惠州抽水蓄能电站工程安全监测自动化系统

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摘要：本文简略介绍了惠州抽水蓄能电站工程安全监测自动化系统，阐述了系统的总体功能、网络构建、软件及功能等方面内容，为同行们提供参考。

关键词：惠州抽水蓄能电站；安全监测；自动化系统

Abstract: this paper briefly introduces the huizhou pumped storage power plant project safety monitoring automation system, this paper expounds the functions of the whole system, network construction, software and function of content, to provide reference for colleagues.

Keywords: huizhou pumped storage power plant; Safety monitoring; Automation system

中图分类号：TV743文献标识码：A 文章编号：

1 概述

惠州抽水蓄能电站（以下简称惠蓄）位于广东省博罗县城郊，距广州约112km，距惠州20km，装机容量2400MW，平均水头532.40m，电站服务于广东省电网枢纽工程，工程为Ⅰ等工程，主要建筑物如上水库挡水泄水建筑物、下水库挡水泄水建筑物、输水系统建筑物、主副厂房、主变洞、母线洞、高压电缆洞及开关站等为1级建筑物，次要建筑物如地下厂房的交通洞、通风洞、排水廊道、自流排水洞及尾调通气洞等为3级建筑物。

惠蓄安全监测的对象包括：上水库大坝、输水系统、地下厂房系统、下水库大坝等建筑物。安全监测自动化系统按上库主坝和副坝及部分输水监测项目、地下厂房及部分输水监测项目、下库主坝和副坝及其余输水监测项目。各现场网络具有相对的独立性，可以单独运行，分别进行管理，以满足各建筑物施工期及运行期的安全监测要求。

2安全监测自动化系统

2.1 总体功能

自动化系统的总体功能包括：

(1)监测数据采集功能：系统能采集本工程所选用的各类传感器监测数据，能实现对各类传感器按指定方式自动进行数据采集。

(2)数据通信功能：监测数据通信包括现场级通信和监测管理中心级通信。

(3)系统操作、应用功能：在监测服务器、监测工作站上可实现有关监视操作、输入/输出、显示打印、报告当前测值状态、调用历史数据等功能。

(4)综合信息管理功能：监测自动化系统能及时采集从施工期到正常运行期的各种监测数据，并进行综合分析以掌握各监测对象的工作性态。

(5)数据储存、电源管理功能：测控装置具有存储器和掉电保护模块，能暂存所采集的数据，存储容量用完后应能自动覆盖。

(6)系统自检功能：能对监测系统设备、各功能模块、电源、通信状态等进行自检，便于系统测试及系统维护；能在监测服务器上显示故障部位及类型，便于及时提供维修。

(7)人工接口功能：自动数据采集装置应具有与便携计算机连接的接口，能够使用便携计算机从测控装置中读取监测数据。

(8)系统网络安全防护功能：确保网络安全运行，具有多级用户管理功能，设置有多级用户权限、多级安全密码，对系统进行有效的安全管理。

2.2 自动化系统

安全监测自动化系统采用分层分布式的网络结构，包括测站层和监测中心站层。测站层由数据传感器和数据采集装置组成；监测中心站层由监测服务器、监测工作站、网络交换机、打印机、便携式电脑、检测仪、UPS电源设备、GPS时钟设备等组成。详见下图。

安全监测自动化系统网络结构框图

监测中心站位于地面中控楼内，采用客户机／服务器的体系结构。将监测数据、系统参数和其它信息资料放在数据库中，数据库运行在监测服务器上以实现资源共享。

测站层包括上水库及部分输水系统、地下厂房洞室群及部分输水系统、下水库及其余输水系统三个现场网络，各现场网络采用双绞线或光纤连接。

地下厂房及地下洞室内的线缆通过地下洞室群内的电缆沟或电缆桥架敷设引出至监测中心站；上/下水库的主/副坝、输水隧洞沿线的线缆通过相应电缆沟敷设引至监测中心站。

安全监测自动化系统采用交流380/220V电源供电，同时监测中心站应配置UPS设备、测站层DAU还应配置蓄电池单元以备用。交流电源由惠蓄电站工程统一完成配置和线缆敷设。

2.3 接入自动化系统的监测项目

惠蓄安全监测自动化系统包括以下监测项目：

(1)环境量监测：雨量计、水位计、温度计、气压计、蒸发计及风速风向计；

(2)上下水库监测：渗压计、界面土压力计、五向应变计、应力计、无应力计、温度计、测缝计、垂线坐标仪、双管标仪、静力水准仪；

(3)输水系统监测：渗压计、测缝计、钢筋计、钢板计、多点位移计、锚杆应力计；

(4)厂房系统监测：多点位移计、测缝计、温度计、锚杆应力计、钢筋计、钢板计、管道式压力传感器。

2.4 防雷接地

为保证自动化系统的稳定和稳定运行，惠蓄监测自动化系统采取了防雷接地措施，具体措施如下：

(1) 将系统与电站地网可靠连接，在安装测控装置的部位设置连接接地网的接地点。

(2) 在传感器电缆上加避雷装置，将传感器电缆接入避雷装置后再接入DAU。

(3) 对所有暴露在外需要长距离信号传输的电源电缆、信号电缆、通讯电缆均采用钢管保护，钢管之间以及钢管与接地网之间采用焊接的方式连接，钢管尽量敷设在沟内。

(4) 系统采用集中供电，在系统的供电入口采用进口组合电源防雷器、隔离变压器、UPS等隔离稳压防雷设备，以减少电源线上的雷电感应。

3软件及功能

安全监测自动化系统的软件包括系统支撑软件和应用软件，系统支撑软件如Windows操作系统、数据库软件、通信软件、微软办公软件、可视化编程开发软件等。

应用软件即大坝安全监测信息管理软件，具体要求如下：

（1）大坝安全监测信息管理软件是实施各项监测功能、实现大坝安全监测自动化的基本工具。

（2）大坝安全信息管理软件基于Microsoft Windows XP环境下开发，数据库符合ODBC标准，选用SQL Server 2000或Sybase或Oracle等大型高级通用数据库。

（3）在线数据采集软件以大坝安全监测各项目测点布置图为基础，实现可视化操作。

（4）数据库管理软件主要实现测值换算及测值维护功能，包括成果计算、公式编辑、数据查询、数据编辑、不同平台之间数据转换和连接、以及人工数据入库、数据库备份等。

（5）系统管理软件具有用户管理及系统日志管理、可视化的系统配置、参数修改、测点属性编辑等功能。

（6）图形制作软件可灵活方便地制作各种过程图、分布图等；能显示动态信息，制作通用图形及用户需要的图形；能根据需要编辑图形参数，如比例、颜色、线条类型、图幅大小及数量等。

（7）报表制作软件应可提供满足大坝安全管理需要的通用报表、自动化与人工比测报表等，以及由用户自定义格式的报表，可灵活方便地制作各种报表。

（8）网络浏览软件提供与MIS网的接口，具有一定权限的计算机可通过浏览器在MIS网动态查看惠蓄安全监测系统的实时数据、图形报表等信息。

（9）离线分析软件主要用于分析和评估大坝的实际运行性态，提供对大坝变形、渗流等监测资料进行计算、分析处理的工具，建立监测量与原因量之间的数学模型。

（10）测值预报软件应可根据监测量已建的预报/监测模型，按一定要求生成环境量，然后自动对该监测量进行预报。

4结语

(1) 大坝及工程安全自动化监测应用的深度和广度正在不断扩大，以满足对工程管理越来越高的要求。安全监测实际上是一种管理，包括信息采集、处理、结论的得出、措施的制定、信息的反馈。因此，安全监测自动化系统已成为水利水电工程建设的重要组成部份。

(2) 自动化系统的防雷措施是非常重要又往往被忽视的，防雷措施的效果直接关系到自动化的运行安全与稳定，防雷措施的设计和施工应引起足够的重视。

参考文献

[1]惠州抽水蓄能电站安全监测系统设计报告[ R ]. 广州：广东省水利电力勘测设计研究院，2004.

[2]高平. 惠州抽水蓄能电站安全监测系统设计[ J ]. 大坝与安全，2007（5）.

[3]李珍照. 大坝安全监测[M]. 中国电力出版社. 1997.

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