介紹了老渡口水電站計算機監控系統的設計思路，提出了先進(jìn)可靠的系統結構、配置技術(shù)方案和系統電源配置方案?？蔀轭?lèi)似電站的計算機監控系統設計提供參考。關(guān)鍵詞：老渡口電站監控系統結構配置供電1概述老渡口電站位于云南省羅平縣老廠(chǎng)鄉。這是一個(gè)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)承擔負荷。電站裝機容量312500kw，設計水頭76.1m，設計流量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(xiàn)和備用線(xiàn)，35KV出線(xiàn)和備用線(xiàn)。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(xiàn)圈干式變壓器構成膨脹機組連接，3#發(fā)電機和2#三相三線(xiàn)圈干線(xiàn)變壓器構成機組連接。輔助電源分別取自1#、2#和3#發(fā)電機的母線(xiàn)。斷路器安裝在發(fā)電機出口、主變壓器高壓側、中壓側、輔助變壓器高壓側和出線(xiàn)處。110kV和35kV側為單母線(xiàn)配置。老渡口水電站計算機監控系統是按照“無(wú)人值守，少人值守”的原則設計的。計算機監控系統設備由南京南瑞集團自動(dòng)化控制公司提供。主電線(xiàn)見(jiàn)圖1。圖1老渡口電站電氣主接線(xiàn)圖2監控系統基本結構監控系統分為工作站、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)，構成數據通信網(wǎng)絡(luò )，形成集中信息處理的集成平臺，采用全球分布式數據庫管理系統?？刂茖佑呻姎庀到y監控和單元系統監控組成。電氣系統監控采用先進(jìn)的智能測控單元1: 1分散配置，完成就地控制；機組系統監控采用三機組分散控制的技術(shù)原理，通過(guò)前端機實(shí)現公共系統。工作站配有工控機、與電網(wǎng)調度通信接口的通訊器，建立負荷調度通道，具有手動(dòng)/自動(dòng)負荷分配控制功能。后臺配置工程師站。前臺設有兩個(gè)操作臺，實(shí)現運行監控的CRT一體化。微機勵磁調速裝置、線(xiàn)路專(zhuān)用控制設備、發(fā)電機和干式變壓器保護通過(guò)RS485接口總線(xiàn)通信連接，并通過(guò)通信管理器和機組LCU連接到數據通信網(wǎng)絡(luò )。關(guān)口表和單位電表通過(guò)數據采集器連接。用六套GE90PLC實(shí)現前端機的LCU，用于控制層的機組、公共系統、機頭和前池的控制。監控系統具有系統時(shí)鐘同步功能，保證工作站和控制層所有聯(lián)網(wǎng)設備的時(shí)鐘同步，同步精度1ms。系統網(wǎng)絡(luò )結構見(jiàn)圖2。圖2系統網(wǎng)絡(luò )結構3監控系統配置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(chǎng)制造。(2)單元控制設備的勵磁系統為FWL-B型微機自并勵磁磁系統(南瑞集團公司生產(chǎn))。DKT可編程控制器(武漢長(cháng)江研究所出品)。蝶閥型號為2250KD741X-16Vk(長(cháng)沙閥門(mén)廠(chǎng)生產(chǎn))。(3)機組輔助設備空氣壓縮機系統：4臺空氣泵。排水系統：4臺泵。機組冷卻水壓力控制：2臺濾水器電機和5個(gè)閥門(mén)。消防給水系統控制：1臺水泵、1臺濾水器電機和1個(gè)閥門(mén)。調速器油壓系統控制：3組6個(gè)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(yè)標題#e#

以太網(wǎng)與智能集線(xiàn)器交換機連接，冗余配置4套16端口集線(xiàn)器交換機，預留系統節點(diǎn)擴展接口。電氣系統升壓站、發(fā)電機、廠(chǎng)用電系統測控單元分段(共2段)現場(chǎng)總線(xiàn)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(guò)通信單元直接連接到數據通信網(wǎng)絡(luò )，以太網(wǎng)卡冗余配置。機組、公共系統控制、門(mén)禁前端機(共6臺)配有以太網(wǎng)卡接入數據通訊網(wǎng)絡(luò )，并配有10.4寸彩色LCD觸摸屏進(jìn)行本地操作。微機勵磁3套，調速3套，線(xiàn)路、發(fā)電機、干式變壓器保護12套。DC面板專(zhuān)用控制設備通過(guò)RS485總線(xiàn)連接(協(xié)議與專(zhuān)用設備制造商協(xié)商)，并通過(guò)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(shí)現專(zhuān)用設備的信息共享。線(xiàn)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(guò)數據采集器(一套)連接到RS485總線(xiàn)，實(shí)現線(xiàn)路和單位電氣測量數據的記錄和存儲管理。數據通信網(wǎng)絡(luò )的通信介質(zhì)按光纖方案配置，通信距離按總長(cháng)度1000米、較長(cháng)節點(diǎn)距離200米(從控制室到發(fā)電機層)考慮。先門(mén)監控LCU至控制室距離為5公里，前池門(mén)監控LCU至控制室距離為500米。根據光纖方案配置通信。3.3工作站配有兩個(gè)操作站，同時(shí)具備監控和操作功能，相互備用。配置如下：CPU: 32位，時(shí)鐘頻率2.0GHz，512MB內存，40GB硬盤(pán)(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?zhuān)僮鲗?zhuān)用鍵盤(pán)，球標，電源線(xiàn)等。高密度配置工程師站(后臺安裝)以完成系統軟件配置和電氣系統

錄波曲線(xiàn)顯示及歷史數據存儲，配置要求如下：CPU：32位，時(shí)鐘頻率2.0GHz，512MB內存，40GB硬盤(pán)(7200轉)，16倍速DVD-ROM，聲卡，1.44MB軟驅?zhuān)瑯藴舒I盤(pán)，鼠標、電源線(xiàn)等，高密度顯卡，21”彩色純平(1600×1280)CRT監視器，100Base-TX以太網(wǎng)卡。3.4控制層設備（1）電氣系統監控電氣設備監控采用智能化測控單元按電氣開(kāi)關(guān)1：1方式配置。刀閘狀態(tài)接入相關(guān)電氣開(kāi)關(guān)配置的測控單元，并留有電氣閉鎖控制輸出接點(diǎn)（DO）?，F場(chǎng)總線(xiàn)分別通過(guò)通訊單元接入數據通訊網(wǎng)絡(luò )?，F場(chǎng)總線(xiàn)分設為兩段：I段——升壓站網(wǎng)控部分，110KV線(xiàn)路1條，35KV線(xiàn)路1條。開(kāi)關(guān)5臺，刀閘（手動(dòng)）１2臺。配置測控單元5個(gè)，通訊距離300m。II段——廠(chǎng)用電及發(fā)電機—干式變壓器部分。廠(chǎng)用電母線(xiàn)兩段，發(fā)電機３臺，主干式變壓器兩臺，廠(chǎng)用干式變壓器３臺，開(kāi)關(guān)９臺，配置測控單元９個(gè)，通訊距離150m。（2）機組、公用及水工系統監控采用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、閘門(mén)。PLC的開(kāi)入、開(kāi)出及模擬量的數量配置參見(jiàn)表1。模擬變送器（兩線(xiàn)制）、DI電源由監控系統供電；DO輸出采用統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(diǎn)容量220VAC、5A；220VDC、5A。表1PLCI/O配置表發(fā)電機有功、無(wú)功控制信號及勵磁、調速設備故障狀態(tài)信號采用硬接線(xiàn)接入對應機組控制的前端機。同期設備硬接線(xiàn)接入公用系統前端機，同期裝置的同期點(diǎn)、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(xiàn)接入對應的發(fā)電機、主干式變壓器、線(xiàn)路開(kāi)關(guān)。配置2套深圳智能SID-2CM微機自動(dòng)準通期裝置，一套用作3臺發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)的同期，一套用作主干式變壓器高（中）壓側開(kāi)關(guān)、線(xiàn)路等5個(gè)開(kāi)關(guān)的同期。（3）電源監控系統電源采用兩路220VAC50Hz電源、一路220VDC電源，由監控系統廠(chǎng)家提供配電柜，內部完成電源分配。兩路220VAC來(lái)自不同廠(chǎng)用電源段，直供配電柜，柜內完成切換。工作站、LCU供電回路配置UPS分散供電，UPS不配蓄電池，采用廠(chǎng)用直流電源220V供給。配電柜完成監控系統各組成部件供電分配，采用1:1配置分散的UPS裝置供電（見(jiàn)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數據處理功能包括數據預處理（數據判斷、標度變換等），數據實(shí)時(shí)處理（建立實(shí)時(shí)數據庫、參數越限檢查及報警），數據實(shí)時(shí)計算處理（如kWh累計等）。具有事故追憶、故障錄波、開(kāi)關(guān)量監視記錄及事件順序記錄功能。4.2電氣設備和發(fā)電機組及其相關(guān)輔助設備正?？刂坪筒僮鞴δ馨C組的自動(dòng)開(kāi)機、升壓至并列，機組自動(dòng)停機，機組緊急停機關(guān)球閥，機組的AGC和AVC自動(dòng)控制，保護裝置動(dòng)作停機、關(guān)球閥，發(fā)電機出口斷路器開(kāi)/合控制。開(kāi)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(dòng)發(fā)電控制AGC（機組部分）在滿(mǎn)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。根據給定需發(fā)功率，計算推薦當前水位下的較佳運行機組數和組合。根據電廠(chǎng)供電可行性，設備的實(shí)際安全、經(jīng)濟狀況確定運行機組數。在運行機組間實(shí)現負荷的經(jīng)濟分配或人工分配，校核各項限制條件（若不滿(mǎn)足時(shí)進(jìn)行各項修正）。有與電網(wǎng)調度的AGC切換應答邏輯，有AGC畫(huà)面。4.4發(fā)電機組自動(dòng)電壓控制AVC（機組部分）根據母線(xiàn)電壓實(shí)測值和設定值及不同運行工況對機組作出實(shí)時(shí)決策指令控制以維持高壓母線(xiàn)電壓設定值，并合理分配機組間的無(wú)功功率，有AVC畫(huà)面。4.5緊急控制和恢復控制機組發(fā)生事故和故障時(shí)應自動(dòng)跳閘和緊急停機，電力系統發(fā)生故障或失去大量負荷時(shí)能迅速采取校正措施和提高穩定措施。如頻率過(guò)低應增加機組出力，投入備用機。頻率過(guò)高，應減少機組出力或切除機組。當系統穩定后進(jìn)行恢復控制。4.6自診斷、自恢復功能具備完善的自診斷能力，能及時(shí)發(fā)現自身故障，并在操作站CRT畫(huà)面顯示故障信息，當出現程序死鎖或失控時(shí)，應自動(dòng)恢復到原來(lái)正常運行狀態(tài)，現場(chǎng)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(yǔ)言功能:語(yǔ)音報警，電話(huà)語(yǔ)音及信息查詢(xún)。動(dòng)畫(huà)功能:主要用于表現主接線(xiàn)的帶電情況及開(kāi)關(guān)的斷合狀態(tài)，顯示電力系統潮流方向以及各種實(shí)時(shí)參數?？梢暬δ?可將自動(dòng)發(fā)電控制、負荷分配、各液位、壓力等信息用圖示的方法表示出來(lái)。具備靈活、方便、快速的人機對話(huà)功能。5結束語(yǔ)老渡口電站計算機監控系統結構、配置設計采用了先進(jìn)的通訊網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，交換式以太網(wǎng)絡(luò )使廠(chǎng)內控制層的各類(lèi)控制設備信息聯(lián)網(wǎng)共享，符合目前控制系統網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)發(fā)展的方向。針對水電廠(chǎng)動(dòng)力工藝系統及其電氣系統的控制技術(shù)特點(diǎn)、要求，進(jìn)行了認真的探討和研究，結合目前控制系統設備的應用技術(shù)發(fā)展，控制層分電氣系統監控及機組系統監控兩個(gè)部分。電氣系統監控采用先進(jìn)的智能化測控單元1：1分散配置完成現地控制；機組系統監控采用前端機方式分散控制３臺機組及公用系統，實(shí)現分散控制的技術(shù)原則。電氣系統控制采用了現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，改變了以往采用前端機集中控制電氣系統時(shí)存在實(shí)時(shí)性和可靠性不足的狀況。監控系統電源由監控系統提供配電柜，采用兩路來(lái)自不同廠(chǎng)用電源段220VAC50Hz電源在配電柜內自動(dòng)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(chǎng)用直流電源220V供給。有效可靠的保證了監控系統電源的安全穩定。參考文獻：[1]王定一等.《水電廠(chǎng)計算機監視與控制》中電力出版社[2]《水電發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)化設計技術(shù)規范》DL/T5081-1997中電力行業(yè)標準中電力工業(yè)部，98.6.10[3]《水力發(fā)電廠(chǎng)計算機監控系統設計規定》DL/T5065-1996中電力行業(yè)標準中電力工業(yè)部，97.9.10 來(lái)源：中電力網(wǎng)#p#分頁(yè)標題#e#