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摘要：本文主要根据灯泡贯流式机组水电站的特点进行介绍计算机监控系统的组成、功能及调试内容，每项调试内容具体调试方法则应根据电站所采用的设备的具体要求进行。
关键词：灯泡贯流式机组，水电站，计算机监控系统
Abstract: in this paper, according to the light bulb tubular turbine units on the characteristics of hydropower station, the introduction of the computer monitoring and control system of the composition, function and debugging content, every debugging content specific debugging method should be used according to the power station the specific requirements for the equipment.
Keywords: light bulb tubular turbine units, hydropower station, the computer monitoring system
中图分类号：TV74文献标识码：A 文章编号：
近年来随着安装灯泡贯流水轮发电机的电站增多，适应水电站的“无人值班，少人值守”的管理方式，计算机监控系统在灯泡贯流式机组水电站中应用也越来越广泛，技术也日益成熟。选用计算机监控系统一般均取消常规控制系统，通过对几个采用计算机监控系统的贯流式水电站如广西京南电站、广东飞来峡电站、单竹窝电站等的比较，计算机监控系统的调试能够顺利进行，可大大缩短电站的调试时间，因此熟悉水电站计算机监控系统的调试，对于安装调试和试运行有着重要意义。
1、工程概况
东乡水电站位于广东省广宁县境内，电站水库正常蓄水位28.1米，额定水头4.6米，厂房内共装机两台灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量8.5MW。厂房设有重量为75/20的桥式起重机一台。
2、水电站计算机监控系统的组成及功能
根据电站的规模大小、投资情况以及设计等方面因素，监控系统的具体配置是多种多样，硬件配置更是形式多样，主要由工作站、PC、工业微机、PLC等组成网络系统。根据电站的功能要求，水电站计算机监控系统的一般可分为厂级计算机即上位机或主控机和现地级计算机即下位机（LCU）及工程师站，它们之间主要通过总线型、星型或环网等方式连接在一起构成总线型拓扑、星型拓扑或环型拓扑，下位机与所监控的设备相连接，由于计算机网络的伸展性和扩充性的特点，可根据电站的需求灵活地扩展。其主要功能包括：数据采集和处理，实时控制和调整，安全运行监视，电厂运行指导。
厂级计算机设置与操作员工作站采用合用或分开设置，双机冗余配置，设有自动切换装置和时钟同步系统。主要担负电站的机组自动发电控制（AGC），自动电压控制（AVC）；越限和状变事件报警，事件顺序记录，数据综合处理、趋势记录分析，事故处理提示和自动处理声光、语音、电话图象报警；各种操作票的开票、显示、编辑、打印；各种报表的召唤和定时打印记录；与现地级各LCU的通信；人机接口等功能。
现地级计算机即下位机（LCU）主要负责机组开/停机顺控；现地数据采集及处理；开关站、公用设备的控制；安全运行监视，事件顺序检测和发送；现地操作与监视；机组的自动准同期并网；与厂级计算机的通信，将LCU采集到的数据及时准确地传送到主控级计算机中，同时接收主控级发来的控制命令，并将执行结果回送主控级。
工程师工作站主要作为监控系统的维护以及系统软件开发、编制修改应用软件；培训电站运行人员和管理人员；监控系统对外通讯的网关功能。
3、计算机监控系统的调试
计算机监控系统的调试在设备安装就位后，对于非本次调试的的设备应做好充分的安全措施后进行，调试时严格执行安全操作规程，确保调试不影响运行设备的安全运行，正在安装或检修的设备和人员的安全。调试主要有如下：
（1）回路检查
根据计算机监控系统的厂家图纸资料和设计院的图纸仔细检查系统的内部接线和外部接线，外部接线应检查至监控系统的接口端子上，确认接线无误。各类传感器、变送器、仪表接线的校验正确；电源回路、二次回路绝缘电阻，接地电阻符合规程和系统的技术要求。
（2）通電启动设备
逐项、分步对各设备进行通电检查和启动设备。检查设备的运行情况，网络配置是否正确，各应用软件的工作是否正常。系统设备启动完成后，运行系统的检查和诊断程序，检查整个系统的工作情况。
（3）烤机试验
将计算机监控系统进行连续不间断进行全面烤机，根据系统的技术协议要求确定烤机时间。在烤机过程中安排专业人员值守，注意各设备的温度、工作情况、结点状态。
对于这个试验也可安排在系统其他调试完成后进行，与水轮发电机的72小时试运行相结合，时间的安排主要根据计算机监控系统的订货技术条件及现场的进度要求综合进行考虑。
（4）应用软件的检查调试
检查厂级计算机的监控画面、运行报表、历史记录点定义、事件记录报表、操作键盘定义、语音报警语句、操作票功能、数据库定义、AGC、AVC控制参数和边界条件、对外通信数据，各现地级计算机的I/O定义、顺控及自动倒换流程、各项操作流程及防误闭锁条件等应用软件是否满足电站的实际要求。
（5）输入/输出（I/O）接口的调试检查
对每个LCU均依据原理图按回路对输入、输出接口做相应的调试：
开入量/开出量（DI/DO）的检查：在监控系统的接口端子上单点模拟实际输入信号，现地LCU、上位机等地均应正确的收到信号；监控系统发出命令，各开出量应有可靠信号输出，对应的接口应有正确的信号跃变或对应继电器应正确动作。信号定义、信号名称、信号地址应正确。事件顺序记录应准确，并有正确的时间定标。
模拟量的输入检查调试：按要求输入相应的信号，从最小到最大量程之间取不同的几点进行测试，检查测量计算是否正确，系统的测量误差应符合规程及产品的技术要求。
模拟量的输出检查调试：水电站的模拟量的输出一般是提供给调速器和励磁装置的控制调节，有的调速器和励磁装置没有设置模拟量的输入控制。因此监控系统模拟量的输出检查测试根据系统的配置进行，从监控系统发出相应的输出命令，根据信号的形式采用相应的检测设备如示波器进行检测。
脉冲量的输入检查调试：脉冲量用于电度的量度，按要求输入相应的信号，检查系统的接收情况，根据电度表的技术参数整定计算公式。检查测量误差应符合规程及产品的符合技术要求。
（6）单点联动试验
单点联动试验在调试过程中工作量非常大，牵涉的外部因素较多，但必须认真仔细地做好每一点的联动试验。从电站中控室的操作员工作站单点发出指令与现地设备联动，检查各设备的动作情况及反馈信号的正确性。对CT、PT、模拟量回路均从源端输入信号做定性分析。联动项目主要有如下：
对于机组控制LCU单元：机组的辅助设备控制，如机组润滑油泵、高压顶起油泵、调速器油泵、漏油泵、发电机冷却风机、发电机机械制动、电动阀门、发电机开关等的控制；机组的各种信号，如机组的电流、电压、频率、温度、润滑油流量、设备动作位置等信号，机组保护系统。
公用设备控制LCU单元：直流系统，厂用电系统，渗漏排水泵，检修排水泵，空压机，拦污栅差压及上下游水位系统等。
开关站设备控制LCU单元：开关站内所有断路器、隔离刀、接地刀，CT、PT信号，线路保护系统等。
中控室如设模拟屏，则在作单点联动试验时检查模拟屏仪表指示、信号指示应正确。
（7）同期装置模拟试验
同期装置在监控系统中占有重要地位，同期失误将会给电站造成不可挽回的巨大损失。调试时使用保护测试仪输出100V电压模拟机组侧PT电压，使用调压器将系统电压调至100V模拟系统侧PT电压。做好安全措施，启动同期流程，与已校验合格的同步表比较，同期装置应能准确判断和测量系统侧电压、机组侧电压，准确捕捉同期点。
这个试验也可在机组具备同期条件时进行。
（8）顺控流程试验
完成单点联动试验后即可进入顺控流程试验阶段。对每一段流程都必须与现地设备做完整的流程试验，发现不能满足被控设备的流程应及时修改。
开关站LCU主要流程是断路器、接地刀、隔离刀的联锁操作程序。
机组LCU主要流程是机组的自动开/停机顺控流程、运行监视流程、紧急停机流程、事故停机流程。模拟试验时因机组在静态，用信号发生器模拟调速器发来的转速信号。试验项目主要有：停机至空转，空转至发电并网，发电并网至空转，空转至停机，紧急停机流程，事故停机流程。
公用设备LCU：水泵的自动运行，厂用电备用自投等。
（9）与其它系统通讯串口的调试
主要根据设计的配置情况进行调试，通讯协议应在设计联络时已协商好。灯泡贯流式水电站的计算机监控系统主要与调速机系统和励磁系统采用通讯串口RS232、RS485等进行通信。
（10）机组的试运行
计算机监控系统是机组的眼睛和大脑，机组试运行试验与监控系统关系密切，在机组试运行试验前监控系统完成单点联动试验，顺控流程试验已静态调试完毕，具备机组试运行试验的一切条件。
①充水试验：监视并调整各水位反馈信号，使各水位测量值符合技术要求。
②首次开停机试验
首次开停机试验为手动开停机，监控系统应密切注意各部分的轴瓦温度、润滑油温度、振动摆度等。
③机组过速试验
监控系统置检修状态，监控系统应密切注意过速记录、振动摆度、各部瓦温、油温等。试验完成后应及时打印过速接点动作的时间记录。
④自动开停机试验
自动开停机试验主要检查监控系统开停机的正确性与可靠性，检查监控系统设备及自动化元件的工作性能。试验时记录流程开始到完成的时间。自动开停机分别在下位机和上位机进行，并进行紧急停机流程，事故停机流程试验。（“空转至发电”，“发电至空转”流程须在励磁、发电机开关站升压等试验完成后做。）
⑤配合发电机的升流、升压试验
发电机升流、升压试验时监控系统须检查CT、PT的电流、电压向量；检查同期回路准确性；检查中控室模拟屏指示仪表等。
⑥机组并网试验
确认同期回路正确无误后可进行假同期试验，即将发电机出口开关通过装置同期闭合，但发电机并不与电网并列，结合一次主接线确定试验方案。接好录波设备，启动“空转至发电”流程，发电机出口断路器合。仔细分析所录波形，调整同期装置的导前时间使同期点在最佳合闸位置。
发电机同期试验，系统同意并网后，进行同期试验，录制同期波形。
⑦带负荷、甩负荷试验
做带负荷、甩负荷试验时监控系统应密切注意并打印各部振动与摆度、各部轴瓦温度、机组转速、定子电压、转子电压等。
⑧机组七十二小时试运行
七十二小时试运行是较长时间考验机组、引水系统、有关水工建筑、电气设备的安全性与可靠性，考验电站设备的制造与安装质量。监控系统作为电站机组的监测、控制中心，试运行期间应与现场的试运行人员密切配合，监视各种状态，对非正常信号，尽可能的及时处理。
（11）与调度的通讯，与MIS系统联网
根据设计的需要，调试与调度通讯，提供调度所需的数据，联调好远动功能。如需与MIS系统联网，应考虑电站运行的安全性，并根据技术要求进行调试，确定防火墙的设置、数据的传输等。
4、计算机监控系统的技术发展
由于计算机硬件的可扩展性和软件的灵活性，使监控系统的结构、规模、功能、性能等不可能统一，计算机监控系统在不同的电站配置的差异性，用户的要求变异性以及生产厂家采用的软件平台、应用软件等的不同，因此，为了使调试顺利进行，需进行如下工作：
（1）计算机监控系统开发时的进行设计联络和联合开发，使系统最大程度满足需要；
（2）制造厂对调试人员进行培训，使调试人员熟悉产品的性能、调试方法；
（3）调试人员应具备必要的专业技术和计算机应用技术。
当今计算机的高速发展，给计算机监控系统的带来更好的技术，这也给调试人员提出更高要求，因此对于调试人员需不断学习，总结提高，适应技术发展。
参考资料
1GB 5010-91 电气装置安装工程电气设备交接试验标准
2DL 496-92 水輪机电液调节系统及装置调整试验导则
3DL/T 578-95 水电厂计算机监控系统基本技术条件
关键词：灯泡贯流式机组，水电站，计算机监控系统
Abstract: in this paper, according to the light bulb tubular turbine units on the characteristics of hydropower station, the introduction of the computer monitoring and control system of the composition, function and debugging content, every debugging content specific debugging method should be used according to the power station the specific requirements for the equipment.
Keywords: light bulb tubular turbine units, hydropower station, the computer monitoring system
中图分类号：TV74文献标识码：A 文章编号：
近年来随着安装灯泡贯流水轮发电机的电站增多，适应水电站的“无人值班，少人值守”的管理方式，计算机监控系统在灯泡贯流式机组水电站中应用也越来越广泛，技术也日益成熟。选用计算机监控系统一般均取消常规控制系统，通过对几个采用计算机监控系统的贯流式水电站如广西京南电站、广东飞来峡电站、单竹窝电站等的比较，计算机监控系统的调试能够顺利进行，可大大缩短电站的调试时间，因此熟悉水电站计算机监控系统的调试，对于安装调试和试运行有着重要意义。
1、工程概况
东乡水电站位于广东省广宁县境内，电站水库正常蓄水位28.1米，额定水头4.6米，厂房内共装机两台灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量8.5MW。厂房设有重量为75/20的桥式起重机一台。
2、水电站计算机监控系统的组成及功能
根据电站的规模大小、投资情况以及设计等方面因素，监控系统的具体配置是多种多样，硬件配置更是形式多样，主要由工作站、PC、工业微机、PLC等组成网络系统。根据电站的功能要求，水电站计算机监控系统的一般可分为厂级计算机即上位机或主控机和现地级计算机即下位机（LCU）及工程师站，它们之间主要通过总线型、星型或环网等方式连接在一起构成总线型拓扑、星型拓扑或环型拓扑，下位机与所监控的设备相连接，由于计算机网络的伸展性和扩充性的特点，可根据电站的需求灵活地扩展。其主要功能包括：数据采集和处理，实时控制和调整，安全运行监视，电厂运行指导。
厂级计算机设置与操作员工作站采用合用或分开设置，双机冗余配置，设有自动切换装置和时钟同步系统。主要担负电站的机组自动发电控制（AGC），自动电压控制（AVC）；越限和状变事件报警，事件顺序记录，数据综合处理、趋势记录分析，事故处理提示和自动处理声光、语音、电话图象报警；各种操作票的开票、显示、编辑、打印；各种报表的召唤和定时打印记录；与现地级各LCU的通信；人机接口等功能。
现地级计算机即下位机（LCU）主要负责机组开/停机顺控；现地数据采集及处理；开关站、公用设备的控制；安全运行监视，事件顺序检测和发送；现地操作与监视；机组的自动准同期并网；与厂级计算机的通信，将LCU采集到的数据及时准确地传送到主控级计算机中，同时接收主控级发来的控制命令，并将执行结果回送主控级。
工程师工作站主要作为监控系统的维护以及系统软件开发、编制修改应用软件；培训电站运行人员和管理人员；监控系统对外通讯的网关功能。
3、计算机监控系统的调试
计算机监控系统的调试在设备安装就位后，对于非本次调试的的设备应做好充分的安全措施后进行，调试时严格执行安全操作规程，确保调试不影响运行设备的安全运行，正在安装或检修的设备和人员的安全。调试主要有如下：
（1）回路检查
根据计算机监控系统的厂家图纸资料和设计院的图纸仔细检查系统的内部接线和外部接线，外部接线应检查至监控系统的接口端子上，确认接线无误。各类传感器、变送器、仪表接线的校验正确；电源回路、二次回路绝缘电阻，接地电阻符合规程和系统的技术要求。
（2）通電启动设备
逐项、分步对各设备进行通电检查和启动设备。检查设备的运行情况，网络配置是否正确，各应用软件的工作是否正常。系统设备启动完成后，运行系统的检查和诊断程序，检查整个系统的工作情况。
（3）烤机试验
将计算机监控系统进行连续不间断进行全面烤机，根据系统的技术协议要求确定烤机时间。在烤机过程中安排专业人员值守，注意各设备的温度、工作情况、结点状态。
对于这个试验也可安排在系统其他调试完成后进行，与水轮发电机的72小时试运行相结合，时间的安排主要根据计算机监控系统的订货技术条件及现场的进度要求综合进行考虑。
（4）应用软件的检查调试
检查厂级计算机的监控画面、运行报表、历史记录点定义、事件记录报表、操作键盘定义、语音报警语句、操作票功能、数据库定义、AGC、AVC控制参数和边界条件、对外通信数据，各现地级计算机的I/O定义、顺控及自动倒换流程、各项操作流程及防误闭锁条件等应用软件是否满足电站的实际要求。
（5）输入/输出（I/O）接口的调试检查
对每个LCU均依据原理图按回路对输入、输出接口做相应的调试：
开入量/开出量（DI/DO）的检查：在监控系统的接口端子上单点模拟实际输入信号，现地LCU、上位机等地均应正确的收到信号；监控系统发出命令，各开出量应有可靠信号输出，对应的接口应有正确的信号跃变或对应继电器应正确动作。信号定义、信号名称、信号地址应正确。事件顺序记录应准确，并有正确的时间定标。
模拟量的输入检查调试：按要求输入相应的信号，从最小到最大量程之间取不同的几点进行测试，检查测量计算是否正确，系统的测量误差应符合规程及产品的技术要求。
模拟量的输出检查调试：水电站的模拟量的输出一般是提供给调速器和励磁装置的控制调节，有的调速器和励磁装置没有设置模拟量的输入控制。因此监控系统模拟量的输出检查测试根据系统的配置进行，从监控系统发出相应的输出命令，根据信号的形式采用相应的检测设备如示波器进行检测。
脉冲量的输入检查调试：脉冲量用于电度的量度，按要求输入相应的信号，检查系统的接收情况，根据电度表的技术参数整定计算公式。检查测量误差应符合规程及产品的符合技术要求。
（6）单点联动试验
单点联动试验在调试过程中工作量非常大，牵涉的外部因素较多，但必须认真仔细地做好每一点的联动试验。从电站中控室的操作员工作站单点发出指令与现地设备联动，检查各设备的动作情况及反馈信号的正确性。对CT、PT、模拟量回路均从源端输入信号做定性分析。联动项目主要有如下：
对于机组控制LCU单元：机组的辅助设备控制，如机组润滑油泵、高压顶起油泵、调速器油泵、漏油泵、发电机冷却风机、发电机机械制动、电动阀门、发电机开关等的控制；机组的各种信号，如机组的电流、电压、频率、温度、润滑油流量、设备动作位置等信号，机组保护系统。
公用设备控制LCU单元：直流系统，厂用电系统，渗漏排水泵，检修排水泵，空压机，拦污栅差压及上下游水位系统等。
开关站设备控制LCU单元：开关站内所有断路器、隔离刀、接地刀，CT、PT信号，线路保护系统等。
中控室如设模拟屏，则在作单点联动试验时检查模拟屏仪表指示、信号指示应正确。
（7）同期装置模拟试验
同期装置在监控系统中占有重要地位，同期失误将会给电站造成不可挽回的巨大损失。调试时使用保护测试仪输出100V电压模拟机组侧PT电压，使用调压器将系统电压调至100V模拟系统侧PT电压。做好安全措施，启动同期流程，与已校验合格的同步表比较，同期装置应能准确判断和测量系统侧电压、机组侧电压，准确捕捉同期点。
这个试验也可在机组具备同期条件时进行。
（8）顺控流程试验
完成单点联动试验后即可进入顺控流程试验阶段。对每一段流程都必须与现地设备做完整的流程试验，发现不能满足被控设备的流程应及时修改。
开关站LCU主要流程是断路器、接地刀、隔离刀的联锁操作程序。
机组LCU主要流程是机组的自动开/停机顺控流程、运行监视流程、紧急停机流程、事故停机流程。模拟试验时因机组在静态，用信号发生器模拟调速器发来的转速信号。试验项目主要有：停机至空转，空转至发电并网，发电并网至空转，空转至停机，紧急停机流程，事故停机流程。
公用设备LCU：水泵的自动运行，厂用电备用自投等。
（9）与其它系统通讯串口的调试
主要根据设计的配置情况进行调试，通讯协议应在设计联络时已协商好。灯泡贯流式水电站的计算机监控系统主要与调速机系统和励磁系统采用通讯串口RS232、RS485等进行通信。
（10）机组的试运行
计算机监控系统是机组的眼睛和大脑，机组试运行试验与监控系统关系密切，在机组试运行试验前监控系统完成单点联动试验，顺控流程试验已静态调试完毕，具备机组试运行试验的一切条件。
①充水试验：监视并调整各水位反馈信号，使各水位测量值符合技术要求。
②首次开停机试验
首次开停机试验为手动开停机，监控系统应密切注意各部分的轴瓦温度、润滑油温度、振动摆度等。
③机组过速试验
监控系统置检修状态，监控系统应密切注意过速记录、振动摆度、各部瓦温、油温等。试验完成后应及时打印过速接点动作的时间记录。
④自动开停机试验
自动开停机试验主要检查监控系统开停机的正确性与可靠性，检查监控系统设备及自动化元件的工作性能。试验时记录流程开始到完成的时间。自动开停机分别在下位机和上位机进行，并进行紧急停机流程，事故停机流程试验。（“空转至发电”，“发电至空转”流程须在励磁、发电机开关站升压等试验完成后做。）
⑤配合发电机的升流、升压试验
发电机升流、升压试验时监控系统须检查CT、PT的电流、电压向量；检查同期回路准确性；检查中控室模拟屏指示仪表等。
⑥机组并网试验
确认同期回路正确无误后可进行假同期试验，即将发电机出口开关通过装置同期闭合，但发电机并不与电网并列，结合一次主接线确定试验方案。接好录波设备，启动“空转至发电”流程，发电机出口断路器合。仔细分析所录波形，调整同期装置的导前时间使同期点在最佳合闸位置。
发电机同期试验，系统同意并网后，进行同期试验，录制同期波形。
⑦带负荷、甩负荷试验
做带负荷、甩负荷试验时监控系统应密切注意并打印各部振动与摆度、各部轴瓦温度、机组转速、定子电压、转子电压等。
⑧机组七十二小时试运行
七十二小时试运行是较长时间考验机组、引水系统、有关水工建筑、电气设备的安全性与可靠性，考验电站设备的制造与安装质量。监控系统作为电站机组的监测、控制中心，试运行期间应与现场的试运行人员密切配合，监视各种状态，对非正常信号，尽可能的及时处理。
（11）与调度的通讯，与MIS系统联网
根据设计的需要，调试与调度通讯，提供调度所需的数据，联调好远动功能。如需与MIS系统联网，应考虑电站运行的安全性，并根据技术要求进行调试，确定防火墙的设置、数据的传输等。
4、计算机监控系统的技术发展
由于计算机硬件的可扩展性和软件的灵活性，使监控系统的结构、规模、功能、性能等不可能统一，计算机监控系统在不同的电站配置的差异性，用户的要求变异性以及生产厂家采用的软件平台、应用软件等的不同，因此，为了使调试顺利进行，需进行如下工作：
（1）计算机监控系统开发时的进行设计联络和联合开发，使系统最大程度满足需要；
（2）制造厂对调试人员进行培训，使调试人员熟悉产品的性能、调试方法；
（3）调试人员应具备必要的专业技术和计算机应用技术。
当今计算机的高速发展，给计算机监控系统的带来更好的技术，这也给调试人员提出更高要求，因此对于调试人员需不断学习，总结提高，适应技术发展。
参考资料
1GB 5010-91 电气装置安装工程电气设备交接试验标准
2DL 496-92 水輪机电液调节系统及装置调整试验导则
3DL/T 578-95 水电厂计算机监控系统基本技术条件