龙岩市地处福建闽西山区，河流众多，雨量充沛，拥有丰富的水力资源，可开发的装机容量为143.85万kW,近年来全市在小水电建设方面取得了很大成绩。截止2000年底全市已建成小型水电站763座，总装机容量46万kW，占可开发装机容量的31.98%，是福建省小水电装机容量较多的地区。

目前，我市700多座小型水电站多采用简单的控制保护装置：如熔断器，单一的过电流保护或采用机电型的保护装置，人工操作；个别的采用集控台，应用先进技术甚少。因此，农村小型水电站存在运行水平低，经济效益不高，安全事故频繁，运行人员多、素质低等问题。如何减少电站的运行人员，提高运行水平，增加电站的技术含量与经济效益，是当前小型水电站急需解决的问题。

2　采用高新技术增加经济效益

20世纪是现代科技和信息技术高速发展的时期，如电子技术、计算机应用技术已广泛地应用于国民经济建设的各个领域，并取得了很好的经济效益。目前，国内许多大中型电厂(站)正朝"无人值班"或少人值守的方向不断迈进，并取得了可喜的经验和成果。因此，为了使小型水电站满足多发、多供、高效、安全的要求，全面推广微机监控技术在小型水电站的应用是技术更新改造的重要途径。

为了应用微机控制技术，于2000年，我们首先选择了漳平赤水溪二级电站做试点，并配置了WKT5装置。

赤水溪二级水电站位于漳平市永福镇的颖水村，为永福溪梯级开发的第三级，属径流开发引水式水电站。电站装机容量为2×1250kW,水轮机型号HLA339-WJ-60，发电机型号为FN1250-6/1180。

赤水溪二级水电站采用了WKT5微机装置后，情况明显得到改善，并取得了显著的技术及经济效益。

3　微机控制装置的配置

(1)主控计算机操作台一面。其中装置：主控计算机一台，内含CPU板1块，硬盘10G1个，软驱1个，光驱40倍速1个，智能通信卡1个，鼠标1个，打印机口1个，显示器1台，UPS1台，打印机1台，WKT5系列实时控制、保护、通信应用软件和WindowsNT4.0操作系统成套；自动准同期装置1套，实现机组自动准同期并网功能，同时设置组合同期表一套，以实现同期点手动同期。作为自动准同期的后备，并配有常规控制操作按钮和把手。屏上还装设智能式全电子电能表对发电机、主变回路进行计量。

(2)机组自控屏两块。每台机组均配置一块机组自控屏，每块屏上装设：①两台温度数显仪，分别测量机组的轴承温度和定子温度；②PLC可编程控制器一台，用于水轮机自动化控制；③简易常规控制、保护、信号设备，如转速数显信号装置、剪断销信号装置、手动操作开关、信号灯、常规测量仪表等，用于常规手动控制与监测。

(3)保护屏1块。屏内装设主变后备保护单元1个，中央信号单元1个，发电机主保护单元2个，发电机后备保护单元2个，发电机转子接地装置2台，完成对主变压器、两台机组的保护功能，并实现中央信号和报警音响的控制。

(4)站用交流屏、微机直流电源屏各1块，并在微机监控系统各装置间铺设了专用通信电缆(长度适配)。

4　装置的功能

(1)控制：

采用计算机综合自动化系统为主，简易常规控制为辅的模式，进行系统配置。在中控室集中操作、集中监视，通过操作台上彩色显示器提示的菜单、按钮，窗口图形用鼠标点击完成机组、主变、主要辅助设备的操作，并实行对各机电设备的运行参数进行监视，还可用常规把手、按钮进行操作和调节。

(2)保护：

①水轮机保护：完成设计规定的全部保护，机组过速、调速器油压过低、轴承温度过高和事故时剪断销剪断作用于跳闸、灭磁和停机。调速器油压降低和轴承温度升高作用于信号。

②电气保护：完成设计规定的全部保护功能，其中机组保护有：差动速断、谐波制动的差动保护和失磁作用于跳闸、灭磁、停机。机组后备保护有：复合电压闭锁过电流、过电压作用于跳闸、灭磁、停机。过负荷、转子一点接地、定子一点接地、线包温度越限作用于信号。

主变压器主保护有：二次谐波制动的比率差动保护及无制动的差动速断保护，带TA断线闭锁功能。主变后备保护有：复合电压闭锁过电流和过电压作用于跳闸，联动机组跳闸，过负荷、轻瓦斯和零序(单向接地)作用于信号。线路保护有：带时限方向过电流保护和过流速断保护作用于跳闸，过负荷作用于信号。厂变保护有：带时限过电流、过负荷保护。

(3)机电设备运行参数检测：

所有机电设备的主要运行模拟量和状态开关量参数均由微机系统进行实时检测记录，存入其数据库，并经处理后供显示。这些参数包括：

①电量参数：发电机的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、有功电量；发电机转子的电流、电压；10kV及35kV母线线电压和相电压；直流母线电压；站用交流对地电压；主变低压侧三相电流、有功功率、无功功率、有功电量、无功电量等。

②非电量参数：主变压器温度、调速器油压、蝶阀油压、定子铁芯温度，上导、下导、水导轴承温度。

③机电设备运行状态参数：机组断路器开关状态、水轮机及发电机电气保护开关量状态、主变压器开关量状态、事故和故障信号状态、主变断路器开关状态，油、汽、水系统工作状态、励磁系统和调速器工作状态等。

(4)集控台监控及微机其它功能：

监控计算机主要功能是对电站全部自动化装置进行全面监控协调和管理，对各自动化装置发出指令及接收各自动化装置回送的数据，并进行记录、处理、显示、打印：

①实时显示电气主结线和运行工况流程。

②趋势显示及记录：对机组、主变的重要运行参数，如负荷、温度等作历史记录、存档，并以趋势曲线显示，曲线时间座标可在12h至24h之间分档，以便分析短时间状态变化和长时间变化趋势。

③报警处理：保护动作和运行参数越限，实时推出报警画面，并伴有事故或故障信号显示及音响。

④事故、故障、保护动作开关量等事件发生的时间顺序记录。

⑤按年、月、日班进行日志打印制表。

⑥统计管理功能。

5　应用效果

赤水溪二级水电站于2000年8月投产，电站拥有职工16人，比常规控制的同类型小型水电站的定员28人少12人；年发电量1200万kW．h，年收入300万元，年运行费用35万元，比常规控制的同类型小型水电站年运行费50万元少15万元。应用新型微机控制技术后，在以下几方面的效果是明显的：

(1)减少了运行值班人员，可向无人值班过渡。

(2)改善了运行人员的劳动强度。运行人员利用鼠标点击操作台上的彩色显示器提示的菜单，就可完成操作控制，实现自动记录、打印，大大改善了运行人员的劳动强度。

(3)自动检测并调节运行参数，提高了电能质量。

(4)继电保护判断准确率达100%。如果水轮发电机组、电气设备发生故障，发生的位置、故障的类型在微机彩色显示屏上就可形象直观地准确显示，避免了常规保护需通过人工检查的方法才能判断的麻烦。

(5)微机控制设备比常规控制设备体积小、占地少、节约了土地使用面积。

(6)使用该装置后增加了电站的出力，提高了变压器经济运行水平，减少了电站的电力损耗。

(7)降低了电站的年运行费用，降低了电站的发电成本，提高了电站的经济效益。