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，淺析了微機綜合自動化技術在中小型水電站的應用，以實現電站的遙控、遙調、遙信和遙測等遠動功能。從而達到電站的無人值班或少人值守的目的。

　　關鍵詞：微機綜合自動化 系統配置 監控功能

　　1、前言

　　二十一世紀是信息時代，隨著科學技術的不斷進步和自動化程度的日益提高，微機綜合自動化在電力生產中得到了廣泛的應用。但在我們青海，由于種種原因，經濟還比較落后，科技不甚發達，微機綜合自動化技術只在幾個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，隨著國家西部大開發政策的實施，青海省有史以來最大的水利工程黑泉水庫開工建設，其附屬工程――黑泉水電站（寶庫河一級站）也于2002年建成投運并網發電，而該電站微機綜合自動化的應用，也是我省中小水電站的第一家，經過三年多的運行，已顯現出了其優越性，結合該電站的實際情況，現就微機綜合自動化在中小型水電站的應用問題作一淺析探討。

　　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），通過兩回35KV輸電線路并入西寧電網。

　　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時鐘同步裝置、語音報警裝置、UPS電源等組成。

　　電站控制層負責協調和管理各現地控制層的工作；收集有關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人機接口對數據庫和畫面在線修改，進行人工設定、設置監控狀態、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，進行跟蹤判別，一旦出現異常，系統自動給出切換信號，由另一臺工作站代替主機的工作，同時給出主機故障提示，主機修復啟動后，自動監測轉到主機并將數據輸入，并重新處于監控狀態。

　　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、數字式測量儀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、發電機、進水口主閥和機組附屬設備。現地控制層負責對水輪發電機組、電氣一次設備及公用設備等實時監控，通過工業以太網絡實現各現地控制層與全站控制層連接交換信息，實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，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現地LCU與以太網聯接，實現相應參數的監視和控制。部分沒有通訊接口的設備則通過現地控制單元的I/0模塊實現設備的控制和狀態檢測。

　　3.3 通訊網絡及設備配置

　　網絡結構形式采用工業以太網，網絡通信介質為多模光纖和屏蔽雙交電纜線。網絡傳輸采用Modbus協議，網絡傳輸速率為100Mbit/s，節點數可達340個，網絡上的任一節點可以實時向網絡上其它節點和網絡上發送信息，某一節點故障，自動從網絡上退出，不影響網絡上的其它節點傳輸信息。

　　網絡系統完成電站控制層各工作站之間和來自現地控制層（LCU）的全部數據的傳輸和各種訪問請求。其網絡協議符合國際標準化組織OSI模型。具有良好的開放性。計算機監控系統不會因任何一個元器件發生故障而引起系統的誤操作。網絡成熟可靠，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，具有良好的實時性、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境。

　　（2） 應用軟件：采用FIX7.0開發軟件、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放特性。它是可以運行多種通訊協議的監控軟件，與網上有不同通訊協議的設備交換數據，其數據庫生成、監控畫面、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公司生產的微機綜合繼電保護裝置。發電機、變壓器和線路保護裝置均有8個開關量輸入和7個開關量輸出，一個用于變化自檢的轉換接點輸出。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信號。

　　有多種通訊協議可供選擇，ABB2000R型微機保護選用Modbus Plus通訊協議，可以通過該協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，首先要進行配置整定，輸入相關參數，保護裝置通過這些參數進行保護功能和測量功能的計算，配置整定可以通過前面板的MMI或者ECP軟件進行操作。

　　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網絡接口傳送到網絡上的其它設備內。