水利工程論文-DMP300F水電站微機自動化系統(tǒng)在和慶水電站的應用.doc

水利工程論文-DMP300F水電站微機自動化系統(tǒng)在和慶水電站的應用摘要：型水電站微機綜合自動化系統(tǒng)采用先進的分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，集保護、遙控、遙測、遙信、遙調(diào)五大功能于一身，實現(xiàn)電站微機綜合自動化。系統(tǒng)在和慶水電站的應用表明：系統(tǒng)也適合中、小型水電站的微機綜合自動化改造。關(guān)鍵詞：小水電水電站自動化自動化系統(tǒng)技術(shù)改造應用1和慶水電站技改概況和慶水電站是松濤灌區(qū)東干渠渠道一宗跌水電站，裝機容量31250KW，站內(nèi)布置發(fā)電機3臺、主變壓器4臺、35KV線路2回、10KV線路8回。建站于1975年，二次設備原采用半導體繼電保護及水機自動操作裝置（均為半導體裝置在亞熱帶的試研產(chǎn)品），至今已運行近30年，設備陳舊，保護方式落后，自動化水平低，大部分元器件目前已屬淘汰產(chǎn)品，且元器件老化嚴重，運行性能較差，拒動、誤動現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴重威脅機組的運行安全。2DMP300F系統(tǒng)概述DMP300F型水電站微機綜合自動化系統(tǒng)是長沙華能公司在總結(jié)我國微機電站運行經(jīng)驗的基礎上，根據(jù)國內(nèi)外電力運行發(fā)展趨勢，以實現(xiàn)無人值班、少人值守的分布式保護、控制、測量和通信單元的一體化系統(tǒng)。DMP300F系統(tǒng)應用先進的微機技術(shù)，實現(xiàn)微機保護、微機監(jiān)控，集保護、遙控、遙測、遙信、遙調(diào)五大功能于一身，采用分布式結(jié)構(gòu)，對電站進行全方位的控制和管理，實現(xiàn)電站微機綜合自動化。系統(tǒng)設計采用分層管理模式。系統(tǒng)的底層是分布式單元機箱，上層是以Win/NT為軟件平臺的當?shù)乇O(jiān)控層，主要完成對各單元裝置實時數(shù)據(jù)的采集；完成實時數(shù)據(jù)的加工和管理；實現(xiàn)系統(tǒng)管理站功能。分布式單元機箱采用模塊化設計，面向一次設備，以一次設備為對象設置保護測控一體化。每個裝置都采用80C196高性能16位處理器為核心，獨立完成該單元的保護、測量、信號、控制等功能，與目前廣泛應用的發(fā)電廠微機綜合自動化系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)具有硬件保護和監(jiān)控之間的銜接更加緊密、系統(tǒng)整體可靠性更高等優(yōu)點：2.1、高可靠性：-采用高性能的單片機80C196，盡量減少硬件，插件模塊化。-系統(tǒng)采用信號隔離技術(shù)，軟、硬件濾波，屏蔽接地等一系列措施，抗干擾能力強。-采用集中組屏方式，全密封小箱體和大機柜構(gòu)成雙重屏蔽，增強了裝置的抗干擾能力。-采用現(xiàn)場總線構(gòu)成通訊網(wǎng)絡，傳輸無瓶頸，抗干擾能力強。-保護和監(jiān)控具有各自獨立的交流采樣回路，保證了檢測精度和保護裝置所要求的抗飽和性能。2.2、維護調(diào)試方便簡單-具有大屏幕漢字液晶顯示，調(diào)試、顯示方便。-采用模塊化結(jié)構(gòu)，標準元件，互換能力強。3DMP300F在和慶水電站的應用根據(jù)和慶水電站的具體情況，發(fā)電機、變壓器及線路各保護單元采用微機保護，控制和保護單元均有獨立的CPU構(gòu)成，采用一對一結(jié)構(gòu)，每個回路有獨立的CPU完成。采取集中組屏方式，各保護單元相對獨立，能完成其保護功能，并通過通信接口向后臺監(jiān)控系統(tǒng)傳送保護信息。3.1、系統(tǒng)設計原則-和慶水電站采用以計算機監(jiān)控為主、簡化常規(guī)控制為輔的監(jiān)控方式及微機保護，組成電站微機綜合自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)功能相同的單元采用一致的機型配置。-微機監(jiān)控系統(tǒng)采用全分布開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，滿足于水電站要求的可靠、安全、經(jīng)濟、實用、先進性、功能齊全、便于擴充等基本原則。-網(wǎng)絡通訊采用現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，掛在網(wǎng)絡上的計算機均采用開放系統(tǒng)軟件Win/NT。易滿足今后計算機高速發(fā)展的要求，兼容性、擴充性、互換性好。-各保護單元全部采用微機保護，均采取集中組屏方式放于中央控制室，各保護單元相對獨立，能獨立完成其保護功能，并通過通訊接口向后臺監(jiān)控系統(tǒng)傳送保護信息。-所有保護均設有軟、硬壓板，保護參數(shù)可就地/遠方進行修改、查詢（保護參數(shù)的修改需具有管理員資格）。-系統(tǒng)采用信號隔離技術(shù)，軟、硬件濾波、屏蔽接地等一系列抗干擾措施。-系統(tǒng)具備防誤操作功能和完備的自診斷、自恢復功能，保護裝置設有防誤閉鎖裝置以防止跳閘出口的誤開放。-計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以手動優(yōu)先、下層優(yōu)先的方式或指定的方式設置必要的硬件和軟件，使運行操作人員能方便地在各控制層之間、計算機控制與簡化常規(guī)控制設備之間選定對設備的控制權(quán)，對無控制權(quán)的控制設備進行閉鎖。3.2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和慶水電站綜合自動化系統(tǒng)采用分層分布、開放式結(jié)構(gòu)，主要由主控制級（上位機）、現(xiàn)地控制單元（LCU）、連接網(wǎng)絡、公用屏、脈沖計量屏、直流電源系統(tǒng)等組成。主控制級由計算機以及中控室有關(guān)設備組成，負責全站的自動化功能、歷史數(shù)據(jù)處理以及全站的人機對話。主控制級計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要配置為：P4主機1臺；21寸高分辨彩色顯示器1臺；寬行打印機1臺；1000VA逆變電源1臺；MTC-3監(jiān)控系統(tǒng)軟件1套?，F(xiàn)地控制單元分為機組控制單元、開關(guān)站及公用設備控制單元。電站共設置4套現(xiàn)地控制單元，即3臺機組各設置1套，開關(guān)站及公用設備設置1套。各現(xiàn)地控制單元直接完成生產(chǎn)過程中的實時數(shù)據(jù)采集及預處理，完成單元狀態(tài)的監(jiān)視、調(diào)整和控制以及與上位機的通信聯(lián)絡等功能。機組LCU可以監(jiān)控發(fā)電機的各種電氣量（機端電壓、定子電流、勵磁電壓、勵磁電流、有功功率、無功功率、頻率等）、發(fā)電機定子鐵芯及繞組溫度、發(fā)電機各軸瓦的溫度、發(fā)電機轉(zhuǎn)速、進水閘門升降、導葉開度位置、發(fā)電機斷路器及隔離刀閘的位置、發(fā)電機出口PT隔離刀閘的位置、滅磁開關(guān)的位置等。機組自動操作控制功能由可編程序控制器構(gòu)成的機組順控裝置（PLC）來實現(xiàn)，正常時PLC與微機勵磁調(diào)節(jié)器和微機調(diào)速器一同接受上位機或中控室運行人員通過計算機鍵盤手動發(fā)出的命令，或它們各自帶有觸摸屏操作控制面板操作發(fā)出的命令，通過執(zhí)行機構(gòu)對機組實行控制和調(diào)節(jié)。每臺機組LCU配置一套微機溫度巡檢裝置、一套微機轉(zhuǎn)速測速裝置和一套微機自動準同期裝置，用于機組測溫、測速和自動準同期并列。機組LCU的主要配置有：可編程序控制器PLC、WWJ-1A微機溫度巡檢裝置、WTQ-2A微機自動準同期裝置、ZSX-1A微機轉(zhuǎn)速測速裝置、簡化的常規(guī)控制面板（含觸摸屏）、出口繼電器、測量儀表及指示燈以及屏柜和附件。開關(guān)站及公用設備LCU對不適于并入機組LCU進行控制的輔助設備及全站的公用設備進行控制。其配置為：簡化的常規(guī)模擬操作面板、STQ手動準同期裝置、測量儀表及指示燈、以及屏柜和附件。3、系統(tǒng)功能3.3.1上位機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)主動發(fā)通迅報文（保護器通訊報文、擴展模塊通訊報文、水機模塊通訊報文）、下位機應答，將下位機的信號、測量數(shù)據(jù)傳送監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對全站主要機電設備進行控制、對所有機電設備的運行情況進行全面監(jiān)視。1）數(shù)據(jù)采集和處理：對主要設備的工況參數(shù)進行巡回檢測、實時數(shù)據(jù)庫更新、越限檢查；對重要的模擬量（如軸瓦溫度等）進行監(jiān)視和越限檢查。對全站各主要設備的狀態(tài)、繼電保護動作狀態(tài)以及各種事件和故障信號等開關(guān)量進行監(jiān)視，記錄狀態(tài)的變化順序和事件發(fā)生的時間，并按規(guī)定產(chǎn)生報警和報告。2）全站安全監(jiān)視和實時報警：監(jiān)控系統(tǒng)通過人機接口向運行人員提供全站的運行情況，當出現(xiàn)開關(guān)量變位事件、模擬量越限事件、監(jiān)控系統(tǒng)自診斷等事件時，監(jiān)控系統(tǒng)在人機接口上采取多種方式（彈出事故簡報、音響等）進行報警。3）生產(chǎn)過程的控制：監(jiān)控系統(tǒng)可接受操作人員在