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)結構，集保護、遙控、遙測、遙信、遙調五大功能于一身，實現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。關鍵詞：小水電水電站自動化自動化系統(tǒng)技術改造應用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品，且元器件老化嚴重，運行性能較差，拒動、誤動現象時有發(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我國微機電站運行經驗的基礎上，根據國內外電力運行發(fā)展趨勢，以實現無人值班、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，實現微機保護、微機監(jiān)控，集保護、遙控、遙測、遙信、遙調五大功能于一身，采用分布式結構，對電站進行全方位的控制和管理，實現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為軟件平臺的當地監(jiān)控層，主要完成對各單元裝置實時數據的采集；完成實時數據的加工和管理；實現系統(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，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成雙重屏蔽，增強了裝置的抗干擾能力。-采用現場總線構成通訊網絡，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、維護調試方便簡單-具有大屏幕漢字液晶顯示，調試、顯示方便。-采用模塊化結構，標準元件，互換能力強。3DMP300F在和慶水電站的應用根據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構成，采用一對一結構，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)結構，滿足于水電站要求的可靠、安全、經濟、實用、先進性、功能齊全、便于擴充等基本原則。-網絡通訊采用現場總線結構，掛在網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，保護參數可就地/遠方進行修改、查詢（保護參數的修改需具有管理員資格）。-系統(tǒng)采用信號隔離技術，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，對無控制權的控制設備進行閉鎖。3.2、系統(tǒng)結構和慶水電站綜合自動化系統(tǒng)采用分層分布、開放式結構，主要由主控制級（上位機）、現地控制單元（LCU）、連接網絡、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設備組成，負責全站的自動化功能、歷史數據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地控制單元分為機組控制單元、開關站及公用設備控制單元。電站共設置4套現地控制單元，即3臺機組各設置1套，開關站及公用設備設置1套。各現地控制單元直接完成生產過程中的實時數據采集及預處理，完成單元狀態(tài)的監(jiān)視、調整和控制以及與上位機的通信聯絡等功能。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、滅磁開關的位置等。機組自動操作控制功能由可編程序控制器構成的機組順控裝置（PLC）來實現，正常時PLC與微機勵磁調節(jié)器和微機調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)行機構對機組實行控制和調節(jié)。每臺機組LCU配置一套微機溫度巡檢裝置、一套微機轉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、測量數據傳送監(jiān)控系統(tǒng)，實現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）數據采集和處理：對主要設備的工況參數進行巡回檢測、實時數據庫更新、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，當出現開關量變位事件、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）生產過程的控制：監(jiān)控系統(tǒng)可接受操作人員在