喜河水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造方案

1、喜河水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造方案批準(zhǔn)：審核：編寫(xiě)：維護(hù)部電氣班0一五年一月二十七日計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造方案一. 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本情況1. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用全分層分布，開(kāi)放式系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以光纖以太網(wǎng) 為總線。實(shí)行雙網(wǎng)通訊，互為熱備用。設(shè)有主控級(jí)和現(xiàn)地控制單元級(jí)。2. 主控級(jí)以2套主計(jì)算機(jī)（兼操作員工作站、兼歷史數(shù)據(jù)庫(kù)）、1個(gè)工程 師工作站（兼培訓(xùn)工作站）、2個(gè)通信工作站、1個(gè)廠長(zhǎng)終端為核心， 連同其外圍設(shè)備（包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和打印機(jī)等）、在計(jì)算機(jī)室的兩套 逆變電源等構(gòu)成的主控級(jí)設(shè)備。其中，操作員工作站等放在中央控制 室；工程師工作站（兼培訓(xùn)工作站）、通信工作站、廠長(zhǎng)終端、逆變 電源放在監(jiān)

2、控計(jì)算機(jī)室。3. 現(xiàn)地控制單元現(xiàn)地控制單元接受主控級(jí)命令，直接面向控制對(duì)象，運(yùn)行人員可 通過(guò)現(xiàn)地控制盤(pán)上的人機(jī)界面進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。全廠共設(shè)6套現(xiàn)地控制單元設(shè)備。分別為機(jī)組現(xiàn)地控制單元（1 3LCU,開(kāi)關(guān)站現(xiàn)地控制單元（4LCU,公用現(xiàn)地控制單元（5LCU, 大壩現(xiàn)地控制單元（6LCU）。每個(gè)LCU由控制器、輸入輸出模塊、溫 度測(cè)量盤(pán)（僅裝于13LCU和同期裝置（僅裝于13LCU和 4LCU 等組成。各現(xiàn)地控制單元能脫離主控級(jí)，獨(dú)立運(yùn)行完成其現(xiàn)地監(jiān)控功 能，機(jī)組手動(dòng)分步操作可通過(guò)機(jī)組現(xiàn)地控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。二. 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造背景1. 喜河計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)2006投產(chǎn)，受當(dāng)時(shí)國(guó)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展水平的限

3、制，我廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為非冗余配置（現(xiàn)地單PLG單網(wǎng)絡(luò)），監(jiān)視、控制功能不全，隨著時(shí)間的推移，加之電網(wǎng)調(diào)度對(duì)監(jiān)控 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、可靠性的要求也不斷提高，接入監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量越來(lái) 越多，系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大，現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿足反事故措施及 電力安全生產(chǎn)的要求。2. 我廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)2006年投產(chǎn)，已工作八年多時(shí)間，因長(zhǎng) 時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，元器件老化，頻繁出現(xiàn)CPU®件損壞、以太網(wǎng)卡損壞、 電源模塊損壞等故障；上位機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)、通訊中斷現(xiàn)象； 運(yùn)行中出現(xiàn)誤報(bào)警或不報(bào)警現(xiàn)象，因語(yǔ)音庫(kù)已滿，無(wú)法進(jìn)行增設(shè)，此 現(xiàn)象嚴(yán)重影響了我廠設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。3. 由于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備更新?lián)Q代較

4、快，原有模塊等設(shè)備已經(jīng)無(wú)法 購(gòu)買。例如：2014年1月10日02時(shí)在進(jìn)行出線場(chǎng)設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行時(shí)， GIS監(jiān)控單元CPU插件損壞，監(jiān)控?zé)o法發(fā)出合閘命令，備品插件與原 插件型號(hào)不一致，程序無(wú)法順利下載，導(dǎo)致 330kV不能及時(shí)恢復(fù)；當(dāng) 日監(jiān)控系統(tǒng)還發(fā)生了三號(hào)機(jī)LCU單元CPU插件損壞、一號(hào)機(jī)LCU與上 位機(jī)通訊中斷等缺陷，原因都是設(shè)備老化。4. 2013年10月開(kāi)始操作員B站頻繁死機(jī)，經(jīng)過(guò)檢查是由于主板 老化故障所致，需更換操作員B站服務(wù)器，耗費(fèi)大量人力和時(shí)間，更 換服務(wù)器并重新安裝系統(tǒng)后，B工作站才恢復(fù)正常。5. 原監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化元件未按“無(wú)人值班，少人值守”要求配置， 運(yùn)行8年以上，老化嚴(yán)重。二

5、.設(shè)備存在的主要問(wèn)題：1 .我廠監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)組 LCU采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和 當(dāng)?shù)仫@示及數(shù)據(jù)通信。一旦出現(xiàn)故障，上位機(jī)與現(xiàn)地PLC的聯(lián)系中斷， 運(yùn)行人員無(wú)法進(jìn)行正常的控制和監(jiān)視。2. 由于工業(yè)控制機(jī)的不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警和不報(bào)警現(xiàn)象。3. LCU運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)已經(jīng)老化。4. 工業(yè)控制機(jī)的運(yùn)行速度，直接影響上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)的刷新速度，響應(yīng)時(shí)間較慢。5. 無(wú)熱插拔硬盤(pán)功能，滿足不了緊急故障處理。6. 現(xiàn)地操作不直觀，人機(jī)界面差。7. 備品備件難以保證供應(yīng)。8. 我廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為非冗余配置（現(xiàn)地單PLC單CPU, 不滿足反措要求。四.計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造方案（一）項(xiàng)目方案容綜述：系統(tǒng)整體招

6、標(biāo)，各機(jī)組系統(tǒng)結(jié)合機(jī)組大修分布實(shí)施， 上位機(jī)單元 可提前施工完成，大壩單元和公用單元可避開(kāi)機(jī)組小修進(jìn)行。新裝上 位機(jī)單元與原上位機(jī)同時(shí)運(yùn)行，各單元逐步改造接入新上位機(jī)。在施工中，盡可能減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間。（二）上位機(jī)系統(tǒng)：1. 系統(tǒng)主機(jī)在監(jiān)控機(jī)房設(shè)一面計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)柜， 裝設(shè)兩臺(tái)主機(jī)，主機(jī)共用 一臺(tái)顯示器（通過(guò)KVM進(jìn)行切換），主機(jī)作用和地位完全相同。主要 負(fù)責(zé)電站層計(jì)算機(jī)AGC和口 AVC計(jì)算和處理、運(yùn)行檔案管理、事故故障 信號(hào)的分析處理、參數(shù)越復(fù)限記錄、測(cè)點(diǎn)定義及限值存儲(chǔ)、各類運(yùn)行 報(bào)表生成和儲(chǔ)存、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的生成、轉(zhuǎn)存、備份，系 統(tǒng)時(shí)鐘管理等。2. 操作員工作站系統(tǒng)設(shè)置2臺(tái)操作

7、員工作站，每臺(tái)配置2臺(tái)大屏幕液晶顯示器， 其作用和地位完全相同。操作員工作站主要作為操作員人機(jī)接口工作 臺(tái)，負(fù)責(zé)監(jiān)視、控制及調(diào)節(jié)命令發(fā)出、報(bào)表打印等人機(jī)界面功能。通 常電站所有設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控都在操作員工作站上進(jìn)行。3. 工程師/培訓(xùn)工作站系統(tǒng)設(shè)置1臺(tái)工程師/培訓(xùn)工作站，配置1臺(tái)大屏幕液晶顯示器， 其它硬件配置與操作員工作站大致相同。主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)管理、 功能及應(yīng)用的開(kāi)發(fā)、程序下載等工作；本工作站還能實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠各設(shè) 備的仿真操作以及對(duì)運(yùn)行人員的培訓(xùn)工作。 此外，工程師站還具有操 作員工作站所有功能，以便其可以作為操作員工作站的備用。4. 打印及語(yǔ)音報(bào)警工作站該節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)信息及報(bào)表打印、事故

8、畫(huà)面硬拷貝、語(yǔ)音報(bào)警、查詢、事故自動(dòng)尋呼（ON-CALL等。5. 廠通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)水情數(shù)據(jù)上送。6. 調(diào)度通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)上送。7. WEB覽服務(wù)器負(fù)責(zé)通過(guò)廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)。8. 安全隔離裝置按照電力系統(tǒng)二次安防的要求配置正反向及縱向安全隔離裝置。9. 北斗同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)為全廠監(jiān)控系統(tǒng)提供串行時(shí)鐘信息，并為現(xiàn)地LCU等設(shè)備提供脈沖對(duì)時(shí)信號(hào)。10. 打印機(jī)負(fù)責(zé)報(bào)表打印、歷史數(shù)據(jù)、故障錄波打印。11. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)，構(gòu)成 10-100-1000Mbps自適應(yīng)交換式工業(yè)以太網(wǎng)。數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)是全雙工、 交換式、無(wú)沖突的，任何時(shí)候，最大通

9、訊負(fù)載量不得超過(guò)總帶寬的 40%包括2套控制室中心交換機(jī)（裝設(shè)在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)柜）、12 臺(tái)現(xiàn)地級(jí)交換機(jī)（裝設(shè)在各 LCU柜），網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜，線纜、光纖尾 纖、光纖保護(hù)盒架、網(wǎng)線接頭及其它附件等。（三）下位機(jī)系統(tǒng)：LCU共6套，分別是3套機(jī)組LCU 1套開(kāi)關(guān)站LCU 1套公用LCU1套壩區(qū)LCU1. PLC控制器每套PLC控制系統(tǒng)都必須配置雙 CPU模件，而且CPU模件有固定 的安裝位置。配置下列模件：1.1 I/O模件1.2開(kāi)關(guān)量輸出模件1.3模擬量輸入模件1.4模擬量輸出模件1.5溫度量輸入模件1.6串口通訊模件2. 同期裝置微機(jī)自動(dòng)同期裝置性能：2.1允許壓差設(shè)定值是可調(diào)的，調(diào)整圍為15

10、V+ 15V。2.2允許相差設(shè)定值是可調(diào)的，調(diào)整圍為040C。2.3允許頻率設(shè)定值是可調(diào)的，調(diào)整圍為 0.5Hz+ 0.5Hz。2.4通過(guò)調(diào)試軟件及裝置本身均可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)前時(shí)間測(cè)試功能。2.5電壓升/降輸出信號(hào)時(shí)間是可調(diào)的，調(diào)整圍為 0.052s。2.6電壓升/降輸出信號(hào)間隔時(shí)間是可調(diào)的，調(diào)整圍為120s。2.7速度增/減輸出信號(hào)時(shí)間是可調(diào)的，調(diào)整圍為 0.052s。2.8具有電壓調(diào)節(jié)匹配特性和頻率調(diào)節(jié)匹配特性測(cè)試功能，自動(dòng) 檢測(cè)出最佳的dU/dt及df/dt值，顯示在顯示屏上供用戶選擇使用。2.8輻射/抗干擾能力（EMC滿足IEC61000標(biāo)準(zhǔn)。2.9設(shè)置一個(gè)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置投/切開(kāi)關(guān)。3. 智能交流采集裝置3.1電量測(cè)量精度0.2級(jí)；3.2額定電壓輸入為：100V;3.3額定電流輸入為：1A;3.4在外界電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾下輸出值變化不得超過(guò)基本誤差的絕 對(duì)值。