及有功功率調節；機組電壓及無(wú)功功率調節。

　�。�3）機組開(kāi)停機過(guò)程的控制

　　機組開(kāi)機、停機和故障停機過(guò)程的自動(dòng)和手動(dòng)控制，通過(guò)每臺發(fā)電機組自動(dòng)屏內的PLC來(lái)實(shí)現，在機組自動(dòng)屏上可以通過(guò)模擬屏上的操作顯示接口進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)機，也可以由上位微機進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)機，二處均在軟件上設置切換功能，不能同時(shí)操作。開(kāi)機和運行過(guò)程的控制包括投入、關(guān)閉冷卻水，打開(kāi)、關(guān)閉制動(dòng)閘和碟閥，調節導水葉的開(kāi)度，控制水輪機的轉速，投入、斷開(kāi)勵磁和調節勵磁電壓和電流、發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)合閘、分閘等操作。水機故障跳開(kāi)發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)，通過(guò)軟件由發(fā)電機保護跳閘執行。

　�。�4）公共系統的控制

　　電站公共系統輔機由一臺PLC控制，控制對象包括：高、低壓壓縮空氣、供水泵、排水泵、潛水泵、調速油泵和碟閥的打開(kāi)、關(guān)閉。廠(chǎng)用電備用電源自動(dòng)投入監視、調速器油壓力高低、冷卻水壓力等信號。

　　公用系統設備既可以在公用系統屏上的按鈕進(jìn)行控制，也可以由上位微機進(jìn)行控制。

　�。�5）發(fā)電機勵磁系統的控制

　　控制每臺發(fā)電機勵磁系統的開(kāi)關(guān)量以及勵磁電壓和電流增加或減少，通過(guò)每臺機組的PLC開(kāi)關(guān)時(shí)接點(diǎn)來(lái)實(shí)現，某臺發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)故障跳閘后，PLC自動(dòng)跳開(kāi)相應的發(fā)電機滅磁開(kāi)關(guān)。機組自動(dòng)起機正常運行過(guò)程中，執行投勵磁電壓和勵磁電流的調節工作。對于勵磁系統的控制和調節可以通過(guò)機組自動(dòng)屏上操作顯示接口和上位微機來(lái)實(shí)現，兩處均在軟件上設置切換功能，與勵磁屏也有相互切換功能，兩處不能同時(shí)操作。

　�。�6）AGC和AVC調節

　�、貯GC調節

　　自動(dòng)發(fā)電控制還能完成對各機組運行工況轉換時(shí)的協(xié)調工作，以保證機組和電力系統所受的擾動(dòng)最小。自動(dòng)發(fā)電控制能進(jìn)行開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制，開(kāi)環(huán)運行時(shí)計算機監控系統在監視屏幕上給出提示信息，閉環(huán)控制則將操作調節信號直接作用到機組調速器和各機組輔助設備，機組是否參與自動(dòng)發(fā)電控制功能可由運行人員預先設定并在系統中給出標志。

　�、贏(yíng)VC調節

　　計算機監控系統根據電力系統要求自動(dòng)將電壓維持在給定的變化范圍內，在此基礎上實(shí)現對各機組間無(wú)功功率的合理分配。無(wú)功功率的分配躲過(guò)系統故障或系統負荷變動(dòng)所引起的暫態(tài)過(guò)程，保證計算機監控系統在對機組進(jìn)行無(wú)功功率調節時(shí)所引起的擾動(dòng)最小，機組是否參與自動(dòng)電壓控制功能可由運行人員預先設定并在系統中給出標志。

　　4.9 人機聯(lián)系功能

　�。�1）本系統提供豐富多樣的人機聯(lián)系手段，允許運行操作人員通過(guò)各顯示器，鼠標器、鍵盤(pán)及打印機以各種方式實(shí)現對全廠(chǎng)設備運行監視、控制、調節、定值修改、畫(huà)面調用、數據打印要求，并易于對應用程序開(kāi)發(fā)及修改。

　�。�2）在操作臺上的運行人員只允許完成對電站設備進(jìn)行監視、控制調節和參數設置等操作，特權操作權供調試人員調用。

　�、偃藱C聯(lián)系采用漢字WINDOWS NT平臺監控，畫(huà)面美觀(guān)，調用和操作簡(jiǎn)便、靈活、可靠，響應速度快，對話(huà)提示說(shuō)明清楚準確，在整個(gè)系統對話(huà)運用中保持一致；②人機聯(lián)系為漢字顯示打印，漢字符合國家一級字庫標準；③有關(guān)操作的人機聯(lián)系，充分利用具有被控對象顯示畫(huà)面、鍵盤(pán)（或鼠標）及畫(huà)面對話(huà)區提示三結合方式，操作過(guò)程中有必要的可靠性校核及閉鎖功能。④不同職責的運行管理人員提供不同的安全等級操作權限。

　　4.10 人機界面功能

　�。�1）畫(huà)面顯示、畫(huà)面實(shí)時(shí)刷新（包括設備運行狀態(tài)，運行參數及時(shí)鐘）、報警與操作信息創(chuàng )新或標志提示、人機對話(huà)提示及操作命令信息提示、光標顯示與控制、畫(huà)面窗口變換與局部放大、畫(huà)面的平移、滾動(dòng)和漫游、多窗窗口顯示、比例縮放。

　�。�2）人機界面顯示內容

　　畫(huà)面顯示是電站計算機監控系統的重要功能，畫(huà)面是實(shí)時(shí)狀態(tài)的并采用多窗口技術(shù)以提供更多的信息。畫(huà)面調用具有程序自動(dòng)調用和鍵盤(pán)菜單召喚調用形式。畫(huà)面的種類(lèi)包括接線(xiàn)圖類(lèi)、棒形圖類(lèi)、曲線(xiàn)類(lèi)、表格類(lèi)、信息類(lèi)、運行指導類(lèi)等。

　�、倬�(xiàn)圖類(lèi)畫(huà)面

　　包括電氣主接線(xiàn)圖、廠(chǎng)用電系統接線(xiàn)圖、直流系統接線(xiàn)圖及電氣參數、水力機械系統圖、機組及公用油、水、氣系統實(shí)時(shí)狀態(tài)參數模擬圖、計算機系統設備運行狀態(tài)圖、運行監視圖、各類(lèi)運行方式狀態(tài)圖。在這些畫(huà)面上能顯示出運行設備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及運行參數（實(shí)時(shí)電流、電壓、有功、無(wú)功、功率因數、頻率、電度量、主變溫度等）。

　�、谛螆D類(lèi)畫(huà)面

　　包括機組有功無(wú)功功率、運行參數的限值和實(shí)時(shí)值對比以及部分運行指標的顯示等。

　�、矍�線(xiàn)圖類(lèi)畫(huà)面

　　包括給定負荷曲線(xiàn)、實(shí)際負荷曲線(xiàn)、歷史趨勢曲線(xiàn)以及各類(lèi)運行圖實(shí)時(shí)曲線(xiàn)等。

　�、鼙砀耦�(lèi)畫(huà)面

　　包括各種運行報表、操作記錄統計表、事故故障報警統計表、定值變更統計表、I/0點(diǎn)定義表、各類(lèi)記錄本、運行報告等。

　�、菪畔㈩�(lèi)畫(huà)面

　　包括狀態(tài)變位信息、事故、故障報警信息（光子牌）、模擬量參數越復限信息、相關(guān)量記錄以及監控系統自診斷報警。

　�、尬淖终f(shuō)明：包括使用幫助、操作說(shuō)明、公司介紹。

　　4.11 數據通信功能

　　完成與本單元機組控制PLC設備、微機溫度巡檢裝置、微機調速器、微機勵磁裝置及保護設備之間數據變換。完成機組現地控制層的數據變換，實(shí)時(shí)上送電站控制層所需的過(guò)程信息，接受電站控制層的控制和調整命令。

　　數據通信傳送的上行內容：機組溫度測量裝置傳送的溫度量；發(fā)電機三相定子電流；發(fā)電機定子相電壓和線(xiàn)電壓；發(fā)電機有功功率和無(wú)功功率；發(fā)電機有功電能及無(wú)功電能；發(fā)電機功率因數；發(fā)變組各種事故信號和故障信號；機組壓油裝置PLC、機組技術(shù)供水PLC各種事故，故障信號以及被控設備運行狀態(tài)信號等。

　　4.12 系統診斷功能

　　機組現地LCU能在線(xiàn)或離線(xiàn)自檢硬件和軟件故障，并能確定故障到輸入、輸出模板，能在離線(xiàn)自檢各種應用軟件。能實(shí)現自檢故障的本地顯示及上送故障信息給主控級，以便在主控制臺顯示和打印。

　　4.13 時(shí)鐘同步功能

　　機組現地LCU實(shí)現與電站控制層時(shí)鐘同步，保證全系統與衛星始終同步。數據通信傳送的上行內容為微機電量采集的電流、電壓、頻率、有功、無(wú)功、線(xiàn)路的有功、無(wú)功電度、保護等各種事故和故障信號。

　　5、本電站綜合自動(dòng)化系統的主要特點(diǎn)

　�。�1）本電站自動(dòng)化系統采用典型的分層分布式結構，即電站控制層和現地控制層�，F地控制層設備在站內相互獨立且分布式布置，僅通過(guò)站內以太網(wǎng)互聯(lián)。系統功能齊全、配置靈活、具有極高的可靠性，符合綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

　�。�2）開(kāi)放式、易擴展性的設計。通過(guò)采用國際國內公認的標準規范及接口方式（如：Modbus Plus、RS232、RS485等），方便的與其它相關(guān)的智能設備相聯(lián)，并進(jìn)行信息交換；另充分考慮到水電站擴建、改造等因素，間隔層設備基于模塊式標準化設計，可根據要求隨意配置，電站控制層設備配置組態(tài)非常靈活。

　�。�3）靈活多變的網(wǎng)絡(luò )化結構設計，可支持局域網(wǎng)、以太網(wǎng)、現地總線(xiàn)等。網(wǎng)絡(luò )介質(zhì)采用的是光纖、同軸電纜、屏蔽雙絞線(xiàn)等。網(wǎng)絡(luò )規約：TCP/IP、Modbus Plus 、RS232、RS485、等，適用于不同的系統結構，其結構靈活多樣。

　�。�4）遠程訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)，系統可以通過(guò)通信服務(wù)器將實(shí)時(shí)數據傳送到遠程計算機或調度端，支持遠動(dòng)調度通信規約。

　�。�5）開(kāi)放的硬件環(huán)鏡，計算機可以采用各種符合開(kāi)放標準的RISC工作站、各種工業(yè)用計算機、施耐德、西門(mén)子、OMRON等公司的可編程控制器，并保持對其它設備的接入開(kāi)放。

　�。�6）系統軟件采用當前最先進(jìn)的面向對象的設計理念、原則和技術(shù)，這種設計將帶來(lái)使用和維護上的極大方便。運行在WINDOWS NT環(huán)鏡下，圖形化編程、簡(jiǎn)單易學(xué)，數據庫采用面向網(wǎng)絡(luò )的實(shí)時(shí)數據庫。

　�。�7）系統設計有標準的SCADA功能，同時(shí)可以配置自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、自動(dòng)電壓控制（AVC）、防誤操作、設備維護管理、電話(huà)語(yǔ)音報警、GPS等多種高級功能。

　　6、結束語(yǔ)

　　根據電站的實(shí)際情況，并借鑒其它站的經(jīng)驗教訓，揚長(cháng)避短，其設計理念符合微機綜合自動(dòng)化發(fā)展趨勢，采用了國際通用標準，系統配置合理，功能完備，所選設備先進(jìn)，不僅可以滿(mǎn)足電站目前運行的控制、監視、測量和報警等要求，也為電站今后發(fā)展留有余地，有很好的靈活性、兼容性、擴充性和互換性，同時(shí)，無(wú)需另設其它遠動(dòng)設備，完全滿(mǎn)足遙測、遙控、遙信、遙調和少人值守的需要，對各種外圍設備能進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)的診斷和自診斷，從而保證自動(dòng)化系統長(cháng)期穩定的工作。