Sistema di controllo, monitoraggio e protezione

Il sistema di monitoraggio della centrale idroelettrica include principalmente il sistema di misura, il sistema di segnalazione, il sistema operativo e il sistema di regolazione della centrale idroelettrica. Le centrali idroelettriche messe in funzione prima degli anni '80 in Cina utilizzano fondamentalmente sistemi di monitoraggio convenzionali. Le principali caratteristiche dei sistemi di monitoraggio convenzionali sono che i sistemi di misura, segnalazione, operativi e di regolazione sono impostati indipendentemente e realizzati tramite dispositivi a logica a rilè hard-wired. Con lo sviluppo della tecnologia informatica, la Cina ha iniziato a esplorare l'uso di sistemi informatici per il monitoraggio delle centrali idroelettriche negli anni '60. Entro la metà degli anni '80, i prodotti del sistema di monitoraggio informatico delle centrali idroelettriche erano già stati messi in funzione. Ad esempio, nel 1984 è entrato in funzione il sistema di controllo distribuito multi-computer della centrale idroelettrica di Fuchunjiang, realizzando funzioni importanti come il monitoraggio della sicurezza informatica, la registrazione degli eventi e le linee guida per un funzionamento economico. Nel 1988, il sistema di monitoraggio informatico della centrale idroelettrica di Gezhouba Erjiang è stato messo in funzione. Attualmente, il sistema di monitoraggio informatico è ampiamente utilizzato nelle centrali idroelettriche di grandi e medie dimensioni. Le principali caratteristiche del sistema di monitoraggio informatico sono funzioni altamente integrate ed espandibili, lo sviluppo continuo della tecnologia hardware, software e di rete, e il miglioramento continuo dell'automazione. Le funzioni principali del sistema di monitoraggio informatico della centrale idroelettrica includono: acquisizione dati, elaborazione dati, operazione e regolazione, comunicazione dati, sincronizzazione oraria, gestione e guida operativa, contatto uomo-macchina, autodiagnosi e auto-ripristino del sistema, simulazione di addestramento, manutenzione del sistema e sviluppo software, ecc. La modalità strutturale del sistema di monitoraggio informatico della centrale idroelettrica può essere divisa in gerarchica distribuita e centralizzata. Generalmente, le centrali idroelettriche utilizzano un sistema di monitoraggio informatico distribuito gerarchico. Il sistema è composto dal livello di controllo della centrale elettrica, dagli equipaggiamenti di rete e dal livello di controllo locale. La struttura centralizzata può essere utilizzata per centrali idroelettriche di piccole e medie dimensioni con un numero limitato di unità e una capacità inferiore.

Il sistema di protezione della centrale idroelettrica include principalmente la protezione del sistema idrico, la protezione degli equipaggiamenti meccanici e la protezione degli equipaggiamenti elettrici, come ad esempio la protezione da allagamento della centrale, la protezione da sovraspeeding dell'unità, la protezione da temperatura elevata, la protezione per bassa pressione dell'olio dell'impianto di pressione olio, la protezione relè degli equipaggiamenti elettrici, ecc. Gli equipaggiamenti elettrici nella centrale idroelettrica includono principalmente generatori idroelettrici, trasformatori, cavi, busbar, interruttori, ecc. Diversi equipaggiamenti elettrici hanno requisiti di configurazione di protezione relè diversi. Per gli equipaggiamenti elettrici delle centrali idroelettriche grandi e medie vengono generalmente utilizzati dispositivi di protezione relè di tipo micro.

Il sistema di comunicazione della centrale idroelettrica include principalmente la comunicazione di sistema, la comunicazione interna alla stazione, la comunicazione esterna, la comunicazione di costruzione e la comunicazione del sistema di previsione automatica del regime idrico. I metodi di comunicazione delle centrali idroelettriche possono essere generalmente divisi in due tipi: metodi di comunicazione con fili e metodi di comunicazione senza fili. I metodi di comunicazione con fili vengono realizzati tramite comunicazione via cavo e comunicazione via fibra ottica. I metodi di comunicazione senza fili includono principalmente la comunicazione portante elettrica, la comunicazione via satellite, la comunicazione mobile, la comunicazione via microonde, la comunicazione a onde corte e la comunicazione a ultra onde corte. Con lo sviluppo continuo e l'aggiornamento della tecnologia di comunicazione, la comunicazione via fibra ottica, la comunicazione via satellite e la comunicazione mobile vengono utilizzate sempre più ampiamente nel campo della comunicazione delle centrali idroelettriche.