時間：2022-11-10 22:52:18
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近年來我國經濟建設步伐不斷加快，各行各業的發展也可謂突飛猛進。在行業發展加速、國內經濟建設水平提升的同時，對于能源的需求也在不斷增加。尤其是在當前傳統能源緊缺、能源消耗數量增大的環境下，如何有效加強新能源開發也就成為了社會各界廣泛關注的熱點問題。水電廠是電力開發及利用的最重要一環，而當前能源開發及利用課題中，電能也是我們所關心的熱點，所以水電廠對于能源利用及國內建設發展都具有重要影響。但是在市場不斷擴大的同時，水電廠也面臨著市場逐漸規范化、科學化、制度化所提出的新要求與新考驗，水電廠的自身建設也亟待加強。尤其是在內部管理工作方面，雖然較前些年有了明顯提升，但是從具體工作開展方面來說，仍然存在著許多不足。因此，當前水電廠管理者正在積極推行ERP管理體系，以期有效提升水電廠的內部管理尤其是財務管理以及會計實務工作質量。但是有了先進的管理體系不代表就能夠順利提升管理工作質量，這還需要我們不斷加大具體管理工作的探索與研究力度。因此如何才能夠在ERP環境下有效加強水電廠會計核算基礎工作就應該成為當前企業管理者、經營者、決策者所關注的實際問題。
二、ERP管理體系概述
ERP是一種現代企業信息化管理系統，能夠以企業的資源數據作為分析基礎，為企業進行更為詳細、規范、科學的數據分析及結果預測，因此當前許多企業都將ERP當做了企業在激烈市場競爭中克敵制勝的重要法寶。但是，雖然ERP能夠幫助企業獲得更多管理優勢及管理成績，卻不是每一家使用了ERP的企業都得到了預想中的管理成效。ERP系統是否能夠發揮出自己真正的作用還與企業的自身支持力度、基礎工作能力水平息息相關。對于水電廠來說，ERP管理體系的應用是非常必要的，但是并不代表只要有了ERP，企業的一切管理工作就可以水到渠成、不斷提升。但仍然有許多企業管理者并不明白其中的道理，因此即便有了ERP，仍然在管理工作方面成績平平，甚至還因為管理體系與執行工作不相匹配而導致正常管理受到阻礙，企業反而因為ERP而影響了正常運作。所以，我們一方面不能盲目迷信ERP，另一方面又要以ERP的管理要求為工作出發點，盡可能的確保各項工作能夠適應ERP的具體要求，從而實現ERP的作用有效發揮。
三、水電廠會計核算基礎工作現狀分析
首先，管理意識存在偏差和錯誤是直接導致會計核算基礎工作一直無法取得有效突破的關鍵原因。其次，管理團隊的素質存在很大問題也是具體工作難以切實開展的重要影響因素。再次，在崗位設置、環節銜接、會計檔案管理以及會計賬目、會計憑證管理方面存在許多疏失和不嚴謹也影響到會計核算基礎工作的質量和效率。
四、加強ERP環境下水電廠會計核算基礎工作質量的思考
前文我們已經就當前水電廠ERP管理體系推行情況以及仍然存在的一些問題進行了簡要分析，尤其是在會計核算工作方面之所以無法有效體現ERP管理體系優勢的原因也進行了探討。ERP管理體系不是一個全能的孤立的體系，它的效用發揮必須依靠更為扎實的基礎工作及制度配合才能夠實現，所以筆者認為想要切實加強水電企業ERP環境下的會計核算基礎工作質量從而實現ERP管理體系的優勢就必須從以下幾個方面著手進行研究。
（一）確立正確管理意識
管理工作的開展離不開管理意識，只有樹立了正確的管理意識才能夠實現管理制度的確實制定與執行。在管理意識方面，現在許多企業管理者、經營者與決策者仍然存在一些認識上的偏差，諸如內部管理不如外部生產經營重要、財務部門不如窗口部門有用等，尤其是在ERP管理體系正在大力推行的今天，一味迷信ERP的神奇作用而不能夠從本身出發來進行更多的努力與支持，也是嚴重制約ERP管理體系作用發揮的重要原因。所以，我們應該就ERP管理體系的特點及作用進行認真學習，不僅要掌握理論知識，更要學習其他企業在推行ERP過程中所取得的經驗教訓，學習工作不僅僅要立足于財務管理團隊，更加需要企業最高管理層以身作則進行認真學習，這樣才能夠站在整個企業的高度來加強管理工作的控制與引導，才能夠避免領導層的認識偏差而導致的管理工作質量無法提升，才能夠避免ERP管理體系成為花架子、無法發揮實際作用。
（二）加強管理團隊素質提升
管理工作有序開展不僅需要科學認識，更加需要優秀團隊，現代企業的管理工作已經不再是被動的聽從領導與指揮，更多時候需要發揮自身管理工作優勢來實現對企業全面管理的有效參與。所以對于水電廠會計核算基礎工作而言，工作團隊、管理團隊的素質提升非常必要。水電廠會計核算基礎工作雖然與普通生產經營性企業的會計核算工作存在著許多相同之處，但是也存在著許多不同，可以說，由于水電廠在國民經濟建設發展中的特殊地位，其會計核算工作更具自身特點。所以在人員隊伍素質提升方面也應該具有規范的工作思路。筆者認為，人員隊伍素質提升應該從三個方面來實現。首先，由于水力發電廠的會計核算基礎工作更為詳細、復雜和極具系統性，因此在人員培養方面也更應該重視其規范化、精確化與針對性。所以企業應該加強與高校的聯系合作，建立一條專門化的人才培養以及輸送通路，以企業的要求來指導高校人才培養，再由高校向企業直接輸送定向培養的人才，這樣不僅可以確保企業獲得更為優秀的管理人才及工作人員，同時也可以大力提升高校在專門化人才培養方面的質量與效率，可謂一舉兩得。同時，為了進一步實現企業對人才的有效管理及利用，還應該推行新型的人才檔案管理制度。人員檔案管理是企業人力資源管理工作的基本構成，但是這里所說的新型人員檔案管理制度不僅包括了傳統檔案管理所涵蓋的方面，更加需要重視管理對象思想意識、其他方面專業技能以及對于企業管理工作的意見與建議的收集、整理、反饋。這樣一方面能夠幫助企業管理者更好的掌握企業現有員工的知識結構、能力技術以及個人期望，從而有效實現崗位調配、避免管理人才流動性過強的問題，同時還可以為職工提供更好的發展平臺與空間，提升她們對企業的支持度、信任感與主人翁意識，從而更好的開展本職工作，更好的為企業發展獻言獻策。最后，企業還應該加強福利待遇的多元化研究。福利待遇雖然是以物質獎勵為基礎，但是隨著工作內容的加深加強、工作隊伍自我價值實現的渴望不斷提升，單純的物質獎勵形式已經無法有效滿足所有階層工作人員的實際需求。所以應該在以確保物質獎勵公平合理的基礎之上，實現崗位獎勵、精神獎勵以及物質生活條件改善等多元化獎勵，從而穩定員工工作情緒、提升她們的工作積極性與主動性。
（三）加強崗位設置
ERP管理體系因為需要加強資金鏈、信息鏈等方面的有效整合，所以在崗位設置方面更有新要求。ERP管理體系下的崗位設置不僅僅需要考慮到會計核算工作，同時也要兼顧其他方面的業務流程，同時還要在物資入庫管理、物資領用、物資和資產結算等多個環節進行關鍵點崗位設置，從而有效實現權限分流、避免權限交叉而產生的管理問題和管理漏洞。此外，ERP自身特點來說，還需要加強系統安全運行監督崗、業務資料采集專門崗、財務管理及ERP系統數據分析崗以及內部審計機構和專人專崗設置，只有這樣才能夠有效實現權限分離同時又能夠加強崗位與崗位之間的相互協作和相互監督，從而確保ERP管理體系下的會計核算基礎工作能夠有序開展。
（四）加強環節銜接
ERP管理體系下的會計核算基礎工作更需要各個環節的有效配合，同時在工作內容上的上下交接與銜接也非常必要。所以必須嚴格推行崗位交接制度，交接內容不僅僅需要包括當下未完成的工作事宜，同時也要包括已經完成的工作以及未來需要著手的工作，同時還要嚴格交接程序，嚴格清點交接活動中的支票本、移交清單、印鑒等，此外，在ERP管理體系下還需要加強管理員賬號權限、會計電子檔案、業務流程要點以及在崗企業的操作日志等的有效交接。最后，為了進一步實現交接工作的有序、嚴謹和科學，還應該專門將交接工作落實在程序操作上面，從而有效確定工作時間、工作責任以及工作交接時間點。
（五）加強會計賬目及憑證管理
會計賬目和憑證管理是會計核算基礎工作的最重要依據，在ERP管理體系下這些工作更應該嚴格有序的開展下去，同時還要考慮到ERP管理體系的自身特點，進行適當的加強與調整。在ERP管理體系中為了進一步加強會計賬目與會計憑證的管理工作質量，還應該根據企業的自身情況進行系統項目及功能模塊的設計和調整，從而最大限度確保每一項數據、憑證都能夠找到系統中相對名的項目進行錄入，所以這里也需要將傳統的會計記賬分類方面進行適當修改甚至重新編寫，這樣才能夠確保ERP管理系統的有序運作。
（六）加強會計檔案管理
會計檔案不光是水電廠會計核算基礎工作的重要依據，同時也是所有企業事業單位在進行財務管理、會計核算等相關工作時的重要依據。在ERP管理體系下，會計檔案的作用得到了加強，所以加強會計檔案管理也就顯得非常必要。所以筆者認為，會計檔案的管理應該順應ERP要求以及當前企業內部管理信息化、網絡化和數據化的變化發展要求推行電子檔與紙質檔案雙渠道管理模式，這樣一方面能夠有效加強會計檔案數據管理的安全性與使用、調閱的靈活性，另一方面也能夠真正確保會計數據的準確和完整，同時加強電子檔管理也能夠有效拓展會計檔案數據錄入種類，增加更多諸如圖片數據、音頻數據、視頻數據乃至3D影像數據等，從而有效豐富與完善會計檔案數據庫，為會計核算基礎工作有序開展提供更為有力、有效、科學的數據支持。
五、結束語
關鍵詞水電廠自動化；開發；發展；技術問題；技術措施；技術條件
引言
隨著水電廠"無人值班"或"少人值守"工作的開展，以"廠網分開、競價上網"為基礎的電力體制改革的深入進行。對水電廠的生產運行和管理提出了新的要求，也對水電廠自動化技術提出了更高的要求。計算機監控系統的開發應用是水電廠實現"無人值班"或"少人值守"的必備條件。計算機技術、信息技術及網絡技術的飛速發展，給水電廠自動化系統無論在結構上還是在功能上，都提供了一個廣闊的發展舞臺。水電廠自動化工作也必須適應新的形勢需要，有新的發展。如今的水電廠自動化系統應該成為一個集計算機、控制、通信、網絡及電力電子為一體的綜合系統。不僅可以完成對單個電廠，還可以進一步實現對梯級流域、甚至跨流域的水電廠群的經濟運行和安全監控。本文就如何開發水電廠自動化系統及自動化系統開發方面的技術問題作一點探討。
1、自動化系統開發的組織過程
1.1、用戶參與開發過程
計算機監控系統不同于一般的機電產品，用戶參與其開發過程，對于系統發揮其監控功能十分必要。這是因為：
＃由于計算機硬件的可擴展性和軟件的靈活性，使監控系統的結構、規模、功能、性能等不可能統一，市場上沒有固定的系統可供購買。
＃用戶的要求差異性很大。電廠規模、重要性、設備狀況不同，對監控系統的要求就不同。電廠的管理模式和生產技術人員參與開發是將用戶的意圖、習慣和對自動化的理解融合到產品中去的最好方式。
＃參與開發能使用戶最快地掌握系統開發技術，有利于用戶對系統的升級、改進、完善及維護，更好地使用系統各項功能。
監控系統從設計到投運一般要經過如下過程：設計招標、合同談判、成立聯合設計開發組、用戶數據文件收集、開發商設備采購、系統集成與軟件開發、出廠驗收、現場安裝調試、工廠試驗及投運等。用戶應全過程參與，但真正參與開發是在合同談判結束和各項技術條件確定后開始的，包括用戶數據文件準備、系統集成與開發。
1.2、用戶數據文件的準備
監控系統開發的最大工作量在于系統的客戶化，而客戶化的好壞起決于用戶數據是否充分和準確，因此用戶在同廠家開發之前應組織專業技術人員進行現場數據的收集和準備工作，生產技術人員應包括運行人員、計算機和網絡技術人員、自動化技術人員。
由運行人員準備的資料有：工作站監控畫面、運行報表、歷史記錄點定義、事件記錄報表、操作鍵盤定義、語音報警語句、電話及ON-CALL傳呼定義、統計計算格式等等。
由計算機和網絡技術人員準備的資料有：計算機網絡結構、MIS系統操作系統平臺、MIS系統和自動化接口軟件、網橋、防火墻等。
由自動化技術人員準備的數據資料有：數據庫定義表、各項操作流程及防誤閉鎖條件、各LCU的I/O定義表、LCU順控及自動倒換流程、AGC、AVC控制參數和邊界條件、對外通信數據清單等。
數據文件準備工作一般約需3個月時間，對于尚未投產的新電廠，由于設備還未到位，其運行狀況不明，圖紙資料不齊全，數據文件準備工作可能需要幾年的時間。
1.3、雙方聯合設計開發組聯絡會議
聯合設計開發組一般應有雙方技術人員和商務人員參加。首次聯絡會會議的主要內容一般為：
＃用戶通報現場數據準備情況，并提交有關資料；
＃開發商通報設備采購情況，并就設備變更和系統集成方案征求用戶意見；
＃雙方對合同的理解和技術澄清；
＃確定開發的組織方式和開發的時間；
＃在隨后的開發過程中根據合同要求和實際技術難度，可能還開1～3次聯合設計開發組聯絡會。
1.4、系統的集成與軟件開發
＃硬件系統的集成，一方面是檢驗合同文件所規定的系統結構、硬件設備的可行性，另一方面也是為軟件開發搭建平臺，這項工作應由開發商根據簡化了的網絡結構進行。
＃用戶應成立廠開發工作組，一般為5～15人組成，并指定工作組負責人。用戶工作組成員應包括：自動化專業人員、計算機專業人員和運行經驗豐富且具備一定計算機知識的運行人員。開發商應提供應用程序開發平臺，并提供必要的培訓。
開發過程中用戶工作組可獨立完成的開發任務有：
＃對外通信數據模塊原文件的編輯，等等。
用戶工作組可協助開發商完成的開發任務有：
＃AGC、AVC控制流程；
＃事件及報警記錄的定義；
＃語音、電話報警和ON-CALL信息的定義；
＃主站操作流程及防誤操作閉鎖流程；
＃歷史數據的統計、計算等等。
現場用戶工作組應定期反饋開發進度，全過程監督項目的執行，直到開發工作結束，并一同參與出廠驗收。
2、太平哨發電廠監控系統開發過程介紹
太平哨發電廠計算機監控系統的開發始于1997年，開發的項目范圍為計算機主站、網絡設備、公用設備LCU。
該項目選定東北電科院自動化所為合作伙伴，項目各階段的進度如下：
合作意向簽訂：1997年初
自動化改造方案和施工期進度方案：1997年
技術條件及合同擬定：1998年
技術方案和設備選型：1998年
現場數據文件準備：1998年2～4月
用戶工作組開發：1998年5月～10月；1999年9月～12月（1998年1號機組；1999年2～4號機組）。
第一臺LCU連入新主站網絡運行：1998年10月
系統聯調：1999年11月～12月
隨著試驗的進行，各項功能逐步投入使用。至1999年底，已能實現對四臺機組遙測、遙控和遙調。
在該項目中，用戶參與開發主要分兩個階段，第一階段為數據文件準備階段，共有20余人參與，歷時3個月；第二階段為開發階段，共有15人參與，歷時6個月。
3、計算機監控系統技術問題探討
監控系統是一個客戶化程度很高的自動控制系統，系統的實用性、先進性、可靠性以及靈活性等取決于客戶（包括管理、設計開發、使用等）的要求。在此就一些技術問題進行探討。
3.1、監控系統電源
電廠控制層應設有直流和交流控制電源，監控系統的LCU及自動化裝置宜采用交直流雙電源、互為備用、無擾切換的供電方式，電源裝置的電壓選擇應保證正常情況下交流供電、直流備用，以減輕直流系統的負擔。運行經驗表明，UPS在現場環境下使用壽命很短，難以維護，不宜采用（太平哨發電廠正在考慮改進直流供電電源）。
監控系統主站設備（工作站、服務器和網絡設備等）的運行環境要達到國家規定要求，采取交流＋UPS供電方式較好。
3.2、監控系統與勵磁、保護、調速器系統接口
LCU與上述自動化裝置一般采用開關量（DIO）接口和通信兩種方式。對于DIO方式，由于交換的信號一一對應，接線直觀，便于調試和故障查處。但接線較多，有些控制功能，例如有功和無功調節，必須在LCU內編制復雜的PID調節程序，如PID參數不當還可能造成調節性能不佳。現場應用表明，這種方式對無功/電壓閉環調節尚能滿足要求，但對有功閉環調節，常常出現超調或調節不到位、或凋節時間延長等現象。
上述三種自動化裝置宜采用通信方式，LCU直接將給定值傳送至電調和勵磁裝置，實現有功、無功的一次設定；LCU通過通信鏈路獲得各個自動化裝置的內部詳細狀態和微機保護的事故追憶采樣值數據包（如果微機保護有此功能的話）。
盡管監控系統與勵磁、保護、調速器裝置存在接口聯系，但各系統間應保持相對獨立，并在通信上設置"互檢"和容錯功能，一方故障不應影響其它系統的正常運行。上述裝置中直接作為控制和調節條件的信號（例如主開關狀態、機組轉速和機組狀態等）不應相互轉送利用，而應通過高可靠的渠道直接從設備上采集。
3.3、監控系統與現地自動控制回路和裝置的功能協調
機組或公共輔助設備，例如冷卻水系統、壓油泵、深井泵、空壓機等，一般設有現地自動控制裝置。處理現地自動化與監控系統的關系時，應遵循現地自動化為主的原則，監控系統則通過開關量、模擬量的采集（無需通信）承擔監視、后備控制的任務，一旦發生異常，則發出信號，并通過獨立的信號采集進行緊急控制。
直流電源裝置也應視為現地自動裝置，監控系統只對直流系統和電源裝置的工作狀態進行監視，不參與控制。無需建立網絡或串行通信聯系。
3.4、事件記錄與故障錄波的考慮
事件記錄與故障錄波裝置都是運行和事故分析的手段。事件記錄一般集成在計算機監控系統中，但由于采樣速度、內存等限制往往不能提供足以用來分析事故的波形；故障錄波一般用在開關站，作為線路故障數據的采集和分析工具。
機組不必配置故障錄波器，因為配置故障錄波器會導致信號的重復采集，使二次回路和電纜布置復雜化，而且不可能收集太全的信號（有些設備的關鍵量、中間計算數據點無法提供接口）。將事故記錄與故障錄波功能分別由監控系統和具有快速交流采樣功能的微機保護裝置、微機勵磁調節器、微機調速器等分擔較為合理。這就要求微機保護裝置、微機勵磁調節器、微機調速器具有判別故障、存儲、對時等功能。
3.5、信號返回屏的考慮
信號返回屏是電廠實現集中監視和控制的重要人機交流界面，由于顯示直觀、清晰可靠，畫面和各儀表、元件位置固定，對運行值班十分方便，尤其是事故情況下，運行人員對全廠的狀況一目廠然，其作用是計算機屏幕不可替代的（采用大屏幕電視或投影替代也是不可取的）。信號返回屏宜考慮采用一些指針儀表，以反映系統的動態過程（例如系統振蕩）。
3.6、工業電視、消防報警、保安、故障錄波器及MIS的接入
鑒于監控系統在電廠運行控制中的突出地位，其接入系統越少越好，信息交換量不大時，為了保證各個系統的安全運行，能采用I/O接入的決不采用通信連接。
對工業電視，由于圖像信號數據量大，占用網絡資源多，不應通過監控網傳送，而應自成網絡，在控制室設置工業電視專用CRT。但如果工業電視要實現圖像自動聯控切換功能，仍應以通信方式接入監控系統，通信鏈路上僅從監控系統單向傳送用于圖像自動聯控切換的信息。而工業電視與電廠管理信息系統（MIS）應聯網，以便授權用戶進行圖像訪問。
消防報警對運行監視十分重要，其數據量不大，因此接入監控系統比較合理。消防報警火情信號和保安監視信號可轉送給工業電視系統，進行圖像自動聯控切換。
故障錄波器為大容量數據采集和記錄分析設備，數據的實時作用不強，離線分析的成分較多，應各自自成系統，并建立各自的中心分析站。從運行管理模式看，電廠實現"無人值班"或"少人值守"后，控制室運行人員很少，而這兩個系統的數據分析工作十分費時，專業性很強，不適合運行值班人員操作；如果兩系統與MIS系統聯網，監控系統僅通過I/O對其故障和動作等情況進行監視。專業技術人員通過MIS即可訪問兩系統，完成數據分析和遠程管理功能。
為實現生產發電與電廠管理相結合，MIS應與監控系統聯網。由于MIS用戶多，MIS上數據多種多樣，為安全起見，兩網之間除采取防火墻等隔離措施外，還應采用單向數據流（從監控系統流向MIS），控制室設置專用MIS終端。
4、自動化系統的發展
水電廠自動化系統由I/O設備(傳感器和執行器)、控制硬件、控制軟件、人機接口及與信息系統的連接等組成。而水電廠的自動化是從80年代初單個功能裝置研制開始的，計算機監控系統的發展過程以及典型系統的應用如表1所示：
表1計算機監控系統發展過程表
4.1、功能分布式的星型分層監控系統
以單功能微機裝置集成系統，每個微機裝置具有特定的功能，但每個微機裝置都具有不同功能，如有的微機裝置專門采集開關量，有的微機裝置專采集模擬量，有的微機裝置專門進行控制操作。該系統在分布的方式上進行了一些有益的嘗試，但從模式上看不算是很成熟的系統。
4.2、以設備單元分布的星型分層監控系統
為了檢修維護的方便，以發電機組為單元，將數據采集與控制集成到一臺微機或PLC裝置中，構成了現地控制單元LCU。LCU無法直接接入以太網，而計算機非常昂貴，不能使每臺LCU都配備CPU（中央處理器）接入以太網，只能將微機作為前置機。這時的系統采用專門的計算機，在應用網絡上已跨出了一大步，但相應的國際標準還不完善，尚不能形成理想的開放系統環境。
4.3、基于開放系統的分布式監控系統
隨著計算機技術和網絡技術的發展，計算機應用軟件越來越復雜和龐大，軟件開發的投入也越來越大，如何使這些巨大的資源不僅在這一家公司制造的計算機上運行，而且也能在另一家公司制造的計算機上運行，這就形成了一系列的開放系統標準：TCP/IP、POSIX、SQL、ODBC、JDBC、OPC等?；陂_放系統的分布式計算機監控系統具有通用性和可移植性，監控系統的軟件可以安裝在任何具有開放系統特點的計算機上。開放系統為水電廠計算機監控系統的發展提供了強大的歷史舞臺。
4.4、基于對象技術的分布式監控系統
計算機硬件技術發展迅速，給軟件開發提供了廣闊的平臺。軟件技術發展到現在除了遵循開放系統標準以外，還應遵循面向對象技術的標準，如：SUN公司的JavaRMI、Microsoft公司的COM/DCOM。水電廠計算機監控系統由于面向對象的復雜性和多樣性，基于面向對象的技術應用將水電廠運行設備如發電機組、主變、開關等抽象為對象。從系統設計、編程語言選擇到用戶界面等一系列過程都依據面向對象的理念、原則和技術，這樣工作的結果將給用戶帶來使用和維護上的極大方便。
5、水電廠自動化系統的技術措施
水電廠自動化系統必須具備完備的硬件結構，開放的軟件平臺和強大的應用系統。
5.1、系統結構
目前監控系統的結構基本上以面向網絡為基礎，系統級設備大多采用Ethernet或FDDI等通用網絡設備連接高性能的微機、工作站和服務器，在被控設備現場則較多地采用PLC或智能現地控制單元，再通過現場總線與基礎層的智能I/O設備、智能儀表、遠程I/O等相聯接，構成現地控制子系統，與廠級系統結合形成整個控制系統。
隨著安全生產、經濟管理及電力市場等功能的擴展，對計算機系統的能力也提出了更高的要求，在系統級設備中64位的工作站、服務器的選用已是絕大多數系統的必然選擇，Intel公司的64位TitaniumCPU和微軟公司64位Windows操作系統也即將推出，它將帶給基于PC和Windows平臺的監控系統用戶以巨大的尋址空間和遠遠勝于32位PC的強大運算處理能力。高速交換式以太網（100Mbit/sorlGbit/s）技術的發展克服了以往低速以太網在實時應用上的不足，其更具開放性的標準，眾多生產廠商的支持，使其無論是在設備的選購，產品的更換、產品的價格、硬軟件的可移植性等諸多方面都比FDDI等其它網絡產品有著明顯的甚至是無法替代的優勢。
對于現地控制單元，智能控制器加上現場總線技術應是一個好的發展趨勢，根據IEC標準及現場總線基金會的定義：現場總線是連接智能設備和自動化系統的數字式雙向傳輸、多分枝結構的通信網絡。它具有如下技術特點：
＃系統開放性；
＃互可操作性與可用性；
＃現場設備的智能化與功能自治性；
＃系統結構的高度分散性；
＃對現場環境的適應性。
機組容量變大、控制信息量增多，控制任務功能增加，控制負荷加重、網絡通信故障都會造成現地控制單元控制能力的降低。針對水電廠被控制對象分散的特點，采用現場總線將分散在現場的智能儀表、智能I/O、智能執行機構、智能變送器、智能控制器連接成一體。正好體現了分散控制的特點，提高了系統的自治性和可靠性，節省了大量信號電纜和控制電纜。所以說，使用現場總線網絡較適應分布式、開放式的發展趨勢。當然，現場總線控制系統主要是要有分散在被控對象現場的智能傳感器、智能儀表、智能執行機構的支持，而目前在水電廠中這些還是大量的舊式裝備。只能逐步過渡，最后取代舊式的數字/模擬混合裝備和技術，形成全新的全數字式系統。
5.2、軟件系統平臺
5.2.1、支持軟件平臺和應用軟件包向通用化、規范化發展
為適應開放化、標準化、網絡化、高速化和易用化的發展技術，計算機監控系統中的軟件支持平臺和應用軟件包應更趨向于通用化、開放化和規范化。從電力行業高可靠性的要求出發，在大中型水電廠監控系統中的UNIX操作系統等得到廣泛的應用，中小型水電廠因較多采用PC構架的計算機，所以較多地采用Windows操作系統。數據庫方面由于商用數據庫在電力生產控制的實時性上還難以充分滿足要求，專有的實時數據庫＋商用的歷史數據庫形式，這是目前較為普遍的結合方式。由于部分數據庫的專用性帶來了數據變換的不便，在現今電力行業推進信息化和數字化建設的大背景下它的不適應性就凸現出來，較好的辦法是遵循統一的標準接口規范，使大家可在統一的"數字總線"上便捷地進行數據交換。
5.2.2、Web、Java等新技術的應用
Web及面向對象的Java等新技術將越來越多地引入計算機監控系統。筆者了解到南瑞自控新近開發的NC-2000監控系統，全面采用了面向對象的開發技術，人機界面采用跨平臺的Java來實現，它不僅給用戶提供了更加方便地進行可編程二次開發的功能豐富多彩的界面，而且由于Web、Java等技術的采用，前臺操作員站的應用支撐軟件大大減少，可以實現真正意義上的"瘦客戶機"。如在大中型電廠用高性能的UNIX工作站或服務器作為全系統的主控機和數據服務器，而用PC機作為操作員站，由Java一次編譯，多處運行的特性，不僅可輕松地在操作員站和主處理器等監控系統內的節點獲得同樣的人機界面，加上Internet/Intranet和Web技術的支持，更可在廠領導辦公室、總工辦公室和生產等部門任何聯網的地方直接瀏覽到同樣的界面，甚至于在任何地點經電話接入后的微機也可以瀏覽到同樣的界面（為保證安全需增加必要的安全措施）。
5.2.3、功能強大的組態工具
用戶無需對操作系統命令深入了解，也不需要復雜的編程技巧，不論是在UNIX系統上還是在Windows系統上，都可通過組態界面十分方便地完成：
＃數據庫測點定義；
＃對象定義；
?，F地控制單元的各種模件定義；
＃處理算法定義；
＃通信端口；
＃通信協義的定義。
順序控制流程生成、檢測、加載等各種功能的應用定義以及維護，很多功能只需點擊鼠標進行選擇，既快捷方便，又避免了使用編輯程序產生的輸入錯誤，真正體現主系統服務的面向對象、可靠、開放、友好、可擴展和透明化。
5.3、強大的應用系統
計算機技術發展到今天，其性能越來越高，其應用也就越來越廣泛。隨著無人值班工作向縱深發展，也向計算機監控系統無論是系統結構上，還是功能上都提出了更高的要求，現就幾個方面說明如下：
5.3.1、歷史數據庫系統
歷史數據庫系統實際上是監控系統的一個組成部分，只是將原來監控系統中需要歷史保存的數據、事件和相關信息進行分門別類的存放在商用數據庫中，供需要時進行查詢、打印或備份。歷史數據庫系統以單獨的計算機來實現，具有美觀的人機界面，方便的操作方式和豐富多彩的顯示形式。這樣的配置既減輕了監控系統的負擔，減化了監控系統的軟件復雜性，增加了監控系統的實時性，還能通過標準數據庫接口SQL、ODBC、JDBC等與其他系統互連，如MIS系統。
5.3.2、電能量監測系統
水電廠中每臺發電機、每條線路甚至每臺主變都安裝了電度量表，傳統的電度量采集一般采用由電度量表輸出電度量脈沖到計算機監控系統的方式來實現的，由于監控系統的設備環節比較多，在監控系統中必須設定電度量初值，一旦有設備退出工作或工作不正常，電度量測量就有誤差或以前的測量值丟失，需要重新設定其初值，這種方法實際上無法保證電度量監測的結果正確性，而且維護的工作量也很大。
目前，市場上有一種智能電度量表，它具有智能通信接口。這種電度量表能完整地保存電度量數據，并隨時可以通過通信接口取得電度量數據。因此，以這種電度量表為基礎，通過電度量表的通信接口，回聚在一起，配備歷史數據管理功能的計算機就可以形成電度量監測系統，該系統既可以相對獨立，也可以與監控系統互相通信，實現信息共享，為水電廠運行管理提供可靠依據。
5.3.3、效率檢測系統
水輪機效率的實時監測對電站的經濟運行有著重要的作用。水輪機的在線監測既可用于水電廠機組在安裝竣工或大修結束后的現場驗收試驗，以便檢查設計、制造、安裝和檢修質量是否滿足要求，又能通過對機組運行性能進行長期連續監測，提供在不同的水流和工況條件下水輪機性能的實時數據，為確定電廠經濟運行中的開機臺數和負荷優化分配以及機組的狀態檢修等提供參考。因此，水輪機效率在線檢測一直是實現電廠經濟技術指標考核和經濟運行的一個重大科技攻關課題。但是多年來，一方面由于流量的在線檢測技術還未能得到廣泛的推廣應用，另外，由于種種原因的限制，也使效率測試難以在電廠發揮其應有的作用。因此盡管隨著計算機、通信、信息及測控等一系列新技術的迅速發展和在電廠的廣泛應用，給效率在線檢測項目的開發提供了成熟的技術基礎。當前，以廠網分開為基礎的電力體制改革方案已經出臺，電力市場競價上網亦將成為必然的發展趨勢。因此，在保證安全運行，滿足電力系統要求的基礎上，不斷提高水資源利用率和設備可用率，減少運行和維護費用，已成為每個電廠迫切需要開展的工作。
5.3.4、運行人員培訓仿真系統
計算機監控系統面對著實際的運行設備，肯定不能在上面隨意操作，否則會出現誤操作行為，造成事故，任何水電廠都不希望出現這種情況。那么一些操作不熟煉或新來的運行人員，如何讓他們盡快熟悉環境，提高操作水平，進入角色。除了可以進行培訓、實習、考試等形式熟悉業務外，應該有一個讓運行人員實際動手操作的培訓仿真系統。培訓仿真系統可作為對監控系統的補充，任何重要的控制操作或復雜的操作，應該在培訓仿真系統上驗證一次，保證操作的完整性和正確性，確保水電廠運行的安全。
5.3.5、狀態檢修系統
這是水電廠熱門的課題，設備狀態檢修和設備運行壽命評估，既是設備檢修工作發展的必然趨勢，也是一項技術性很強的系統工程。狀態檢測主要利用現代化先進的檢測設備和分析技術對水電廠主設備的某些關鍵部位的參量，如：機組的振動和擺度，發電機絕緣，定子局部放電，變壓器絕緣等數據進行在線實時采集和監視，經過集合了現場積累的運行、檢修、試驗資料和專家經驗的智能（專家）系統綜合分析，從而對設備可能存在的機械、水力、電氣等問題作出一個貼近實際的評估。要作出一個較準確的評估目前尚有很大的難度，國內外都已做了大量的嘗試性工作，取得了一定的經驗。在實施中，它也作為一個相對獨立的系統，但目前國內大多數水電廠都有了較完善的計算機監控系統，集聚了大量監測設備，從節省投資與實際應用的角度來看，狀態檢修系統與監控系統之間有大量的數據需要共享，在考慮狀態檢修系統時應與已建成的監控系統作統籌考慮，使兩者有機地結合起來，既可省去一些重復部件的投資，又可以使運行管理人員在執行實時生產控制時，隨時監視到生產設備的健康狀態，讓健康狀態良好的設備充分發揮潛力，讓處于亞健康狀態的設備減荷承擔適當的工作負荷，而讓健康狀態有問題或趨于出問題的設備及時得到維修。
5.3.6、生產管理系統
目前，雖然許多電廠都有了功能較完善的計算機監控系統，但因種種原因還有部分現場設備的監測信號無法輸入到監控系統中完成自動監視。所以設備的巡檢工作是必不可少的。為了加強巡檢工作的管理和提高巡檢工作的質量，可通過生產管理信息子系統，在當班巡檢人員出發前開列出巡檢路線，查看設備運行情況，記錄設備運行參數，巡檢工作完成后,輸入相關設備運行參數等信息傳輸至生產管理信息系統，進行分析對比，并記入歷史數據庫備查。
按照技術規程要求，電廠在執行設備操作或維護時必須辦理相應的一次、二次工作票。這些工作也可以借助生產管理信息子系統來完成。各相關部門計算機連入該系統的網絡后，就不必拿著工作票來回去簽票、消票了。它完全成了數字化傳輸，省時省力，并可隨時對簽票、消票的詳情進行實時和歷史的查詢。
生產管理信息系統完成的工作還包括：運行值長日志，智能操作票（可由生產管理信息子系統根據監控系統的實時數據，進行分析，并經過安全閉鎖條件檢查），設備缺陷管理，運行臺帳等。
5.3.7、智能電話報警服務系統
根據監控系統產生的報警信號，按照告警信號的優先級別和被通知者的處理優先級，提供實時智能報警通知，把生產現場發生的事件經過智能化的處理，通過內部通信系統、電話、尋呼、移動通信等多種通信手段，以最快的速度把報警信息傳遞給相關的人員，以便他們及時作出對事件的響應。它不僅是一個智能的可通過各種通訊工具報警的系統，而且還是一個功能強大的交互式語音信息服務中心，無論何時何地通過電話撥入系統可以了解到他所關心的生產設備的運行數據。系統還提供豐富靈活的組態界面，讓維護人員或操作人員通過組態界面方便地進行各種用戶要求的定義，實現各種復雜的功能。
上面提及的系統都是同現有計算機監控系統密切相關的系統，根據具體情況，可配置成相對獨立的系統，通過高速網絡與計算機監控系統進行數據交換。也可配置成計算機監控系統的子系統。它提供了水電廠從最基礎的數據采集和設備控制直到面向電力市場的經濟運行決策的一整套完善服務功能，支持發電廠生產的現代管理更上一個新臺階。
6、水電廠"無人值班"或"少人值守"的技術條件
無人值班相對于有人值班而言就是要讓自動化系統來完成值班人員日常的工作，包括定時巡視運行設備，記錄各設備有關參數和相關事件，按操作票形式進行設備的正常操作，發生事故或故障時，進行反事故處理，采取有效措施，防止事故擴大等工作。實現比有人值班更迅速、更可靠、更安全的運行方式。雖然自動化系統具有一定的反事故處理能力，在局部范圍內起到防止事故擴大的特點，但是事故或故障的出現原因是非常復雜的，少數可以通過一定的處理恢復，但大多數是無法迅速恢復，并需要檢修維護人員及時前往現場認真分析處理。因此水電廠"無人值班"或"少人值守"必須具備以下幾個條件：
6.1、具有計算機監控系統
計算機監控系統是實現"無人值班"或"少人值守"的一個非常重要的系統。它具有采用水電廠的機組、輔機、油水風系統、主變、開關站、公用設備、廠用電系統以及各種閘門等的電氣量、開入量、溫度量、壓力、液位、流量等輸入信號，完成各種生產流程，如開停機、分合開關等順序控制，機組有功功率和無功功率的調節，AGC、AVC，以及其他設備的操作控制。同時監控系統還具有豐富的人機界面，防誤操作的措施和一定的反事故處理能力。
6.2、具有遠程控制、調節功能
監控系統不僅具有現地的各種監視、操作和控制功能，而且要具有能與遠方控制系統通信能力，上送有關信息，接收遠方控制系統的命令來實現遠程控制和調節。
6.3、具有ON-CALL功能
現場運行的設備一旦出現事故或故障時，就需要維護人員立即前往現場，了解事故或故障現象，分析事故或故障原因，及時排除事故或故障。如何使維護人員甚至領導能及時、準確、詳細的掌握事故或故障信息，這就是無人值班水電廠計算機監控系統必須具備的功能：ON-CALL功能，可以通過電話、呼機或手機呼叫信息或手機短信息。
總之，水電廠通過開發自動化系統，能夠提高設備的整體健康水平，保證設備的安全穩定運行，為"無人值班"或"少人值守"奠定基礎。
關鍵詞：H9000水電廠綜合自動化
引言
在國家電力公司(包括原水利電力部、原能源部、原電力部)的大力倡導下，我國的水電自動化工作自二十世紀80年代的科研試點逐步進入了90年代的“無人值班”(少人值守)試點和推廣的階段，建設并完成了一大批水電綜合自動化系統，有力地推動了水電行業的技術進步。目前，已有29個水電廠實現了“無人值班”(少人值守)，20個水電廠通過了國家電力公司的一流水電廠驗收，還有相當已批水電廠已經具備了驗收的條件，取得了巨大的成功。
水科院自動化所作為行業的自動化專業科研單位，自始至終地參加了與水電廠綜合自動化有關的科研、推廣及“無人值班”(少人值守)和創一流水電廠的工作，完成了包括東北白山梯級在內的一百多個大中小型水利水電自動化工程，出口埃塞俄比亞TisAbay二級電站的系統已投入了商業化運行，完成了隔河巖電站引進計算機監控系統的改造工程，實現了湖南鎮100MW機組擴建電站的“關門運行”，為白山等六大水電廠實現創“一流水電廠”創造了必要條件，2001年聯合中標三峽梯級調度中心及左岸電站計算機監控系統工程，2002年連續在洪江、碗米坡、株州航電等國際招標工程中標，取得了令人矚目的成果，回顧過去，展望未來，意義非同一般。
本文首先回顧水電廠綜合自動化的在科研試點、實用推廣和“無人值班”(少人值守)三個歷史階段的工作歷程，然后重點介紹近年來H9000系統結合水電廠“無人值班”(少人值守)工作進行的改進工作，在水電廠創一流和實現AGC方面的經驗，H9000V3.0系統的新功能和兼容性方面的進步。
水電站綜合自動化技術的發展過程
科研試點階段：我國水電站綜合自動化技術的應用起步于20世紀80年代初。當時，水電部的水科院和南自所及機械部的天傳所分別在富春江、葛洲壩二江和永定河梯級進行試點研究，研制成功的富春江水電廠多微機分布控制系統于1984年11月正式投入運行，1986年獲國家科技進步三等獎。通過試點，嘗試了計算機技術應用于水電廠監控系統的可行性，培養和鍛煉了一批從事水電廠計算機監控系統的科研、設計、安裝和運行維護的工程技術人員隊伍，積累了寶貴的經驗。但由于經驗不足，研制周期過長，資金缺乏，使基礎自動化配套改造不夠，影響計算機監控系統的正常使用，另外，在系統的規模、功能、結構、工藝、可靠性以及軟件的水平等方面與國外差距較大。
實用推廣階段：原水電部于1987年和1993年先后制定了“七五期間水電廠自動化計算機應用規劃”和“八五期間以及2000年水電廠計算機監控系統推廣應用規劃”，兩批共規劃了67個大中型水電廠。根據“七五”規劃，到1993年，先后又有27座水電站采用了不同形式的計算機監控系統，如葛洲壩二江、魯布革、富春江、丹江口、新安江、銅街子、安康、石泉、龍羊峽、東江、白山等。軟件和硬件設備的標準化工作取得了初步成效，初步形成了工業化生產，達到了實用化水平，形成了幾種成熟的推薦模式。同時，科技水平有了很大的提高，有關科研院所已經能夠獨立承擔各類工程的計算機監控系統設備的開發研制生產任務，一大批科技人才茁壯成長。
“無人值班”(少人值守)階段：通過技術改造與技術進步，實現減人增效，創國際一流企業，是國家電力公司的長遠發展戰略。為了實現這一目標，根據1994年原電力部在東北太平灣水電廠會議提出的建議，由安生司主持、水科院自動化所等單位參加，討論制定了《水電廠“無人值班”(少人值守)的若干規定(試行)》并由電力部于1996年頒布執行。與此同時，電力部頒布試行了《一流水電廠的考核標準》。1994年太平灣會議還確定了葛洲壩二江、太平灣等5個水電廠為“無人值班”(少人值守)第一批試點單位，水電廠“無人值班”(少人值守)試點工作由此拉開帷幕。1996年又擴大白山、緊水灘、龔嘴等9個水電廠為第二批試點單位。兩批試點帶動了水電行業的自動化技術進步，據不完全統計，自1980年以來截止到目前為止，全國安裝水電廠計算機監控系統總數約300套，而在這一階段內，國內總共新安裝投運的監控系統約250套，其中水科院自動化所新投系統100套，電自院新投運約120套，其余系統由國外公司或國內其他廠家提供。
與1994年以前比較，“無人值班”(少人值守)階段的工作特點是：(1)各水電廠自動化改造的積極性空前高漲，積極要求上計算機監控系統，并把監控系統當作全廠“創一流”工作的重點，以監控系統帶動全廠的自動化改造，為監控系統工作的順利展開創造了良好的局面。(2)監控系統的功能齊全，軟件和硬件標準化程度高，開發周期短，性能指標先進，普遍達到了國際同期先進水平，實用性強，可靠性好，成功率高，滿足了水電廠“無人值班”(少人值守)的要求。(3)國家級科研開發骨干隊伍逐漸形成，形成了自主品牌的監控系統，在國際上具有相當的知名度，如水科院的H9000系列分布開放系統和電自院的SSJ系列計算機監控系統，基本占領了國內水電市場。(4)系統的實用化程度高，推動了行業的技術進步，促進了管理的現代化，為減人增效奠定了技術基礎，取得了實效。
H9000系統與水電廠“無人值班”(少人值守)技術
H9000系統是水科院自動化所于二十世紀90年代初期設計開發的面向水電應用的分布開放系統，我國水電廠綜合自動化的重要科研成果。該系統的設計不僅吸收了國外公司產品的先進技術路線，使H9000系統的總體設計接近國際先進水平，而且根據我們多年的工程經驗和對水電自動化理解，結合1994年國電公司頒布的水電廠“無人值班”(少人值守)導則，在系統的結構設計、功能設計方面，充分考慮水電廠有人和“無人”對監控系統在可靠性、冗余措施、功能要求等方面的差異，系統功能齊全，軟件和硬件標準化程度高，組態能力強，開發周期短，符合中國國情，實用性強，可靠性好，系統投運成功率高，滿足了水電廠“無人值班”(少人值守)的要求。為此，H9000系統不僅具有常規電站監控系統的功能，而且進一步開發完善了下列功能：
完善的硬件與軟件冗余體系
水電廠實現“無人值班”(少人值守)后，由于現場值班人員減少，每值往往只有兩人，當現場設備出現故障時，消缺人員一般要等較長時間才能抵達現場，因此對于監控系統的可靠性要求更高，要求有較高的冗余度，在系統降階運行時不影響電站的安全。
為了滿足要求，H9000系統的硬件可采用多層次的冗余措施，如數據庫管理站、操作員站、通訊服務器、網絡交換機、網絡通道、主控級UPS、LCU的數據采集與控制器、CPU模塊、通訊模塊、I/O通道、現地總線、機箱電源、機柜電源等，全部可以實現冗余配置，由軟件實現冗余設備的檢測與故障診斷，實現冗余部件的無擾動切換，確保系統中某一部件的故障不影響系統的正常運行。故障部件由消缺人員及時處理。
另外，H9000系統的軟件總體設計技術采用了無主設計的概念，即系統中任何一個計算機節點的應用軟件配置是完全相同的，如數據庫管理站、操作員站或工程師站，相同的軟件配置根據不同的功能授權實現不同的功能。當任何一個計算機節點出現故障時，可通過功能授權調整實現功能的重新分配。如正常運行時，工程師站不具備現場設備的操作控制權，但經過權限的調整，可以進行控制操作。因此，當一個系統具有多臺計算機節點時，計算機出現全部調試故障的概率可以認為是零，H9000系統永遠是可控的。目前由于計算機的硬件資源相對豐富，很多原先需要很高配置的設備完成的工作一般計算機均能完成，因此，H9000系統將現地人機聯系計算機節點的功能也充分提升，基本上可以完成主控級的人機聯系任務，使H9000系統的控制可靠性得到進一步加強。
On-call技術
H9000系統可對系統數據庫進行設置定義，當發生事故時，監控系統可根據定義聲光信號，進行語音報警、電話自動報警、傳呼報警或手機短信息報警，實現On-call。系統還可根據需要將幾個電話或傳呼機號碼按一定的優先級順序排列，系統可根據定義的順序依次進行呼叫。系統還提供電話查詢功能，任何人只要撥查詢電話，即可查詢電站當前設備運行情況，如有無故障及故障報警信息，重要運行參數等。On-call技術已成為水電廠實現“無人值班”(少人值守)的重要設備。H9000/On-call也已被三峽梯級調度中心自動化系統采用。
電腦值班員技術
在隔河巖電站監控系統設計與實施過程中，在國內首次提出了“電腦值班員”的概念，并且被采納實施。這是無人值班、關門電站最具有特色的功能之一。
通過考察和調研，結合我國水電廠的運行方式與當前電網結構，我們初步提出了安全穩定智能控制和智能電腦值班的概念、功能要求和實現方法，使水電廠在沒有現地值班人員的情況下，從保證主、輔設備安全角度出發，由計算機監控系統自動處理各類隨機異常情況和隱患，經嚴格的條件判別和閉鎖，進行控制和調節。本功能好比一位經驗豐富、責任感強而又不知疲憊的老值長時刻值守在現場，保證水電廠主、輔設備的安全，并盡可能運行在最佳工況。
自診斷與遠程維護技術
系統自診斷與自恢復功能是提高系統可靠性的重要措施。
H9000系統為分布式網絡控制系統，具備完善的自診斷與自恢復功能，系統各設備不僅自檢，還可通過網絡進行互檢，形成系統檢測報告。診斷分硬件檢測和軟件檢測。硬件檢測包括CPU、內存、I/0通道、電源、網絡、通訊接口等。軟件檢測包括軟件異常中斷、通信鏈路故障等。系統可將異常情況及時報警，并可對冗余的異常部件進行自動切換。
監控系統具有遠方診斷及遠方維護功能。通過遠方診斷及維護系統，可以實現遠方故障診斷及遠方系統維護。
H9000與創“一流水電廠”
通過與用戶的通力配合，目前采用H9000系統已經很多，并且已許多投入AGC功能，特別是龍羊峽、東風、東江等幾個大型或特大型水電廠實現了AGC自動控制，白山、烏溪江和緊水灘先后實現梯級電站AGC，優化運行，并已有白山、龍羊峽、緊水灘、烏溪江、東風以及東江等6個水電廠先后順利通過了國電公司“無人值班”(少人值守)和“一流水電廠”驗收。
東北白山梯級電站的“無人值班”(少人值守)計算機監控系統工程規模宏大，性能指標卓越，在國內首次實現了大型梯級水電站巨型機組的現地“無人值班”(少人值守)和遠方集中實時監控運行，首次成功地采用了110公里超長距離的高速以太網通訊，標志著我國水電站計算機監控技術進入高速網絡時代。監控系統不僅實現了廠內AGC、梯級電站本地調頻，而且實現了梯級調度全廠負荷自動分配，實現了與東北電網調度自動化系統的通訊，實現電網的統一調度、負荷的合理分配，使白山梯級電站監控系統根據電網遠方負荷給定，由AGC實現了梯級電站的優化控制。該項目于1999年3月通過國電公司組織的技術鑒定，受到東北電管局及國家電力公司鑒定小組有關專家、領導及白山電廠工程技術人員的高度評價，一致認為該系統在“遠方集中監控總體技術方面居國內領先水平，國際先進水平”，獲國電公司2000年度科技進步二等獎，于2000年通過國電公司“一流水電廠”驗收。
貴州東風水電廠AGC先后完成了與省調之間雙微波通道的SC1801規約通訊、廠內及遠方AGC負荷分配功能、遠方負荷調節、遠方開停機、遠方給定全廠總負荷、遠方給定負荷曲線等功能，由電廠AGC完成機組的合和經濟負荷的分配。2001年11月，貴州省調進一步修改了調度規程，較好地解決了無人值班條件下AGC對接地中性點問題的處理及機組的自動開、停問題，既保證了電網的安全性，又滿足了“無人值班”（少人值守）的要求，成為國內第一個自動按調度負荷曲線運行、實現遠方自動開停機的電廠。由于有省調的大力支持和配合，東風電廠的AGC功能國內最先進完善，得到國電公司領導的充分肯定和好評。
在2002年1月貴州東風水電廠“無人值班”(少人值守)驗收會上，國電公司有關領導和專家對該廠的自動化工作給予了極高的評價，認為該廠在AGC方面僅次于廣蓄，在沒有人工干預的情況下，實現了監控系統按省調負荷曲線自動開停機和負荷調整，實時性好，對保證貴州系統“西電東送”電能質量起到了非常積極的作用，受到了電網調度人員的歡迎和好評。
龍羊峽水電廠是西北電網第一調頻廠，裝機容量為4臺320MW機組，2001年3月在西北網調的大力支持和配合下，采用DNP3.0網絡通訊，實現網調遠方AGC。龍羊峽AGC由網調給出遠方開停機命令和實時功率設定值，遠方開停機命令和實時功率設定值通過數字通道傳送，成功地解決了大機組遠方平穩開停機。
特別值得一提的是，浙江烏溪江水電廠自動化改造工作由于領導重視，電廠先后安排40余人參加了監控系統培訓，較好地掌握了技術，成為技術骨干，承擔了大部分系統的功能開發、設備現場安裝調試工作，在不到6個月的時間內完成了全廠11臺機組共16套LCU的安裝調試工作，整個工程自1998年5月啟動到1999年5月省公司驗收，只經歷了短短的一年的時間，創造了“烏溪江速度”。另外，1996年烏溪江擴建電站按“無人值班”(少人值守)設計，采用H9000系列計算機監控系統，實現了遠方監控系統與機組發電同步投運，實現了遠方實時監控和現地“無人值班”(少人值守)，1998年進一步取消了夜間巡視，成為國內第一個真正的關門電站，引起國家電力公司安運部有關領導的高度重視。
目前，仍有一批采用H9000系統的水電廠正在積極進行準備工作，我們將一如既往地秉承“服務和合作”的精神，做好支持配合工作，爭取使H9000的每一個用戶都能順利跨入“一流水電廠”的行列。
H9000系統的新進展與兼容性考慮
為了滿足用戶不斷增長的需求，滿足電力生產對控制系統的要求，我們在全面繼承H9000系統的開放性、友善性、標準化、通用化及面向對象等優點的基礎上，于2001年研制開發了H9000V3.0系統，進一步吸收了國內外系統的先進經驗和技術，在系統結構、WEB瀏覽、最新國際標準通訊規約庫及軟件包、集成開發工具軟件及高級應用軟件等方面有較大改進，進一步提高了系統的可靠性和可維護性，在湖北隔河巖、福建高砂、天津大張莊、重慶江口等一系列工程中得到成功應用。下面簡要介紹H9000V3.0系統的技術特色。
新型的系統結構
由于工業控制微機(簡稱IPC)結構復雜，有機械旋轉部件如硬盤、風扇等，是LCU乃至監控系統的可靠性瓶頸。H9000V3.0在系統結構有較大改進，LCU采用了可編程控制器直接上以太網的方式，在控制主回路中取消了IPC，IPC僅作為現地的輔助控制人機聯系設備，系統正常運行時，IPC可以退出運行。由于控制主回路取消IPC，使LCU的可靠性大幅度提高，可以很好地滿足下一階段水電廠無人值班運行的要求。IPC也可由智能化液晶操作面板代替，可靠性可進一步提高。
在進行H9000V3.0系統設計時，充分考慮了與H9000老系統的兼容性，可確保H9000的老系統平穩升級到V3.0，并且新老系統可全兼容混合運行，因此老系統的升級改造提供了非常便利的途徑。
WEB瀏覽
由于因特網普遍采用瀏覽器等瘦客戶端軟件，系統的使用及維護十分方便，受到廣大用戶的歡迎。H9000V3.0增加了WEB瀏覽功能，系統僅需增加配置WEB服務器，安裝woixWEB服務器端軟件。為了確保系統的安全性，可設硬件或軟件防火墻。同樣，WEB瀏覽功能充分考慮了與H9000系統原有圖形界面的兼容性，woix軟件可完全識別原H9000系統的*.dbin圖形文件，并且外觀效果與oix完全一致，實現了百分之百兼容。
H9000/Toolkit系統集成工具軟件
H9000V3.0系統在原開發工具軟件的基礎上，進一步充實完善，不僅提供IPM交互圖形開發系統、DBgen數據庫開發系統、PDC綜合計算工具軟件、ControlLock控制閉鎖工具軟件、API接口等，而且新開發研制了DEtool數據工程軟件。特別是DEtool，將系統集成開發工作于一體，成為包括數據庫、語音、控制閉鎖等功能于一體的集成開發工具軟件，強化了系統集成與數據工程的可視化，并且具有學習指導性質，進一步提高了系統開發集成效率和質量，也為設計部門和最終用戶提供了有效的系統設計開發手段，受到廣大用戶的一致好評。
國際標準通訊規約
通過與ABB、Alstom等公司在三峽工程的合作，H9000V3.0系統在通訊規約方面獲得進一步充實，不僅支持DL476-92、m4f、SC1801、CDC8890TypeII、CDT及Polling等傳統遠動規約，而且研制開發了IEC870-5、DNP3.0、TASE-2規約通訊軟件，形成了較為完善的通訊軟件包。
高級應用軟件
H9000V3.0系統在AGC/AVC等高級應用軟件方面有較大進展，實現了白山、烏溪江等梯級水電廠的聯合AGC，在東江等水電廠實現了AGC/AVC，在龍羊峽、烏江渡、東風等水電廠實現了調度遠方AGC，其中貴州東風水電廠在沒有人工干預的情況下，實現了電站監控系統按省調負荷曲線自動開停機和負荷調整，實時性好，對保證貴州系統“西電東送”電能質量起到了重要作用。在更多的水電廠實現了電站AGC功能。
Simulog培訓仿真軟件
在操作員培訓仿真方面，分析研究了水電廠復雜的生產過程，完善和充實水電廠生產過程仿真的總體模型，增加了連續系統仿真、非線性系統仿真及處理等功能，建立和完善處理上述復雜系統的數學模型和Simulog語言，并開發了相關的編譯器和仿真器軟件，結合H9000系統原有功能，OTS2000培訓仿真系統已經可以初步應用于分解和描述比較復雜的連續非線性過程控制系統。
綜上所述，H9000V3.0在確保技術進步和功能擴充的同時，將新老系統的兼容性放在一個十分重要的位置。新老系統兼容，也就是說H9000系統的V3.0版可以與V2.0版本混合運行，確保老用戶系統升級的便利實施，簡化過渡期的施工方案，可以很好地避免由于產品升級而將系統硬件和軟件全部推倒重來的做法，保護用戶的投資。
結束語
過去的20年，我國的水電廠計算機監控技術從無到有、從“景上添花”的“花架子”到現代化生產運行管理和實現“無人值班”(少人值守)必不可少的重要裝備，無不凝聚了我國水電行業主管領導部門、科研、規劃設計、生產運行等部門幾代人的智慧、抱負和辛勤勞動。
過去的20年，也是H9000系統孕育、誕生、成長、逐步發展壯大取得了輝煌業績的20年，成為我國水電自動化領域一顆璀璨的明珠，為我國水電廠自動化技術的進步和創“一流水電廠”工作做出了應有的貢獻。在這里，我們再次感謝有關領導、廣大用戶對我們的支持和信任。我們將戒驕戒躁，密切注意中國進入WTO后國外公司對我國水電自動化市場的沖擊和挑戰，嚴格執行ISO-9001質量保證體系，貫徹質量方針，永遠以用戶的需求作為我們的第一需要，不斷跟蹤國際技術的發展與進步，開發更多更好的產品，以更高的技術質量水準，為廣大的水利水電用戶服務，為水電廠真正實現無人值班、關門運行、創國際一流做出應有的貢獻。
[參考文獻]
王德寬：“從H9000談水電站計算機監控系統國產化問題”，《水電廠自動化》，1998年，第3期。
王德寬等：“H9000分布開放式水電廠計算機監控系統”，《水利水電技術》，1996年，第5期。
王德寬等：“水電廠計算機培訓仿真技術的設想與初步研究”，《水電廠自動化》，2000年，第3期。
王德寬：“水電廠綜合自動化與“無人值班”(少人值守)”，《面向21世紀電力科學技術講座》，2000年10月，中國電力出版社。
H9000andComprehensiveAutomationofHydropowerPlants
廣州蓄能水電廠500kV主接線采用四角形接線，線路接入點形成的兩個母線T區，在線路保護安裝點以內，由其本身的線路保護進行保護。主變壓器并聯點處形成的兩個T區，采用母線差動保護(以下簡稱母差保護)。
1母差保護的原理及特性
廣州蓄能水電廠一期500kV母差保護采用DIFE3110型高阻差動保護，500kV斷路器以QF1及QF2為一側，QF3及QF4為另一側，分別裝設兩套完全相同的高阻抗差動保護87-1，87-2及87-3，87-4。分相由兩套DIFE3110型高阻抗繼電器構成，采用被保護區域進出的電流矢量比較原理，取出差流在電阻器R上產生的電壓值，作為測量值進入繼電器內部與閥值比較。當外部有故障或無故障時，負荷電流I和I′在通過電阻器R時相位相反，幅值相等，電阻器R上的電壓降為零，繼電器不動作。當保護區域內部故障時，電流I和I′同相位使得對應的故障電流在電阻器R上產生一定大小的電壓值，當該值大于閥值時啟動繼電器動作出口，見圖2。保護整定值為：閉鎖電壓UB=20V，動作電壓UD=25V。
保護動作結果：出口跳QF1，QF2或QF3，QF4，1號、2號機組或3號、4號機組跳閘，并啟動故障錄波器。
287-3和87-4故障
1998年11月廣蓄電廠一期QF2斷路器檢修期間，發現當3號、4號機組在抽水工況運行時，母差保護87-3，87-4發出閉鎖信號。測量母差保護裝置發現L3相有不平衡輸出，電阻器R上最高壓降21.5V，且隨一次電流成正比例增加，超過了閉鎖電壓整定值。
3故障查找與分析
1998年11月，對3號、4號機組及QF3，QF4斷路器不同運行工況組合進行測試，在QF3合閘，QF4斷開時，三相差流在電阻器R上的壓降基本為零；當QF3斷開，QF4合閘時，L3相差流在電阻器R上的壓降較大，L1，L2相基本為零。判斷故障為QF4出線側L3相電流互感器54LRB006TI或54LRB007TI有問題。為進一步確定故障性質，又對87-3，87-4二次電流回路進行了對線及電流互感器極性試驗，結果一切正常。同年12月進行了87-3，87-4的二次電流回路功率六角圖檢驗，由此可判斷電流互感器極性及接線正確。通過分析認為：
a)可能QF4斷路器出線側兩組電流互感器有故障；
b)可能是電流互感器一次回路存在寄生回路，使二次產生不平衡輸出。
為此，重點檢查了QF4出線側法蘭螺栓的絕緣套，未發現故障。1999年2月，斷開QF3及QF4，進行電流互感器伏安特性試驗。L3相的兩組電流互感器的伏安特性與QF4相截然不同。在重做L3相電流互感器伏安特性試驗時，發現有一法蘭連接螺栓發熱燙手，拆開該螺栓絕緣套側螺母，發現絕緣套下部斷裂，使螺栓接觸母線套管接地。將該絕緣套更換后，重做電流互感器伏安特性試驗。電流互感器伏安特性恢復正常。QF3，QF4投運后，母差保護87-3，87-4不平衡電流消失，母差保護恢復正常。
絕緣套損壞后螺栓通過母線套管接地，螺栓與母線套形成電流回路。在此狀況下運行，母線套管上產生一感生電流，使電流互感器感受到的電流為Ia＋I′a(Ia為一次側工作電流，I′a為感生電流)，Ia與I′a的方向相反。假設螺栓與法蘭完全金屬接觸，則Ia=I′a，故電流互感器感受到的電流為零。故障現象類似某組電流互感器斷線或極性接反的情況。
4存在的問題
4.1電流互感器伏安特性
為了能夠避免設備運行過程中出現異常情況，水電廠需要對設備進行巡回檢查，及時發現設備的缺陷、異常等問題并進行排除，這樣才能保證系統的安全運行，因此，水電廠相關工作人員要認真執行設備巡回檢查制度。在巡回過程中，要嚴格按照有關規定執行工作。巡回檢查工作結束后，要在值班、巡回檢查記錄表內認真的記錄巡檢人員的姓名以及巡檢過程中發現的缺陷、異常等問題。若發現設備的缺陷或者異常能夠對人身以及設備的安全產生威脅的時候，值班人員應果斷采取相應的解決措施，在這種情況下允許先處理問題再向上級匯報。在巡回檢查的過程中，要通過看、聽、嗅、摸等手段來對設備的運轉情況進行判斷，綜合比較發現的各種異常情況并加以分析。在巡回檢查的時候，要根據設備結構、運行方式、負荷、運行工況以及氣候條件的變化對設備進行重點的檢查。
2提高運行人員的綜合素質
隨著科技的快速發展，水電廠也逐步大量應用高新技術，設備也以較快的速度進行更新以及改造，因此，水電廠急需一些綜合素質相對較高的運行人員。這就需要水電廠應該加強對運行人員的相關培訓，使他們及時的了解新設備并學會對新設備的使用，然而，目前我國大部分水電廠存在的問題是沒有齊全的資料圖紙，也沒能及時的修改運行規程，這樣一來，運行人員就不能完全的了解新設備，因此在操作設備時也容易出現錯誤。因此，要將具體詳細的資料和圖紙提供給水電廠運行人員，條件允許的話還可以請技術人員來進行講授。與此同時，要及時的修改新設備相關的運行規程，這樣才能保證新設備的安全運行。此外，還要加強運行人員對安全方面相關知識的學習，比如增強自我保護意識、避免習慣性違章、辦理工作票等。仿真培訓可以提升運行人員對事故、故障的準確判定能力以及快速處理能力，所以定期組織仿真培訓是非常重要的。總之，提升運行人員的綜合素質，包括技術水平以及安全意識的提高，對于設備安全的運行能夠提供充足的保障。
3提高設備檢修、維護、巡檢質量
對于運行多年的水電廠而言，設備老化極易導致設備事故的發生。因此，在檢查設備的時候，必須嚴格按照檢修標準對設備進行檢修。在對設備進行日常維護的時候，應及時消除設備缺陷，避免反復發生同樣的缺陷。水電廠監控系統的不穩定性使得錯報、誤報以及漏報型號的情況時有發生，這在一定程度上增加了運行監視、故障判定以及事故處理的困難，極易導致誤操作的發生，所以說完善水電廠的監控系統是非常有必要的。在對設備進行巡檢的時候，要對設備的運行狀況進行準確的把握，并且通過全面的檢查及分析能夠及時的發現隱患并做出相應的處理。
4保證“兩票”的合格率為100%
所謂“兩票”指的是工作票以及操作票，在水電廠生產中，能夠防止誤操作、人身傷亡以及設備事故的有效措施就是正確執行兩票的相關規定。在制定以及執行操作票的時候，要明確任務，正確制票，逐級審核，認真仔細的執行模擬操作。在進行實際操作的時候，要嚴格執行監護制度，逐項執行唱票以及復誦，為了使問題能夠得到及時的處理，需要事先預想好操作過程中可能出現的問題。此外，水電廠的所有員工都應該會使用絕緣器具。對于工作票的簽發，要嚴格按照有關規定進行辦理，絕對不可以簽發不合格的工作票，為了保證人身以及設備安全，需要把可能出現的問題提前告知工作負責人，待工作票結束之后，要去現場進行檢查，確保無誤后結束手續才可以辦理。在水電廠運營過程中，要將對操作票和工作票的治理落實到實處，不可限于表面形式主義，只有落到實處才能為正確使用兩票提供保證，從而進一步保證水電廠的安全生產。
5總結
國網公司下屬水電廠文化特征主要體現在以下幾個方面：
1.位置偏僻，員工觀念需要與時俱進。
由于歷史原因，目前國網公司下屬水電廠大都位于偏遠地區，員工的視野和觀念有所局限，知識結構也偏狹窄。落地國網公司企業文化對于塑造員工文化價值觀、提升員工文化素養具有重要作用。
2.競爭性弱，管理體制有待進一步創新。
國網公司水電廠數量較少，區域劃分較為清晰，故企業之間的競爭較弱。因此，水電廠在管理上需進一步創新，在分配機制、用人機制、競爭機制等方面還需進一步完善，從而進一步發揮員工積極性，為企業持續發展添足馬力。
3.發電為主，生產屬性較為突出。
國網公司供電企業的任務大多為管理用電，服務是其主要屬性；而水電廠主要任務是奉獻清潔的水電能源，生產發電是其主營業務。因此，工作流程的優化、安全工作的提升都是企業發展的中心任務。完善制度建設，落實國網公司統一的企業標準是提升水電廠生產經營水平的有效途徑。
4.依水而居，奉獻精神尤為顯著。
水電廠主要分布在水資源豐富的地區，依水而居，攔水發電。長期受到水利萬物精神的熏陶，水電廠奉獻社會的精神尤為突出，反映出了“國家電網”優質的品牌形象。
二、國網公司企業文化在下屬水電廠的落地模式探索
1.國網公司企業文化水電廠落地的內涵。
國網公司企業文化在水電廠的落地就是充分發揮企業文化建設在凝聚力量、激勵創新、促進管理、推動發展上的積極作用，大力傳播統一的企業文化，加強領導力和執行力建設，把統一的企業文化融入公司改革發展穩定全過程，滲透到經營管理各環節，與企業管理相融共進，促進公司在科學管理的基礎上，實現價值觀管理，推動公司科學發展。
2.國網公司企業文化在水電廠落地模式研究。
針對國網公司水電廠的文化元素特征，結合朱蘭質量螺旋模型展開研究，本文提出了一套國網公司企業文化在水電廠的落地模式。朱蘭質量螺旋模型是美國著名質量管理專家朱蘭提出的，是一條螺旋式上升的曲線，把全過程中各質量職能按照邏輯順序串聯起來，用以表征產品質量形成的整個過程及其規律性。朱蘭質量螺旋模型反映了產品質量形成的客觀規律，該模型說明了系統目標的實現取決于每個工作環節的落實和各環節之間的協調，文化建設質量的提升是需要逐層深入、循環增長的，本文在朱蘭質量循環模型基礎上探索出了落實國網公司企業文化的科學模式。因此，作者認為國網公司企業文化在水電廠落地可分四個階段：第一階段開展企業文化傳播工作；第二階段推進企業文化在水電廠的落地；第三階段將企業文化建設和制度、激勵體系建設有機結合；第四階段，按照國網公司統一的品牌建設要求，開展品牌傳播工作。這四個階段的工作環環相扣、層層推進、逐步深化、循環上升，最終形成強大合力，能夠有效加強企業文化在水電廠的落地效果。
三、國網公司企業文化在Y總廠的落地實踐措施
1.以文育人，提高員工對企業文化的認同度。
1.1企業文化宣傳有形化、多樣化。
企業文化宣傳是Y總廠貫徹落實國網公司統一企業文化的首要步驟，其中宣傳載體是員工接受、體驗企業文化的有形化支撐，宣傳方式是員工了解、認知企業文化的方法保證。在宣傳載體上，Y總廠致力于有形化建設，重點通過建設生產區、主廠辦公區等環境，使國網公司企業文化成為“看得見”的文化；在宣傳方式上，Y總廠撰寫《企業文化宣傳實踐手冊》和《企業文化故事集》、召開企業文化成果會，以多元化的方式廣泛宣傳國網公司企業文化，推廣總廠良好的形象。
1.2企業文化培訓體系化、持續化。
Y總廠秉持企業文化培訓體系化、持續化的原則，建立了全員培訓體系。在培訓對象上，要求全員參與，針對不同對象設置了不同課程；在培訓方式上，采用內部培訓與外部講授結合的方式創建職工學習平臺，不斷提高廣大員工參與企業文化培訓的積極性和主動性；在學習機制上，建立了黨委中心組、黨支部和黨員“三級聯帶”學習機制，促進了個人與團隊共同成長，最終打造了一支能學、善學、樂學的學習型團隊。
1.3企業文化活動多樣化、新穎化。
為豐富科學重建過程中員工的文化生活，Y總廠組織舉辦了攝影展、聯歡晚會、職工運動會等豐富多彩的文體活動；并創新性的在團員青年中開展了爭當青年崗位能手、創建青年文明號、青年勸導員等“青”字系列活動；并開展了先進個人及組織評選活動，推廣了企業文化的典型化宣傳。
2.以文鑄魂，筑牢企業文化落地的根基。
2.1完善制度建設，優化工作流程。
Y總廠首先將企業文化融入企業標準和規章制度建設的全過程，借助科學重建之機對總廠的管理標準、技術標準、工作標準按照國網公司的相關要求進行了修訂，優化了工作流程，形成了操作性較強的標準化管理體系，使得所有工作都有章可循、有標準可依，總廠管理水平得以顯著提升。
2.2健全激勵體系，強化落地保障。
為了調動廣大員工的主人翁意識和主觀能動性，Y總廠重視建立健全激勵體系。一是構建企業文化管理運營機制，按年度制定企業文化建設實施方案和推進計劃，構建了黨委統一領導，主管部門歸口管理，各業務部門按職責分工負責，各基層單位共同推進的責任體系，落實了各部門在企業文化建設中工作內容和管理責任；二是健全企業文化激勵考核體系，將企業文化納入對員工的日常業績考核內容，開展了年度先進評選、優秀員工表彰等系列活動，充分調動了Y總廠廣大員工的積極性，增強了員工踐行企業文化的動力。
3.以文塑形，樹立國網公司良好的品牌形象。
3.1統一品牌傳播，構建文化氛圍。
在品牌傳播過程中，Y總廠一是堅持“統一品牌、統一形象、全面實施、分級落實、穩步推進、長效管理”的原則，通過“品牌傳播年”、“品牌塑造年”系列活動，做到用必用好、用必規范，確保了總廠“國家電網”品牌標識使用規范率達到100%；二是建立健全品牌維護機制，制定了《Y總廠新聞應急管理辦法》，加強對網絡等新興媒體的輿情監控，切實維護了“國家電網”品牌形象。
3.2踐行社會責任，彰顯品牌力量。
關愛他人，服務和諧社會，是國網公司企業文化中“以人為本”的應有之義。Y總廠積極倡導落實這一理念，一是踐行社會責任，關注地方民生；二是開展精神文明建設，提升員工的思想道德和素質水平，將文明創建工作和安全生產、經營管理有機結合起來；三是組織開展志愿服務活動，開展“村企共建”、結對幫扶活動、共建“電力天路”圖書屋等活動，讓廣大員工用實際行動關心少數民族兒童的健康成長，塑造了總廠良好的社會形象。
四、國網公司企業文化在Y總廠的實踐效果
Y總廠系統開展企業文化落地建設工作，切實將國網公司企業文化落到了實處，取得了以下效果。
1.企業文化落地建設匯聚了精神動力。
Y總廠把統一的價值理念作為企業文化傳播和落地的先決條件，通過多樣化的宣貫途徑、持續化的培訓學習、豐富的企業文化活動，總廠上下形成了濃厚、健康、和諧的文化氛圍，極大的提高了廣大干部員工對統一企業文化的認知、認同度，使得統一的價值理念深入人心，增強了全體員工的歸屬感和自豪感。
2.企業文化落地建設優化了企業流程。
Y總廠貫徹落實國網公司統一的企業標準，堅持把標準化建設作為適應形勢發展、實現企業精益化管理的重點工作。按照“三標一體化”管理要求及“三集五大”構建要求，Y總廠以流程為紐帶將管理、技術和工作標準緊密結合，重點優化專業工作流程，簡化工作步驟，進一步完善了以技術標準為核心、管理標準為支持、工作標準為保障、工作流程為依托的水電站標準化建設體系，推動了企業文化與經營管理發展的融合。
3.企業文化落地建設提升了員工素質。
Y總廠堅持“以人為本”的理念，認真貫徹落實國網公司統一的行為規范建設要求，加強對員工行為的培訓力度，制定了具有Y特色的員工行為守則，讓企業文化真正成為了“看得見、摸得著、用得上”的行為指南，促進其變成員工自發自覺的行為習慣，提高了員工隊伍的執行力、創新力和戰斗力，營造了健康、積極、和諧的人企氛圍。
4.企業文化落地建設塑造了優質形象。
關鍵詞：五常市；龍鳳山；水庫電廠；安全管理
1概述
伴隨著我國經濟的不斷發展，水電行業的運行方式也在呈現出一種逐漸轉變的趨勢?，F階段AGC應用被廣泛應用于我國水電領域，同時在電網調度的基礎上開展與運行。網上信息的確定對調度負荷有直接影響，尤其是對于水頭變化的水電站來說，更是需要對上述現象進行重點注意，最終實現在各個小型水電站之間對機組負荷進行合理分配的目標。水輪發電機組運行狀況會對電站使用效果有直接影響，電站在實際運行時可能會出現使用效果不理想的現象。為在真正意義上實現水電站安全生產，我們必須進行不斷的努力與創新。安全生產是水電站安全生產管理的重要組成部分，同時也是水電站安全生產管理工作正常運行的基礎與前提?，F代化管理是水電站未來發展趨勢與方向，為實現對勞動生產率的有效提高，必須在實際生產過程中對生產過程的安全順利進行保障，同時促進安全生產管理工作的順利運行。應該為勞動工作者創造良好的工作環境，促使勞動者的生命安全得到保障，這不僅對提高生產效率有重要作用，同時對水電站實現經濟效益最大化有促進作用。龍鳳山水庫在1958年真正建立，同時其電廠在1969年真正實現發電并投入運行，水庫共有2臺大流量臥式發電機組，每臺分別為1600KW，預計每年發電1500萬度。經過長期的運行與工作，已經出現設備是陳舊以及故障不斷的現象。后來經專業人員對其控制系統進行更新與改造，不僅實現對安全生產管理的有效加強，同時對電廠安全運行有重要意義。該電廠不僅為水庫經濟效益創收，還在真正意義上對自身價值與意義進行充分發揮。
2牢固樹立安全生產觀念
安全運行是水庫與電廠進行一切工作的基礎與前提，為實現在安全的基礎上對發電量進行提升，就必須加強安全管理工作，同時上述做法對有效降低損耗有重要作用。設備管理以及員工安全生產也對其有直接影響，因此在實際進行工作時必須對上述因素進行綜合考慮。其中主要包括三點，下面我們進行仔細分析。2.1水庫以及電廠已經要多年的運行時間與經驗，加強安全生產教育是確保安全生產發電的基礎，實現從根本上對安全事故進行避免。因此，在實際工作中無論是領導還是工作人員都應該樹立牢固的安全生產觀念，對自身安全負責。2.2為對安全生產進行保障，電廠每年都會進行固定的停電檢修，在此期間電廠領導還需要對安全生產教育進行主持。“以人為本，安全生產，預防為主”是電廠在實際進行管理與生產時的基本原則，同時可作為安全生產方針對水庫電廠安全生產管理工作進行指導。在實際進行安全生產教育時可結合電廠實際情況對安全責任事故進行合理的分析，促使員工對其中的經驗進行吸取。2.3為對員工的安全生產責任心進行有效增加，可在實際對電廠進行經營與管理時對認真負責的工作人員進行表彰與獎勵，幫助員工對安全生產觀念進行有效的樹立。這不僅是對工作人員自身安全負責，也是電廠正常運行的保障。
3定期開展全員技術培訓，提高技術管理水平
水庫電廠在建廠開始有一批經驗豐富的優秀員工，但經過長時間的發展，部分老員工已經逐漸退休。新員工呈現出逐年更新的狀態，文化素質參差不齊以及業務水平較低等現象在新員工中普遍存在，這對電廠的現代化生產與管理目標的實現有阻礙作用。因此在實際上崗前應結合實際情況對員工進行科學的培訓。3.1春季檢修期培訓相關領導可利用春季電廠停電檢修期間對全體員工進行技術培訓。其中水電以及電氣檢修員工都在理論基礎學習的范圍之內。同時在實際進行授課時需要對電廠實際情況進行有效結合，做到有計劃以及有針對性。機組結構、性能以及工作原理等都是電廠在實際運行時的基本內容，因此在授課時必須對上述內容進行重點講解，對工作人員的技術管理水平進行有效提高。3.2新員工培訓新員工在進廠時，都會被安排在有老員工的班次或組別，老員工可以起到帶動作用，促使新員工對工作環境與工作內容盡快熟悉，同時對工作要領進行掌握，最終實現對獨立工作能力的有效提高。
4加強發電生產設備管理
發電生產設備是電廠的主要生產工具，保證發電設備安全、高效的運行，提高經濟效益，檢查維護發電生產設備對水庫電廠安全生產有非常重要的意義。主要包括四個方面:4.1春季檢修期設備管理水庫電廠設備已運行多年，發電機組、繼電保護系統小故障經常出現，每年春季設備檢修項目繁多，電廠員工通過安全管理的責任心，精心維修，使陳舊的發電設備堅持正常運行。4.2發電機組檢修記錄在發電生產管理中，為每臺發電機組建立健全完善的設備賬單，建立全面的技術檔案，做好檢修、更換零部件記錄。對于機械設備故障在檢修過程中分析原因，提出處理方案，隨時檢查運行狀況并作詳盡記載，為設備檢修打下基礎。4.3建立設備管理責任制水機、電氣等設備均有員工專職負責，要求員工掌握所管設備結構、性能、工作原理，熟悉常見故障及處理方法，當班期間加強巡視、維護，動員全體員工參與設備管理，隨時將發現、解決的設備運行缺陷提報主管廠長，及時備案處理。
5加強巡視檢查，發現問題及時處理主要包括兩方面
5.1巡視檢查是電廠安全運行的關鍵水庫電廠運行管理分為水機、電氣兩個班組，建立了詳細的運行巡視檢查制度，要求1次/h巡視檢查。在巡視檢查過程中，集中精力全身心投入，觀察儀表顯示、聽聲音異常、嗅空間異味，一旦發現異常即刻分析原因著手處理，不能及時解決的及時上報，避免事故發生。對水輪發電機組溫度、轉數、出力、控制保護系統工作狀態做好檢查記錄。5.2運行交班前做好全面檢查將本班運行檢查情況、運行及檢查記錄移交接班組。接班組做好接班前檢查，掌握發電設備運行狀態，達到安全運行的目的。
6加強監督檢查實現安全生產
水庫電廠建立安全生產管理制度，監督、檢查至關重要，管理制度落到實處方能確保發電生產安全。水庫管理處領導會同電廠管理人員逐月進行安全檢查，年終全面檢查。通過檢查及時發現不安全因素和設備缺陷，提高職工安全意識，保證安全生產。結束語安全生產管理是一項重要的企業管理工作，同時也是一項需要長期堅持、不能松懈的工作。需要各級領導重視，全體職工參與。只有堅持“以人為本、安全第一”的安全管理方針，才能最大限度地避免和控制發電設備安全事故的發生，實現電站安全生產管理，有效的提高電廠的經濟效益和社會效益。
作者:王春雨 單位:五常市龍鳳山水庫電廠
參考文獻
關鍵詞：FUR組合保護裝置廠用電應用
1概述
湖南省江埡水電站裝設3臺10萬kW的水輪發電機組，電站于1998年至1999年相繼投入商業運行，發電機額定電壓為13.8kV，3臺水輪發電機電壓側采用單機單變—即單元接線方式，主變高壓側為110kV和220kV電壓等級送出，其中一臺機組接110kV/220kV自耦變壓器，另兩臺機組接220kV雙圈變，3臺高壓廠用變取自3臺主變的低壓側，變壓比為13.8/10.5kV，10.5kV側采用分段接線方式，未改造前高壓廠用變壓器的額定容量為1250kVA，改造后新增一臺2500kVA的變壓器接1臺機組，一臺機組接1250kVA變壓器不變，另一臺機組采用2臺1250kVA并列運行。原高壓廠用變壓器高壓側（即13.8kV側）均采用負荷開關進行保護，運行中出現非正常動作及熔絲燒壞現象，因此結合此次廠用變增容改造，同時對保護設備進行改造。整個改造于2002年元月完成，至今已運行近3年，效果良好，業主及運行人員對此非常滿意?，F就改造方案的選取及在選型過程需要考慮的主要問題進行探討，對今后正確選用FUR設備及高壓限流熔斷器將會起到一定的作用。
2改造方案的選取及原方案存在的問題
由于13.8kV原開關設備均為裝柜形式，且地方狹窄，不可能再增加設備位置，只能在原有設備的基礎上進行改造完善，為了保證今后的安全運行，在全面了解現有設備的基礎上，擬定了三個方案供選擇比較。
第一方案是更換原有負荷開關，即增加額定電流以滿足廠用變容量的變化要求，此方案最為方便簡單。從表面上看，在正常情況下，選擇負荷開關額定電流為1250A或630A均可滿足要求，但若廠用變二次側發生短路時，考慮廠用變阻抗后，流過一次側的最大電流約為2000A，而目前負荷開關的最大額定電流為1250A，所以不能滿足要求，有可能會出現負荷開關爆炸等嚴重現象的發生，不是徹底的解決問題的方案。
第二方案是在原有開關柜內將負荷開關更換為真空斷路器。通過短路電流計算，當在高壓廠用變高壓側發生三相短路時，系統各設備提供的最大短路電流達到77.9kA（自耦變側）和54.4kA（雙圈變側），假定斷路器能切斷如此大的短路電流，但由于斷路器實際開斷時間（繼電保護時間與斷路器分閘時間之和）大于80ms，所以在短路故障切除之前，與之相連接的電氣設備將受到3個周波以上的大短路電流沖擊，幾次這樣大的短路電流沖擊必然對設備帶來很大的損害，影響其使用壽命和經濟效益的充分發揮。實際上，現有常規斷路器也無法切斷如此大的短路電流，若選用發電機專用斷路器，其價格十分昂貴，也不能保證短路動作有良好的選擇性，也難以避免大短路電流的沖擊。
第三方案是采用FUR組合裝置加真空斷路器的組合方案。真空斷路器僅作為操作電氣設備代替負荷開關，可選擇輕型斷路器，FUR作為保護設備（FU即高壓限流熔斷器，FR為高能氧化鋅過電壓保護器，兩者組合簡稱FUR），FU的限流性和快速性使得在短路電流遠未達到最大值之前就切斷短路電流，其切斷時間可根據保護特性進行調整和選擇，以保證上、下級的動作選擇性，從而達到保護設備的目的。而FR的降壓性和移能性限制了網絡中的操作過電壓，并將短路網絡中的磁場能量釋放，快速將電流衰減至零。因此使用FUR裝置有如下優點：
（1）由于FU的快速性和限流性是由其物理特性所決定，而無機械拒動的可能，所以有較高可靠性；
（2）由于FU的限流性，系統設備不再會受到預期短路沖擊電流的沖擊，有效避免了因穿越故障電流而損壞設備的事故，延長了電氣設備的使用壽命，且設備選擇無需考慮動、熱穩定校驗問題；
（3）由于FU的快速性，使故障切斷時間大大縮短；
（4）由于FR的非線型性有效的限制了FU的過電壓，使操作過電壓小于2.5倍的額定相電壓，FR吸收了FU在開斷過程中系統各部分提供的能量，使FU開斷時的電弧能量降低至安全線以下，從而減輕了FU的承受壓力。
FUR的上述這些優點克服了方案一、二的某些缺點，且價格較方案二低很多，同時可實現在原有開關柜內進行改造，工作量較少，改造時間短。
3柜內結構方案的設計
在確定了采用普通真空斷路器加FUR組合保護裝置方案后，在不增加外置設備及占地的情況下，分析所增加的設備在柜內安裝的可能性。原柜內裝設了一臺高壓負荷開關，在不改變柜體尺寸的情況下，將此開關拆除后，略加改造（即增加相關的支撐件）自上而下依次布置FU的撞擊機構、FU、FR及真空斷路器。真空斷路器僅作為切斷負荷電流之用，因此它安裝在FUR之前或之后都是可取的，根據開關的型式及操作、檢修及維護更換設備的方便，在此次改造中，將真空斷路器布置在FUR之后，主要原因是①斷路器操作機構易于安裝，引出線易于連接；②在更換FU熔絲時，可斷開斷路器，使FU下觸頭在無電壓情況下更換，保證了人身安全；③FUR裝設在開關柜后板上，支撐容易，且與封閉母線套管和真空斷路器連接方便，經校核安裝尺寸及帶電距離均可滿足要求，但柜內需增加一定數量的設備支撐件及面板現場開孔工作。如果能在FUR前再裝設一組隔離開關，則該方案就更加完美，即當在機組運行時，需更換FU的熔絲時，不會影響機組正常發電，上、下端均不帶電，人員更加安全。4FUR參數的選擇
FUR參數的選擇至關重要，應認真分析研究，收集資料。它的參數既要保證能可靠動作，又要保證在發生短路事故時能與廠用變低壓側主保護的協調配合，這樣即保證了選擇性又起到使主設備免遭沖擊的作用，現以2500kVA高壓廠用變高壓側FUR的參數選擇，舉例說明其選擇方法與一般負荷開關和熔斷器選擇方法的主要區別和應考慮的問題。
4.1按額定電流選
2500kVA廠用變高壓側的額定電流為104.6A，同時考慮變壓器允許過載2小時時按過載系數為1.3倍不動作，并留有10%的裕度及5%的容差后，計算電流應為157.1A，意味著FU的額定電流選擇為160A，在正常運行情況下不會動作。
4.2按變壓器承受的沖擊電流選擇
保護變壓器用的熔斷器應能承受變壓器勵磁涌流沖擊而不熔斷。根據目前的規定，當變壓器突然合閘時，勵磁涌流最大為變壓器滿載電流的12倍，持續時間為0.1s，即勵磁涌流Ic=104.6×12=1254A，考慮到熔絲熔斷時的分散性，應留有20%以上的裕度，即保證在0.1s時熔絲不熔斷的電流Ic’=1505A，查160A的限流熔斷器安—秒特性曲線，在0.1s時的熔斷電流為1600A，能夠避開變壓器勵磁涌流而不熔斷。
4.3按保護配合性選擇
當高壓廠用變低壓側發生短路時，反應到高壓側的電流估算為104.6/0.06=1743.3A（0.06為廠用變壓器的阻抗電壓值），查160A限流熔斷器的安—秒特性曲線，在1743.3A時相應的熔斷時間為60ms，而低壓側真空斷路器的跳閘動作時間為80ms以上，即當低壓側發生短路時，低壓側斷路器在未及時跳閘的情況下，高壓側限流熔斷器即FU既已被熔斷，說明當額定電流為160A時不能與廠用變低壓側主保護相配合。為了使FUR在廠用變低壓側短路時保證動作的選擇性，熔斷器的額定電流應選高一級即250A，查250A限流熔斷器的安—秒特性曲線，此時熔斷時間為700ms，可以滿足動作選擇性要求。
4.4按FU限流特性及FR殘壓水平進行校驗
當廠用變高壓側發生三相金屬短路時，根據250A限流熔斷器的預期電流有效值—截斷電流峰值曲線，根據短路電流計算結果（在自耦變壓器低壓側）最大運行方式下的短路電流值為77.9kA，可以查到其截斷電流峰值為35kA，熔斷時間約為1.1ms，而在廠用變低壓側短路時高壓側電流為1743.3A時的熔斷時間為700ms，可以滿足選擇性要求。同時為了與FU截斷電流相配合，高壓側真空斷路器額定開斷電流必須選擇為40kA，在40kA情況下FU的熔斷時間為即40ms。熱容量I2t分為熔斷件的I2t和弧前I2t，熔斷件的I2t即在給定時間間隔內電流平方的積分，弧前的I2t既是在熔斷件整個弧前時間內電流平方的積分，兩者從概念上是不同的。為了保證熔斷器的安全性和可靠性，采用熔斷件的I2t值與被保護設備的I2t值進行選擇校驗熔斷件，要比用弧前時間—電流特性選擇校驗更為合理和科學。從廠家給定的熔斷件熱容量曲線可以看出250A的熔斷件I2t值為1.2×106（A2?s）（熔斷時間為0.7s），而斷路器在0.7s時間內承受的熱容量為352×0.7=0.857×106（A2?s），小于此時斷路器3s時額定熱容量。因此可以滿足要求，對斷路器是安全的。
由于FR的非線型性和快速導通特性，將操作過電壓限制在2.5倍額定相電壓之內，其殘壓值約為U=2.5×（根號）2?Ue/3=28.17kV，殘壓值小于運行中發電機及變壓器的沖擊耐壓值29.3kV，更小于出廠時的沖擊耐壓值（額定電壓為13.8kV），因此FR可避免發電機及變壓器免受操作過電壓的沖擊，假如沒有FR的作用，其限流熔斷器的操作過電壓將達38kV以上，已經大于運行中發電機及變壓器的最大沖擊耐壓值35.2kV，將會使設備受到很大的電壓沖擊而損壞，縮短了使用壽命，影響機組經濟效益的發揮和設備的投資，因此設備FR的作用是不可低估的。
從以上各方面的分析計算可以看出，FU的額定電流選定為250A是滿足安全性和可選擇性要求的。同時也必須裝設FR以限制操作過電壓。
5結語
經過理論計算和實踐證明，FUR組合保護裝置有其很大的優越性，并已在江埡水電站廠用電系統中成功運用，它減少了設備的誤動率，有效的保護了主要電氣設備，提高了電站的經濟效益。但在選用該設備時，應多方案比較，綜合考慮和計算，既要保證電站安全的安全性，又要保證動作的可靠性和選擇性，它不同于一般熔斷器或負荷開關的選擇。從該電站的選型中可得出以下結論，也是在通常設計中易于忽視的方面/問題：
（1）對短路電流較大的電站，在選用普通真空斷路器不能滿足要求時，可選用負荷開關或FUR組合保護裝置，不論選擇哪種設備，均應滿足動作的可靠性和可選擇性，以及截流過電壓對主要設備的危害性。
（2）FUR組合設備中FU即高壓限流熔斷器的額定電流選擇不能單純按負荷電流選擇，應充分考慮熔斷時間與下級斷路器在動作時間上的配合性，并應取得生產廠家準確的電流—時間關系曲線、熱容量曲線等參數。
（3）應對FU的限流性進行校驗，以便選擇輕型斷路器或負荷開關、隔離開關等電氣設備。
（4）應根據熔斷時間計算（或查曲線）FU的熱容量，該值應大于斷路器或負荷開關在該熔斷時間內的熱容量，且小于其額定時間內的熱容量，確保電氣設備在熔斷時間內的安全。
（5）由于FR的能量轉移，降低了操作過電壓，有效地保護了主要電氣設備免受過電壓的沖擊，但應對FR的殘壓水平與電氣設備的沖擊耐壓水平進行比較校驗后，才能確定。
（6）如有條件可在發電機母線引下線處設置一組隔離開關，以便于設備的檢修和更換，同時不影響機組的正常運行。
參考文獻：
［1］電機工程手冊編輯委員會.電機工程手冊［M］。第2版.北京：機械工業出版社。1997
［2］水電站機電設計手冊編寫組.水電站機電設計手冊
關鍵詞：水輪發電機；電壓偏差；溫度場；影響
中圖分類號：TM312文獻標識碼： A
1、水輪發電機電磁場數值計算模型及損耗
1.1水輪發電機電磁場的計算模型
本文研究的320MW大型水輪發電機技術參數如表1所示。由于所要求解的是分數槽電機，定子槽數為630，極數為電機48,取其8極105個槽的單元電機為研究對象,其模型結構如圖1所示，圖2為求解域的剖分圖。
表1電機參數的
分析時作以下假設[[4]
1)將電機橫截面內的磁場作為二維場處理。
2)采用直角坐標系，忽略定、轉子的曲率。
3)主極極弧用通過最小氣隙和最大氣隙的拋物線表示，再用一系列折線逼近。
根據麥克斯韋方程組，筆者采用矢量磁位A來求解電磁場問題，在求解區域內矢量磁位滿足泊松方程。
經過第一類邊界條件和周期性邊界條件修改后，方程組的系數矩陣為對稱、稀疏、正定矩陣。求解修改后的方程組，可得整個求解區域內各個節點的磁位值，由此可以計算出求解區域內各處的磁密。
1.2、損耗的確定
在電機內定子溫度場的求解過程中，各類熱源可以根據相關公式確定。
獲得定子股線的基本銅耗非常簡單，定子股線的附加銅耗(即渦流損耗)可以由文獻獲得。
由于定子鐵心的扼部和齒部的磁通密度分布不同，定子鐵心的基本鐵耗又分為扼部鐵心的基本鐵耗和齒部鐵心的基本鐵耗，它們可以根據相關公式獲得。對于空載時鐵心的附加損耗的確定，一般采用在基本鐵耗的基礎上加一定的比例系數加以修正的做法。負載時的附加鐵耗主要是由各次諧波在定子鐵心齒部產生的，它與各次諧波磁通密度的幅值以及齒部鐵心的質量有關。
2、水輪發電機內流體流動與傳熱
對于全空冷水輪發電機而言，運行過程中產生的熱量全部都由冷卻氣體帶走，在這個熱量傳遞的過程中，包含熱傳導和對流換熱兩種熱傳遞方式。還有一種熱傳遞的方式是輻射，但是由于冷卻介質是空氣，性質為熱透介質，故而水輪發電機內部熱交換忽略了輻射換熱。
對流是指在不等溫流體中，流體流動時將熱量從物體的一處轉移到另一處的傳熱過程。而對流換熱是指運動的流體和它所流經的固體表面之間的熱交換過程。對流換熱可以分為兩類：自然對流和強制對流。電機內的對流屬于強制對流。電機內的對流換熱過程決定了水輪發電機的冷卻效果，是水輪發電機在運行時處于一個穩定，溫升合理的狀態下，這就對電機通風系統的設計提出了要求。基于對流換熱的物理過程，影響其效果的主要因素為換熱表面。換熱表面的形狀、大小、冷卻介質與換熱表面的接觸面積以及換熱表面的光滑程度，都是影響對流換熱的因素。
在溫度場進行數值計算時，需要對描繪物體溫度隨時間和空間變化導熱微分方程式進行求解。求解時，常見的三種邊界條件如下所示：
1)第一類邊界:任何時刻物體邊界面的溫度值
式中:S1為邊界面;To表示穩態導熱過程給定的溫度值，也可表示非穩態導熱過程To隨時變化的的溫度值。
2）第二類邊界:己知任何時刻物體邊界面上的熱流密度值，即
式中:q0為通過邊界面凡給定的熱流密度，穩態時q0為常量;非穩態時，q0隨時間變化。
當邊界面為絕熱時，q0=0。
3)第三類邊界:己知邊界面周圍流體溫度Tf和散熱系數。，根據牛頓散
熱公式，物體邊界面S3與流體間的對流換熱量為:
式中:T為物體邊界面溫度值。
根據傅里葉定律，第三類邊界條件可寫成
式中:a和Tf可以是常數，也可以是某種隨時間和位置而變化的函數。
由上式可以組成了各向異性介質中三維穩態溫度場的混合邊值，如以下公式：
3、定子通風及溫度場分析
在發電機端部裝設有鼓風機，冷卻風從鼓風機的出口流出，在鼓風機壓力作用下進入發電機的內部，最先流入轉子支架，經轉子支架流入轉子磁軛和磁極，對這部分進行冷卻后又流入氣隙進入定子鐵心。還有一部分冷卻風不經過轉子磁軛、磁極，在流經轉子支架后從下游極間直接進入氣隙，從而流入定子通風溝。這兩部分冷卻風在定子鐵心背部回風道匯合進入空氣冷卻器，在空氣冷卻后再一次進入鼓風機，進行下一次的熱交換。從而完成冷卻風對電機內部的冷卻循環。其風路流動結構如圖3-1所示。
圖3-1水輪發電機定子通風結構圖
3.1基本假設
電機實際運行中電機內的流體場及溫度場極其復雜，在滿足工程計算要求的前提下，為了節約計算成本，便于分析，通常情況下需要做一定的假設對物理模型作相應的簡化：1)認為定子線棒與線棒絕緣、線棒絕緣與定子鐵心及槽楔之間緊密接觸。2)模型內冷卻風流速馬赫數很小，因此將空氣視作不可壓縮流體分析，同時認為冷卻風的物理性質不受其溫度波動的影響。
3.2控制方程
任何物質的運動都要遵守質量守恒定律、動量守恒定律和能量守恒定律，流體的三維運動同樣遵守這三大定律。在流體傳熱耦合計算中，為了更清晰的表達這三大定律將其表示為如下幾個方程。其中，式(3-2)表示質量守恒，式(3-3)到式(3-5)表示動量守恒的方程，式(3-6)表示能量守恒。
依次為(3-2)、(3-3)、(3-4)、(3-5)、(3-6)。
式中：U為空氣的速度矢量；u、v、w分別為其在x、y、z方向上的速度分量；T為流體的溫度；λ為流體的導熱系數；p為流體壓力；SMx、SMy、SMz為x、y、z方向上的動量源項；Sh為流體內熱源；Φ為由于粘性作用機械能轉化為熱能部分，稱為耗散函數。
我們引入變量φ將5個方程合并成1個方程（3-7），這樣就可以用1個方程表示流體的運動情況。
（3-7）式(3-7)清楚的表明了質量運輸方程、動量運輸方程和能量運輸方程的共性：等號的左端表示變化率項和對流項，等號的右端表示擴散項和源項（包括所有非共同具有的項）。流體雷諾數是一個表述其運動慣性力和粘滯力比值的無綱量，它的大小可以用來區分流體的運動狀態，也可以辨別流體阻力的大小。當流體雷諾數較小時，表示各質點的粘滯力比較大，此時的流體質點將平行于管路內壁有規則的運動，也就是常說的層流運動狀態。當流體雷諾數較大時，表示各質點的慣性力比較大，此時的流體質點做無規則運動，呈紊流狀態或者叫做湍流狀態。對各種流體狀態的時的雷諾數作了界定，通常情況下當雷諾數Re4000時為湍流狀態，當Re=2000～4000時為過渡狀態。
為了真實反映水輪發電機定子通風溝內冷卻空氣的流動情況，首先需要對流體的雷諾數進行計算。其計算公式如下：
（3-8）式中：v、ρ、η分別為流體的流速、密度與黏性系數，D為一特征長度。
經計算水輪發電機定子通風溝內流體雷諾數Re=6120>4000，因此通風溝內流體運動屬于湍流狀態。可以根據式（3-7）對其進行求解，此外湍流流動還要在式（3-8）基礎上引入兩個量湍流動能k和湍流動能耗散率ε，將這兩個量整合到式（3-8）中。整理后表達式如式（3-9）所示。
（3-9）
式中：ρ為流體密度；k為湍流動能；ε為湍流動能耗散率；U為流體的速度矢量；tμ為紊流粘性系數；kσ、εσ為k方程和ε方程的紊流普朗特數；ijE為流體微元變形率的平均分量；C1ε、C2ε為計算常數。在計算時，k和ε是兩個未知量，湍流動能k通常是根據湍流強度I來算的，而湍流動能耗散率ε通常是用特征長度L來估算的，其具體的計算公式如式（3-10）所示。
式中：v為入口處的平均流速；l為湍流尺度；μC為計算常數，這里取0.09。
3.3邊界條件通過對定子通風溝流體傳熱耦合模型進行計算可以確各個部分定邊界條件如下所示：1)風溝入口設為質量流量入口，入口的初始值為已知如表3-11所示，入口空氣的溫度已知。2)出口邊界條件設為自由出口。3)定子鐵心與空氣接觸面均設為無滑移邊界條件，定子鐵心兩側面為周期性邊界條件。
表3-11通風溝入口處流體參數
4、不同入口風速對溫度場的影響
不同入口風速對流體場的影響，隨著入口速度的變化，冷卻氣體在徑向通風溝中的流速分布也隨著變化，這必然會對定子各部分的溫度產生影響?，F在以360º全換位計算結果作為基準，分別對方案1至方案6進行求解。由于電機的最高溫度對于電機是一個重要參數，所以，將不同入口風速對溫度場的影響計算結果在表4-1中列出。
4-1轉子入口風速對定子最高溫度的影響
圖4-2分別給出了改變入口風速后上、下層線棒溫度沿軸向分布情況，
圖中1號曲線到6號曲線分別對應方案1到方案6。從圖中可以看出，隨著轉子入口風速的減小，上、下層線棒溫度升高；隨著入口風速的增加，線棒的溫度也隨之降低。但是，并不是冷卻空氣風速持續增大，線棒溫度便繼續下降的，入口風速增加了2m/s，但是線棒溫度降低幅度卻很小。當入口風速超過13.5m/s時，風路已經達到飽和，繼續增大風速對降低溫升已經失去了作用。因此水輪發電機流體的初始速度對電機定子溫度的影響很大，上述計算可以為水輪發電機雙路徑向通風系統的結構優化設計進行理論指導，同時也可以為工程實踐中難以實現的工程試驗提供重要的理論指導。
4-2不同入口風速時線棒的溫度
結束語:
發電機定子溫度的最高值和最低值按相同規律變化，最低溫度的變化較小，最高溫度的變化較大，但是仍然處于發電機定子絕緣的溫度極限范圍內，發電機具有承受此電壓偏差的能力。
參考文獻:
[1]丁樹業,李偉力.電網電壓偏差對水輪發電機定子溫度場的影響[J].電網技術,2006,14:30-35.
