葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU.doc

葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU設(shè)計(jì)安裝及調(diào)試胡學(xué)剛 張家治湖北省輸變電工程公司 長(zhǎng)江電力葛洲壩電廠摘要：本文闡述了在保證葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站正常運(yùn)行的狀態(tài)下，如何對(duì)葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等全過(guò)程。給其他運(yùn)行中的開(kāi)關(guān)站LCU升級(jí)改造提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵字：葛洲壩 開(kāi)關(guān)站 LCU PLC一、 引言葛洲壩水利樞紐是長(zhǎng)江干流上修建的第一個(gè)大型水利工程，它位于長(zhǎng)江三峽出口南津關(guān)下游2.3km處，上距三峽壩址38km，下距宜昌市中心約6km。葛洲壩水力發(fā)電廠大江電廠是華中電網(wǎng)的主力電廠，500kV開(kāi)關(guān)站是華中電網(wǎng)的樞紐變電站，主要擔(dān)負(fù)大江電廠的電能外送外，還轉(zhuǎn)接了二江電廠、隔河巖電廠的電能外送，輸向湖北、湖南和上海地區(qū)；同時(shí)開(kāi)關(guān)站的500kV線路還擔(dān)負(fù)著華中電網(wǎng)穩(wěn)定措施的信號(hào)傳送。500kV開(kāi)關(guān)站主接線采用3/2接線方式。主設(shè)備方式的改變對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著直接的影響。因此，開(kāi)關(guān)站的運(yùn)行方式必須滿足系統(tǒng)安全可靠和穩(wěn)定性要求。為保證500kV開(kāi)關(guān)站安全可靠的運(yùn)行，一套功能完善、安全穩(wěn)定的LCU裝置是必不可少的。本文詳細(xì)闡述了在保證葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站正常運(yùn)行的狀態(tài)下，如何對(duì)葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等全過(guò)程。二、 葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU設(shè)計(jì)方案葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU設(shè)計(jì)基本原則如下：1、在開(kāi)關(guān)站原現(xiàn)地控制單元的基礎(chǔ)上，本著安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的原則，進(jìn)行優(yōu)化配置。2、系統(tǒng)改造后應(yīng)高度可靠，本身的局部故障不會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行，而且系統(tǒng)的MTBF、MTTR及各項(xiàng)可用性指標(biāo)均達(dá)到部頒水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求的規(guī)定。3、系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，抗干擾能力強(qiáng)。4、人機(jī)接口功能強(qiáng)，操作方便。5、PLC CPU須配置為雙套，熱備用，可無(wú)擾切換；6、PLC 裝置能直接上以太網(wǎng)，可以與大江監(jiān)控系統(tǒng)通信；7、PLC 裝置配備大容量存儲(chǔ)器，能容納500KV開(kāi)關(guān)站所有數(shù)據(jù)庫(kù)、控制流程，掉電后數(shù)據(jù)不丟失；8、PLC 裝置為交直流雙供電，無(wú)擾切換；9、對(duì)所有開(kāi)出重漏選保護(hù)裝置進(jìn)行校核，保證重要控制點(diǎn)不同時(shí)開(kāi)出；10、通過(guò)配置兩塊CPU模件、冗余電源、以太網(wǎng)模件組成雙CPU熱備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)CPU的無(wú)擾自動(dòng)切換；11、為改善人機(jī)界面，配備Digital公司Pro-face系列的TFT10.4”真彩256觸摸屏，并配有4M內(nèi)存及MODBUS+卡，通過(guò)MODBUS+卡與2個(gè)CPU通信，在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)站相關(guān)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制；12、配置一套SJ-30智能通訊管理裝置，實(shí)現(xiàn)與500KV隔刀防誤操作系統(tǒng)及6KVSEL保護(hù)裝置的通信,并留有可擴(kuò)充余地；13、配置一套當(dāng)?shù)夭僮鲉T工作站，其功能包括對(duì)開(kāi)關(guān)站設(shè)備的運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、綜合計(jì)算、事故和故障的分析處理、圖形顯示監(jiān)視控制等。運(yùn)行值班人員通過(guò)彩色液晶顯示器可以對(duì)開(kāi)關(guān)站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，獲取所需的各種信息。開(kāi)關(guān)站所有的操作控制都可以通過(guò)鼠標(biāo)及鍵盤實(shí)現(xiàn)。14、配置一套GPS全球定位時(shí)鐘系統(tǒng)，作為監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn),用于對(duì)新增加的ERT模件進(jìn)行對(duì)時(shí)。GPS時(shí)鐘放在房?jī)?nèi)，接受天線裝在室外。它接受衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)并輸出DCF77信號(hào)給ERT模件，保證SOE信號(hào)的時(shí)鐘同步。電站控制以太網(wǎng)其拓?fù)鋱D如下：工業(yè)交換機(jī)LCU觸摸屏開(kāi)關(guān)站LCU結(jié)構(gòu)圖 操作員站門遠(yuǎn)程I/O部分總線門遠(yuǎn)程I/O部分三、 葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU安裝過(guò)程葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站是一個(gè)運(yùn)行中的開(kāi)關(guān)站，LCU在改造施工期間，開(kāi)關(guān)站并不能停運(yùn)。在葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站LCU安裝過(guò)程中，無(wú)法通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視500kV開(kāi)關(guān)站系統(tǒng)電壓，所以AVC功能中的電壓閉環(huán)功能暫時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，只能實(shí)現(xiàn)無(wú)功閉環(huán)。為保證安全，需修改主站數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建I母電壓、II母電壓虛擬點(diǎn)，將AVC畫(huà)面中涉及到I母電壓、II母電壓的地方重新連接至虛擬點(diǎn)，并將虛擬點(diǎn)測(cè)值設(shè)成正常電壓值。I母頻率、II母頻率在施工期間品質(zhì)為壞，但全廠頻率在計(jì)算時(shí)只認(rèn)為頻率范圍在48.5到51.5之間才可信，I母頻率、II母頻率通訊中斷后測(cè)值為0，全廠頻率在計(jì)算時(shí)就將其剔除，故不會(huì)影響全廠頻率。所以不用創(chuàng)建I母頻率、II母頻率虛擬點(diǎn)。開(kāi)工之前，認(rèn)真做好安全措施，嚴(yán)格按照500kV開(kāi)關(guān)站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造安全措施卡所列項(xiàng)目執(zhí)行。執(zhí)行完畢后，按照下面順序進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制施工進(jìn)度。1、卸下LCU盤內(nèi)舊設(shè)備，安裝新設(shè)備（包括新型號(hào)的CPU及開(kāi)入開(kāi)出模件、GPS、觸摸屏、開(kāi)出繼電器、光電交換機(jī)）。2、在盤柜配線的同時(shí)，上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)、畫(huà)面、流程可同時(shí)更改。3、盤柜內(nèi)部配線。4、敷設(shè)至保護(hù)故障錄波裝置的用于監(jiān)視LCU對(duì)18個(gè)開(kāi)關(guān)的跳閘輸出監(jiān)視信號(hào)電纜。5、PLC程序灌入，做靜態(tài)試驗(yàn)。試驗(yàn)方法如下：5.1將開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)從現(xiàn)有運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立出來(lái)，用WSOP代替主站，用GDJKGZOP做操作員站，組成一個(gè)局部網(wǎng)絡(luò)，在局部網(wǎng)絡(luò)里進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)完畢后，將WSOP的數(shù)據(jù)庫(kù)替代主站上數(shù)據(jù)庫(kù)即可。 5.2在自動(dòng)到保護(hù)和電控的線路上掛對(duì)線燈，每操作一個(gè)對(duì)象，插上對(duì)應(yīng)的開(kāi)出繼電器，通過(guò)操作員站GDJKGZOP對(duì)操作對(duì)象進(jìn)行操作，確認(rèn)控制信號(hào)準(zhǔn)確到達(dá)現(xiàn)地設(shè)備盤柜。全部開(kāi)出試驗(yàn)做完后，一次性恢復(fù)現(xiàn)地設(shè)備接線。6、在公用工控機(jī)中增加廠房頂隔刀控制流程。7、做廠房頂隔刀控制流程試驗(yàn)。8、更換同期裝置芯片，并修改裝置參數(shù)，做同期試驗(yàn)并拍照。9、工作完成后修改主站數(shù)據(jù)庫(kù)，刪除I母電壓、II母電壓虛擬點(diǎn)，將AVC畫(huà)面中涉及到I母電壓、II母電壓的地方重新連接至開(kāi)關(guān)站對(duì)應(yīng)的I母電壓、II母電壓。退全廠AGC,AVC，待重啟主站后觀察全廠AGC、AVC是否運(yùn)行正常，正常后投入全廠AGC,AVC。至此，500kV開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)改造施工工作完成。四、 葛洲壩500kV開(kāi)關(guān)站調(diào)試過(guò)程為檢驗(yàn)葛洲壩大江500kV開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)改造是否滿足技術(shù)要求，能否正確接受遠(yuǎn)方指令，能否正確接受觸摸屏發(fā)出的指令，能否正確采集到開(kāi)關(guān)站各設(shè)備狀態(tài)，保證工程的安全順利實(shí)施，必須在葛洲壩電站500kV開(kāi)關(guān)站進(jìn)行本試驗(yàn)。本試驗(yàn)中有關(guān)帶實(shí)際設(shè)備試驗(yàn)的部分，試驗(yàn)前應(yīng)征得網(wǎng)調(diào)、梯調(diào)調(diào)度的批準(zhǔn)。具體試驗(yàn)內(nèi)容如下：1、對(duì)點(diǎn)試驗(yàn)，主要檢驗(yàn)開(kāi)關(guān)站LCU能否正確采集數(shù)據(jù)并上送至主站，并且能正常接收主站下發(fā)的命令。包括開(kāi)關(guān)量核對(duì)、SOE量核對(duì)、模擬量核對(duì)、控制量核對(duì)、SEL通訊點(diǎn)核對(duì)。2、上位機(jī)流程核對(duì)：檢查流程中所連的點(diǎn)是否正確，防止誤開(kāi)出。3、操作對(duì)象性質(zhì)核對(duì)：檢查上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中的對(duì)象所引用的點(diǎn)和流程是否正確，防止誤開(kāi)出。4主站畫(huà)面核對(duì)：檢查主站畫(huà)面所連接的對(duì)象是否正確，防止誤開(kāi)出；所連接的設(shè)備的狀態(tài)點(diǎn)是否正確，能否正確顯示設(shè)備狀態(tài)。5、觸摸屏畫(huà)面核對(duì)：檢查觸摸屏畫(huà)面所連接的對(duì)象是否正確，防止誤開(kāi)出；所連接的設(shè)備的狀態(tài)點(diǎn)是否正確，能否正確顯示設(shè)備狀態(tài)。6、靜態(tài)流程試驗(yàn)6.1上位機(jī)發(fā)令，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)站流程內(nèi)容：通過(guò)上位機(jī)發(fā)令，PLC接受命令，再通過(guò)手動(dòng)置值，將流程中各分支都走到，通過(guò)觀察對(duì)線燈的亮滅看邏輯思想是否正確。6.2觸摸屏發(fā)令，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)站流程內(nèi)容：通過(guò)觸摸屏發(fā)令，PLC接受命令，再通過(guò)手動(dòng)置值，將流程中各分支都走到，通過(guò)觀察對(duì)線燈的亮滅看邏輯思想是否正確。7、實(shí)際設(shè)備動(dòng)作試驗(yàn)7.1上位機(jī)發(fā)令，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)站流程，開(kāi)出實(shí)際設(shè)備內(nèi)容：通過(guò)上位機(jī)發(fā)令，PLC接受命令，再通過(guò)手動(dòng)置值，將流程中各分支都走到，看實(shí)際設(shè)備是否動(dòng)作正確。7.2觸摸屏發(fā)令，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)站流程，開(kāi)出實(shí)際設(shè)備內(nèi)容：通過(guò)觸摸屏發(fā)令，PLC接受命令，再通過(guò)手動(dòng)置值，將流程中各分支都走到，看實(shí)際設(shè)備是否動(dòng)作正確。8、和梯調(diào)核對(duì)遙信點(diǎn)、遙測(cè)點(diǎn)、遙控點(diǎn)9、和網(wǎng)調(diào)核對(duì)遙信點(diǎn)、遙測(cè)點(diǎn)、遙控點(diǎn)10、和MIS核對(duì)遙信點(diǎn)、遙測(cè)點(diǎn)、遙控點(diǎn)11、特殊功能試驗(yàn)500kV開(kāi)關(guān)站LCU的功能設(shè)計(jì)比機(jī)組LCU的功能復(fù)雜，有很多特殊功能我們需要一一進(jìn)行試驗(yàn)，包括：a)、斷路器跳閘開(kāi)出反讀功能試驗(yàn)：當(dāng)斷路器跳閘開(kāi)出繼電器動(dòng)作后，開(kāi)入板能夠記錄到繼電器動(dòng)作的時(shí)間，并入歷史庫(kù)。b)、重選閉鎖功能試驗(yàn)：當(dāng)對(duì)跳閘回路有兩點(diǎn)同時(shí)開(kāi)出時(shí)，應(yīng)重選閉鎖，兩點(diǎn)都不能夠開(kāi)出。c)、漏選閉鎖功能試驗(yàn)：正常情況下漏選應(yīng)動(dòng)作，如果漏選沒(méi)有動(dòng)作，所有開(kāi)出點(diǎn)將不能開(kāi)出。d)、 GPS對(duì)時(shí)功能試驗(yàn)：核對(duì)開(kāi)關(guān)站GPS時(shí)鐘和主站的GPS時(shí)鐘時(shí)間能否保持一致。e)、 SOE事件記錄功能試驗(yàn)：當(dāng)SOE動(dòng)作后，PLC能夠在ms級(jí)別上記錄SOE動(dòng)作時(shí)間，并入歷史庫(kù)。f)、模件故障報(bào)警功能試驗(yàn)：當(dāng)PLC模件故障后，PLC能夠正確將故障類型上報(bào)到主站，并入歷史庫(kù)。g)、流程互鎖功能：同一控制對(duì)象不能兩個(gè)流程同時(shí)執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)流程在執(zhí)行時(shí)，閉鎖其他流程執(zhí)行。但不同控制對(duì)象的流程可以同時(shí)執(zhí)行。h)、開(kāi)關(guān)站同期假并試驗(yàn)和帶實(shí)際設(shè)備的同期試驗(yàn)i)、公用工控機(jī)廠房頂隔刀控制試驗(yàn)整個(gè)LCU調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，安全責(zé)任大，必須嚴(yán)格按照先后次序進(jìn)行，如前面的關(guān)鍵項(xiàng)目不能達(dá)到預(yù)想的要求則視情況決定是否繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，如現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急意外情況，運(yùn)行值班人員可立即將AGC切至當(dāng)?shù)乜刂品绞?，處理故障并通知網(wǎng)調(diào)當(dāng)班調(diào)度員，同時(shí)接收網(wǎng)調(diào)調(diào)度員的指揮。如系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況，網(wǎng)調(diào)當(dāng)班調(diào)度員可下令立即中止試驗(yàn)，處理故障同時(shí)通知當(dāng)班運(yùn)行人員。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)格做好試驗(yàn)記錄，以備將來(lái)查詢。五、 結(jié)語(yǔ)由于葛洲壩電站500kV開(kāi)關(guān)站一直在運(yùn)行狀態(tài)，LCU改造不能影響主設(shè)備的運(yùn)行，為本次改造增加不少麻煩。但通過(guò)合理設(shè)計(jì)、規(guī)劃，成功地完成了葛洲壩電站500kV開(kāi)