摘要：NB/T 10861-2021《水力發(fā)電廠測(cè)量裝置配置設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)水電廠的測(cè)量裝置配置做了詳細(xì)要求和指導(dǎo)。測(cè)量裝置是水力發(fā)電廠運(yùn)行監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)，水電廠的測(cè)量主要分為電氣量測(cè)量和非電量測(cè)量。電氣測(cè)量指使用電的方式對(duì)電氣實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，包括電流、電壓、頻率、功率因數(shù)、有功/無功功率、有功/無功電能等；非電量測(cè)量是指使用變送器把非電量轉(zhuǎn)換為4-20mA或者0-5V電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，包括溫度、轉(zhuǎn)速、壓力、液位、開度等。本文僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)討論水力發(fā)電廠的測(cè)量裝置及用電管理系統(tǒng)，不涉及水電廠的微機(jī)保護(hù)配置等。

1.電氣測(cè)量及電能計(jì)量
電氣量測(cè)量對(duì)象包括水輪發(fā)電機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)、主變壓器、線路、母線、廠用電變壓器、直流系統(tǒng)等。圖1為水力發(fā)電站電氣接線示意圖，顯示水力發(fā)電機(jī)組、主變壓器、線路、廠用電變壓器的電氣接線。

圖1 水力發(fā)電廠電氣接線示意圖

（1）水輪發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁變壓器的監(jiān)測(cè)配置如圖2所示，設(shè)備選型如表1所示。

圖2 水輪發(fā)電機(jī)電氣測(cè)量配置 表1 水輪發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁變壓器監(jiān)測(cè)選型

（2）升壓及送出系統(tǒng)的電氣測(cè)量及電能計(jì)量

圖3 水力發(fā)電廠主變壓器電氣測(cè)量配置

（3）旁路斷路器、母聯(lián)或分段兼旁路斷路器和35 kV及以上外橋斷路器，應(yīng)測(cè)量有功功率及無功功率、計(jì)量有功電能及無功電能。對(duì)有可能送電和受電運(yùn)行 時(shí)，應(yīng)測(cè)量雙方向有功功率、計(jì)量雙方向有功電能；對(duì)有可能滯相和進(jìn)相運(yùn)行時(shí), 應(yīng)測(cè)量雙方向無功功率、計(jì)量雙方向無功電能。

（4）廠區(qū)供電線路應(yīng)測(cè)量三相電流，根據(jù)電能計(jì)量需要可計(jì)量有功電能。

（5）蓄電池組電壓和電流監(jiān)測(cè)。

2.非電參量測(cè)量

非電量測(cè)量對(duì)象包括水輪發(fā)電機(jī)、附屬設(shè)備、公用設(shè)備、空氣壓縮系統(tǒng)、高壓電氣設(shè)備、閘門控制系統(tǒng)、水力監(jiān)測(cè)等等。

比如水輪發(fā)電機(jī)組及水泵水輪機(jī)/發(fā)電電動(dòng)機(jī)組非電量測(cè)量項(xiàng)目數(shù)據(jù)比較多，包括軸水導(dǎo)軸瓦、水導(dǎo)油槽、定子繞組、定子鐵芯、勵(lì)磁變繞組等溫度，機(jī)組轉(zhuǎn)速、震動(dòng)，進(jìn)出水壓力、流量，潤(rùn)滑油油位油溫等等，這些非電量的測(cè)量均為模擬量和開關(guān)量，采集信號(hào)為4-20mA模擬量信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)，這些信號(hào)主要由配置的機(jī)組現(xiàn)地控制單元(LCU)采集并進(jìn)行相應(yīng)的告警和控制，數(shù)據(jù)可上傳水電廠管理系統(tǒng)。

為了提高可靠性，4-20mA或者0-5V模擬量信號(hào)需要增加信號(hào)隔離裝置來實(shí)現(xiàn)限壓、限流、隔離等措施，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。

3.安科瑞廠用電管理系統(tǒng)
Acrel-3000水電站廠用電管理系統(tǒng)針對(duì)水電站內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)組、升壓變壓器、出線回路、廠用變壓器及廠用電低壓部分、直流系統(tǒng)直流屏及蓄電池、現(xiàn)地控制單元(LCU)等部分的電氣和非電量參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，還可以接入站內(nèi)保護(hù)測(cè)控單元，實(shí)現(xiàn)電站的發(fā)、用電監(jiān)控、設(shè)備管理和運(yùn)維管理。

電站總覽及單線圖顯示
電站總覽對(duì)電站基本信息，越限、變位等報(bào)警統(tǒng)計(jì)信息，負(fù)荷趨勢(shì)、發(fā)電量，溫濕度、壓力、液位等環(huán)境監(jiān)測(cè)信息、發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、斷路器狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行集中顯示。此外具備電氣主接線圖、廠用電接線圖、油、水、氣系統(tǒng)圖、直流系統(tǒng)等。在這類畫面上能實(shí)時(shí)顯示出運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及某些重要參數(shù)的實(shí)時(shí)值，必要時(shí)可通過窗口顯示其它有關(guān)信息。

發(fā)電機(jī)、變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)
實(shí)時(shí)監(jiān)視發(fā)電機(jī)、升壓變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，采用模擬表盤、數(shù)字、曲線等可視化方式顯示電壓、電流、溫度、功率、負(fù)荷率、轉(zhuǎn)速、不平衡度等參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化和趨勢(shì)。

數(shù)據(jù)查詢
查詢選定回路選定的電流或電壓、頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、電壓、電流不平衡度、負(fù)荷率、溫度變化趨勢(shì)等某一運(yùn)行參數(shù)，統(tǒng)計(jì)其*大、*小、平均值，支持導(dǎo)出圖、表，并支持其歷史逐日極值及發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì)。

事件順序記錄
當(dāng)電站發(fā)生事故造成斷路器跳閘、重合閘動(dòng)作等情況時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)響應(yīng)并自動(dòng)顯示、記錄事故名稱及時(shí)間。

控制與調(diào)節(jié)
控制與調(diào)節(jié)對(duì)象：機(jī)組及其輔助設(shè)備、變壓器以及線路、控制電機(jī)等。控制與調(diào)節(jié)方式：遠(yuǎn)方/現(xiàn)地，控制可通過二級(jí)口令確認(rèn)，保障控制安全，并具備操作日志記錄。

異常報(bào)警
實(shí)時(shí)報(bào)警按嚴(yán)重、緊急、一般等級(jí)別分別刷新、顯示、統(tǒng)計(jì)，支持按站所、時(shí)段、設(shè)備名稱、事件類型、報(bào)警類型等組合篩選方式，支持用戶事件確認(rèn)。

統(tǒng)計(jì)與制表
查詢回路指定采集間隔電能和電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)這些參數(shù)運(yùn)行日?qǐng)?bào)，并統(tǒng)計(jì)日*大值、*小值、平均值。

設(shè)備管理和運(yùn)維管理
系統(tǒng)支持設(shè)備檔案管理、生成設(shè)備二維碼，記錄設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)行、保養(yǎng)信息，并具備工單管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消缺管理、搶修記錄等等，閉環(huán)運(yùn)維管理流程。

此外，系統(tǒng)還具備蓄電池監(jiān)控、視頻監(jiān)控、用戶報(bào)告、文檔管理等功能，可通過單線圖、餅圖、棒圖、3D圖形、手機(jī)APP實(shí)時(shí)顯示電站內(nèi)各區(qū)域運(yùn)行狀態(tài)，使管理人員及時(shí)了解電站運(yùn)行情況。

4.結(jié)論
水電站測(cè)量?jī)x表裝置配置以及廠用電管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的，均以滿足水電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電力商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要為目標(biāo)，保證準(zhǔn)確可靠、技術(shù)先進(jìn)、監(jiān)視方便、經(jīng)濟(jì)適用。通過合理使用傳感器配合管理系統(tǒng)，使電站運(yùn)行管理更高效。

審核編輯 黃宇