探究水电站中微机监控保护装置的应用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇探究水电站中微机监控保护装置的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘 要】近几年来，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。通过应用微机监控保护装置能够实现电站的运行遥控，进而推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。为此，本文以天堂山水电站为例，探究微机监控保护装置在该水电站中的应用。
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。在我国由于水力资源比较丰富，所以建设了很多中小型水电站，这些水电站不仅具有防洪、抗旱的功能，同时还能够发电，具有良好的社会效益和经济效益。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。
1 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。
2 天堂山水电站中微机监控保护装置的应用
天堂山水电站作为地方电网比较有名的中小型水电站，是具有发电、城市防洪、旅游等多功能的水电站。该水电站不仅满足了当地用电的需要，而且也极大的促进了经济的发展。因此加强对观音岩（天堂山）水电站的监控和保护，具有重要的意义。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。
DCAP―3500系统能够根据不同水电站的特点应用不同的结构，不仅能够满足水电站正常的运行的需要，同时还能满足到水电站对可靠性和安全性的需要。它采用分层分布的方式，各个控制单元独自和主控层实现信息的流通，这种系统的好处在于任何一个控制单元如果发生故障都不会对其它单元的工作情况产生影响。水机的自动化设备主要由可靠性非常高的PLC所构成，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。这种设计方式充分的发挥了各个单元的功能，而且使模块的设计也实现了标准化，同时也充分的发挥了系统的功能，尽可能的减少了基本单元硬件的数量。而且由于DCAP―3500系统所构成的单元种类非常齐全，所以它可以满足不同水电站使用的要求，可以按照使用要求实现多种组合方式。DCAP―3500系统能够根据水电站的容量、规模灵活的选择使用不同等级的监控保护系统，在系统的操作和使用上，每个单元之间都有相应的键盘，可以非常方便技术人员对系统的参数进行更改，而且其操作的方法在键盘上也明确的标示出来。DCAP―3500监控保护系统不仅可以直接在各个单元上进行操作，而且还可以在调度中心或者上位机上进行操作。它应用了数字校准模拟通道的方式，不仅有效的克服了输出电压漂移和电位器接触不良的现象，而且也进一步简化了其硬件的结构，保证了水电站对系统长期稳定可靠运行的需要，也同时进一步的提高了其控制和保护的精度。
CAN是控制器局域网络的简称，已经成为了国际标准，是在国际上最为流行的现场总线。作为一种数据总线，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。CAN总线具有容易实现、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。
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。
3 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）.
[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）.