基于水电站中微机监控保护装置的应用研究

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[摘 要]我国经济的快速发展对电力的需求也越来越大，特别是电力能源作为一种清洁的能源，因此受到了市场的广泛欢迎。中小型水电站纷纷建立起来，具有防洪、抗旱的功能，带来较高的经济效益及社会效益。随着信息技术的不断发展，水电站的自动化水平也得到了不断的提高，使得微机监控保护装置在水电站中得到广泛应用。为此，探究微机监控保护装置在水电站中的应用具有重要意义。

[关键词]水电站；微机监控保护装置；应用

中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0370-01

随着人们生活水平和工业化的发展，对于电力系统的可靠性和稳定性提出了更高的要求。微机监控系统作为比较先进的监控系统，在中小型水电站中能够实现自动控制的功能，维护发电和供电的平衡，保障水电站的安全运行。通过应用微机监控保护装置能够实现电站的运动遥控，进而体动水电站由人少值班向无人值班过渡，更进一步推动水电站自动化进程。

一、微机监控系统概述

对于中小型水电站来说，由于其远离城市，具有交通不便等特点，为了有效的降低电站的运行成本，提高水电站的可靠性，利用微机监控系统是十分必要的。微机监控系统是依托先进的计算机技术，将监控、保护、调速以及其它设备实现一体化的管理，它一般采用分布式或者分层的结构，利用分散式或者组屏的方式来实现电站的自动化。

水电站的自动化系统的结构按照电站装机容量的大小可以分为三种类型，即小型机组、中型机组、大型机组。由于不同水电站的装机台数、容量和型号等都不同，所以其各层的结构也有很大的不同。对于中小型电站来说，其微机监控保护系统主要应用的是单主控的计算机，当水电站的要求比较高的时候，还可以应用双主控计算机作为备用，现地单元层的机组主要由发电机的监控单元、保护单元和后备保护单元等系统组成。中型水电站的主控层是由多台控制机所构成的网络系统，多个单元所构成的发电机保护装置，以及发电机的监控装置和水机自动化装置等构成。作为中小型水电站常用的微机监控保护系统，其LCL管理系统之间用CAN总线的方式保持通信，PLC系统和LCU之间的微机依靠Rs-485之间保持通信，各个LCU管理计算机和主控层之间依靠光纤通信。

二、水电站中微机监控保护装置的应用

DCAP―3500型监控系统技术在中小型水电站的计算已经成熟，在很多水电站上都得到了广泛的应用。而且其系统运行稳定可靠，其经济效益也非常的明显，不仅提高了水电站的运行效率，同时也增加了电站的发电量，有力的减轻了水电站的劳动投入，也为电站实现无人值守、少人值班提供了有力的技术支持。DCAP―3500系统能够能够对监控信号进行采样，读入工作中所产生的各种有用的信号，同时还能够根据输入的信号对电压、电流进行检测计算，对开关的工作状况进行监控等操作，实现对信号自动处理。除此之外还有保护功能，对水轮发电机的机械保护，对升变压器故障进行保护等。

水机的自动化设备主要由可靠性非常高的PLC构成，LCU主要由控制单元构成，每个单元又是由结构相对比较简单的模块所组成，每个单元都和一台断路器相连接，这大大的方便了系统的维护和维修。控制单元由主模块、输入模块、输出模块和电源构成，其中管理模块和单片机之间通过串行通信的方式连接在主模块上。这种连接单元具有非常高的可靠性，应用多层电路板的方式，提高了微机保护装置的抗干扰能力和良好的电磁兼容性。其箱体应用密封的低功耗元件，具有功耗低、散热性好等特点，同时还有比较好的防尘功能。而且各个电路板都具有良好的防潮功能，非常适合应用与水电站这样的工作环境。不同的连接单元都能够采用CAN总线连接起来，能够在系统上进行分合闸操作和修改参数等，同时还能够应用CAN总线和上位机系统连接起来，实现对水电站的遥测、遥控，从而对水电站进行有效的监控和保护。除此之外，还具有密集装配、分散安装的特点，其体积比较小，质量也非常的小，因此在安装使用的过程中非常便利，特别是对于环境和空间要求比较严格的水电站，控制单元也能够发挥其良好的功能。

CAN是一种数据总线，其通信介质可以是同轴电缆，也可以是双绞线和更加高级的光道纤维，而且其通信速率非常高。具有容易实现、通信速度快，以及性价比比较高的特点，因此在市场上得到了广泛的应用。由于CAN具有良好的检错功能和很高的可靠性，所以在一些电磁辐射、温度恶劣、振动比较大的复杂的环境中发挥了重要的作用。CAN控制器采用灵活多变的工作方式，网络中的所有节点都能够按照总线优先访问的方式向总线发送数据，而且CAN控制器采用了先进的通信数据的方式进行编码，可以使不同的节点能够同时收到同样的数据。这种工作方式能够满足水电站在工作中不同节点之间数据通信的要求，而且还有一定的冗余结构，有效的满足了微机监控系统的工作的需要，使其工作方式更加的灵活。CAN总线通过其内部的收发芯片的两个输出端和物理总线相连，这种连接方式就不会发生当系统有错误的时候，多个节点同时向总线发送数据时使总线发生短路，而损坏节点的现象。

三、结束语

总而言之，将微机监控保护装置应用到水电站中，能够有效的对水电站的运行状态进行监控，保护了发电机等重要设备的运行安全。这种监控的方式，简化了传统监控控制的方式，提高了水电站的自动化水平，同时也提高了水电站的经济效益和安全。而且微机保护装置还具有很好的抗干扰性，有效的满足了水电站的使用要求。

参考文献

[1] 雷文星.微机监控保护装置在水电站中的应用[J].中华民居，2012，（5）：217.

[2] 吕佰江.孝丰水电站的计算机监控系统改造[J].小水电，2013，（4）：77-78.