智能水电管理系统（推荐8篇）
华能澜沧江水电有限公司小湾水电厂（以下简称“小湾电厂”）是澜沧江中下游河段规划“两库八级”开发中的龙头水库，也是国家实施西部大开发、“西电东送”战略的标志性工程。地下厂房内安装有6台单机700兆瓦的混流式水轮发电机组，多年平均发电量为189.9亿千瓦时。电站以500千伏电压等级接入电力系统，在系统中担任调峰、调频、调压和事故备用任务。
一、水电厂智能化设备管理创新的背景
1.小湾运维管理难度大。小湾电厂在单机容量700兆瓦的水轮发电机组中转速最高、定子线棒间距最小、转子高度最高、转子的压紧难度最大，采用全水冷发电机空气冷却器，推力轴承、水轮机转轮、蜗壳制作难度均居世界前列。机组最大水头（251米）与最小水头（164米）比值为1.53、变幅达87米；水轮机效率高达96.4%，转轮出水边较薄，是700兆瓦水轮机组中水头最高的水轮机；大坝建成时即为世界最高的混凝土双曲拱坝，在高水头水电站中泄洪闸门的孔口尺寸与运行水头最大，闸门的设计、制造和运行均没有成熟的经验。
2.孤岛运行模式对小湾设备的可靠性提出了更高的要求。为提高小湾外送能力，小湾电厂在每年汛期的高负荷阶段将在直流孤岛模式下运行，其中2013年9月11日至18日期间小湾在孤岛模式下运行共增发电量2.45亿千瓦时。但由于孤岛系统薄弱、有效短路比低，是南方电网安全稳定运行的头号风险，若因设备故障引起机组紧急停运，将对系统产生较大影响。
3.“创一流”工作的要求。作为华能集团公司创建国际一流电厂工作中唯一的水电试点单位，小湾电厂“一流的设备性能、一流的技术创新能力、一流的企业管理能力、一流的人才队伍、一流的经营业绩、一流的品牌形象”的创一流目标，也要求电厂必须满足无人值班（少人值守）技术条件，实现设备管理的智能化。
二、水电厂智能化设备管理创新的内涵
实行设备管理智能化，可以提高全厂设备故障诊断与优化运行的智能化水平。本次巨型水电厂智能化管理创新的目标是：
1.创新设备智能化管理模式，系统地实现设备智能化管理“看、想、做”的有机集成，达到从在线感知、智能分析到决策执行的有机统一。用全面覆盖的智能化在线监测系统作为在线感知，解决“看”的问题；用大数据智能化分析平台作为智能决策，解决“想”的问题；以巨型水电厂首次全方位的设备性能测试、设备管理与检修管理的标准化和信息化、员工培训智能化作为装备的自律执行，解决“做”的问题。（创新点一）。
2.开发动态数据分析平台，建立统一的数据中心，实现计算机监控系统、各在线监测系统、机组检修信息化系统等数据的整合，实现了设备自动预警、智能监盘、报表自动生成、智能趋势分析等功能，创新了动态预警、动态报警、一键预警值设置等。（创新点二）。
3.根据分析结果开展相关工作，根据动态数据分析结果，开展水电站孤岛频率控制研究与应用，以及巨型水电厂的设备性能试验、全面掌握设备性能。（创新点三）。
4.实现设备管理可视化、标准化、信息化、智能化，建立缺陷可视化管理系统、机组检修信息化系统、图纸文档管理系统、员工在线考试系统、员工考评系统，并建立相应的运行维护管理标准和规范，推动设备管理的智能化。（创新点四）。
三、水电厂智能化设备管理创新的工作概况
1.领导重视，做好智能化设备管理的策划及实施。小湾电厂深刻认识到设备智能化管理的必要性,为确保工作的顺利推行，成立了由厂领导牵头的智能化设备管理领导小组，以及智能化设备管理办公室、检查评价组、检修标准化管理组、信息化管理组、智能化员工培训组，明确了相关人员的分工及职责，组织机构见图1。
图1：小湾电厂智能化设备管理组织机构图
2.统一思想，加大智能化设备管理的宣传培训力度。为使全厂员工熟知即将推行的智能化设备管理工作，利用专题讲座、专项培训考试等方式促使现场人员学习和掌握相关系统的功能及应用方法，加大开发应用过程的新闻宣传，各级领导带头示范并鼓励广大员工使用系统，改变全厂员工的思维模式和工作习惯。
3.迎难而上，攻克系统开发过程中的各类难题。相关系统开发初期出现了很多技术难题，如各子系统数据整合问题、数据存储空间问题、数据索引问题、设备定值自动生成实现困难等问题；系统试用期间也出现了部分软硬件不兼容、接口类型错误、程序BUG等问题。电厂每天召开碰头会，在全厂人员的共同协作努力下，攻克了各类系统开发应用难题。4.善用成果，不断提升现场智能化设备管理水平。通过设备的智能化管理，电厂不断优化运行、维护、检修策略，实现设备管理的精细化和信息化，进而继续推动智能化设备管理水平的提升。
四、巨型水电厂智能化设备管理创新的主要做法 1.工况在线感知。（看）
图2：小湾电厂设备环境监控系统
设备管理工况在线感知的“感官”。
电厂在计算机监控系统的基础上组织开发了15个智能监测分析系统，作为智能化图3：小湾电厂变压器色谱在线监测系统
图4：小湾电厂发电机局放在线监测系统
2.智能决策与控制（想）。
（1）小湾动态数据分析系统的开发。
由于电厂设备种类繁多，不同系统间数据可共享性差，2011年起小湾电厂历时三年组织开发出了设备动态数据分析系统（见图5）。
图5：小湾电厂设备动态数据分析系统曲线查询界面
（2）小湾动态数据分析系统主要功能。
1）各生产系统数据整合。将各生产系统数据进行整合，建立统一数据中心，数据两级压缩后优化存储与索引策略，便于数据查询和处理，并预留了以后可能接入该系统的接口。
2）自动报表功能。系统通过对已整合数据的分析统计，自动生成生产概况、生产日报等35类生产报表，将生产人员从繁琐重复的统计工作中解放出来，也提高了报表报送工作的准确性。
3）运行数据趋势分析功能。
利用直方图、曲线图、散点图等工具对各过程量进行可视化分析，对运行数据的变化情况进行以日、周、月为周期的趋势分析，根据分析结果制定相关设备的经济寿命和维护、检修项目。
4）设备运行情况动态预警功能。
可根据不同机组、设备的实际工况调整预警定值，当监测的测点数字特征数值超过高限或低于低限时将自动预警（见图6），可在设备出现劣化趋势时提前预警，起到在线辅助监盘的作用，避免事故的发生。
图6：小湾电厂动态数据分析平台动态预警功能
（3）小湾动态数据分析系统创新功能。1）设备定值动态生成。
可以依据实时数据的最大、最小值、区间值、量程范围等信息自动调整预警值，配合人工修正，实现设备正常运行区间监控与预警的动态调整、优化。
2）一键设置定值。
动态数据分析系统能够将以各测点一段时间内的平均值或峰峰值为基准，扩大或缩小一定比例作为各测点的定值并一键录入系统中，实现测点定值一键快速设置。
3）告警可区分机组状态。
动态数据分析系统能够区分机组状态的变化来选择不同的告警定值（目前主要划分为发电态定值和非发电态定值），更符合实际生产情况，避免因发电态和非发电态监测数据差异巨大造成告警不合理的情况。
（4）动态数据分析系统的使用效果。该系统建立了统一的数据中心，实现了各在线监测系统数据的整合，运用建模思想，充分挖掘数据潜在价值，实现对全厂设备的智能化监控，为设备运行、维护、检修提供决策依据。
3.装备自律执行（做）。
（1）根据动态数据分析结果开展相关试验。1）孤岛模式下机组频率控制方式的研究与探索。
根据动态数据分析系统分析，联网模式下的调速系统控制策略在孤岛模式下出现了负荷调节品质差、频率控制不稳定。特别是在孤岛直流停运后，机组出现了暂态高频、深度调相和频率过低等现象，严重影响机组安全稳定运行和电网事故恢复，极易造成厂网事故扩大。
电厂开展攻关，成功解决了传统水电站频率控制不适应孤岛控制要求的问题。该成果填补了国内调速系统孤岛控制策略的空白。
2）水轮机真机转轮动应力试验。
根据动态数据分析系统的趋势分析功能发现，小湾机组开机过程中，水轮机方面的振动及摆度出现增大现象，但是现有数据无法对原因进行准确判断。电厂通过真机转轮动应力试验，掌握了转轮在各工况下的动、静应力情况（转轮动应力分布见图7），通过开机规律优化方案（软开机），以减少开机过程中转轮各部位的动应力（开机规律优化前后对比见图8），转轮疲劳寿命可增加2倍。该软开机模式已经在三峡溪洛渡电厂等水电厂推广应用。
图7：小湾水轮机转轮动应力分布图
图8：小湾电厂开机规律优化前（左图）及优化后（右图）对比 3）机组全水头、全负荷段稳定性试验。
图9：小湾转轮动应力及相关部位压力脉动随机组出力的变化趋势
根据动态数据分析系统发现，机组在低负荷区域（非机组振动区）运行时，水轮机振动及摆度大，同时检修中发现转轮出现裂纹。针对该问题，小湾利用动态数据分析系统开展了机组全水头、全负荷段的稳定性试验，结合水轮机转轮动应力测试结果（图9），将小湾电厂单机运行区划分为四个区域（见图10）。通过上述区域运行时间的控制，使机组长期处于高效运行区，转轮裂纹明显减少。
图10：小湾电厂单机运行区域划分
（2）实现设备管理的精细化和信息化，推动智能化设备管理水平的提升。1）定期工作管理及可视化规程颁布。
小湾电厂结合动态数据分析系统分析结果，梳理了运行、维护等相关定期工作，并信息化闭环控制；颁布了可视化巡回检查项目651项、可视化检修作业指导书54份、可视化维护工单1643项、可视化教学视频26项，并持续完善。
2）设备巡检智能化。
梳理了设备巡检工单440项，开发了智能化、可视化的设备巡检系统。运行人员巡检时，巡检终端会即时将检查结果通过网络自动上传到系统数据库中，系统可根据巡检数据直接生成设备巡检分析报表，以便于统计分析。
3）基础管理的不断提升。已建立健全主、辅设备技术台账1216个，实现设备技术台账的自动生成和自动关联。完善设备备品备件定额3041项；进行智能仓库建设，低于预设值时自动报送物资采购计划。
4）开发其它信息系统，提升信息化管理水平。在计算机监控系统、在线监测系统整合的基础上，开发了检修管理信息系统、缺陷可视化管理系统、动态数据分析系统、图纸资料管理系统。利用信息化手段，改进管理方法，降低管理难度，实现智能化的全过程设备管理。
（3）实现员工培训的智能化，作为水电厂智能化管理的人才基础。
开发了视频教材、缺陷词典、可视化作业指导书、专业试题库，以及在线考试系统、员工考评系统，每月分专业组织员工进行在线考试，考试结果作为员工绩效考核的依据，促进员工专业技能水平的不断提高。其中在线考试系统已于2014年获得云南省QC成果一等奖。
（4）获得的专利及奖项。
共获得发明专利1项、实用新型专利4项，已公布发明专利3项，正在申请的专利4项。《用于孤岛模式下的水电机组调速系统的控制》获得国家知识产权局发明专利；《一种发电机空气冷却器防渗漏装置》，《一种闸门锁锭梁行走机构》，《一种推力粘滞泵泵瓦支撑座自润滑铜套结构》，《一种发电机大轴防补气阀漏水装置》获得国家知识产权局实用新型专利；已公布的发明专利有：《一种电站水轮机组的开机方法》，《一种筒阀的启闭控制方法》，《一种特高压直流输电线路的孤岛运行装置》；正在申请的专利有：水轮机运行区域划分（禁止运行区、限制运行区、振动区、稳定运行区），筒阀接力器位移接近开关，闸门原型观测测点布置，三维可视成像技术在闸门变形观测上的应用；《小湾电厂动态数据分析系统》获得第四届全国电力行业设备管理创新成果奖二等奖、全国电力企业信息化优秀成果奖二等奖。2015年1月，小湾电厂获得第五届全国电力行业设备管理先进单位称号。（供稿单位：中国华能集团公司）面向智能水电站的远程监测与分析系统
随着智能电网的发展,智能水电站的建设将是今后的主要发展方向和全新目标。状态监测与故障诊断是实现智能水电站的重要手段。水电站设备之间关系密切，相互耦合构成有机整体，设备分析与诊断需要关联相关设备状态，从全局进行考虑。
为了全面准确地分析设备运行状态、评估设备健康状况，急需提供一个符合智能水电站要求的集成所有设备状态数据的一体化监测与分析平台。此外,让远程专家不用到现场通过网络就能实现设备分析与诊断，提高诊断效率，也是人们研究的热点。
在对当前设备故障诊断技术以及水电站监测与分析系统研究现状进行总结的基础上，结合葛洲坝水电站的设备分析需求，通过理论与实践相结合，开展了面向智能水电站的远程监测与分析系统研究。
分析了水电站设备故障的特点。在总结运行人员工作职责以及进行设备运行分析流程与方法的基础上，提出了能够模拟专家自动完成的水电站智能化设备运行分析方法：状态统计，通过状态周期性运行统计以及同工况运行统计，为设备运行分析提供数据支持；运行分析，关联设备工况与相关状态,通过工况关联阈值分析、关联分析以及趋势分析，评价设备健康状况，检测设备性能降低或故障；事件分析，通过设备故障树，对性能降低或故障事件进行分析，列出故障嫌疑设备；设备分析，采用基于诊断知识规则、基于仿真模型、签名分析以及交互式诊断等诊断方法，分析设备故障，确诊故障原因。并研究了方法的自动实现过程。
分析了智能水电站的特征，介绍了水电站现有的监测与分析系统，包括监控系统、状态监测系统以及离线分析系统，研究了面向智能水电站系统集成的必要性。
以机组集成状态监测系统为主体，通过信息共享、网络通信等技术，从现地层、厂站层以及企业层实现了各系统之间的集成，构建了水电站分层分布式一体化监测与分析系统，并采用时间同步、工况同步以及事件同步等手段，实现了各系统数据的有机融合与集成存储。
根据系统层次结构的功能需求，研究了一体化系统的数据层次组织策略，介绍了数据内容与组织形式。分析了一体化系统的安全现状，采用安全分区、硬件隔离等策略，实现了系统安全防护，安全测试结果表明系统运行安全可靠。
针对目前远程监测与诊断还需要专家到现场进行操作的不足，提出了远程零距离监测与诊断思想，即不用到现场通过网络就能实现远程监测与诊断，就像亲临现场一样，实现专家与现场零距离。
根据专家现场工作的需求分析，设计了包含远程零距离状态巡检、运行分析、试验分析以及故障诊断的功能框架。为了实现远程用户与系统的交互，建立了基于RIA的远程信息交换模型。采用设备状态数字化、可视化导航以及系统状态自检测等手段，将设备状态、系统状态展示给专家，实现远程状态巡检；通过设备状态统计，集成阈值分析、关联分析以及趋势分析，为专家提供远程运行分析；系统自动识别机组“试验”(包括人工试验及正常运行经历的工况)、记录试验数据、计算试验性能指标、评价试验性能并生成试验报告，实现远程试验分析；提供原始数据提取、立体数据查询、故障特征分析以及故障诊断等功能应用，使得专家在远程就能进行故障分析与诊断。详细阐述了数据库、知识库设计以及功能实现方法。
面向智能水电站的一体化远程零距离监测与分析系统已在葛洲坝水电站成功应用。结合实例，介绍了远程零距离监测、分析与诊断应用成果，验证了系统的可行性和实用性。水电站一体化远程零距离监测与分析系统为专家进行设备远程综合监测、分析、故障诊断以及维护决策提供了交互式信息平台，为运行人员进行运行分析、把握设备健康状况提供了强有力的辅助工具，为实现智能水电站打下了坚实的基础。
小湾水电站机组轴电流保护分析
【摘 要】本文主要介绍了水轮发电机组轴电流产生的原因、危害，以及常规轴电流保护与小湾轴电流保护原理。并对小湾轴电流装置检测中存在的问题进行分析、解决。
【关键词】水轮发电机组；轴电流；转子；保护 0.引言
小湾水电站是西电东送的标志性工程，装设6台单机容量700兆瓦的混流式机组，保证出力185.4兆瓦，多年平均发电量190.6亿千瓦.时。作为南方电网重要的调峰、调频、事故备用水电站，对电网的安全稳定运行起着极其重要的作用。由于机组长期运行在水头变化大、调峰深度大、开/停机频繁等恶劣条件下，所以，如何有效避免轴电流的产生、预防轴电流产生后对机组的影响以及提高轴电流保护的可靠性成为电站的一项重要任务。
对于水轮发电机组而言，由于磁路的不对称，或者定、转子气隙的不对称，转子上、下两端大轴会感应出轴向电势，称为轴电压。轴电压含有基波分量、三次谐波分量和直流分量，对地轴电压沿着转子自上而下减小。正常运行时，由于大轴与轴瓦之间有油膜绝缘，轴承与支架间亦由绝缘材料连接，故轴电流没有流通路径，不会产生轴电流。当绝缘油膜遭到破坏或轴承有接地时，轴电流将流过轴瓦，由于大轴的内阻很小，尽管轴电压不高，但产生的轴电流仍可达几百安培甚至更大。一般地，若通过瓦面的轴电流密度超过0.2A/cm2，就可能对轴面引起交蚀，油膜遭到破坏，轴瓦发热，甚至瓦面烧花，危及机组安全稳定运行，因此，合理配置及装设可靠的轴电流保护装置尤为重要。
1.轴电流保护介绍 1.1常规轴电流保护
常规水轮发电机组常采用轴电流互感器（TA）对轴电流进行实时监测，并依据其精确感应出的基波轴电流和三次谐波轴电流来设置保护。机组轴电流保护使用大轴TA采集数据。其机组上导有一个绝缘碳刷与大轴连接，引出线与上导瓦连接，上导瓦与机架绝缘固定。接地碳刷与推力轴承之间的TA，作用为测量电流作为轴电流保护的动作电流。上导瓦与机架绝缘破坏时，轴电压产生的轴电流会通过大轴、绝缘碳刷、上导瓦、机架、大地、接地碳刷形成轴电流回路，此时，轴电流保护装置将根据大轴TA 采集到的轴电流值动作于报警或停机。
1.2其他轴电流保护介绍
常规轴电流保护使用大轴TA，而现在比较新型的轴电流保护未使用传统型的TA，而是根据布置在大轴上的3把刷子接入保护装置，从而判断大轴与上导瓦之间的绝缘情况。第一把为铜片刷子，与发电机轴的滑环表层接触；第二把为轴领刷子，与上导的轴领滑环表层接触；第三把为大轴接地刷子，与下导轴承滑环表面接触并接地。
该轴电流保护原理为监测发电机大轴与上导轴领之间的绝缘电阻。该绝缘层（大轴与铜片之间的绝缘层）、中间的铜片和外绝缘层（铜片与上导轴领之间的绝缘层）组成，夹在轴和轴领之间。一旦发电机大轴与铜片之间绝缘遭到破坏，大轴感应电势就会通过大轴接地碳刷、大轴、内绝缘层、内绝缘层、铜片、铜片刷子、保护装置而未形成轴电流回路，不仅保护了上导瓦面，还可以报警以提醒运行维护人员注意。只有当内绝缘层、外绝缘层、上导轴领与上导瓦之间油膜绝缘均击穿后，电流才形成回路。
2.小湾水电站机组轴电流保护装置及原理
小湾水电站发电机组轴电流保护与传统轴电流保护相似，机组轴电流保护使用TA进行数据采集，利用轴电流互感器检测出来的轴电流基波或三次谐波电流信号，来检测轴承绝缘状态。当电机轴绝缘底下或有击穿时，由于发电机轴承不对称，机轴将产生轴电流而损坏其绝缘，发生故障。其损坏程度将取决于轴电流的幅值和持续时间。安装灵敏的轴电流保护设备能保障发电机的安全运行，提前发现机轴的绝缘故障，以便采取相应措施。
2.1轴电流保护装置
小湾水电站采用BZL-10C型轴电流保护装置装置，主要应用于检测发电机大轴中的电流，防止轴承绝缘击穿时损坏轴承和其他部件。
2.2轴电流保护原理
BZL-10C型轴电流装置利用轴电流互感器检测出来的轴电流基波或三次谐波电流信号，来检测轴承绝缘状态。该装置是由：放大器、双通道滤波器、A/D转换、单片机智能分析判断控制及过电流动作等环节组成。
BZL-10C型轴电流继电器采用了两种工作方式，即按电流基波分量或电量的三次谐波分量进行检测动作。当电机内干扰磁场较强，且互感器输出电流中含有三次谐波分量时，仪器可同时测量50HZ和150HZ信号，电流信号经滤波器滤除50HZ或150Hz的杂散干扰电流，使继电器能够稳定的检测。当电机内磁场干扰甚小，而轴电流中又无谐波干扰时，仪器即按50HZ频率 轴电流进行监测。轴电流信号经50HZ工作通道，并滤除其它干扰，防止误动作，当前轴电流为50HZ和150HZ信号轮流显示，面板指示灯显示当前工作频率。
继电器从轴电流互感器CT中取出故障电流信号，经IC1放大后，送入50HZ和150HZ双通道滤波器中，双通道滤波器输出经整流合成后，分别送入两路A/D模数转换器，再送入MCU进行分析、判断、显示轴电流值，经MCU与两个故障电流的设定值进行比较后，送出控制信号触发相应的继电器CZ1，CZ2，以控制报警及跳闸等信号。
3.小湾机组轴电流保护存在问题 3.1测试电流值偏大
在机组检修后启动后，小湾机组轴电流测量结果偏大，超过了轴电流告警定值1.5A，甚至超过了跳闸定值2.5A。而根据相关规定，机组运行中需投入相应轴电流保护。因此，根据保护定值单，已将轴电流告警功能投入。但由于轴电流测值偏大，可能造成保护误动作而引起事故，故而将轴电流跳闸功能退出。既不符合相关要求，也可能造成机组无轴电流保护运行，存在较大隐患，同时轴电流频繁告警势必对保护装置其他功能的正常工作造成一定的影响。
3.2可靠性不高
3号机组轴电流相对其他机组较小，尚未达到轴电流告警值。在机组转检修态以后，我们也对3号机组轴电流CT及轴电流装置的测量准确度进行了测试，其测值可以正确反映机组轴电流的大小。但这种通过轴电流装置接至保护装置的接线方式复杂，环节较多，可靠性与测量精度不高。并且发生轴电流告警后无法进行录波，不利于故障分析和处理。
4.改进措施
4.1 针对轴电流测值偏大的改进措施
在检修中针对轴电流测值偏大情况进行了检查，最后确定大轴补气位移传感器可能存在接地情况。将大轴补气位移传感器拆除后，轴电流测值明显偏小。而大轴补气位移传感器探头出现弯曲，并有磨擦痕迹。因此，判断为该传感器在机组运转过程中可能出现磨擦接地现象，将该传感器更换后正常。
4.2针对可靠性的改进措施
根据之前漫湾电厂轴电流装置改造的成功经验，将轴电流CT采样直接输出保护装置。小湾水电站使用的RCS-985发变组保护装置自带轴电流告警与跳闸功能，也能对轴电流采样中的基波（50Hz）与三次谐波（150Hz）分别进行测量，且其精度与可靠性比现有的轴电流装置要更高。因此，可直接将轴电流CT工作绕组输出接至该装置上，解除轴电流装置。由RCS-985GW发电机保护装置自带的轴电流保护功能实现机组轴电流告警与跳闸。
在改造完成后，使用继电保护测试仪在轴电流CT一次侧直接加量，并查看保护装置中的采样。同时在退出保护压板的情况下，验证轴电流保护告警、跳闸功能正常。
5.结束语
轴电流对机组影响较大，小湾水电站采用传统类型的轴电流保护装置，进行相应优化后，其可靠行得到了保证。
【参考文献】
安全监测是人们了解建筑物或构筑物运行性态和安全状况的有效手段,近年来,水工建筑物、矿山和地质灾害防治都将工程监测、工业电视和管理信息系统连入网络[1,2],将工程安全监测系统(Engineering Safety Monitoring System ,ESMS)所监测到的信息在自己建设的网站上发布。本文介绍了一种基于CAN总线控制的工程安全监测智能数据采集装置(ICE)。上位机软件采用基于Web的Safety Monitor Web软件实现系统的参数配置、数据的提取存储、数据的初步分析、数据及图表的查询等功能,并且实现了基于WEB的远程访问;现场ICE之间及ICE和控制主机之间通过CAN总线互连,形成分布式的采集和控制网络;控制主机和其他PC或服务器通过以太网互连,形成分布式的分析和查询网络。该系统主要针对于水电工程中常用的传感器开发,具有高精度、良好的可靠性、长期的稳定性和对环境的适应性。
1 系统采集装置的功能与设计
ICE智能数据采集装置主要用来采集设置在工程建筑物内部或表面的传感器数据,从而获得效应量(变形、渗流、位移等)和影响量(水位、气温等),为工程管理和评价提供必要的基础资料。
1.1 基本功能
(1)控制功能。
可接受上位机(服务器或客户终端)的命令实现如下控制功能:①按上位机控制方式进行巡测或选测;②按自动控制方式进行巡测,起始测量时间和测量时间间隔可由运行人员设置;③按特殊自控方式进行巡测,这是在上位机故障、线路故障或断电情况下,自动利用自备电源继续实现定时巡测,测量数据自动存储。
(2)测量功能。
根据控制程序自动对所接入的传感器进行高精度测量。可以有巡测(逐点依次自动测量,采集监测数据)和选测(对选定的某一测点进行测量)2种方式。
(3)计时和定时功能。
具有内部实时时钟电路,用户可查询或修改时间,可按用户设定的起始测量时间和测量时间间隔,实现定时自动巡测。
(4)存储功能。
有不小于128 KB的存储容量,每次测量的监测数据将自动储存,存储容量用完后自动覆盖,对存储数据具有掉电保护功能。
(5)通讯功能。
具有RS-422/485和CAN总线接口,可与上位机实现双向通讯,通讯距离可达1 200 m或更长。根据用户需要,可加装硬软件、通讯接口,实现超短波、微波、光纤、电话线及GPS和GPRS无线等通讯。
(6)自检自校功能。
具有自检功能,可对供电状况、电池电压、测量模块的类型、所接仪器的数量进行检查,并将其状态信息输出,在显示终端上显示。
1.2 数据采集装置设计
ICE智能数据采集装置主要由数据采集模块、数据存取模块、通讯模块和电源管理模块等主要构件组成。软件为嵌入式软件,运行于数据测控装置的CPU中。考虑到系统的可靠性、可维护性,使用C51编程,采用模块化设计。系统示意图见图1。
(1)数据采集模块设计。
①接受控制模块的命令,实现对指定通道的振弦传感器进行激励及采集的功能;②判断通道状态;③在测量数据不满足要求时复测。工作流程示意图见图2。
(2)数据存取模块设计。
①接受控制模块的命令,保存采集数据到NVRAM(带掉电保存功能的存储器)中,在存储数据空间已满时,覆盖最早的数据;②从NVRAM中读取数据;③清空NVRAM中的数据;④电源管理模块;⑤监控电源状态;⑥在主电源断电时,切换至备用电源;⑦主电源重新上电时,切换至主电源,备用电源处于充电状态;⑧在空闲时让系统休眠。
(3)通讯模块设计。
①初始化RS232/RS485器件;②响应RS232RS485控制器的接收中断,将接收的数据或命令传送给控制模块;③接受控制模块的命令,发送数据到RS485总线上。
(4)控制模块设计。
①初始化系统并自检;②处理来自上层设备的命令;③设置自动巡测时间到时钟器件;④响应时钟器件的中断,定时采集并存储传感器数据;⑤与其他功能模块交互。
(5)设备通讯命令。
①设置和查询系统时钟;②设置和查询自动巡测的起始时间和间隔;③选测指定通道;④比测指定通道(将指定通道连接到比测端口,便于人工比测);⑤提取和清空存储数据;⑥查询电源状态;⑦查询系统信息(如装置类型,系统状态等);⑧查询连接传感器数量及状态;⑨设置和查询通道参数(如类型,上下限等);⑩其他命令。
2 上位机软件规划与设计
上位机软件是基于DOTNET FRAMEWORK开发的WEB 应用程序,可以运行于单机系统,也可以运行于局域网和互联网,实现了远程用户登录、远程测量控制和远程数据分析处理功能。采用先进的WEB SERVERS和BS模式及组件式架构,系统分为数据层、业务逻辑层、用户界面层,使得维护更方便。客户端没有应用程序,而是通过通用的浏览器实现对上述所有功能的使用。在软件需要升级时,只需改变作为服务器的主机上的相关组件,所有用户便可立即访问最新的功能,避免更新整个应用程序,也无需对客户端进行维护,减少风险,提高了可靠性,特别是对远程的客户端变得尤其便利。本软件采用适合大数据量处理的高性能数据库系统SQL SERVER作为后台数据库,保证了数据的安全性,提高了数据的可维护性,增强了系统的扩展性,为系统的平滑升级提供方便。数据库灵活使用了视图、存储过程等工具,优化了处理速度,使得大数据量查询的等待延时更短,更友好。所有上述功能的实现不再局限于一台电脑,而是通过远程登录,实现功能和数据的共享。软件采用了严格的用户权限管理和验证系统,杜绝了未经授权的非法访问,保证了数据系统安全。
软件根据不同功能和应用习惯规划分类,以模块化方式开发,其功能模块结构规划图见图3。系统主要模块有:设备管理模块、用户管理模块、指挥终端模块、自动数据采集模块、数据处理模块、人工数据采集模块、统计分析模块、知识模型模块、事件管理模块、系统监控管理模块、流媒体服务模块、数据呈现控制模块、安全评价模块、报警模块、数据服务模块、数据库管理模块等各种模块:
3 应用实例
本系统成功应用于江西某电站的工程安全监测自动化系统中,该工程的监测项目有外部变形监测(水平位移和沉降位移)、扬压力监测、混凝土温度监测、钢筋应力监测、结构缝开合度监测及水位和气温监测等,接入系统的仪器有7类50余支。通过该系统的应用实现了以下功能:
(1)配置功能。
实现对现场测控网络的配置,如剖面及测线的添加、删除;采集模块的添加、删除、参数设置;传感器(测点)的分类、添加、删除、参数设置;传感器与采集模块通道的配置关系等。
(2)控制功能。
实现对现场测控网络的控制,如初始化采集模块,启动或停止自动采集,单点或多点巡测,设置或校正采集模块的实时时钟等。
(3)数据提取功能。
实现对采集模块中的测量数据的手动提取、清除功能;可自动定期提取清除功能,只要系统主机处于开机状态,系统将在定时到达后自动完成数据提取功能,无需人工干预,避免在较长时间内没有提取数据而造成采集模块中的数据溢出丢失的情况;在确认测量数据被提取到数据库中后,才对采集模块的存储数据进行实际清除,避免数据被误清除而丢失。
(4)数据保存功能。
软件将提取的原始数据保存到安装于服务器(控制主机或独立的数据服务器)上的数据库中,按指定信息排序(如采集时间、传感器编号等)。同时进行初步的处理,如根据指定的公式进行校正,换算成工程值等;保存处理前的数据作为原始记录,保存处理后的数据供分析。数据保存功能是在用户提取或自动提取采集模块存储数据时自动完成的,无需人工干预。
(5)数据分析功能。
实现对测量数据的查询、分析、绘图等。可以根据用户设定的条件,如指定采集时间段、指定测点编号、指定剖面或测线等,对测量数据进行分析,并生成相应的原始数据报表、工程值报表、异常值报表、测点过程线、测值分布图等。软件生成的所有图表均可直接打印,并能以图形文件的格式单独保存,便于在其他文档(如分析报告)中引用。
4 结 语
本系统硬件采用工业级元器件,以模块化方式开发,采集精度高、稳定性好、安装简便、维护费用低, 具有很好的可扩展性。系统软件采用信息集成化设计原则,使得输入的信息充分共享,消除信息孤岛,简化输入操作,避免重复输入。软件对单项功能尽可能的采用一键式操作,并对可能的误操作进行锁定,避免由此引起的损失。系统还提供了功能强大的公式编辑功能,用户可灵活地引用其他通道的测量数据,自定义运算逻辑,实现对原始数据的校正及原始采集数据到工程值的换算。对水电项目、地质灾害治理等同类型的监测工程有较好的参考和借鉴价值。
摘要：工程安全监测是工程运行管理的重要组成部分,监测信息自动化、可视化和网络化是安全监测的发展趋势。介绍了一种由智能数据采集装置(ICE)硬件和基于Web的Safety Monitor Web上位机软件构成的工程安全监测系统(ESMS),分别从硬件的功能设计和软件功能规划等方面进行了详细描述,最后对该系统在江西某水电站的成功应用作了简要介绍。
关键词：水电工程,安全监测,数据采集系统
参考文献
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【关键词】水电厂；智能化计算机监控系统；发展远景
尽管我国的水电厂监控系统已经实现了智能化，但是还有可开发可利用的空间，所以水电厂以及相关人员都应该投入大量的资金与精力来研究该系统。在众多的研究领域中，防止事故扩大化领域的研究最具现实意义，因此要重点研究这个功能，防止事故扩大化也是变相提高水电厂效益的有利措施。
1.智能化水电厂计算机监控系统总的发展趋势
总的发展趋势是：智能化、可选择性、用户二次开发。所谓智能化，或者说傻瓜化，主要指系统的软件具有人类的一部分归纳、推理、判断的能力。水电站计算机监控系统的智能化水平是指：在一定条件下，它能更多地代替运行人员，在判断和归纳的基础上自动提示更多信息、自动进行一些操作，使机组运行在更安全的工况区域内。智能化水平越高的系统对使用人员的要求越低，不需要培训或进行简短的培训就可以使用操作，有问题翻阅一下说明书就可以解决，得像家电那样简单，接上电源就能使用。智能化水平越高的系统，能够根据使用的情况，对自身或控制设备的状态给出恰当统计、准确的诊断、适当的报警提示，以使用户时刻清楚监控系统的情况，时刻清楚监控系统及被控设备的状态。用户二次开发。提供一系列方便、友好工具软件，支持用户二次开发，使用户按照设备的变化情况和现场的需要随时方便、简单地对数据库、画面、报表、通信内容进行修改，使监控系统真正成为用户自己的系统，成为用户满意的系统。
2.智能化水电厂计算机监控系统具体的发展方向
2.1防止事故扩大化的功能
智能化水电厂所使用的监控系统要比传统的监控系统有很多优势，众多优势中，防止事故扩大化的功能比较突出，但是尽管如此，也需要对该功能进行进一步改进，使其防止事故扩大化的功能更加明显与突出。发电机是智能化水电厂监控的主要设备之一，目前的监控系统虽然能够监测到发电机的故障，但是对其并不能采取进一步的措施，而经过改造之后，智能化监控系统，不仅要监测到故障，还可以通过自动化装置对设备进行动作保护，或者直接将有故障的设备切除，而不影响其他设备的工作，也就是说智能化装置能够将故障点自动切除，而不影响整个系统的正常运行。为了能够让智能化计算机系统尽早实现这一功能，可以从以下方面入手：
首先，智能化计算机监控系统，要与其他系统进行有效的连接，这样连接的之后的系统的整体功能就会有效的提高，比如与自动化系统进行有效的连接，这样当发生故障时就可以自动故障设备，在这个连接之后的系统中，智能化计算机系统主要起到的是监控的作用，而自动化系统则起到自动切除的作用；其次，要保证整个系统运行一直处于安全的状态，防止事故扩大化功能的实现，主要依托的智能化计算机系统与自动化系统的连接，但是因为智能化系统所使用的依然是专用的装置，其专用接口会影响连接效果，因此在连接时要以安全运行为；最后，扩大监控的范围，这也是防止事故扩大的主要措施，监控范围的扩大也就是变相降低了事故发生的概率，因为能够对设备故障进行预警，及时维修，而如果还是固定的监控范围，其他没有监测的设备，即使发生故障也不会预警，这种情况事故扩大化的可能性非常高，因此扩大监控的范围非常重要。
2.2智能化发展
智能化水电厂计算机监控系统的最重要的特征当然是智能化，但是目前的智能化水平有限，因此提高其智能化水平成为该系统的发展目标。智能化要达到的要求就是利用增添知识库系统，除此之外，还要加入专家服务的功能，这样当发生故障时，就可以启动专家服务功能，计算机中显示解决的办法，优势十分突出。为了提高智能化程度，可以从方面入手：首先，管理计算，也就是说在更加智能的监控系统的支持下，水电厂设备在运行时能够选择出更加的节能的方案，因为这个监控系统中建立了相应的数学模型，通过数学模型的处理，设备运行过程中就会自动的选择最佳的控制方案，其运行管理就会更加科学方便；其次，事故处理更加迅速，智能化系统能够对水电厂中的各个设备进行监测，随之设备运行状态，如果没有出现故障，智能化监控系统就会显示出正常的状态，但是如果出现故障，系统就会发出预警，之后对故障进行分析，确定故障设备以及类型，之后再把故障自动切除，这样即使也能够确保其他设备正常运行，而这期间检修人员就可以对故障设备进行维修。
2.3综合化发展
实现计算机监控系统的综合化发展从某种意义上来说能够有效促进整个智能化水电厂的综合自动化运行管理水平。在当前技术条件支持下，水电厂自动化设计实现了过程自动化运行，其主要以水电厂工艺过程为对象，对其实现自动化的控制与监视。对于整个水电厂运行管理作业的开展而言，起重要意义是尤为关键的。智能化水电厂能够借助于在线监测数据与处理结果，计算机监控系统运行过程中所提供的专业性支持，确保水电厂运行管理人员对发电机机组运行状态的实时掌握，在此基础之上为后续状态检修工作的开展提供必要的支持与保障，由此实现水电厂运行机组故障诊断的远程性。
2.4先进化发展
智能化水电厂计算机监控系统应当在确保控制策略先进性的基础之上引入物理分散形态能。借助于现场总线技术的引入及其应用确保水电厂运行系统仪表设备与控制器装置之间的全开放式且双向式通讯联通。在此过程当中，整个水电厂计算机监控系统的控制作业品质及其控制精度势必会得到有效提升，与此同时也合理控制了传统意义上借助于电缆电线对控制仪器进行调试维修的步骤，确保了控制系统机柜的有效简化，智能化及先进化效益显著。
3.结语
综上所述，可知智能化水电厂计算机监控系统有很多的发展空间，尤其是在智能化方面，可以通过土其他系统的有效连接，来实现更强大的功能，比如故障处理更加迅速，系统连接时，接口障碍降低等。智能化系统的功能本身就不是单一的功能，但是功能的深入研究依然十分关键。
【参考文献】
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[2]陈向荣，李海文，张晶晶.长湖水电厂监控系统更新改造特点[J].水电自动化与大坝监测，2007（04）.
为使学校用水用电工作更加制度化、规范化和科学化，进一步增强学校全体师生的节约思想意识、合理规范用水用电行为，结合本校教学实际使用情况，制定下列用水用电管理办法，并要求学校所有用水用电部门和个人都必须严格认真执行。
一、用水管理制度。
1、学校节约用水管理责任部门为总务处。
2、学校建立用水和节水工作领导小组。(校务组)
3、加强宣传教育，提倡学生节约用水，培养学生养成节约用水的好习惯。
4、楼和食堂餐厅等校区重点用水部门，由值班教师巡回督查，总务处进行不定期抽查，杜绝长流水或跑、冒、漏、滴等现象。
5、学校用水管理员要加强巡回检查，发现问题要及时采取有效的措施进行处理。如水龙头损坏，立即做出紧急处理，并马上更换，并做好记录（包括具体时间）以备考核备查。若没有及时做出处理或不处理的，领导组要追究其应的责任。
6、发现学生有意浪费水的应当场给予教育，并作好记录，达两次则向班主任和管理办报告。对极个别对多次故意浪费水、教育不改的学生进行通报批评，并要求其进行书面检查。
7、严禁私自拆动水表，如有损坏照价赔偿。
二、用电管理制度。
1、加大宣传教育工作。要求学生树立节约用电的思想，自觉遵守学校按时熄灯规定，养成人走关灯的习惯。
2、加强管理检查力度。要求学生遵守用电规定，杜绝长明灯，值班管理员每天要巡回检查。若发现未关灯的要责令学生及时关灯，并作好登记，以便考评。
3、学校电工要随时处理好属自然原因（不包括人为造成）损坏的用电设备，如日光灯管、插座等，人为故意损坏必须赔偿后再修复，满足学生用电的合理要求，提供优质的服务。
4、在不影响正常照明的情况下，楼道、洗手间等公共区域的照明，坚持用节能型小功率的灯泡。
5、规范值班室用电。每月值班室工作用电量为50度（包括播放电视、照明等），实行超用电费自付费用的原则。
2012学年城镇中学节约用水用电管理制度
节约合理有效利用水资源是节约型公共机构示范单位的标志之一，也是学校全体教职员工和在校学生应尽的义务。为使学校计划用水、节约用水和合理用水管理工作更加制度化、规范化和科学化，进一步增强学校全体师生的节约思想意识、合理规范用水行为，结合本校教学实际、后勤保障和绿化/景观用水的实际使用情况，制定下列用水管理制度，并要求学校所有用水部门和个人都必须严格认真执行。
一、节约用水管理
1、学校建立用水和节水工作领导小组。(校务组)
2、学校节约用水管理责任部门为总务处。
3、学校各用水部门均要认真做好计划用水、合理用水和节约用水管理工作。
4、学校教学楼和食堂餐厅等校区重点用水部门，应设立用水和节水工作的兼职管理人员。
二、给水管线和用水设施管理
1、校区内的给水管道、用水设备装置及计量表具等供用水设施，校务处负责日常保养及维修工作。各用水部门应对区域内的供用水设施严加爱护，发现损坏或漏水现象应及时报校务处修复或更换。
2、厕所及卫生间内的供用水设施及器具，必须符合国家有关节水型产品的规范标准。
3、凡需增添或拆除供用水设施的，应向学校总务处提出申请，经批准同意后方可施。
4、增添供用水设施的工程建设项目，必须落实节水措施并报学校核准。设计时要同时考虑节水措施，要将节水措施的落实列入工程建设项目竣工验收标准之中。
三、教学楼用水管理
1、对学生加强节水思想意识教育工作，及时发现并报修各类设施器具的“跑、冒、滴、漏”水故障情况。
2、管理人员应负责对教学楼的所有供用水设施定期进行巡检，发现损坏漏水现象及时向校务处反映报修。
四、其他
1、本制度从公布之日起执行，与上级有关规定有抵触时，按上级规定办理。
一、教职工用水用电
1、校内所有水电设施（含水表、电表、管线等）均为学校公有财产，任何人不得随意破坏。所有水电用户均有保护学校水电设施的义务，做到“不乱接、不乱拆、不乱装”，遵循“谁使用，谁保管，谁损坏，谁赔偿”的管理原则。
2、在校内居住的所有用户（含单人宿舍），一律实行“两表”制，统一安装水电和电表。电表额定电流不得大于10-40a，水表根据实际情况装配，所有用户使用的水表、电表、均需经过其主管部门技校验后方可安装。
3、校内用户水电表读数由校水电管理组一月一查抄，张榜公布，计费均按县供电局、自来水公司执行的水电价格计收。凡校内在编职工水电费交由会计室在其月工资中扣回，住在校内非本校人员应分摊水损、电损，其当月发生的水电费按市场价格开据收取，计费后，由会计室通知其前来缴费。拒缴、拖欠水电费者，校水电管理组送达欠费告知书后，立即对其停止供水、供电。
4、学校对各用户水电表等相关设施一次性安装到位，以后各用户室内线路、水电表损坏更换学校不再装配。各用户对自己宿舍的水电线路、设施负有管理责任。如用户房屋装修（维修）。超负荷使用电器或其它使用不当行为，造成线路或设备损坏，由此引发的安全事故，除责任自己承担外，还要赔偿由此造成的损失。
5、校内各用户水电表管权属学校。（1）学校水电管理组人员有权到各部门、各用户检查用水、用电情况，任何人不得干涉阻挠。如发现弄虚作假、偷水偷电者，先查明原因，作出损失评估，然后令其作出书面检查，给予由其造成2-5倍罚款。屡教不改者，断其水电供给，送交学校处理。
（2）校内所有用户不得私自开启水电表箱和撕毁水电表封印，违者，罚款50-100元，并由其承担重新更换水电表的费用，否则断其水电供给。
（3）禁止用户个人在水电表外乱接电线，私接水管，违者罚款200元，并作书面检查，否则断其水电供给。
6、加强安全防范意识，确保用户用水用电安全。校内用户因个人私装、乱拆线路造成不良后果者，责任自负。各用户如发现水管、用电线路有故障，应及时告知校水电管理小组，以便及时安排水电维修。
二、办公及公共场地用水用电
1、学校各处室、教师办公室、机房的照明及电器设备。实行负责人管理制度（自控），做到人走灯灭。电器设备在无人使用情况下要切断电源。
2、公共场地指道路（灯）、楼道、走廊、卫生间、餐厅、会议室等区域，对其安装的供水、照明、电器设备等，各部门负责人要明确专人管理，节水节电，杜绝“长明灯”、“长流水”现象。
三、学生用水用电
1、学生用水用电本着保障、节约、严管的原则进行管理。
2、教室、寝室用电，实行集中控制，按时开关，专人负责。
3、教室、寝室照明灯管（泡），额定功率不得大于40w，违者严惩，禁止室内乱接电线、私自使用电器，由此引发的安全事故，责任自负。
4、水池、卫生间用水，实行楼层管理员监管，杜绝“滴、漏、跑、冒”和“长流水”现象。
四、施工和经营性用水用电
1、施工用电除按规定装、验、封表外，还要按用电安全规程安装漏电保护装置，悬挂警示标牌，确保施工用电安全。
2、施工用水用电，随时按受学校水电管理组的检查、督导。
3、学校同意的经营场所用电设备必须符合国家规定标准，严禁在经营门面内私拦乱接电线和违反用水用电规定行为。如私自启、封、拆、卸水电表，按偷水偷电行为论处，每次罚款300-500元，并作书面检查，否则，断其水电供给。
五、管经及设备检修
1、学校水电管理组全面负责对学校水电线路定期检修（每两周一次），发现线路及管道等相关设备有故障的，水电工要及时维修，所需更换器材按规定程序报批。
2、学生在校期间，水电工要坚守岗位。在接到检修情况后，水电工要及时赶到现场排查，并把排查情况告知分管领导和使用部门（个人），做到非重大故障不过夜。
3、遵守操作规程。水电工在工作中要做好自身安全防护，按技术规范要求进行管线、设备的安装、维护和检修，严禁敷衍塞责、马虎行事。
为强化对学校水电工作的管理，加强学校水电供应的保障，提高学校水电管理水平和工作质量，根据学校实际情况，特制定水电工考核管理制度。
一、水电服务工作目标与任务
1、确保全校范围内水电正常供应，做好给排水、高低压供电设备设施的安全运行，保障学校教学、学习和生活的正常进行。
2、因检修或其它原因需停水停电应做到事前有计划，并告知全校师生，一般性的停水、停电应提前24小时告知（突击抢修除外），重点单位和部门还必须进行事前协调（校办、图文信息中心、教务处、财务处、总务处等重要部门）。
3、接到水电报修后，应及时到位进行抢修。
4、认真坚守值班岗位，完成值班任务。
二、水电服务管理要求
1、明确划分水电工责任区域（目前责任区域为整个校园），公布责任人及联系方式，值班人员24小时保持通讯工具畅通。
2、明确水电工责任区域的工作内容及要求，做到人人心中有数。
3、水电维修实行巡查维修与报修相结合，水电维修人员每天要对学校内的水电设施进行巡查，每天做到上午、下午各一次巡查，及时发现问题，并立即解决。早晨7:00—8:00 中午12：00-14：00和晚上18：00-22：00安排专人值班。以确保学校水电设备设施的正常运转。要求每天都有完整的台帐记录和交接班记录。设备设施的运行记录、维修记录、保养记录需完整，保证运行正常，建立报修、维修、回访等管理制度。
4、根据巡查和报修情况，确保急修及时率达98%以上，零修合格率达100%
5、水电工对学校内的水电使用情况要进行监督，有责任和义务督促使用单位做好节水节电工作，杜绝长流水、长明灯现象。
6、水电班组要每周一向总务处水电负责人上报上周工作完成情况和本周工作计划。
7、在校的水电工在拥有电工证同时，必须持有消防部门颁发的消防值班证书。每天提供不低于3名水电工在学校上班并能保证学校的正常报修和公共部位的维修，保证学校正常的教学、生活秩序，如不能满足学校需要，物业无条件加人。（必须有3人持有消防部门颁发的消防控制室执业资格证书，必须到市消防支队进行备案注册）
三、考核及处理办法
1、必须保证水、电线路畅通。发现问题应积极采取有效措施，及时排除安全隐患，严防安全事故发生。一旦发生安全事故，还要根据事故等级大小，视情节轻重追究个人责任。扣发物业（200到—1000元）
2、按时上、下班，坚持好值班制度。如在上班期间擅自离岗、玩忽职守，按学校有关制度予以处罚。值班时间必须24小时在岗，如出现有事不在岗，没有履行工作职责，每次扣款100元。
3、对给排水、高低压供电设施做到及时维修保养，排除事故隐患。对因发现问题不及时或维修延误而造成水电损失财产的，由责任人赔偿损失，并每次另扣款（200—1000元）。
4、水电工应经常到负责区域巡视和检查水、电表，并协助区自来水公司和区电力公司人员抄外部水电表。
5、每日分上午和下午两次到学生公寓处领取水电维修单，并做好记录，对各部门水电维修单的维修任务原则上在二十四小时内完成，如未按要求及时完成且又不说明原因者，每次扣款50元。如因客观原因确实无法当天完成的，需向报修部门说明原因和完成时间，并做好记录。
6、必须自觉执行水、电管理制度，维护学校利益。严禁私自收费或以权谋私，一经查获，除追回经济损失外，另处个人罚款200元。
7、若因不规范操作，造成财产损失的，由当事人照价赔偿，发生人生事故的与学校无关，物业承包人应对所雇佣的水电维修人员缴纳相应的保险，如未缴纳，则终止合同。
8、应积极完成上级安排的临时工作，遇突发情况下无条件到校维修，不完成或拖沓的，每次扣款200元
9、水电工每天做好《供配电设备设施、二次供水设施运行日志》填写，否则每天扣款20元。
9、发现跑、冒、滴、漏没有及时维修被检查到每次扣款100元
10、被学生.老师投诉后经核实每次扣款100元
11、每天巡查地下室水泵，发现问题急时排水如果发生事故所有损失由水电成包公司负责
12、按时巡查消防疏散指示急时进行维修发现没有急时维修每次扣款50元
12、冬天急时对水管阀门进行保温如没有急时保温发生损失所有损失由水电成包公司负责
13、服务人员要统一着装挂牌上岗如果没有统一经发现罚款100元
四、水电工有下列行为者，予以辞退处理，并按情节给予物业公司（100—500元）罚款
1、有盗窃、赌博、营私舞弊行为的；
2、私自没收他人财务占为已有的；
3不执行命令，不服从管理和工作安排者；
4因工作失职而发生教学事故的； 5弄虚作假、欺骗领导者；
关键词：辅助设备,闸门控制,智能化水电厂,IEC 61850
1 引言
水电厂辅助设备及闸门控制系统包括技术供水系统、厂内排水系统、压缩空气系统、油系统、闸门控制系统等。主要控制功能包括设备自动起/停、主/备自动轮换、事故紧急处理、故障报警、信号监视、根据水位及泄流量等信息自动控制闸门开度。
智能化水电厂是以通信网络为基础、水力联系和电力联系为纽带、能源转换控制设备为载体、安全经济运行为目标, 融合仿真、控制和信息三位一体技术而实现水电站的运行控制和管理[1]。随着国家“智能电网规划”的逐步实施, 水电厂的智能化成为一种趋势并逐渐普及。辅助设备及闸门系统, 作为电站的重要执行机构, 对于保证水电厂的运行安全和经济效益极其重要。目前, 国内已经投产和正在设计的辅助设备及闸门控制系统, 极少甚至没有提出电网智能化的特殊要求, 如在TCP/IP网络接口、GPS对时、现场总线、仿真与测试接口等方面[1], 各自动化设备与系统间接口复杂, 难以相互兼容和互操作, 不同厂家设备间的互操作性更难以实现, 制约了水电厂生产管理和自动化技术的进一步提高[2]。
针对水电厂辅助设备及闸门控制系统建立基于IEC61850的标准模型, 实现智能化目标, 并逐步在工程中实现应用和完善, 已成为辅助设备及闸门控制系统技术发展的必然方向。
2 辅助设备及闸门控制智能化总目标
2.1 使系统坚强可靠:
通过先进技术的应用, 提高设备质量, 提升设备运行水平, 采用智能控制方式, 实现相关系统故障自愈, 提高安全稳定运行水平。
2.2 使系统经济高效:
通过优化的运行算法和策略, 使辅助设备控制系统运行效率提高, 通过闸门控制系统与站级层高级应用软件 (水库优化调度、EDC) 算法的配合, 提高电站大坝安全性和电站的水资源利用率。
2.3 使系统开放友好:
通过基于IEC61850标准模型高速信息共享总线的建立和开放的IEC61850标准通信接口, 实现与外部信息大厅的信息共享和外部对本系统状态的动态在线分析。
3 某厂辅助设备及闸门控制系统
四川某水力发电厂下辖三个水电站, 分别为A站、B站、C站, 该厂辅助设备及闸门控制系统含子系统:
A站:3套调速器油压及制动控制系统;1套技术供水控制系统;1套高压空压机控制系统;1套低压空压机控制系统;3套主变冷却控制系统;1套检修排水控制系统;1套渗漏排水控制系统;1套闸首现地控制系统;3套机组快速闸门控制系统。
B站:4套调速器油压及制动控制系统;2套球阀油压控制系统;4套球阀操作柜控制系统;1套技术供水控制系统;1套高压空压机控制系统;1套低压空压机控制系统;2套主变冷却控制系统;1套检修排水控制系统;1套渗漏排水控制系统;1套闸首现地控制系统。
C站:4套调速器油压及制动控制系统;2套球阀油压控制系统;4套球阀操作柜控制系统;1套技术供水控制系统;1套高压空压机控制系统;1套低压空压机控制系统;2套主变冷却控制系统;1套检修排水控制系统;1套渗漏排水控制系统;1套闸首现地控制系统。
根据电厂所辖三个水电站辅助设备及闸门的情况, 基于IEC61850标准进行相应抽象建模, 分别建立如下模型:间隔层闸门控制子模块、过程层气控制模块、过程层水控制模块、过程层油控制模块、过程层智能门机。
4 辅助设备及闸门控制系统智能化设计
根据该厂实际情况和水电厂智能化规划, 辅助设备及闸门控制系统采用纵向分层、横向分区的结构, 各子系统分别设计在智能化水电厂的“间隔层”和“过程层”, 如图1为智能化水电厂辅助设备及闸门控制系统总体设计方案, 辅设及闸控子系统及与其他非辅设及闸控现地子系统之间根据需要通过GOOSE和SV协议实现数据的共享, 同时现地系统可通过MMS协议实现与厂站级服务器的数据交互。
站控层由计算机监控系统后台主机 (操作员站) 和水库调度算法执行服务器、高级应用软件 (EDC) 后台服务器、智能设备接口机等构成, 智能设备接口机可将辅助设备控制子系统、闸门控制子系统等接入站控层MMS网, 实现管理控制间隔层、过程层设备以及其他功能设备, 形成全站监控、管理中心, 并使用IEC61850标准通信接口与集控中心通信。
间隔层主要由机组LCU (Local Control Unit) 、调速器子系统、励磁子系统、闸门控制子系统等构成, 采用通过MMS网与站控层进行交互。
过程层主要由智能仪表、技术供水子系统、空压机子系统、排水子系统、油压制动子系统、冷却控制子系统、闸首控制子系统等构成, 各子系统之间采用GOOSE协议直接实现现场子系统数据共享, 实现设备操作互锁。
间隔层各子系统主要实现以下内容:
(1) 通过MMS网络实现与站控层数据共享。
(2) 实现SCL描述的辅助设备控制系统IEC 61850模型。
(3) 实现子系统之间的操作互锁。
过程层各子系统主要实现以下内容:
(1) 支持IEC 61850标准的辅助设备通信装置, 即用于辅助设备数据采集的智能电子装置 (IED) , 实现对水位、压力、温度、流量等信息参数的采集。
(2) 实现SCL描述的辅助设备控制系统IEC 61850模型[3]。
(3) 可运行于Linux/Vx Works系统平的IEC 61850标准的驱动[3]。
(4) 响应间隔层设备或装置对过程层各子系统的数据请求、指令及反馈。
5 智能化辅设及闸控系统的运行方式
通过IEC 61850标准模型的实例化应用, 保证了各辅助设备系统与系统间互联采用标准化的信息流程、交互方式和信息协议。基于TCP/IP网络协议, 使得数据交互和指令执行效率更高、更为可靠。
电厂实现智能化前, 电站之间的数据交互必须依赖于集控中心的转发, 而各现地子系统之间只能依靠串口或者现场总现进行通信。电厂实现智能化后, 电站之间直接通过MMS网交换机进行数据共享, 而现地各子系统之间通过GOOSE和SV实现全信息共享。
根据电厂A、B、C站为梯级电站的特点, 集控中心分别在应用服务器上运行水库优化调度软件模块和经济调度软件模块EDC, 基于这两个模块计算的优化结果, 充分利用水力资源, 降低耗水率。另外, 由于站控层与间隔层的数据采用MMS网络共享, 各站间隔层子系统直接通过网络获取负荷设定、闸门开度等调节设定值, 直接通过GOOSE网向过程层子系统传递指令, 极大地提高了对集控中心指令的响应速度。
在防洪决策方面, 由于三个梯级电站通过MMS网共享数据, 进入防汛期时, 三站闸门可方便地采用闸门群控模式进行泄洪和调节。
站控层各子系统和设备之间的数据共享, 使得设备运行更加智能化, 为设备运行提供更为良好的决策, 并能不断优化设备运行策略。以中压空压机系统为例, 通过空压机出口气压力监测, 判断气流量是否达到运行值, 进而反映空压机工作效率;通过电机电压、电流监测, 进行内部缺陷判断和电机效率计算;通过电机温度监测, 判断电机的风扇冷却情况、电机负荷及内部故障;通过电机振动监测, 反映空压机机械部分的品质状态;通过累计运行时间、空压机启动次数、主备用切换间隔时间及次数统计作为中压气系统可靠性判断的依据。
6 结语
随着社会的发展和科技进步, 辅助设备和闸门控制系统作为智能水电厂的一个重要组成部分和关键技术, 还需要在实际建设中不断探索、丰富和完善, 最终为建设可靠、适用、经济、高效的智能水电厂提供有力支撑。
参考文献
[1]李朝晖等.水电机组数字化及其应用研究.中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2007年年会暨学术交流会论文集, 2007:134-137.
[2]王德宽等.智能水电厂自动化系统总体构[J].水电厂自动化与大坝监测, 2011, 35 (1) :5-9.
【关键词】 优化；水电管理；企业形象
电力行业被称为垄断行业，但对于低压配电部分来说：他的市场化生存能力较薄弱，从全国的电力产业看高科
技产品是凤毛麟角，水电一体化的管理在中小地区处于进行一步的探索中，在2005年水电价格调整后，进一步规范各层次的用户安全用水用电就成的我们的课题。这涉及到经营管理的各个部门、各个环节，是全队各项工作的综合反映。无论是经营决策、生产组织、设备技术状况，还使供水电质量、职能部门和管理都与此息息相关。因此，水电管理具有综合性、全面性、整体性、目的性和复杂性的特点。水电管理内在的系统属性要求丢掉传统的经验型管理方法和单纯的计划管理手段，建立一种适应水电管理系统客观需要的管理思想、方法和手段体系。就今后的发展来提出一些粗浅的看法。
1．如何培养出一支高素质的职工队伍是提升水电管理的中的重要环节。为提高职工的整体综合素质，应办相应的图书阅览室、职工素质教育的电教室及文娱活动室，丰富职工业余文化生活。同时围绕安全文明生产开展形式多样的小指标竞赛活动，积极鼓励职工参加局、厂及中心组织的各类培训学习班，并在精神和经济上予以支持。通过一系列有效措施，使企业形成一个“学，比，赶，超”的局面，在全体职工中弘扬抓紧业余时间学习知识、钻研技术的好风气，从而让职工从理论到实践，从检测到维修，综合业务素质都有较大提高。
2．建立了一套好的管理制度是水电管理中的有效的制约方式。从严治理是电力企业安全生产行之有效的措施，要从整顿劳动纪录入手，结合单位实际，制定了一套规范的，科学的《队管理条例》。《条例》对职工的职业道德、技术素质、安全生产、劳动纪律、环境卫生、现场管理、机械及电气设备的监测、运行、维护、检修等都作详细的规定，并推举以为责任心强的同志负责考核，其考核结果定期张榜公布，且与个人工资奖金挂钩，极大地提高职工工作的主动与积极性，保證安全生产有序进行，确保配电室及办公场所整洁卫生、电力设备保养良好、工作环境舒适优美。
3．制定了一套科学的优化运行方案是水电管理中提高效率的手段。首先应从实际出发对所管辖区的单位、居民、外转供户的用水用电进行统计建卡，输入微机，定时检查，抄收水电费。对配电设施及各条用电线路进行定期或不定期的巡查和检修。对每月资料及实际运行结果进行归纳总结并综合分析，结合用电特性对电量峰谷比的规定，制订优化运行调度合理的开停时间。其次是科学运行，优质供电。我们与各用水用电用户进行及时沟通，及时处置各种突发情况，调整检修和收费时间，保证让用户满意，取得令人满意的成果。
4．规范安全管理体系是保证各工作完成的必须条件。首先明确队长是安全生产责任人，根据本队安全生产中存在的薄弱环节，将供电设施、机械进行评级分类，其运行、监测、资料回归分析，维护、测试、检修等具体任务逐一量化分解，落实到班组，责任到个人，坚决把故障，事故消灭在萌芽状态。实现安全生产有目标，班组有任务，岗位有指责，人人有压力。其次是坚持持证（安全证和操作证）上岗制度，岗位职工每年都不定期举行理论及实践知识考核，其成绩优略直接与个人经济利益挂钩，使职工思想实现由原来的要我安全到现在的我要安全的转变。
5．加强设施、设备及材料管理是保证水电正常运行的有利保障。首先要提高设备的可用率和完好率。正确处理“给”与“予”的关系，舍得投入，该换必换，该修必修，修必修好，在近三年的时间里我们对居民的水电机械计量表计进行了新一代产品的更换，并对配电设施做了大修项目计划。其次是按规定配足、配齐易损部件，不能因缺件而影响供用水电。第三是对电工工具、常用材料及劳保用品等低值易耗品的领用实行登记造册，定量供应、领用签字、节余留用、超支自负”原则，有效地杜绝工具及材料领用上的弊病。
6．实行站务公开是充分发挥职工能动性的有利法宝。要每一位员工都把自己当成企业的主人，在一些重大问题和职工关心的敏感问题上进行厂务公开，增加透明度，凡是涉及到队里的经营管理及生存发展的重大问题，均实行集体决策，目标管理，职工监督，坚持民主集中制，反对个人说了算，保证决策的民主化与科学化。使安全生产、经营管理、收入支出的计划目标，职工利益分配方案及奖罚措施均通过职工大会来讨论决定并付诸实施。由于工作增加了透明度，融洽了干群关系，使干部的号召力，职工向心力、凝聚力、战斗力大大加强。
