舟白水电站计算机监控系统

舟白水电站计算机监控系统

张健

中国水利水电第一工程局有限公司  吉林省长春市130000

1、概述.

舟白水电站是重庆乌江电力集团有限公司梯级开发的水电站之一,电站位于重庆市黔江区境内的乌江一级之流美丽的阿蓬江上.,距上游朝阳寺水电站20公里,距下游渔滩水电站14.5公里.电站包括挡水坝,主厂房,变电站,泄洪闸,冲沙闸和坝上启闭机、门机,电站安装的水轮发电机组为灯泡贯流式,装机容量为2x12MW,设计平均年发电量8014万KW.h。电站按“无人值班”(少人值守)原则设计，采用计算机监控系统，电站建成后近期采用中控室控制，远期将由重庆乌江电力(集团)有限公司电力调度系统对舟白水电站进行远方集中实时控制、安全监视及调度管理。.

2、计算机监控系统

    根据“无人值班，少人值守”的原则，结合当今水电站监控系统的发展现状，舟白水电站拟采用全计算机监控系统。在中控室的计算机控制台用以辅助计算机监控系统运行，其信息取自计算机系统计算机监控。计算机监控系统本着可靠安全、经济、实用的原则，考虑系统的开放性，兼顾系统的扩展性。

2.1计算机监控系统结构

    本电站计算机监控系统采用符合国际开放系统标准的分层分布式结构。计算机监控系统分为电站控制级和现地控制单元级两层，采用100 Mbps以太网连接。电站控制级负责全站主要电气设备的实时控制和调节、数据采集及处理，安全运行监视，屏幕显示，数据通信，电站运行维护管理、系统诊断，软件开发及培训等功能；现地控制单元级负责进行对水轮发电机组、电气一次设备及公用设备等实时控制及监视，当电站控制级因故退出运行时，现地控制单元可以独立运行而不受影响。计算机监控系统要求能实现与调度、水情测报等系统的通讯。

2.2 计算机监控系统组成

电站计算机监控系统由电站控制级和现地控制单元级两层组成。

电站控制级套操作员工作站、一套通讯服务器、两台打印机、一套网络交换连接设备、一套GPS卫星时钟系统和一套在线式UPS等。

现地控制单元级以美国GE公司90-30或施耐德公司Premium系列可编程控制器（PLC）为核心设备组成，包括2套机组LCU、一套开关站及公用设备LCU（含闸门控制）。

2.3 计算机监控系统的功能

计算机监控系统主要功能包括：数据采集和处理、安全运行监视、实时控制和调节、事件顺序记录、打印记录、事故追忆、事故处理指导和恢复操作指导、系统通信、人机联系、语音报警、系统自诊断与自恢复、电站运行维护管理、系统授权管理等。

2.4计算机监控系统硬件配置

计算机系统按功能要求主要硬件配置如下：

① 站控制级

站控制级包括两套操作员工作站、一套通信工作站等 ，现分述如下：

A、 主机兼操作员工作站

操作员工作站两套，每套配备19″高分辨率彩色液晶显示器壹台，作为人机联系的界面。

B、通信兼工程师工作站

通信工作站一套，配备19″高分辨率彩色显示器一台，作为人机联系的界面。

C、打印机设备

提供一套终端服务器，使打印机等其它外围设备能通过该服务器挂在局域网上，与计算机系统进行通信，要求终端服务器的串行口为8个。配置黑白激光打印机（A4幅面）1台，彩色喷墨打印机（A3幅面）1台。

D、主控级UPS

计算机监控系统采用在线式冗余配置的2kVA UPS一套，UPS的后备时间为1小时。应配备相应的配电柜向主控级供电，配电柜内应设有主电源进线开关，馈线自动开关等。

E、系统网络

监控系统采用传输速率为100Mb/s高速以太网，由具有高可靠性的网络通信设备组成。选用的网络设备遵循TCP／IP规约。

F、现地控制单元

全厂共有4套LCU。2台机组每台配置一个LCU（LCU1-2）；开关站公用设备配置二个LCU（LCU3。LCU4）

各现地控制单元应能对所监控的电站设备和生产过程进行完善的监控，相对独立于主控级，独立完成其监控任务。

2.4同期系统

根据主接线和运行要求，选择的同期点为1#、2#发电机出口断路器，主变高压侧断路器。共三个同期点。

各同期点均采用自动和手动准同期方式，每台机组 LCU配有微机自动准同期装置。开关站设备LCU配有微机自动准同期装置。手动准同期在模拟屏上进行。为方便运行和维修，盘、柜内应提供照明装置和电源插座，为AC220V，10A单相三极插座。

2.5出口继电器

对应每一个开关量输出都应配有一只出口继电器。继电器的接点容量和数量应满足工作要求并留有裕量，继电器的线圈或接点工作在厂用电交、直流回路时，则其工作电压应与厂用电交、直流电源电压相适应。继电器工作线圈适合在正常工作电压下连续工作，继电器采用插入式、低耗且防尘，接点为电气上独立、不接地、现场可从常开改为常闭。继电器应选用工作可靠的进口产品。

继电器接点容量：电阻性：AC 220V，5A；DC 220V，3A

电感性：50W

2.6 现地控制单元I/O数量

各现地控制单元I/O数量如表6.5.5.7，表中I/O的数量只是一个初步统计量，。

表6.5.5.7

3、机组附属设备

3.1励磁系统

    电站已采用自并激静止三相可控硅全控桥整流励磁系统，计算机监控系统考虑具有励磁系统的通信接口，可在远方和现地观测励磁电流和励磁电压，并实现对发电机的电压和无功进行调节。

3.2 调速器

   本站采用步进式可编程调速器，计算机监控系统考虑具有调速器的通信接口，可满足远方和现地操作，可满足远方和现地实时观测导叶开度和浆叶开度，并能实现手动、自动无扰动切换功能。

4、测量信号系统

电气测量仪表按《电测量及电能计量装置设计技术规程》（DL/T5137-2001）进行配置。主要设备的电气量采集采用多功能交流采样电力监测装置，测量三相电流、电压、有功率、无功率、有功电度、无功电度，频率等电气量，通过串行接口接入计算机监控系统。个别电气量采用变送器变换成标准的4-20mA信号，送入计算机监控系统。电站的电度计量选用电子式多功能电度表共3块，其中，发电机出口共2块为单向计量电度表；主变高压侧1块为双向计量电度表。

    全厂水力测量和机组水力测量、机组测温、转速测量等非电量测量采用变速器变换成标准的4～20mA信号，送入电站计算机监控系统。

电站事故、故障、断路器位置、隔离开关位置、机组运行状态等信号均接入计算机监控系统。。

5、公用及机组辅助设备的控制

机组辅助设备有：调速器油压装置、漏油泵、。等。公用辅助设备包括：4台厂房渗漏排水泵、4台技术供水泵、2台生活供水泵、2台高压气机、2台中压气机、4台大坝闸门固定式启闭机等。

机组辅助设备的控制由机组LCU的可编程控制器（PLC）买现，控制方式设计为自动、手动、备用三种方式，PLC可独立完成自动控制及运行方的切换。信号以通讯形式送至公用LCU单元。

计算机监控系统在舟白电站得到了良好的应用,实现了对全站机组及公用系统的监视及控制和生产过程管理,提高了安全生产与自动化管理水平,减轻了劳动强度,降低了运行成本,取得了良好的经济效益和社会效益.监控系统作为当今水电站自动化发展的前沿和方向,对于促进水电站的安全运行,提高水电站的综合效益,必将显示出越来越大的作用.同时,它也将在实践中不段摸索前进,日趋完善.

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