一、研究背景

大多数水电企业生产区地理位置偏远，随着青年同志生活质量要求的不断提高，企业留住人才的可能性大大降低，为了有效促进企业高质量发展，全面改善一线员工生产生活环境，增强一线员工幸福，留住人才，增强企业凝聚力，提高电站运营管理水平，降低企业成本，降低现场安全风险。提出电站“无人值班，少人值班”的关闭运行模式，有效释放一线员工的压力。

在这种环境下，水电站日常防洪要求进一步提高。为了降低人为原因造成的泄洪风险，有必要利用自动化设备实现自动泄洪预警功能，确保水电站日常调节在“无人值守、少人值守”的关闭运行模式下安全运行。

二、施工目标

利用遥控、遥控、通信、计算机网络、信息等先进技术，构建水电站坝前实时、准确、可靠的水位测量和采集。

建立独立的坝前水位强声光报警系统。当坝前水位或坝前水位上升趋势达到报警阈值时，实现水位变化分级报警和强声光报警。

实现坝前水位强声光报警系统联动的泄洪闸门应急自动启闭，根据分级报警条件定制闸门开启目标和方案，确保当前水位过高、上升过快或紧急情况安全、及时、有效地自动开启泄洪闸门，确保大坝安全运行。

三、基本要求

1.电站泄洪闸门控制系统应具备现场手动、现场自动、远程控制的技术条件，实现计算机监控系统和闸门控制系统的数据通信。计算机监控系统能及时、准确、完整地响应泄洪闸门的参数；

2.大坝LCU(现场控制单元)，具备大坝水位采集、处理、监测的条件。

3.选择三组水位传感器，包括两组压阻水位传感器和一组雷达水位传感器。三套水位计测量数据实时测量水位，提高大坝水位测量的准确性。安装现场应满足传感器的工作要求，压阻水位传感器的安装位置应尽可能在水流稳定、水压变化不大的区域。雷达水位传感器的安装位置应尽可能在水域开阔、水面无漂浮物的区域。

4.水库水位声光报警装置应具有声报警和光报警功能。大坝LCU（现场控制单元）负责三个水位计的实时采集和处理，按运算逻辑计算水位上升速率，以及超过水库正常水位（防洪限制水位）剩余时间的趋势计算，并根据时差设置分级声光报警，提醒电站值班人员注意监测水位。

5.做好防雷工作。坝前水位测量传感器、声光报警装置应配备防雷接地设施，接地设施应符合下列规定：

5.1根据现场情况布置防雷接地设施，包括避雷针、防雷接地体（网）、避雷器等。；避雷针接地电阻应小于4，避雷针应将被保护设备覆盖在其45中°保护角内；接地包括避雷针、避雷器等防雷接地、设备接地、交流供电电源接地。

5.2室外测量装置防雷接地电阻值一般应小于100，交流供电接地电阻应小于5。

5.3所有室外设备均在避雷针保护范围内，设备内部电子单元与外壳无电气连接。

5.4室外电缆应采取防雷措施，如安装防腐金属套管埋地或金属套管一端接地良好。信号线输入端应配备防浪涌设备（或信号避雷器）。

6.保证供电可靠性，合理分配现场设备负荷，保证现场设备连续可靠运行。水位传感器和声光视觉预警装置采用道路交流电源和电池或太阳能电池板，计算机监控系统LCU配备交流和DC双路电源，确保测量元件和LCU的供电可靠性。

四、报警控制策略

1.坝上水位、水位上升率等因素是驱动声光报警装置的主要条件。单个水位信号应采用容错滤波处理后10秒内的平均值作为有效水位值，三取二计算为报警驱动水位，并设置水位计偏差过大的报警，有效保证报警信号的准确性和正确性。

2.各种现场报警信号由大坝LCU（现场控制单元）计算，大坝LCU启动分级声光报警，同时与大坝区泄洪报警联动。

3.电站计算机监控系统上位机设置水位声光报警和联动闸门操作投、退按钮，根据现场实际情况选择投、退，操作人员在执行过程中可停止预警或提门。如果闸门已按计划正常打开，则应关闭闸门的联动功能。

4.通过大坝LCU(现场控制单元)、闸门控制系统编写PLC控制程序，对计算机监控系统上位机进行逻辑组态，实现声光报警和闸门自动开启功能，并设计手动转换开关。大坝LCU与上位机通信中断时，现场人员可操作转换开关应急启动闸门功能。

五、闸门联动策略

1.通过三套不同的水位计测量：当前水位1、当前水位2、当前水位3；时间间隔为3分钟判断一次；3分钟后，通过三套不同的水位计测量：3分钟后，水位为1分钟；、3分钟后水位2、3分钟后水位3；

2.每套水位计测量的水位上升速度达到开启时间：T=(382.8米对应的库容-3分钟后水位对应的库容)/(3分钟后水位对应的库容-当前水位对应的库容)/180)可分别获得T1、T2、T3。

3.判断时间T≤第一次四级报警120分钟；T≤第二次四级报警90分钟；T≤三级报警60分钟；T≤二次报警45分钟；T≤一级报警30分钟；T≤联动门报警15分钟，系统自动计算确认后，实现自动开门。闸门开启顺序按水库调度方案执行。

4.当一套水位计数据因故障中断时，进行一套数据中断报警。当两套数据中断时，进行两套数据中断报警，并退出控制程序。

六、结束语

通过自动泄洪系统的应用，有效提高了无人值班模式下的防洪能力。解决了水电站供水紧急、泄洪处理时间短的问题，确保了大坝的安全运行。