水电站监控运维的难点分析

水电站监控运维的难点分析

范琳琳

（四川省水电投资经营集团永安电力股份有限公司）

摘要：电力系统的运行状态监控是水电站管理的重要构成部分，关系着水电站运行的可靠性与安全性，决定着水电站相关设备的运行和维护。基于此，本文主要对水电站监控运维的难点进行了分析，并简述了水电站电力监控系统的扩展规划，以期为相关人员提供一些有价值的参考。

关键词：电力监控系统；信息化；建设

1、水电站功能

利用水电站枢纽集中天然水流的落差形成水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮机与发电机的联合运转，将集中的水能转换为电能，再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。通常用坝拦蓄水流、抬高水位形成水库，并修建溢流坝、溢洪道、泄水孔、泄洪洞（见水工隧洞）等泄水建筑物宣泄多余洪水。

水电站组成图

2、水电站监控运维的难点

水电站的监控分为两个部分，第一部分是电网正常运行时的监控，即包括水电站和设备的监视，以及一次设备运行状态的核查，第二部分则是设备的异常状态监视，该部分的监视主要针对电网二次设备和通信设备的监视。

（1）首先，在水电站日常的设备监视上，我国大部分水电站均采取无人值守，以安装摄像头的方式，通过摄像监视设备的运行状态，包括水电站站内的情况。少部分重点水电站引进了巡检机器人，可以对水电站站内进行移动式的巡视。其次，关于二次设备、通信设备以及辅助设备的监视依靠设备发出的告警信息进行集中监控。但由于电网设备的更新，不同类型设备在不同异常状态下发出的告警信息不一样，对于不同型号设备在同样异常时所发出的告警信号存在差异，因此在信号的辨识和识别上需要统一的技术指导。

（2）运行管理不够直观，设备资源查询与运维数据追溯复杂，当需要决策支持时，出现资料难找、资料不完整或者资料分散、资料呈现复杂等问题；电站运维人员进行培训学习时没有充分利用移交的可视化数据，对在线培训、模拟检修等三维可视化的应用较少。

(3)监控主机运行不够稳定。后台监控系统在运行中有时会出现功能失效、反应速度慢、卡滞，严重时甚至还会出现死机现象。出现这些不良现象主要有两个原因：第一是系统原因，第二是日常运行中操作人员操作不当和维护不周有关。有时操作人员在系统中同时打开多个界面却没有及时将其关闭，造成后台监控系统运行速度缓慢，监控系统运行速度过慢是影响监控主机不稳定的原因之一。

3、水电站电力监控系统的扩展规划

（1）水电站计算机监控系统扩展设计

1）机房动力环境系统设计。在水电站运维中，机房动力环境系统作为对计算机监控系统的扩展设计部分，也是对计算机监控系统所具备功能的完善。在常规水电站的机房监控主要是依靠人力进行巡检，涉及机房环境、动力配电状况、无法实现监视机房的物理运行环境等。基于对计算机监控系统的扩展设计，通过科学设计和应用机房动力环境系统，可实现对水电站机房温度、湿度、设备运行状态、电源情况等各方面的实时监控，能够为机房运维提供科学依据，也有助于及时解决水电站机房出现的突发状况，对保障水电站机房的安全、可靠运行很有帮助。2）智能综合管控平台。为满足对水电站相关电力设施的信息化管控需求，在扩展原有水电站电力监控系统的基础上，基于现代信息化技术的应用，应建立科学、适宜的智能综合管控平台，用以增强原有电力监控系统所具备的自诊断和安全审计功能，加强对水电站服务主机、电力设备、网络、机房等各方面的实时监控，为故障设备检测和维修提供科学依据，以便确保水电站电源、电力设备等相关设施的运行状态能够得到有效管控，从而保障水电站电力设备的安全、稳定运行。

（2）设备状态监测系统

1）新增在线监测子系统规划。基于水电站相关电力设备运行状态的监测和管理需求，为实现对水电站电力系统的自动化、信息化监控，需创新建设在线检测系统，并将该系统作为电力监控系统中的子系统，用以完善计算机监控系统的结构和功能，确保水电站电力设备的运行状态能够得到实时监测。基于光纤/红外测温技术的广泛应用，可在设计在线监测子系统过程中，增设用以测量用电设备关键部位温度的子系统以及高压电缆状态监测系统、主变直流偏磁系统等，弥补原有电力监控系统在电力设备运行状态在线监测方面的缺失，确保水电站电力设备的运行状态能够得到有效控制，以便为水电站电力设备的安全、稳定运行提供保障。2）不同在线监测子系统的统筹规划。基于水电站电力监控的在线监测需求，为保障水电站的正常安全运行，需对电力监控信息化系统的各项功能进行整合，全面统筹电力监控系统中针对不同方面的在线监测子系统，制定科学、统一的监测标准，促进电力监控系统及其不同子系统的一体化建设，构建具有不同功能的多种在线监测网络，以便实现对在线监测数据的实时共享，为水电站电力设备运行管理提供科学依据。

4、改善水电站监控运维管理的对策

（1）对于目前水电站设备型号多样的情况下，应当根据监控系统开发对应的上层应用于提高告警信号的辨识度。只有提高告警信号的辨识度才可以迅速的辨识故障元件和故障原因，提高水电站运维监控的水平。1）加强对告警信号接口的管理。开发对应的上层应用，加强设备告警信息的辨识度。2）对告警信息进行分类处理，对于开关变位和保护失灵，高频保护通道中断导致保护误动、拒动的信号需要优先发送和重点告警。3）明确运维和检修人员的职责。因为对告警信号的分类不明确，目前在事故和设备异常时的处理往往出现检修和运维人员相互推诿的情况，导致处理时间过长，延长了故障的处理时间。对此，有必要对于告警信号在处置责任上进行分类，保障电网设备异常情况得到及时处理。

水电站三维可视化巡检

（2）可视化监控及预警。通过可视化数据与生产监控系统的集成，直观表达运行状态，对采集与集成的监控信息进行预警与预报，辅助管理与决策。以机电设备为例，可包含以下可视化监控：1）设备运维状态可视化：以不同颜色表示运行、故障需维修、维修及保养、设备

停运等状态。2）设备缺陷分析可视化及预警预报：监测设备运行的各项参数，当设备运行异常时，以在数据模型中闪烁及系统提示等方式，对异常情况进行可视化预警预报，现场维护人员能根据可视化模型进行快速定位，了解故障部位。

（3）加强设备的关键位置监视

目前我国在电气设备的操作上，一般采用就地和远程操作相结合的方式。为保障人身安全，操作都是在水电站中控室进行操作，操作完毕后由电网运维人员去现场核实开关、刀闸的状态，如果涉及到二次设备的操作还需要核实软、硬压板的投入情况。因此从严格意义上讲变，电站的操作并没有达到无人操作和程序操作的深度。但与此同时，由于电网设备自动化的深入，原本关于电网中的设备操作，例如刀闸的操作，都开始进行程序和顺控操作，与之对应的设备运行状态校核也需要实现远程监控，例如刀闸位置，压板投入位置等。因此，在现有的电气设备监视系统的基础上，需要新增对重要设备的监视，以达到程序操作和顺控操作的核对目的。其具体的实施内容包括：1）刀闸、开关的运行位置监视。刀闸的虚断、虚合，开关的虚断、虚合都极有可能造成设备损害和人员伤亡，因此在操作过程中需要逐步核对开关和刀闸的运行位置，对于这些重要设备需要增加对应的监视。2）因地制宜开展设备监视，实现设备的精益化管理。对于较为偏远的水电站尤其要加强水电站周边的监视防止地质和恶劣天气对站内设备的潜在威胁。

5、结语

综上，电力监控系统是水电站的重要组成部分，其能够为水电站的正常安全运行一定的保障。因此，为实现对水电站电力设备运行状态的实时监测，相关人员应不断优化电力监控系统，完善监控系统的相应功能，以进一步确保水电站的安全、稳定运行。

参考文献

[1]杨俊.水电站远程监控系统的研究与应用[J].通讯世界，2017（22）.

[2]陈言樑.水电站工程综合监控系统中通信系统的构建探讨[J].中国新通信，2017（8）：22-24.

[3]谢秋华，李永年.水电站电力监控系统信息化建设探讨[J].水电厂自动化，2016（28）.