大型抽水蓄能电站工程安全监测与信息化管理关键技术 杨溢

大型抽水蓄能电站工程安全监测与信息化管理关键技术杨溢
发表时间：2019-11-29T14:59:55.350Z 来源：《云南电业》2019年6期作者：杨溢
[导读] 就我国大型抽水蓄能电站的建设发展情况来看，虽然起步较晚，但是发展迅速，并在近年来逐渐迈入国际先进行列。

杨溢
（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司）
摘要：就我国大型抽水蓄能电站的建设发展情况来看，虽然起步较晚，但是发展迅速，并在近年来逐渐迈入国际先进行列。

在大型抽水蓄能电站的建设与发展中，为了保证其工程正常运行，就需要进一步加强对大型抽水蓄能电站工程安全监测与信息化管理关键技术的研究，从而提升大型抽水蓄能电站工程运行的安全性、平稳性。

关键词：大型抽水蓄能电站；安全监测；信息化管理；关键技术
随着我国大型抽水蓄能电站建设数量的迅速增加和快速发展，人们越来越关注大型抽水蓄能电站安全监测、安全管理工作。

尤其大坝安全监测是实现水电站安全管理的重要措施，在当前信息化时代背景下，应用信息化的监测技术与信息化管理关键技术，从而保证大型抽水蓄能电站的安全、平稳、可靠运行。

一、工程安全监测情况
为了保证在大型抽水蓄能电站建设中安全监测数据的准确性，就需要做好几个方面的安全监测工作：
（一）人工观测
在该大型抽水蓄能电站建设投产初期，需要相关的技术工作人员对其外部变形、申述情况进行观测。

外部变形观测还需要根据相关的规范与标准设置合理的观测周期，在观测中可以借助水准仪、全站仪进行沉降、水平位移观测。

为保证观测数据准确，还需要保证水平位移监测点主要分布在上水库库周坝顶及主坝、后坝坡、下水库坝体、溢洪道、开关站、陡崖和滑坡体等多个方位；还要保证垂直位移监测点分布在上水库库周及库底廊道，下水库坝顶及后坝坡、滑坡体等方位。

保证监测方位的准确性，也能保证各项安全监测数据的准确性，及时的发现其中存在的异常[1]。

在该大型抽水蓄能电站建设投产中通过渗水观测，能够通过相应部位的渗水位置变化，较为准确的了解建筑物出现异常情况。

进行持续的渗水观测，则需要监测上库廊道排水孔的渗水量、钢管外排水量、各支洞堵头量水堰、下库坝量水堰等部位都进行严格的监测。

但是在投入初期的监测一般是人工监测，就需要进行人工采集、读数，工作强度较大，且容易忽视其中的一些细微变化，不能准确的掌握其与水位的对应关系。

（二）自动化监测
本文所分析的大型抽水蓄能电站建设投产后使用水工自动化监测系统是美国Geomation 公司提供的 2380 系统。

在大型抽水蓄能电站建设中应用自动化监测系统的过程中经历了设计审查、招标评标到安装调试经历了近四年的时间。

在该系统中包含了33 个 Geomation 2380现场测控单元，在中控楼内还建设有主监控站组。

在该系统投入使用初期，为满足自动监测需要，在系统中还接入了多点变位计、锚杆应力计、渗压计、应变计、无应力计、温度计、钢筋计、测缝计、钢管缝隙计、钢板应力计、水位计、雨量计等共计 712 支数据自动采集系统的传感器。

在该大坝中不仅设置的监测站众多，还辐射了较广的范围，从整个水电站的上库、下库到地下洞室都分别设置了测控单元。

该系统在1999年初次投入使用之后，整个安全监测系统良好。

在信息化时代发展背景下，于2004年对该自动化系统进行大修，全面检测各个MCU的性能及各监测仪器的工作状态，对其中一些稳定性较差或测值不可信的一期做封存处理，并在其中接入了共计 450 支自动化系统继续观测的仪器。

在该大坝中的所有关键部位都实现了自动化安全监测，并在其中安装了自动量水堰计，这样可以通过应用电磁流量计监测单孔渗水。

通过实现安全监测自动化，能够促使其观测精度、准确度和及时性都得到有效的提升，这样相关的技术人员就可以及时的获取到各个部位渗水量情况，从而更加准确的掌握渗水量与水位的对应关系及其变化规律[2]。

二、某大坝安全信息化管理建设应用的关键技术
在该大坝中应用了Geomation 系统，该系统虽然能够自动采集数据，但是数据库较大，且运行速度相对较慢，还需要以年为单位来腾空数据库，且在该数据库中不会包含外部变形、巡检、人工渗水观测等资料，不利于大坝安全管理中各项数据管理、数据查询工作展开，也不利于从原始监测数据库中提取有效信息，不能对大坝的实际运行状态进行监控与分析。

而且应用该系统只能机芯能够单机操作，只有将相关的数据传输到工作站的电脑才能进行查询，这样就导致实际的应用与操作比较复杂、繁琐[3]。

在经过长期的调研、分析后，在了解该水电站的水工监测数据处理需求，然后通过分析、软件设计、编码、测试等一系列的技术分析之后，为保证该大坝信息化建设的安全性，建设了专业的信息管理系统与水工专业网。

在该系统中涵盖了自动化采集数据转入、历史资料的转入、人工数据的录入、观测资料管理、图表制作和安全评判与监控等功能。

在该大坝的全信息化建设中，主要对以下几个方面进行改善：
首先，在该安全信息化系统建设中建立了统一的数据库。

在该数据库中可以将大坝运行中的坝体外部变形、巡检、人工渗水观测等历史数据信息进行收集，并将这些数据信息资料与Geomation 自动化数据采集系统实现无缝连接，这样就能在原始数据监测库系统中迅速的提取有用的数据信息，从而为大坝的数据查询与管理工作带来极大的便利，提升工作效率[4]。

其次，实现了单机操作向信息化技术操作转变。

在大坝的安全监测与信息化监理的需求下，管理工作人员可以在已经授权的系统、账号中进行相关的操作，从而查询、管理大坝运行安全监测中产生的相关数据。

再次，实现对大坝运行安全监测数据的专业化处理。

通过应用该系统与关键信息技术，在系统中的资料整编、图表制作等专用程序，能够对安全监测中获取的监测数据资料等进行快速的处理与分子，这样也能保证大坝的安全监测满足监测资料整编规范要求。

最后，还可以更加及时地掌握大坝安全监测中水工建筑物安全状况。

相关的技术人员与领导能够从专业的信息网络中获得大坝安全巡检的历史数据和最数据信息。

一旦其中存在异常情况，技术人员就能够及时的获知，并能够根据该情况来采取有效的应对措施。

此外，根据以往的安全监测系统运行情况中发生的黑客攻击、病毒入侵等问题，就需要增设送报技术，在实际的运用需要管理单位向大坝的中心端计算机请求进行连接，只能实现单向的信息传输，其他外界计算机是不能接入的，这也就保证了安全监测相关数据信息的安
全性。

结束语
总而言之，大型抽水蓄能电站工程的建设与发展中，信息化发展也逐渐成为重要的发展趋势，还需要安全监测与信息化管理关键技术。

这就需要在大型抽水蓄能电站工程的建设与发展中能够紧密结合时代发展背景和安全监测的需要，对信息化管理关键技术进行持续的研究、实践与改进。

参考文献：
[1]王诗玉，杨建州，王宁波. 基于BIM技术的抽水蓄能电站智慧建设管理[J]. 人民黄河，2019，41（6）.
[2]张利荣，严匡柠，张孟军. 大型抽水蓄能电站施工关键技术综述[J]. 水电与抽水蓄能，2016（3）：49-59.
[3]陈照阳，刘强，周强.抽水蓄能电站水工建筑物专家分析库系统的研究与开发[J].中国高新技术企业，2016，356（05）：22-24.
[4]张士平，张江骏，车杨. 桐柏蓄能电站大坝安全监测信息管理系统改造[J]. 水电站机电技术，2017（9）.。