介紹了老渡口水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思路，提出了先進可靠的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、配置技術(shù)方案和系統(tǒng)電源配置方案?？蔀轭愃齐娬镜挠嬎銠C監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞：老渡口電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置供電1概述老渡口電站位于云南省羅平縣老廠鄉(xiāng)。這是一個輻射狀發(fā)電站。電站建成后，任務(wù)是只發(fā)電，在羅平縣電網(wǎng)承擔(dān)負(fù)荷。電站裝機容量312500kw，設(shè)計水頭76.1m，設(shè)計流量55.3m3/s，年均發(fā)電量1.89億kw #8226。h .發(fā)電機端為6.3KV，有110KV出線和備用線，35KV出線和備用線。發(fā)電機-干式變壓器采用機組和膨脹機組混合連接，其中1#和2#發(fā)電機和1#三相雙線圈干式變壓器構(gòu)成膨脹機組連接，3#發(fā)電機和2#三相三線圈干線變壓器構(gòu)成機組連接。輔助電源分別取自1#、2#和3#發(fā)電機的母線。斷路器安裝在發(fā)電機出口、主變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、輔助變壓器高壓側(cè)和出線處。110kV和35kV側(cè)為單母線配置。老渡口水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)是按照“無人值守，少人值守”的原則設(shè)計的。計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備由南京南瑞集團自動化控制公司提供。主電線見圖1。圖1老渡口電站電氣主接線圖2監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)分為工作站、網(wǎng)絡(luò)和控制站三部分。通信網(wǎng)絡(luò)配置原則上設(shè)置為兩層：信息層和控制層。信息層采用100Mbps交換式以太網(wǎng)，構(gòu)成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，形成集中信息處理的集成平臺，采用全球分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)?？刂茖佑呻姎庀到y(tǒng)監(jiān)控和單元系統(tǒng)監(jiān)控組成。電氣系統(tǒng)監(jiān)控采用先進的智能測控單元1: 1分散配置，完成就地控制；機組系統(tǒng)監(jiān)控采用三機組分散控制的技術(shù)原理，通過前端機實現(xiàn)公共系統(tǒng)。工作站配有工控機、與電網(wǎng)調(diào)度通信接口的通訊器，建立負(fù)荷調(diào)度通道，具有手動/自動負(fù)荷分配控制功能。后臺配置工程師站。前臺設(shè)有兩個操作臺，實現(xiàn)運行監(jiān)控的CRT一體化。微機勵磁調(diào)速裝置、線路專用控制設(shè)備、發(fā)電機和干式變壓器保護通過RS485接口總線通信連接，并通過通信管理器和機組LCU連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。關(guān)口表和單位電表通過數(shù)據(jù)采集器連接。用六套GE90PLC實現(xiàn)前端機的LCU，用于控制層的機組、公共系統(tǒng)、機頭和前池的控制。監(jiān)控系統(tǒng)具有系統(tǒng)時鐘同步功能，保證工作站和控制層所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的時鐘同步，同步精度1ms。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2。圖2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3監(jiān)控系統(tǒng)配置3.1控制對象描述(1)單臺容量為12500千瓦的三臺水輪發(fā)電機。渦輪型號：HLA 384-LJ-154；發(fā)電機型號：SF12.5-14/3250，福建南平電機廠制造。(2)單元控制設(shè)備的勵磁系統(tǒng)為FWL-B型微機自并勵磁磁系統(tǒng)(南瑞集團公司生產(chǎn))。DKT可編程控制器(武漢長江研究所出品)。蝶閥型號為2250KD741X-16Vk(長沙閥門廠生產(chǎn))。(3)機組輔助設(shè)備空氣壓縮機系統(tǒng)：4臺空氣泵。排水系統(tǒng)：4臺泵。機組冷卻水壓力控制：2臺濾水器電機和5個閥門。消防給水系統(tǒng)控制：1臺水泵、1臺濾水器電機和1個閥門。調(diào)速器油壓系統(tǒng)控制：3組6個油泵。漏油罐油位控制：3臺3油泵。中間油的油位控制 #p#分頁標(biāo)題#e#

以太網(wǎng)與智能集線器交換機連接，冗余配置4套16端口集線器交換機，預(yù)留系統(tǒng)節(jié)點擴展接口。電氣系統(tǒng)升壓站、發(fā)電機、廠用電系統(tǒng)測控單元分段(共2段)現(xiàn)場總線通訊連接，較好段配有5臺測控單元，通訊距離300m；段配有9臺測控單元，通信距離150m，通過通信單元直接連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)卡冗余配置。機組、公共系統(tǒng)控制、門禁前端機(共6臺)配有以太網(wǎng)卡接入數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，并配有10.4寸彩色LCD觸摸屏進行本地操作。微機勵磁3套，調(diào)速3套，線路、發(fā)電機、干式變壓器保護12套。DC面板專用控制設(shè)備通過RS485總線連接(協(xié)議與專用設(shè)備制造商協(xié)商)，并通過通信管理器和機組LCU連接到以太網(wǎng)。以太網(wǎng)卡冗余配置，實現(xiàn)專用設(shè)備的信息共享。線路關(guān)口電能表(型號：ENERGYMETER-system 000-04004)和單位電能表(型號：ENERGYMETER-system 000-04006)通過數(shù)據(jù)采集器(一套)連接到RS485總線，實現(xiàn)線路和單位電氣測量數(shù)據(jù)的記錄和存儲管理。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)按光纖方案配置，通信距離按總長度1000米、較長節(jié)點距離200米(從控制室到發(fā)電機層)考慮。先門監(jiān)控LCU至控制室距離為5公里，前池門監(jiān)控LCU至控制室距離為500米。根據(jù)光纖方案配置通信。3.3工作站配有兩個操作站，同時具備監(jiān)控和操作功能，相互備用。配置如下：CPU: 32位，時鐘頻率2.0GHz，512MB內(nèi)存，40GB硬盤(7200 rpm)，16倍速度DVD-ROM，聲卡，工業(yè)電視視頻圖像接口卡，1.44MB軟驅(qū)，操作專用鍵盤，球標(biāo)，電源線等。高密度配置工程師站(后臺安裝)以完成系統(tǒng)軟件配置和電氣系統(tǒng)

錄波曲線顯示及歷史數(shù)據(jù)存儲，配置要求如下：CPU：32位，時鐘頻率2.0GHz，512MB內(nèi)存，40GB硬盤(7200轉(zhuǎn))，16倍速DVD-ROM，聲卡，1.44MB軟驅(qū)，標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，鼠標(biāo)、電源線等，高密度顯卡，21”彩色純平(1600×1280)CRT監(jiān)視器，100Base-TX以太網(wǎng)卡。3.4控制層設(shè)備（1）電氣系統(tǒng)監(jiān)控電氣設(shè)備監(jiān)控采用智能化測控單元按電氣開關(guān)1：1方式配置。刀閘狀態(tài)接入相關(guān)電氣開關(guān)配置的測控單元，并留有電氣閉鎖控制輸出接點（DO）。現(xiàn)場總線分別通過通訊單元接入數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線分設(shè)為兩段：I段——升壓站網(wǎng)控部分，110KV線路1條，35KV線路1條。開關(guān)5臺，刀閘（手動）１2臺。配置測控單元5個，通訊距離300m。II段——廠用電及發(fā)電機—干式變壓器部分。廠用電母線兩段，發(fā)電機３臺，主干式變壓器兩臺，廠用干式變壓器３臺，開關(guān)９臺，配置測控單元９個，通訊距離150m。（2）機組、公用及水工系統(tǒng)監(jiān)控采用GE90系列PLC前端機分散配置，配置6套，分別控制#1~#３機及公用系統(tǒng)、閘門。PLC的開入、開出及模擬量的數(shù)量配置參見表1。模擬變送器（兩線制）、DI電源由監(jiān)控系統(tǒng)供電；DO輸出采用統(tǒng)一型號的小型繼電器隔離輸出，繼電器控制電源24VDC，繼電器接點容量220VAC、5A；220VDC、5A。表1PLCI/O配置表發(fā)電機有功、無功控制信號及勵磁、調(diào)速設(shè)備故障狀態(tài)信號采用硬接線接入對應(yīng)機組控制的前端機。同期設(shè)備硬接線接入公用系統(tǒng)前端機，同期裝置的同期點、同期方式選擇及啟、停操作在操作站軟手操完成。同期控制合閘信號硬接線接入對應(yīng)的發(fā)電機、主干式變壓器、線路開關(guān)。配置2套深圳智能SID-2CM微機自動準(zhǔn)通期裝置，一套用作3臺發(fā)電機出口開關(guān)的同期，一套用作主干式變壓器高（中）壓側(cè)開關(guān)、線路等5個開關(guān)的同期。（3）電源監(jiān)控系統(tǒng)電源采用兩路220VAC50Hz電源、一路220VDC電源，由監(jiān)控系統(tǒng)廠家提供配電柜，內(nèi)部完成電源分配。兩路220VAC來自不同廠用電源段，直供配電柜，柜內(nèi)完成切換。工作站、LCU供電回路配置UPS分散供電，UPS不配蓄電池，采用廠用直流電源220V供給。配電柜完成監(jiān)控系統(tǒng)各組成部件供電分配，采用1:1配置分散的UPS裝置供電（見圖3）。配電柜各回路容量按回路較大耗電量的2～3倍配置。圖34功能要求4.1數(shù)據(jù)處理功能包括數(shù)據(jù)預(yù)處理（數(shù)據(jù)判斷、標(biāo)度變換等），數(shù)據(jù)實時處理（建立實時數(shù)據(jù)庫、參數(shù)越限檢查及報警），數(shù)據(jù)實時計算處理（如kWh累計等）。具有事故追憶、故障錄波、開關(guān)量監(jiān)視記錄及事件順序記錄功能。4.2電氣設(shè)備和發(fā)電機組及其相關(guān)輔助設(shè)備正?？刂坪筒僮鞴δ馨C組的自動開機、升壓至并列，機組自動停機，機組緊急停機關(guān)球閥，機組的AGC和AVC自動控制，保護裝置動作停機、關(guān)球閥，發(fā)電機出口斷路器開/合控制。開關(guān)、刀閘的操作控制。水泵、氣泵、油泵的操作和控制。4.3發(fā)電機自動發(fā)電控制AGC（機組部分）在滿足各項限制條件的前提下，以迅速、經(jīng)濟的方式控制機組的有功功率。根據(jù)給定需發(fā)功率，計算推薦當(dāng)前水位下的較佳運行機組數(shù)和組合。根據(jù)電廠供電可行性，設(shè)備的實際安全、經(jīng)濟狀況確定運行機組數(shù)。在運行機組間實現(xiàn)負(fù)荷的經(jīng)濟分配或人工分配，校核各項限制條件（若不滿足時進行各項修正）。有與電網(wǎng)調(diào)度的AGC切換應(yīng)答邏輯，有AGC畫面。4.4發(fā)電機組自動電壓控制AVC（機組部分）根據(jù)母線電壓實測值和設(shè)定值及不同運行工況對機組作出實時決策指令控制以維持高壓母線電壓設(shè)定值，并合理分配機組間的無功功率，有AVC畫面。4.5緊急控制和恢復(fù)控制機組發(fā)生事故和故障時應(yīng)自動跳閘和緊急停機，電力系統(tǒng)發(fā)生故障或失去大量負(fù)荷時能迅速采取校正措施和提高穩(wěn)定措施。如頻率過低應(yīng)增加機組出力，投入備用機。頻率過高，應(yīng)減少機組出力或切除機組。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后進行恢復(fù)控制。4.6自診斷、自恢復(fù)功能具備完善的自診斷能力，能及時發(fā)現(xiàn)自身故障，并在操作站CRT畫面顯示故障信息，當(dāng)出現(xiàn)程序死鎖或失控時，應(yīng)自動恢復(fù)到原來正常運行狀態(tài)，現(xiàn)場控制單元配置完備的硬件及軟件診斷功能。4.7多媒體技術(shù)的運用語言功能:語音報警，電話語音及信息查詢。動畫功能:主要用于表現(xiàn)主接線的帶電情況及開關(guān)的斷合狀態(tài)，顯示電力系統(tǒng)潮流方向以及各種實時參數(shù)?？梢暬δ?可將自動發(fā)電控制、負(fù)荷分配、各液位、壓力等信息用圖示的方法表示出來。具備靈活、方便、快速的人機對話功能。5結(jié)束語老渡口電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、配置設(shè)計采用了先進的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，交換式以太網(wǎng)絡(luò)使廠內(nèi)控制層的各類控制設(shè)備信息聯(lián)網(wǎng)共享，符合目前控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)發(fā)展的方向。針對水電廠動力工藝系統(tǒng)及其電氣系統(tǒng)的控制技術(shù)特點、要求，進行了認(rèn)真的探討和研究，結(jié)合目前控制系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，控制層分電氣系統(tǒng)監(jiān)控及機組系統(tǒng)監(jiān)控兩個部分。電氣系統(tǒng)監(jiān)控采用先進的智能化測控單元1：1分散配置完成現(xiàn)地控制；機組系統(tǒng)監(jiān)控采用前端機方式分散控制３臺機組及公用系統(tǒng)，實現(xiàn)分散控制的技術(shù)原則。電氣系統(tǒng)控制采用了現(xiàn)場總線技術(shù)，改變了以往采用前端機集中控制電氣系統(tǒng)時存在實時性和可靠性不足的狀況。監(jiān)控系統(tǒng)電源由監(jiān)控系統(tǒng)提供配電柜，采用兩路來自不同廠用電源段220VAC50Hz電源在配電柜內(nèi)自動完成切換，并完成電源分配。工作站、LCU供電回路配置UPS分散供電，UPS不配蓄電池，采用廠用直流電源220V供給。有效可靠的保證了監(jiān)控系統(tǒng)電源的安全穩(wěn)定。參考文獻：[1]王定一等.《水電廠計算機監(jiān)視與控制》中電力出版社[2]《水電發(fā)電廠自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)范》DL/T5081-1997中電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中電力工業(yè)部，98.6.10[3]《水力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》DL/T5065-1996中電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中電力工業(yè)部，97.9.10 來源：中電力網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#