水電站計算機監(jiān)控技術(shù)研究范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了水電站計算機監(jiān)控技術(shù)研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

水電站的行業(yè)歸屬是水利行業(yè)主管部門，因此水電站計算機監(jiān)控技術(shù)的部頒標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由水利行業(yè)主管部門會同國家質(zhì)量監(jiān)督總局進行頒布。目前水電站計算機監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在研制階段，《水電站計算機監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》正在征求全國各省行業(yè)專家的建議，正在不斷地完善和修改之中，并將擇時進行項目鑒定和頒布。隨著計算機與信息技術(shù)的快速發(fā)展，從2002年開始，在單機容量大于1000kW的水電站，電站自動控制系統(tǒng)已要求采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代以前建設(shè)的水電站，要按總體目標(biāo)要求做出更新改造規(guī)劃，逐步實現(xiàn)“無人值班”(少人值守)。2003年，水利部制訂頒發(fā)了《水電技術(shù)現(xiàn)代化指導(dǎo)意見》(以下簡稱《指導(dǎo)意見》)，提出了水電科技發(fā)展的方向。我國水電站自動化發(fā)展的總體目標(biāo)是，在2015年，水電行業(yè)全面實現(xiàn)現(xiàn)代化，其中，總裝機5MW及以上的水電站，應(yīng)采用全開放、分層分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)；調(diào)速器、勵磁裝置和廠內(nèi)油、水、氣、直流系統(tǒng)、閘門等設(shè)備的監(jiān)測控制應(yīng)采用微機控制系統(tǒng)，計算機監(jiān)控系統(tǒng)與設(shè)備控制單元之間的數(shù)據(jù)通信可通過現(xiàn)場總線、串行通信或I/O等方式進行。

1995年，國家電力工業(yè)部頒布了DL/T578-95《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》(以下簡稱《條件》)，明確了水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求及試驗等方面的內(nèi)容，但該標(biāo)準(zhǔn)主要針對總裝機250MW以上的大中型新建水電廠及相同規(guī)模的老電廠自動化改造而制定的，對水電站并不適用，如果完全按照該《條件》設(shè)計水電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，雖然可以滿足水電站的監(jiān)控要求，但可能會造成資源的浪費。并且有些技術(shù)，如水電計算機監(jiān)控技術(shù)、高壓機組和低壓機組，從設(shè)計理念到設(shè)備配置都有很大的區(qū)別，很難依據(jù)該《條件》“參照執(zhí)行”。水電計算機監(jiān)控技術(shù)日新月異，應(yīng)用相當(dāng)普及，但由于相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范國家還未頒發(fā)，設(shè)計沒有依據(jù)，也是造成設(shè)備配置規(guī)模沒有約束、復(fù)雜化的原因之一。綜上所述，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，水電計算機監(jiān)控系統(tǒng)很難做到結(jié)構(gòu)簡單化、配置合理化和擴展方便化，《指導(dǎo)意見》提出的宏偉目標(biāo)更是難以實現(xiàn)。因此，盡早制定和頒布適用于水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成為迫不及待的任務(wù)。

1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的意義

標(biāo)準(zhǔn)化工作對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和改造、加強產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品的國際競爭力、規(guī)范市場經(jīng)濟秩序、促進國際貿(mào)易都具有重要意義，對于水電站計算機監(jiān)控技術(shù)行業(yè)的發(fā)展也不例外。水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要性和意義包括以下3個方面。（1）水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化對完善水電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，提高標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平有著重要意義。對于我國水電行業(yè)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化的作用也必將凸現(xiàn)。水電是一個關(guān)系民生的重要行業(yè)，建立和完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，將在降低水電的建設(shè)成本，提高水電的經(jīng)濟效益，提高水電的安全管理等方面具有重要意義。（2）水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化將會對我國水電站計算機監(jiān)控技術(shù)行業(yè)化發(fā)展起到技術(shù)支撐作用。《水電站計算機監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》是在對我國水電站計算機監(jiān)控技術(shù)研究的基礎(chǔ)上制定的。該標(biāo)準(zhǔn)的制定對我國水電站計算機監(jiān)控技術(shù)行業(yè)的發(fā)展具有基礎(chǔ)性的支撐作用。同時這個標(biāo)準(zhǔn)更是以科技和實踐成果為支撐的，通過總結(jié)我國水電站計算機監(jiān)控技術(shù)的成果，并將其物化，提煉出科學(xué)、經(jīng)濟的設(shè)計和制造方法，對于指導(dǎo)行業(yè)生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率都具有積極的意義。（3）水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化對于規(guī)范水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的市場秩序、建立公正公平的市場競爭秩序具有重要意義。我國在水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的研究、開發(fā)設(shè)計和應(yīng)用等方面都取得了一系列科研成果，而且部分成果已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。但是，由于設(shè)計人員對水電技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)思想不明確以及設(shè)計無據(jù)可依，使得計算機監(jiān)控技術(shù)在水電站得到越來越廣泛應(yīng)用的同時，出現(xiàn)了各個監(jiān)控裝置生產(chǎn)廠家在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、性能和價格等方面差別較大，業(yè)主難以比較好壞。因此，面對目前市場上配置混雜、設(shè)計方法各異、產(chǎn)品無可比性的混亂局面，制定相應(yīng)的設(shè)計和制造標(biāo)準(zhǔn)，建立統(tǒng)一的概念與方法，從而建立合理的市場準(zhǔn)入門檻，營造公平的市場競爭秩序，可以起到防止消費欺詐、規(guī)范水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)市場秩序的作用。

2標(biāo)準(zhǔn)制定的原則

農(nóng)村水電站與大型水電站相比，有以下特點：①建設(shè)資金不富裕。這類電站多為地方投資或者集資興建，資金來源有限。因此，往往在興建過程中力求設(shè)備簡單，價格低廉，以節(jié)省投資。②運行方式變化大。農(nóng)村水電站一般水庫容量很小，運行方式受降雨量的影響較大．而用電規(guī)律受生產(chǎn)季節(jié)與生活用電的影響極大，因而運行方式變化大，機組啟停頻繁。③電壓變化大。農(nóng)村電站往往為獨立供電，農(nóng)村用戶分散，輸送距離遠，負荷變化幅度極大，因而電壓變化幅度大。為了照顧首末端用戶的使用電壓，電壓的設(shè)定和調(diào)節(jié)變化頻繁。④無特殊用戶。農(nóng)村電站供電對象一般為鄉(xiāng)鎮(zhèn)加工企業(yè)和生活照明用電。沒有要求不停電、高電能質(zhì)量的特殊企業(yè)及單位。⑤技術(shù)力量薄弱。農(nóng)村電站的運行維護人員一般均為非專業(yè)學(xué)校的技術(shù)人員，不可能去面對復(fù)雜、繁多的自動化裝置和應(yīng)付復(fù)雜的運行方式。⑥技術(shù)更新費用少。水電站的年維護更新費用是很少的，不可能象大中型水電站那樣有計劃的去進行設(shè)備的更新和完善。

水電站采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是加強設(shè)備的安全監(jiān)視，提高水電站運行的可靠性和電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行水平，改善運行人員的工作條件，提高電站的運行管理水平，從而提高電站的經(jīng)濟效益。所以，應(yīng)充分考慮水電站的特點，在保證水電站運行的可靠性和電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行水平的前提下，盡量減少計算機監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜性和投資。由于水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是為水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、制造、安裝調(diào)試提供依據(jù)，因此，本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)遵循下原則：（1）良好的經(jīng)濟性根據(jù)水電站的特點，監(jiān)控系統(tǒng)裝置首先要有良好的經(jīng)濟性。包括投資的經(jīng)濟性和維護的經(jīng)濟性，只有具備了良好經(jīng)濟性的自動裝置才具有生命力。（2）技術(shù)先進性隨著計算機技術(shù)的成熟和發(fā)展，水電站的自動化裝置也應(yīng)該跨越一步，陳舊的監(jiān)控裝置故障率高，維護工作量大，已經(jīng)不適應(yīng)形勢的需要，應(yīng)該向可靠性高，維護簡單的計算機技術(shù)發(fā)展。（3）高可靠性水電由于技術(shù)力量薄弱，技術(shù)支持不便，要求監(jiān)控系統(tǒng)裝置具有高可靠性、維護工作量小、壽命長的特點。（4）主要功能完整性過去對水電為了省投資，將功能減到最低限度，使信號、保護、自動功能都不完整。因而可靠性低、故障率高、電能質(zhì)量差。這已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代鄉(xiāng)村經(jīng)濟的要求。因此，水電站應(yīng)要求具有現(xiàn)地監(jiān)控少人值班所需功能，電站日常運行完全依靠計算機系統(tǒng)監(jiān)控。各類自動化參數(shù)應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。（5）開放性和擴展性初始的應(yīng)用設(shè)計應(yīng)該滿足電站現(xiàn)實的和各生產(chǎn)、管理環(huán)節(jié)的需求，同時還應(yīng)考慮電站未來發(fā)展的可能需求[7]，即系統(tǒng)要具備開放性和可擴展性，便于系統(tǒng)今后的升級、擴充和先進技術(shù)的采用。因此，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用全分布開放式冗余結(jié)構(gòu)，軟件模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計。便于擴展和實現(xiàn)梯級調(diào)度，預(yù)留MIS系統(tǒng)、水情測報系統(tǒng)、水庫優(yōu)化系統(tǒng)以及與Internet網(wǎng)接口。為了減少投資就要簡化設(shè)備。但功能又要完整。為達到目的就應(yīng)該向綜合自動化方向發(fā)展。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，計算機技術(shù)的成熟，實現(xiàn)水電的綜合自動化是可行的方向。（6）規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫方法按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1.1-2000《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》的要求進行編制。

3行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的確定

參照國家電力工業(yè)部頒布的，為大中型水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、制造和運行管理提供了參考標(biāo)準(zhǔn)而制定的DL/T578-95《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》，并結(jié)合水電站的特點和運行要求，把本標(biāo)準(zhǔn)劃分為12部分，從各個方面對水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行規(guī)定，這12部分分別為：（1）確定本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍；（2）說明規(guī)范性引用文件；（3）解釋說明本標(biāo)準(zhǔn)中用到的術(shù)語和定義；（4）確定計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)類型；（5）明確計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求；（6）明確構(gòu)成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件要求；（7）明確構(gòu)成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件要求；（8）確定計算機監(jiān)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)；（9）確定計算機監(jiān)控系統(tǒng)適用的環(huán)境條件；（10）規(guī)定監(jiān)控系統(tǒng)必須進行的試驗和檢驗；（11）規(guī)定監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計、安裝和調(diào)試所需的文件要求；（12）規(guī)定監(jiān)控設(shè)備包裝和儲運的要求。

4標(biāo)準(zhǔn)研制的成果簡介

（1）適用范圍。明確了本標(biāo)準(zhǔn)“專門為水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、制造和安裝調(diào)試提供參考依據(jù)”，“對于單機容量小于800kW，發(fā)電機電壓為400V的水電站，本技術(shù)規(guī)程采用專門條款說明”。

（2）規(guī)范性引用文件。包括引用國標(biāo)GB191-2000、GB2887-2000和GB/T7260.3-2003等，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：DL/T578-95、DL/T5065-1996、DL/T478-2001等。本段引導(dǎo)語包含以下幾層含義：①所列出的不僅僅是標(biāo)準(zhǔn)，還包括其他文件；②通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用、所列文件中的條款成為本標(biāo)準(zhǔn)條款；③對于注日期引用的文件，只是指定的版面適用于引用它的標(biāo)準(zhǔn)；④只要可能，鼓勵使用注日期引用文件的最新版本；⑤對于不注日期的引用文件，其最新版本適用于引用它的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）術(shù)語和定義。術(shù)語和定義的編制主要是結(jié)合水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的常用語，并對經(jīng)常使用英文縮寫進行了說明。

（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。水電站一般用于滿足本地區(qū)負荷所需，單機容量小，機組事故停機對系統(tǒng)的影響較小，因此，根據(jù)水電站自動化設(shè)計的特點，從分析現(xiàn)有的水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的幾種模式入手，尋求了適合水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的模式。水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)存在兩種模式：集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)和分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)。目前，集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)除非是在特別小、老水電站中使用，新建水電站基本采用分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了在采用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時:①上位機應(yīng)設(shè)置2臺計算機，互為熱備用，提高系統(tǒng)的可靠性；②現(xiàn)地控制單元是實現(xiàn)水電站監(jiān)控的關(guān)鍵設(shè)備，它直接面對控制對象，每個現(xiàn)地控制單元對一個或幾個控制對象進行測量、控制、保護，具有現(xiàn)地監(jiān)控功能，能脫離上位機獨立運行；③調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)及其附屬設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用微機型的設(shè)備(如PLC)，便于水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通信方式與這些附屬設(shè)備交換信息。對單機容量小于800kW，發(fā)電機電壓為400V的農(nóng)村小型并網(wǎng)水電站，可采用高壓氮氣罐儲能活彈簧儲能型操作器代替調(diào)速器，勵磁系統(tǒng)可采用帶數(shù)字電位器的常規(guī)勵磁裝置，優(yōu)先選用無刷勵磁方式；④水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)配置自動準(zhǔn)同期裝置，同時保留手動同期裝置。每個同期點可分別配置1套同期裝置，當(dāng)同期點數(shù)量不多于3個時，整個水電站可配置1套公用同期裝置。同期裝置宜采用微機型的同期裝置。

（5）系統(tǒng)功能。本標(biāo)準(zhǔn)分別從上位機、機組現(xiàn)地控制單元和公用現(xiàn)地控制單元等的功能進行了規(guī)定。由于大部分水電站采用分層分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，因此，本標(biāo)準(zhǔn)對分層分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能作詳細的規(guī)定。該結(jié)構(gòu)方式由上位機和現(xiàn)地控制單元級兩個層次構(gòu)成，其中，現(xiàn)地控制單元級一般是1臺機組有1個現(xiàn)地控制單元LCU，升壓站和線路有1個公用現(xiàn)地控制單元LCU，所以，本標(biāo)準(zhǔn)分別從上位機、機組現(xiàn)地控制單元和公用現(xiàn)地控制單元的功能進行規(guī)定。①上位機功能規(guī)定了：數(shù)據(jù)采集與處理、控制與調(diào)節(jié)、監(jiān)測與保護、優(yōu)化運行、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計計算、事件記錄、打印顯示等功能。②機組現(xiàn)地控制單元（LCU）的功能規(guī)定了：狀態(tài)監(jiān)測功能、控制功能、調(diào)節(jié)功能、保護功能；③升壓站、公用設(shè)備現(xiàn)地控制單元功能規(guī)定了：測量功能、控制功能、保護功能、計量數(shù)據(jù)通信功能等。

（6）硬件基本要求。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的上位機、現(xiàn)地控制單元、電源、防雷和抗干擾設(shè)備等硬件設(shè)施。①上位機的要求:水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機一般由工業(yè)控制計算機、顯示器、鍵盤、打印機、刻錄機等組成，同時，對工業(yè)控制計算機、顯示器、鍵盤、打印機、刻錄機的配置作詳細的規(guī)定。②現(xiàn)地控制單元的要求：測量、控制、保護宜采用多PLC系統(tǒng)完成，在確保可靠的前提下，可將各功能綜合在1套微機系統(tǒng)中。單機容量小于800kW，發(fā)電機電壓為400V的水電站，可選用單微機系統(tǒng)。順序控制宜采用可編程序控制器PLC完成。開停機操作、倒母線操作及其他一些較復(fù)雜的多步驟操作都是一個順序控制過程，在這類操作中，由于其操作步驟多，判斷條件多，前后各步驟常常都是相互關(guān)聯(lián)的，前一步操作執(zhí)行成功與否，對以后的操作有重要影響，且這類操作對設(shè)備安全起到至關(guān)重要的作用，因此一定要受到電站運行人員的重視。由于PLC在順序控制功能方面具有無可比擬的優(yōu)勢，建議采用PLC來實現(xiàn)對各設(shè)備的順序控制。開關(guān)量輸入/輸出點數(shù)、模擬量輸入/輸出點數(shù)應(yīng)大于實際使用的點數(shù)并留有足夠的余量，輸入、輸出模塊應(yīng)留有5%~20%的備用點。觸摸屏是可以利用手指、筆等在顯示器表面的接觸來識別屏幕坐標(biāo)位置的設(shè)備，是計算機的一種輸入設(shè)備，具有直觀、簡單、易操作的特點。為了便于控制操作及參數(shù)、狀態(tài)的顯示，PLC可配置液晶觸摸屏來代替常規(guī)的開關(guān)、按鈕及指示燈，液晶屏的尺寸應(yīng)不小于5.9英寸。對具有前置機的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，不再另外配置觸摸屏。③電源的要求：在水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，有許多設(shè)備是需采用交流供電的，在供電期間不允許有停電過程，并要求交流電源沒有干擾，對工作電源的質(zhì)量要求較高，如工控機、PLC等，這些設(shè)備若直接使用電網(wǎng)電源供電，則會將電網(wǎng)的污染引入計算機監(jiān)控系統(tǒng)，從而對計算機監(jiān)控系統(tǒng)造成干擾，影響計算機監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作，因此，在水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)配置在線式不間斷電源UPS或逆變電源。當(dāng)交流電源系統(tǒng)故障時，通過雙輸入端口冗余電源裝置自動切換至廠內(nèi)直流系統(tǒng)，實現(xiàn)不間斷供電，不間斷電源(或逆變電源)除滿足GB7260.3-2003有關(guān)規(guī)定外還要滿足下列具體要求，如：額定容量按1.5～2倍正常負載容量考慮；輸入電壓：AC220V10%或DC88～127V（110V額定值）或DC176～253V（220V額定值）；輸出電壓：AC220V2%；輸出電壓波形：正弦波50Hz1%；波形失真<5%；不間斷電源備用電池維持時間：30min。對容量小于800kW，發(fā)電機電壓為400V的水電站，可以不設(shè)備直流系統(tǒng)；配置的電源應(yīng)采取穩(wěn)壓穩(wěn)頻措施，確保電站甩負荷時引起的過電壓和過速（頻率過高）不會損壞計算機監(jiān)控設(shè)備。

為了提高電源抗干擾的技術(shù)措施，應(yīng)采用分散獨立電源，這樣可以避免一個電源故障，影響整個監(jiān)控系統(tǒng)的工作，同時也減少了各種干擾在電源系統(tǒng)上的耦合，這樣大大提高了供電可靠性。所以，在水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入、輸出電源回路應(yīng)分開設(shè)置。④變送器的要求：變送器是一種將電氣或非電氣物理量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電氣信號的轉(zhuǎn)換裝置。經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號一般為：0~5V、0~10V、-10~+10V、0~20mA、4~20mA、0~10mA等，在水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)優(yōu)先選用4~20mA。⑤防雷和抗干擾方面：當(dāng)電力、通信線路處于雷云電場之中時，雷電對大堤放電或線路上空雷云之間放電，都會使線路產(chǎn)生雷電沖擊波或瞬間過電壓，這些沖擊波會沿著線路侵入到與它相連接的電子設(shè)備。由于計算機、通信等設(shè)備普遍存在絕緣強度低，耐過電壓能力差的致命弱點，一旦遭受雷電過電壓的沖擊，輕者造成系統(tǒng)運行失靈，重者造成設(shè)備永久性損壞，因此，重要電子設(shè)備都應(yīng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采取相適應(yīng)的防雷措施。另外，干擾也是影響水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的重要因素之一，從現(xiàn)場應(yīng)用的情況來看，監(jiān)控系統(tǒng)干擾來源主要為3個方面：電源干擾、輸入輸出接口通道干擾以及電磁干擾。干擾對水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)是致命的，如果不采取有效的抗干擾措施，則會出現(xiàn)損壞硬件設(shè)備、影響數(shù)據(jù)采集精度、控制失靈等后果。所以，水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)必須采取防雷和抗干擾措施，特別是監(jiān)控設(shè)備的供電電源、模擬量輸入口和通信接口等。電磁干擾是一種空間干擾，可以使用屏蔽技術(shù)處理。因此，對模擬量輸入應(yīng)采用對絞屏蔽加總屏蔽電纜，屏蔽層應(yīng)在計算機側(cè)接地。對絞的組合應(yīng)是用同一信號的兩條信號線。而開關(guān)量輸入宜采用多芯總屏蔽電纜，芯線截面不小于0.75，輸出采用普通控制電纜。同一電纜的各芯線應(yīng)傳送電平等級相同的信號。計算機信號電纜應(yīng)單獨敷設(shè)在一層電纜架上，除了可與通信用的弱電纜混合敷設(shè)外，不與其他電纜混合敷設(shè)，并應(yīng)排列在最下層。⑤接地:關(guān)于建筑物內(nèi)電子設(shè)備的接地，IEC、ITU和國標(biāo)GB50057都推薦采用公用接地(聯(lián)合接地或稱統(tǒng)一接地，即防雷、交流電源、安全和電子設(shè)備使用一個接地體)，按IEC標(biāo)準(zhǔn)，一個建筑物內(nèi)只允許有一個接地系統(tǒng)，即建筑物同各種用途的接地極都應(yīng)納入等電位聯(lián)結(jié)范圍而形成一個公用接地系統(tǒng)，以避免各金屬導(dǎo)體之間可能出現(xiàn)電位差而導(dǎo)致種種電氣事故。計算機監(jiān)控系統(tǒng)曾經(jīng)進行過獨立接地網(wǎng)的實踐，但這種接地方式在防雷和抗干擾方面都未收到預(yù)期效果。事實上，由于條件的限制，在水電站敷設(shè)獨立接地網(wǎng)十分困難。目前的工程項目中，計算機監(jiān)控系統(tǒng)均采用電站的公用電氣網(wǎng)接地，效果良好。因此，在水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中，宜利用電站的公用電器接地網(wǎng)接地，一般不設(shè)計算機系統(tǒng)專用接地網(wǎng)。系統(tǒng)內(nèi)各電氣設(shè)備應(yīng)保持一點接地的原則，各種性質(zhì)的接地應(yīng)采用絕緣導(dǎo)體引至總接地板，由總接地板以電纜或絕緣導(dǎo)體與接地網(wǎng)連接。

（7）軟件基本要求。本標(biāo)準(zhǔn)對上位機軟件、現(xiàn)地控制單元軟件等軟件的要求進行了規(guī)定。計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件按照與用戶的關(guān)系可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件主要指操作系統(tǒng)等，其常用來完成的主要功能有控制計算機系統(tǒng)的各種硬件，實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動；保證硬件資源的最優(yōu)方式管理和應(yīng)用；提供文件的編輯、編譯和調(diào)度管理程序；計算機系統(tǒng)的多用戶、多任務(wù)管理等。應(yīng)用軟件是在操作系統(tǒng)規(guī)定的環(huán)境下，為了完成最終用戶某些特定的功能而研制的專用程序，對于監(jiān)控系統(tǒng)而言是為實現(xiàn)監(jiān)控的程序。按照應(yīng)用對象來分，計算機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件可分為：上位機軟件和現(xiàn)地控制單元軟件。

（8）性能指標(biāo)。規(guī)定了計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本性能、可靠性、可維修性、安全性等性能指標(biāo)。①基本性能指標(biāo)：如開關(guān)量采集周期不應(yīng)超過1s；模擬量采集周期，電量不應(yīng)超過1s，非電量不應(yīng)超過10s；事件順序分辨率不應(yīng)超過20ms；新畫面調(diào)用響應(yīng)時間不應(yīng)超過2s；實時數(shù)據(jù)庫刷新時間不應(yīng)超過1s；控制命令響應(yīng)時間不應(yīng)超過1s；報警或事件產(chǎn)生到畫面字符顯示和發(fā)出音響的時間不應(yīng)超過2s。②可靠性：系統(tǒng)中任何設(shè)備的單個元件故障不應(yīng)造成關(guān)鍵性故障（或使外部設(shè)備誤動作）；整個系統(tǒng)平均無故障工作時間（MTBF）應(yīng)超過10000h。③可維修性：可維修性參數(shù)平均修復(fù)時間（MTTR）由制造單位提供，當(dāng)不包括管理輔助時間和運送時間時，一般可取0.5~1h；設(shè)備應(yīng)具有自診斷功能，按照現(xiàn)場可更換部件水平來確定故障位置；應(yīng)有便于試驗和隔離故障的斷開點；硬件采用模塊化，提高代換能力。④系統(tǒng)安全性：對系統(tǒng)每一功能和操作提供校核；當(dāng)操作有誤時能自動或手動地被禁止并報警；自動或手動操作可作存儲記錄或作提示指導(dǎo)；根據(jù)需要在人機通信中設(shè)操作員控制權(quán)口令；按控制層次實現(xiàn)操作閉鎖，其優(yōu)先權(quán)順序依次為：現(xiàn)地控制單元級、電站級、遠方調(diào)度級；系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)保證信息中的一個信息量錯誤不會導(dǎo)致系統(tǒng)關(guān)鍵性故障（或使外部設(shè)備誤動作）；與調(diào)度系統(tǒng)的遠程通信的信息出錯控制應(yīng)與通信規(guī)約一致；當(dāng)通信嘗試失敗時，發(fā)送站應(yīng)能自動重新發(fā)出該信息，直到超過重發(fā)計數(shù)（一般為23次）為止；系統(tǒng)內(nèi)部通信應(yīng)具有較高的信息錯誤碼檢測能力和編碼效率。

（9）環(huán)境條件。對系統(tǒng)的運行環(huán)境進行了規(guī)定。避免系統(tǒng)受強電磁場、強振動和強噪音源的干擾，選用抗干擾能力強的設(shè)備，采用合適的屏蔽措施，使設(shè)備能夠可靠運行。包括中控室的環(huán)境溫度、相對濕度、海拔高度等。中控室的環(huán)境溫度應(yīng)為0~+40℃，允許溫度變化率5％；電站中控室的相對濕度應(yīng)為40%~70%，現(xiàn)地控制單元的相對濕度應(yīng)為20%~90%（不凝結(jié)）；中控室所在位置的海拔高度應(yīng)不大于2000m；為了防止塵埃對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的影響，屏柜一般采用密閉結(jié)構(gòu)，通風(fēng)口應(yīng)帶有過濾網(wǎng)。在設(shè)備安裝施工期間，應(yīng)采取臨時防塵措施，以加強防塵效果。

（10）試驗和檢驗。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了系統(tǒng)所使用的設(shè)備和部件應(yīng)是通過了型式試驗的合格產(chǎn)品，在設(shè)備生產(chǎn)和安裝的各階段分別進行規(guī)定的試驗和檢驗，包括出廠試驗和檢驗，現(xiàn)場試驗和檢驗。并對出廠試驗和檢驗、現(xiàn)場試驗和檢驗作了規(guī)定。①出廠試驗和檢驗:出廠試驗和檢驗由設(shè)備制造單位完成，檢驗的項目有：一般電氣性能試驗；硬件設(shè)備的功能和性能模擬試驗；軟件的功能和性能模擬試驗；工藝質(zhì)量檢查；包裝前檢查。②現(xiàn)場試驗和檢驗：現(xiàn)場試驗和檢驗由設(shè)備制造單位和用戶共同完成，檢驗的項目有：設(shè)備抵達現(xiàn)場，應(yīng)核對清點數(shù)量，并對設(shè)備進行開箱檢查；設(shè)備就位并完成外部接線后，應(yīng)進行系統(tǒng)硬件和軟件靜態(tài)調(diào)試；靜態(tài)調(diào)試合格后，進行系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試及72h試運行。

（11）文件。對設(shè)計文件、安裝文件、操作與維護文件、檢驗與試驗文件等作詳細的規(guī)定。①設(shè)計文件：設(shè)計文件是制造單位根據(jù)用戶要求的技術(shù)規(guī)范或招標(biāo)書，進行系統(tǒng)設(shè)備制造所編制的圖紙和說明書，包括：系統(tǒng)原理圖與設(shè)備配置清單；屏柜布置圖和端子圖；軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計文件；硬軟接口與通信要求確認書；全部外購設(shè)備所附資料與說明書。②安裝文件：安裝文件是制造單位指導(dǎo)現(xiàn)場安裝所需的圖紙和說明書，包括：屏柜內(nèi)部接線圖和端子接線圖；設(shè)備安裝開孔和固定接線圖；設(shè)備接地要求說明書；安裝說明書。③操作與維護文件是為運行操作人員編制使用本系統(tǒng)設(shè)備的操作說明書和運行維護手冊，包括：上位機操作使用說明書；現(xiàn)地單元操作使用說明書；硬軟件檢查和修復(fù)說明書；正常維護手冊；竣工圖紙。

（12）包裝和儲運。對包裝的防潮、防霉、防震等措施作了規(guī)定，對運輸工具作了規(guī)定。

5結(jié)語

隨著《水電站計算機監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的制定與頒布，一方面，可以為各水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和制造單位提供參照依據(jù)，有利于制造出體現(xiàn)水電特點和適用于水電站的經(jīng)濟實用、安全可靠的計算機監(jiān)控系統(tǒng)；另一方面，可以引導(dǎo)我國水電站逐步采用水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)水電站無人值班，少人值守的目標(biāo)。因此，制定本標(biāo)準(zhǔn)對于促進我國水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和制造行業(yè)朝著科學(xué)化和規(guī)范化方向發(fā)展具有重要作用。本標(biāo)準(zhǔn)在制定的過程中參考了國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、廠商標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)書文件和設(shè)計文件，并廣泛的征求了專家的意見，盡可能保證標(biāo)準(zhǔn)的可行性和適用性，但是仍有可能存在一些問題和不足，并且計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，因此，對于本標(biāo)準(zhǔn)要堅持進行研究并不斷進行修改和完善。同時期待著科研、設(shè)計和運行部門的同行專家對本標(biāo)準(zhǔn)提出寶貴的意見。

作者：張仁貢 徐金壽 黃莉 單位：浙江同濟科技職業(yè)學(xué)院 浙江水利水電學(xué)院