中小水电站“无人值班，少人值守”的应用探讨

姚琼

摘 要：详细介绍了现阶段国内“无人值班，少人值守”的应用情况和发展历程；对“无人值班，少人值守”的软硬件要求烦分别进行阐述和分析；以及实现“无人值班，少人值守”所采取的组织措施和技术措施。

关键词：中小水电站；无人值班；少人值守；建设要求；技术措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.198

1 概述

“无人值班，少人值守”是指水电厂厂内不需要全天24小时内有人值班。机组开、停、调相等工况转换操作、有功和无功功率的调整以及运行监视等工作，均通过远程监视和控制来完成。目前有以下三种运行模式：

（1）集中监控模式。一厂多机组分散式电厂，通过通信技术将信息和数据送往总控室，进行集中监控。（2）小集控模式，分区分级管理和调度，将几个相邻的电厂集中起来进行集控。（3）调度端直接监控和调度模式。

2 水电站“无人值班，少人值守”建设发展历程

1996年7月正式颁布试行《水电厂“无人值班”（少人值守）的若干规定》，该文件对“无人值班，少人值守”的定义、实现方式、条件以及相应的技术改造原则提出了明确的规定，对我国水电厂“无人值班，少人值守”的健康发展起到了很好的指导作用。截止到2008年上半年，我国已有42座水电厂通过正式验收，约占全国大中型水电厂的34%，其中4个水电厂真正实现了“無人值班”。

3 水电站“无人值班，少人值守”建设要求分析

（1）实现“无人值班，少人值守”的前提条件。建设完善的综合监控系统，是实现自动化控制的基础。必须保证全站实现遥信、遥测、遥控、遥调和遥视功能。站内监控系统必须满足双网、双机的冗余配置，确保通信、监视和控制的不间断性。（2）对运行设备的可靠性要求。应当确保主设备（包括水轮机、发电机、主变压器以及高压配电装置等设备）运行稳定，评级不能低于标准中的二类设备；其次是确保机组前进水阀、快速阀门、事故闸门等能够可靠工作，确保机组和输水管道以及水电站建筑物的安全。（3）对水电站远动控制水平的要求。具备了稳定、可靠的站内综合监控系统后，还必须将数据远传至监控和调度中心，这就要配备双机双网的远动通信系统。有的设备运行状态和技术参数都要能够实时、准确的传送到调度控制中心，由中心进行实时监控和相应的控制，这些都需要有畅通的数据通道作保障，可以说畅通的数据通道就是遍布整个电站的“血管”，“血管通畅，血液才能顺畅流动”。（4）对系统运行维护人员的素质要求。“无人值班，少人值守”对人员的要求并没有降低，反而提高了。因此，在实现 “无人值班，少人值守”硬件设施建设之后，更应当注重人员素质、值班安排等软件设施的建设和完善。

4 提高水电站“无人值班，少人值守”的技术措施和组织措施

（1）完善工程设计，提高设备质量。水电站在建设或改造初期就应当确立“无人值班，少人值守”的设计思想，提高工程设计的质量。采用高稳定性、可靠性的一次设备和二次设备，监控系统和远动系统均采用双网双机冗余配置，另外最重要的是站内监控系统和远动系统，必须采用不间断的UPS双电源系统。

（2）完善抗干扰措施，确保自动化元件的可靠性。1）设备的屏蔽与接地为减少外界环境对自动控制设备的扰动，提高系统运行的稳定性，需要对核心设备和一些易受干扰的设备进行必要的保护和屏蔽。由于水电站发电设备及变电设备在工作中会产生强烈的辐射电磁场和感应电磁场，这些磁场的存在对于自动控制元件（例如各种传感器）的正常工作是一种很大的威胁，因此，必须要对易产生电磁场的设备进行屏蔽，利用铁网构成的围墙进行屏蔽是最普遍也是最有效的措施。同时，也能够防止动植物进入关键设施而导致事故。对电站监控系统应进行接地，并使用水电站的共用接地网系统，调度室中各设备外壳与接地引线连于一点，信号传输电缆的屏蔽层在信号端一点接地，应避免两端接地。2）设备用电保证。为保证监控系统的正常运行，监控系统的供电系统应加装备用电源自动投入装置（BZT）。其交流UPS电源最好采用厂区内的直流蓄电池作为逆变电源，对逆变电源的输入、输出进行隔离，各种LCU设备应当采用交直流两用电源。同时，为了便于供电系统的维护与运行，水电站用电系统的接线应当力求简单、清晰，并保证至少有两套供电系统以满足“无人值守”电站对持续供电的要求。3）实施有效电气隔离。电气隔离是水电站各设备安全可靠运行的重要保障。LCU现场输入方面有光电隔离，输出方面有扩展继电器隔离并配备电源隔离，上位机及网络层与LCU之间则应采用通讯电缆和电源隔离。在远距离的通信传输方面，应采用光纤光缆，每一个通信端口应当安装电子避雷器，防止传输线的感应设备受雷电波侵袭。在水电站计算机的监控系统屏蔽框外部与其他子系统的连接电缆方面使用屏蔽电缆，能够有效防止电磁场对输入输出接口的干扰。对于一些重要设备可以使用金属外壳加以隔离，并且保证隔离层安全接地，防止高频信号通过分布电容进入计算机监控系统的相应部件导致系统工作异常。

（3）培养高素质人才。对于现代化水电站的值守人员，要求少而精、素质高。值守人员应当掌握的技能：1）掌握一般漏油、漏水、漏气等情况的临时处置措施；2）能够处理异常报警情况；3）水电站机电设备的工作状态切换；4）进行手动紧急停机，关闭进水蝶阀、进水口事故闸门处理等；5）能够对火灾、水淹厂房的紧急情况进行合适的处理。

5 结 语

中小型水电站采用“无人值班，少人值守”的运行方式，具有减人增效，提高运行成本，增加经济效益，值得推广运用。同时对设备的可靠性、稳定性的要求更高，而且对运行人员的素质要求也有大幅的提高。因此，一方面需要加强施工设计和运行维护，另一方面应加大高素质人才培训力度，加快培训的步伐，解决合格的运行管理人员短缺的问题。

参考文献：

[1]穆青，肖宾.大中型“无人值班”（少人值守）水电厂的设计[J].水电厂自动化，2009.

[2]叶永奎.探索无人值班（少人值守）向集控运行转变的管理模式[J].水电自动化，2008.

[3]黄国祯.积极探索无人值班水电厂运行管理模式[J].水电自动化与大坝监测，2009.

[4]廖荣鑫，陈季源，胡蓬.无人值班小水电站的自动控制系统[J].水力发电，2008