水電站監(jiān)控系統(tǒng)

水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)2024/1/131主要組成部分1，水電站的類型；2，水電站綜合自動化系統(tǒng)的組成；3，上位機(jī)系統(tǒng)的組網(wǎng)類型；4，下位機(jī)系統(tǒng)組成（LCU）；5，計算機(jī)監(jiān)控軟件介紹；6，觸摸屏監(jiān)控軟件介紹；2024/1/132一、水電站的類型2024/1/133一、水電站的類型1、壩式水電站2、河床式水電站3、引水式水電站4、儲能水電站5、潮汐電站6、虹吸式水電站2024/1/134壩式水電站壩式水電站靠壩來集中水頭；水電站廠房位于非溢流壩壩趾處。如丹江口水電站、三峽水電站丹江口水電站2024/1/135壩式水電站結(jié)構(gòu)2024/1/136三門峽水電站2024/1/137三峽水電站2024/1/138河床式水電站位于河床內(nèi)的水電站廠房本身起擋水作用，從而成為集中水頭的擋水建筑物之一；一般見于河流中、下游，水頭較低，流量較大；如廣西西津水電站2024/1/139西津（河床式）水電站2024/1/1310西津（河床式）水電站平面布置圖2024/1/1311西津（河床式）水電站廠房橫剖面圖

2024/1/1312葛洲壩水電站（河床式）2024/1/1313引水式水電站

引水式水電站的引水道較長，并用來集中水電站的全部或相當(dāng)大一部分水頭。根據(jù)引水道中的水流是有壓流或明流，又分為有壓引水式水電站及無壓引水式水電站．這種水電站常見于流量小、坡降大的河流中、上游或跨流域開發(fā)方案，最高水頭已達(dá)1767m（奧地利萊塞克水電站），我國廣西天湖水電站最大靜水頭也達(dá)1074m。

2024/1/1314有壓引水式水電站示意圖

2024/1/1315無壓引水式水電站示意圖

2024/1/1316廣西天湖水電站（引水式）2024/1/1317北京下馬嶺引水電站2024/1/1318儲能水電站1，抽水蓄能電站是以水體為儲能介質(zhì)，起調(diào)節(jié)作用。主要解決電力系統(tǒng)的調(diào)峰問題；2，建筑物組成包括：上下兩個水庫，用引水建筑物相連，蓄能電站廠房建在下水庫處，

采用雙向機(jī)組；2024/1/1319儲能電站的工作過程

抽水蓄能和放水發(fā)電兩個過程：抽水蓄能：系統(tǒng)負(fù)荷低時（一般為夜晚），利用系統(tǒng)多余的電能帶動泵站機(jī)組將下庫的水抽到上庫(電動機(jī)+水泵)，以水的勢能形式貯存起來；放水發(fā)電：系統(tǒng)負(fù)荷高時（白天），將上庫的水放下來推動水輪發(fā)電機(jī)組(水輪機(jī)+發(fā)電機(jī))發(fā)電，以補(bǔ)充系統(tǒng)中電能的不足。2024/1/1320潮汐電站

利用潮水漲、落產(chǎn)生的水位差所具有勢能來發(fā)電的，也就是把海水漲、落潮的能量變?yōu)闄C(jī)械能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽òl(fā)電）的過程。

2024/1/1321最大的潮汐電站－－法國朗斯電站2024/1/1322江廈潮汐電站2024/1/1323虹吸式水電站

由前池底部通過攔污柵進(jìn)入虹吸式流道，越過駝峰后經(jīng)過漸變段進(jìn)入壓力水管，然后接入水輪機(jī)。

2024/1/1324虹吸式水電站工作原理

打開充水閥給壓力水管充水，同時打開真空閥排出壓力管內(nèi)空氣，待水管中水位與前池水位相同（水輪機(jī)壓力表指示）時，關(guān)閉充水閥和真空閥，充水結(jié)束。開啟水輪機(jī)導(dǎo)葉，水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，使虹吸管中形成水流，隨著導(dǎo)葉開度增大，虹吸管中水流增大，逐漸形成虹吸。2024/1/1325虹吸式水電站模型2024/1/1326二、水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組成2024/1/1327計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組成從結(jié)構(gòu)上分：A、上位機(jī)系統(tǒng)包含操作員工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器、通信工作站、工程師站、On-call系統(tǒng)、通訊設(shè)備B、下位機(jī)系統(tǒng)主控制器、同期裝置、交流采樣裝置、開入開出設(shè)備、電源、按鈕指示燈C、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含交換機(jī)、路由器、防火墻、物理隔離裝置等2024/1/1328從產(chǎn)品功能上分：A、硬件系統(tǒng)完成測量、運(yùn)算、控制的一系列設(shè)備B、軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：Windows2000、xp、unix、linux應(yīng)用軟件：數(shù)據(jù)庫軟件、監(jiān)控軟件、通訊軟件、調(diào)度軟件2024/1/1329計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史1、1952年首先在工業(yè)生產(chǎn)自動化中實(shí)現(xiàn)自動測量和數(shù)據(jù)處理。2、1954年開始使用計算機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制。3、1958年開始水電站計算機(jī)閉環(huán)定值控制。4、1966年開始試驗計算機(jī)對生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制。5、1974年美國大古力電站（600萬千瓦）實(shí)現(xiàn)計算機(jī)閉環(huán)控制。2024/1/13306、我國70年代中期，首先在新安江電站對水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行開機(jī)檢測，最早實(shí)現(xiàn)計算機(jī)閉環(huán)控制的是廣東流溪河電站。7、1984年自動同期裝置和微機(jī)調(diào)速器研制成功并投入運(yùn)行。2024/1/1331計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的作用1、自動控制；發(fā)電、空轉(zhuǎn)、空載、停機(jī)各狀態(tài)轉(zhuǎn)換、并網(wǎng)控制、自動負(fù)荷調(diào)節(jié)、輔助設(shè)備的控制。2、最優(yōu)發(fā)電控制；保證各機(jī)組合理的負(fù)荷分配、母線電壓控制、在高效率區(qū)間運(yùn)行（AGC、AVC）3、自動事故處理；通過編寫的程序保證機(jī)組在非正常工況下的安全，如出現(xiàn)過速、過壓、電氣保護(hù)、機(jī)械事故等情況時的機(jī)組自動停機(jī)。4、安全檢測；對機(jī)組狀態(tài)、水工建筑物等重要設(shè)備進(jìn)行安全檢測、在線分析。5、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；通過水文資料，進(jìn)行正確的負(fù)荷預(yù)報。2024/1/1332如何學(xué)習(xí)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)如何學(xué)習(xí)本專業(yè)：1、熟悉主設(shè)備的工作原理。監(jiān)控系統(tǒng)是為主設(shè)備服務(wù)的。2、學(xué)會看二次圖紙。原理圖、接線圖。不但要能看懂，最主要的是能看出問題。3、掌握相關(guān)硬件的工作原理、接線方式。如PLC、自動化元件、同期裝置、交流采樣裝置。4、掌握一定的軟件技術(shù)。5、學(xué)習(xí)一定的理論知識，如自動控制原理、電力系統(tǒng)自動裝置。6、學(xué)會自學(xué)。知識是不斷進(jìn)步的。2024/1/1333對于水電站這樣一個具體的控制對象來水，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不能獨(dú)立的來學(xué)習(xí)，我們常說的計算機(jī)監(jiān)控不能僅僅是電腦、PLC之類的東西，實(shí)際上是計算機(jī)軟件技術(shù)和調(diào)速器、勵磁、自動裝置、自動化元件等共同構(gòu)成的一個大的閉環(huán)控制系統(tǒng)，任何一個設(shè)備都會對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能產(chǎn)生影響。2024/1/1334三、上位機(jī)系統(tǒng)2024/1/1335監(jiān)控系統(tǒng)分布方式1、集中控制。由一臺或兩臺計算機(jī)完成對所有被控設(shè)備的遠(yuǎn)方集中控制和監(jiān)視。2、分層分布式系統(tǒng)。整個系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為兩層，電廠控制層和現(xiàn)地控制單元，現(xiàn)地控制單元負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和控制調(diào)節(jié)操作，電廠控制層則注重于統(tǒng)計分析和全廠性的控制。3、全分布式系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備被認(rèn)為是一個個獨(dú)立的結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)存放與完成其結(jié)點(diǎn)功能相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，不再設(shè)置一個總的數(shù)據(jù)庫，某一結(jié)點(diǎn)故障，不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。2024/1/1336監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方式1、總線型（RS232、RS485、RS422)2、工業(yè)以太網(wǎng)a、單網(wǎng)b、雙網(wǎng)c、單環(huán)網(wǎng)d、雙環(huán)網(wǎng)2024/1/1337現(xiàn)場總線網(wǎng)水電站系統(tǒng)圖2024/1/1338這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都采用RS485通訊接口，通訊波特率多在4800～19200bps之間，最遠(yuǎn)傳輸距離為1000米左右，一般采用屏蔽雙絞線或同軸電纜作通訊介質(zhì)。如果要將數(shù)據(jù)上傳到調(diào)度中心，一般通過計算機(jī)上的RS232口，連接Modem（調(diào)制解調(diào)器），再遠(yuǎn)傳到調(diào)度中心。對于某些小型水電站，由于被控制對象的規(guī)模較小，所需實(shí)現(xiàn)功能也比較簡單，另外投資額也較低，因此計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備盡可能地采用簡化配置方式。

2024/1/1339雙前置機(jī)現(xiàn)場總線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)2024/1/1340

這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也是采用RS485現(xiàn)場總線網(wǎng)，為了提高可靠性，采用了雙前置機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò)，兩臺前置機(jī)的數(shù)據(jù)是一樣的，互為備用，即使有一臺前置機(jī)出了故障，仍有另一臺前置機(jī)工作，保證了數(shù)據(jù)的傳輸，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。（如浪石灘電站采用單前置機(jī)）

2024/1/1341以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

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目前，許多智能化產(chǎn)品如微機(jī)調(diào)速器、微機(jī)勵磁系統(tǒng)、全電子式電度表、溫度巡檢儀、轉(zhuǎn)速信號裝置、直流電源的通訊管理單元、各種保護(hù)測控單元等等都采用RS485接口的通訊規(guī)約，沒有以太網(wǎng)接口，這些裝置要接以太網(wǎng)，必須用智能通訊設(shè)備作規(guī)約轉(zhuǎn)換，設(shè)備才能聯(lián)網(wǎng)。該方案的特點(diǎn)是成本較低、性能可靠、系統(tǒng)響應(yīng)速度快。適用于通信協(xié)議復(fù)雜，協(xié)議數(shù)較多而PLC通信接口數(shù)較少，對監(jiān)控系統(tǒng)要求較高的中小型水電站綜合自動化系統(tǒng)。（程江口)

2024/1/1343PLC直接上單以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

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這種網(wǎng)絡(luò)的PLC均采用以太網(wǎng)接口，傳輸速度為10Mbps～100Mbps，傳輸速度快，可靠性高。通訊介質(zhì)可以采用專用的以太網(wǎng)多股線，其傳輸距離約為100米左右；如果加一個光電轉(zhuǎn)換器，將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，就能采用光纖傳輸。光纖傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)，而且不怕雷電干擾，可靠性高。系統(tǒng)可靠性極高、性價比高，設(shè)備直接上網(wǎng)便于網(wǎng)絡(luò)控制和管理，系統(tǒng)響應(yīng)速度大大提高。適用于通信協(xié)議較少，對監(jiān)控系統(tǒng)要求較高的中小型水電站綜合自動化系統(tǒng)。2024/1/1345PLC直接上雙以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2024/1/1346雙以太網(wǎng)工作非?？煽浚瑑删W(wǎng)同時工作，互為熱備用，一個網(wǎng)絡(luò)出了故障，另一個網(wǎng)絡(luò)仍能正常工作，并會發(fā)出告警信號，提醒維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)。采用智能嵌入式雙以太網(wǎng)的切換時間約為150mS。由于要組成雙以太網(wǎng)，要求每一個設(shè)備都要有雙以太網(wǎng)口，用此設(shè)備投資較大；雙以太網(wǎng)軟件要求更高，費(fèi)用也較高，故一般適用于要求高的大中型水電站。2024/1/1347單環(huán)冗余以太網(wǎng)

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環(huán)行網(wǎng)絡(luò)由多臺交換機(jī)連接成環(huán)行，設(shè)備連接到交換機(jī)上，在以太網(wǎng)交換機(jī)上配置生成樹協(xié)議（802.1D）或快速生成樹協(xié)議（802.W）。安裝了該協(xié)議后，環(huán)上的一個網(wǎng)段會自動從邏輯上阻塞變成一個備用的網(wǎng)段。如果某一個運(yùn)行的網(wǎng)段出現(xiàn)故障，則阻塞的備用網(wǎng)段將會運(yùn)行起來，使網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（長潭河、浪石灘）

2024/1/1349雙環(huán)冗余以太網(wǎng)

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單環(huán)拓?fù)渲荒芴峁﹤鬏斆襟w的冗余。雙環(huán)拓?fù)淇梢越⒁粋€具有冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全的冗余系統(tǒng)。例如，一個具有以太網(wǎng)冗余接口的工業(yè)控制設(shè)備可以分別連接到兩個以太網(wǎng)環(huán)上，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)接口、交換機(jī)和媒體的完全冗余。一旦檢測到網(wǎng)絡(luò)中斷，將重新構(gòu)建整個網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)切換到備份的通道上，保證數(shù)據(jù)交換不會中斷。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時間小于0.3S。

2024/1/1351大型水電站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2024/1/1352大型水電站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

北京中水科H9000V3.0是一個大型水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，LCU采用了可編程控制器直接上雙以太網(wǎng)的方式，使LCU的可靠性大幅度提高，基本上可以滿足下一階段水電廠無人值班運(yùn)行的要求。（長潭河）

GEIFIX在電力行業(yè)應(yīng)用的非常廣泛的工業(yè)控制軟件（程江口）國電南自、南瑞等公司的監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)支持DL476-92、SC1801、CDC8890TypeII、CDT等傳統(tǒng)遠(yuǎn)動規(guī)約，而且研制開發(fā)了IEC870-5、DNP3.0、TASE-2規(guī)約通訊軟件，形成了較為完善的通訊軟件包。2024/1/1353數(shù)字化水電站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2024/1/1354數(shù)字化水電站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1、數(shù)字化變電站、數(shù)字化水電站系統(tǒng)該由：智能化的一次設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備；自動化的運(yùn)行管理系統(tǒng)組成。2、一次設(shè)備（變壓器、發(fā)電機(jī)、勵磁設(shè)備、調(diào)速器、各種閥門、電動機(jī)、電容器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器等等）的信號回路和控制驅(qū)動回路均采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計，并設(shè)有以太網(wǎng)通訊口。2024/1/1355數(shù)字化水電站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3、電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠(yuǎn)動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信，所有設(shè)備都采用IEC61850《變電站網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》通訊規(guī)約。4、電站運(yùn)行管理自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化；電站運(yùn)行發(fā)生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出電站設(shè)備檢修報告，即常規(guī)的電站設(shè)備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。2024/1/1356水電站的ON-Call系統(tǒng)2024/1/1357水電站的ON-Call系統(tǒng)

水電廠On-Call系統(tǒng)是近年來人們逐漸發(fā)展起來的技術(shù)，它與水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，利用無線尋呼技術(shù)、電話電信技術(shù)，將生產(chǎn)運(yùn)行信息遠(yuǎn)傳到相關(guān)人員的BP機(jī)、手機(jī)及固定電話上，并支持電話查詢功能，從而克服了傳輸生產(chǎn)運(yùn)行信息的時空限制，給水電廠的“無人值班”(少人值守)、安全生產(chǎn)，提供了有力的保證。2024/1/1358四、下位機(jī)系統(tǒng)2024/1/1359機(jī)組LCU屏的作用現(xiàn)地控制單元：1、完成原始數(shù)據(jù)采集2、輸出邏輯控制3、當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或退出運(yùn)行后能單獨(dú)運(yùn)行2024/1/1360機(jī)組LCU的組成1、PLC（可編程控制器），核心部件；完成機(jī)組的開、停機(jī)操作；機(jī)組運(yùn)行方式的選擇；機(jī)組有功、無功的增減；全廠總有功、總無功的增減；斷路器控制、事故緊急停機(jī)。2、交流采樣裝置，完成電氣參數(shù)的采集（或配功率變送器）3、同期系統(tǒng)，完成機(jī)組與系統(tǒng)的并列4、輔助設(shè)備（24V電源、指示燈、按鈕、繼電器）5、觸摸屏，人機(jī)界面6、通訊設(shè)備（與調(diào)速、勵磁、溫度巡檢、交流采樣等設(shè)備的通訊）7、其他智能儀表（可選）如測溫、測速等設(shè)備前四項為最基本配置，不可缺少，后三項根據(jù)具體情況配置。以上設(shè)備和相關(guān)自動化元器件即可構(gòu)成一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。2024/1/1361PLC的常用模塊組成電源模塊CPU模塊DI（開入量）輸入模塊DO（開出量）輸出模塊有AI采集模塊，接收4～20mA信號智能通訊模塊（可選）溫度采集模塊（可選）機(jī)架2024/1/1362常用PLC品牌GE90-30：程江口、龍家山GEVersamax平游橋施耐德昆騰系列：浪石灘、長潭河、鳳發(fā)三菱系列：主要用于調(diào)速器。如長潭河、程江口、龍家山均采用該品牌歐姆龍系列：炎能公司（洋溪、三級）2024/1/1363電量采集單元

測量發(fā)電機(jī)的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電氣參數(shù)；將測量值輸入PLC，作為功率調(diào)節(jié)、程序的控制參數(shù)有功、無功功率變送器2024/1/1364微機(jī)同期裝置

同期裝置是水電站非常重要的一個自動裝置，和調(diào)速器、勵磁、自動重合閘、低周減載等設(shè)備一并稱為電力系統(tǒng)自動裝置。能自動調(diào)頻、調(diào)壓，完成自動準(zhǔn)同期操作；自動調(diào)整因接線方式不同而產(chǎn)生的固定壓差和角差；可自動計算斷路器合閘時間；具有斷線閉鎖功能、低壓閉鎖。具有無壓合閘功能。2024/1/1365微機(jī)自動準(zhǔn)同期的條件2024/1/1366微機(jī)自動準(zhǔn)同期的原理2024/1/1367機(jī)電式手動同期表MZ-101、用手動調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的頻率和電壓；2、等待相位條件；3、用手動同期；4、作為微機(jī)自動準(zhǔn)同期裝置的后備。2024/1/1368電子式手動同期表1、采用單片機(jī)作電壓、頻率采樣，發(fā)光二極管顯示同期條件；2、有同期閉鎖繼電器，可防止誤操作；3、手動調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)頻率、電壓；4、手動同期操作。2024/1/1369觸摸屏是一種只能運(yùn)行程序，不能編程的計算機(jī)；顯示尺寸有5.4”、6.5”、7.7”、10.4”、12.1”、15”、17”、21”等；分單色與彩色；用觸摸方式輸入信息，并顯示圖像與文字。2024/1/137024V開關(guān)電源

輸入交流、直流220V，變換成直流24V，供給PLC、觸摸屏、出口繼電器、開入信號用2024/1/1371手動開關(guān)及出口繼電器1、手動開關(guān)、按鈕、指示燈等作手動控制之用；2、出口繼電器用來放大PLC的觸點(diǎn)容量。2024/1/1372自動化元件計算機(jī)監(jiān)控是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，要使一個PLC完成正常的邏輯運(yùn)算和達(dá)到自動控制的目的，現(xiàn)場的各種測量裝置和執(zhí)行裝置是計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不可缺少的一部分，常用的自動化元件有：壓力、液位、流量、位移傳感器測溫元件及儀表測速元件及儀表執(zhí)行機(jī)構(gòu)（電動閥、各種電磁閥、接觸器、斷路器的分合閘線圈等）了解各種自動化元件的工作原理和作用對我們分析實(shí)際問題很有幫助，在實(shí)際工作中所發(fā)生的比較多的，往往是自動化元件的問題，程序或軟件出故障的機(jī)會要小的多。2024/1/1373轉(zhuǎn)速信號裝置可用殘壓輸入和齒盤輸入兩種方式；殘壓取自機(jī)端PT齒盤取自大軸上的光電開關(guān)至少具有7輪可整定出口具有4-20mA變送輸出功能2024/1/1374轉(zhuǎn)速信號裝置的作用1、當(dāng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速上升到95％額定轉(zhuǎn)速時，發(fā)起勵和自動準(zhǔn)同期命令；對于燈泡貫流式機(jī)組投高壓頂起油泵。2、轉(zhuǎn)速到115％時，和主配拒動組合緊急停機(jī)；3、轉(zhuǎn)速到140％時，發(fā)電氣過速信號；4、170％額定轉(zhuǎn)速信號作后備之用；5、當(dāng)停機(jī)時，轉(zhuǎn)速下降到80％時，投電制動（如有）6、轉(zhuǎn)速下降到30％時，發(fā)制動命令；7、轉(zhuǎn)速下降到5％，發(fā)制動復(fù)歸命令。2024/1/1375非電量的測量水位傳感器：壓差傳感器：溫度傳感器：壓力傳感器：位移傳感器

一般都要求輸出4～20ma的信號或0-5V電壓信號。2024/1/1376剪斷銷信號裝置

當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉發(fā)生故障時，用來發(fā)信號及作水機(jī)保護(hù)之用。

當(dāng)端子①、②接入交流220V、50Hz電源時，電磁繼電器K1動作，由K1給出回路運(yùn)行正常信號,電磁繼電器K2被所有串聯(lián)起來的剪斷銷所短接，K2不動。當(dāng)與端③、④聯(lián)接的所有水輪機(jī)的剪斷銷有任何一個（或多個）折斷時，則電磁繼電器K2動作，從而發(fā)出控制信號。2024/1/1377水輪機(jī)軸的擺動測量

水輪機(jī)擺度監(jiān)控儀用于測量水輪發(fā)電機(jī)組的軸的徑向相對擺度，監(jiān)控時通常采用X（水平）、Y（垂直）雙路監(jiān)視的方法，故常常選用雙通道擺度監(jiān)控儀。

2024/1/1378水輪機(jī)軸的震動測量

軸振動監(jiān)視保護(hù)儀用于測量水輪機(jī)的軸的徑向相對振動，監(jiān)控時通常采用X（水平）、Y（垂直）雙路監(jiān)視的方法，故常常選用雙通道軸振動監(jiān)控儀。2024/1/1379水輪機(jī)軸的位移測量

電渦流位移傳感器系統(tǒng)主要包括探頭、延伸電纜（可選）、前置器。

軸向位移監(jiān)視保護(hù)儀用于測量旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置（如汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電機(jī)等）的轉(zhuǎn)子相對于固定部分的軸向位移。

2024/1/1380公用LCU屏1、完成油、汽、水等公用系統(tǒng)的自動控制；2、完成公用系統(tǒng)電量、非電量的采集與傳輸；2024/1/1381公用LCU的組成1、PLC（可編程控制器），核心部件；2、交流采樣裝置，完成電氣參數(shù)的采集3、同期系統(tǒng)，完成電站內(nèi)其他同期點(diǎn)與系統(tǒng)的并列，如在主變高壓側(cè)、線路。4、輔助設(shè)備（24V電源、指示燈、按鈕、繼電器）5、觸摸屏，人機(jī)界面6、通訊設(shè)備（與電度計量、交流采樣、直流系統(tǒng)等智能設(shè)備的通訊）2024/1/1382例：排水泵的控制

有三個控制參數(shù)：1、水位高；2、水位過高；3、水位正常。在水位高時啟動工作泵；在水位過高時啟動備用泵；在水位正常時，兩臺泵停止工作。2024/1/1383PLC模塊的連接2024/1/1384閘門LCU1、完成閘門的自動控制；2、完成閘門開度、荷重、水位等的采集與傳輸；2024/1/1385閘門LCU的組成1、PLC（可編程控制器），核心部件；2、閘門開度編碼器3、閘門開度儀4、輔助設(shè)備（24V電源、指示燈、按鈕、繼電器）5、觸摸屏，人機(jī)界面6、保護(hù)裝置（限位、載重限制等）2024/1/1386閘門開度測量

采用光電式或接觸式絕對編碼器，在內(nèi)部配以精密的變速機(jī)構(gòu)制造而成。其輸出信號有并行格雷碼、串行RS485、4-20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量。2024/1/1387閘門荷重測量

通過荷重傳感器監(jiān)測閘門荷重，然后轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號，當(dāng)閘門荷重大于預(yù)警值(額定荷重的90%)時向中控室報警，當(dāng)大于超載值(額定荷重的110%)時報警并切斷相關(guān)回路。

2024/1/1388開關(guān)站LCU屏1、完成開關(guān)站斷路器的自動控制；2、具有五防功能；3、大型電站采用；2024/1/1389電度計量屏1、完成發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等的電度計量；2、有峰、谷、平分時計量功能；3、用RS485與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，自動打印報表；2024/1/1390直流系統(tǒng)1、全廠設(shè)備控制回路供電；2、全廠開關(guān)合閘回路供電；3、部分直流設(shè)備供電；2024/1/1391六、水電站繼電保護(hù)2024/1/1392水電站常見保護(hù)1、35kV、110kV線路保護(hù)；2、發(fā)電機(jī)保護(hù)；3、變壓器保護(hù)；4、廠用變、勵磁變的監(jiān)控與保護(hù)；5、母線保護(hù)2024/1/13931、學(xué)習(xí)要求掌握各種保護(hù)的原理如何看繼電保護(hù)圖紙（原理圖、接線圖）掌握各自電站的繼電保護(hù)配置、工作原理掌握故障問題處理2024/1/13942、原理：以電流量作為動作判據(jù)；（如過流、速斷、過負(fù)荷、差動等保護(hù)）以電壓量作為判據(jù)；（如過壓、低壓、零序電壓）以電流電壓綜合判據(jù)（復(fù)合電壓保護(hù)）以阻抗作為判據(jù)（距離保護(hù)、失磁保護(hù)）2024/1/13953、發(fā)電機(jī)：一，發(fā)電機(jī)故障類型：1，定子繞組相間短路。2，定子繞組匝間短路。3，定子繞組單相接地。4，轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地。5，轉(zhuǎn)子繞組二點(diǎn)接地。二，發(fā)電機(jī)不正常工作狀態(tài)：1，過負(fù)荷。2，定子繞組過電流。3，定子繞組過電壓。4，三相負(fù)荷不平衡。5，異步運(yùn)行。6，過勵磁。7，非全相運(yùn)行。8，逆功率。2024/1/1396三、保護(hù)類型1,發(fā)電機(jī)縱差和不完全縱差保護(hù)（主保護(hù)）：2,發(fā)電機(jī)單元(零序）橫差保護(hù)：3，發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過流保護(hù)（后備保護(hù)）4，基波零序電壓與三次諧波電壓構(gòu)成100％定子接地保護(hù)：5，發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)：6，發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流保護(hù)：7，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)：8，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)：9，發(fā)電機(jī)定、反時限過勵磁保護(hù)：10，發(fā)電機(jī)失步保護(hù)11，發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)：12，定、反時限定子繞組過負(fù)荷：13，發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)：14，發(fā)電機(jī)斷路器失靈保護(hù)：2024/1/13974、變壓器一，變壓器常見故障：內(nèi)部故障:相間短路，砸間短路，單相繞組通過外殼接地外部故障:絕緣套管故障二，變壓器不正常運(yùn)行狀態(tài)：由外部短路或過負(fù)荷引起的過電流，油面降低，中性點(diǎn)電壓升高，過勵磁2024/1/1398三、保護(hù)類型1、瓦斯保護(hù)：2、壓力釋放保護(hù)：3、溫度保護(hù)：4、差動保護(hù)：5、復(fù)合電壓過流保護(hù)：6、零序過流保護(hù)：7、零序過壓保護(hù)8、間隙零序電流保護(hù)9、變壓器過激磁保護(hù)：10、主變過負(fù)荷保護(hù)：11、阻抗保護(hù)12、變壓器冷卻器故障保護(hù)裝置2024/1/13995、廠變、勵磁變保護(hù)原理比較簡單，一般配置三段式過流保護(hù)速斷（無延時）限時電流保護(hù)定時電流保護(hù)2024/1/131006、線路保護(hù)對于10KV、35KV電壓等級的線路保護(hù)，一般配置三段式過流保護(hù)，特別較長的35KV線路和接入系統(tǒng)方式變化較大的，也有配置距離保護(hù)和零序保護(hù)的。（龍家山、平游橋）對于110KV及以上的線路全線速動保護(hù)（縱聯(lián)差動保護(hù)）（長潭河、程江口）反應(yīng)接地和相間故障的距離保護(hù)、零序保護(hù)（洋溪）2024/1/131017、母線保護(hù)110KV以上的出線、多條出線的變電站配置母線保護(hù)。保護(hù)原理和差動保護(hù)一樣。2024/1/13102五、計算機(jī)監(jiān)控軟件介紹2024/1/13103監(jiān)控軟件簡介國內(nèi)從事監(jiān)控系統(tǒng)的廠家比較多，每個廠家都有一套自己的系統(tǒng)，但不論哪種系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)都大同小異，采用模塊化設(shè)計。聯(lián)誠公司下屬電站有華能、紫光、華工、中水科等，采用國外軟件的有IFIX、組態(tài)王等。監(jiān)控元件主要包含以下幾個部分。2024/1/13104主控模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)中各模塊的組織和協(xié)調(diào)。畫面組態(tài)：現(xiàn)場修改主接線圖、各種運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控圖表、流程圖、各種電量，非電量的棒圖，曲線圖等顯示界面。通信模塊：與下位機(jī)通信、與調(diào)度通信數(shù)據(jù)庫管理模塊：分層分布式應(yīng)用數(shù)據(jù)庫與實(shí)時數(shù)據(jù)庫相結(jié)合。即保護(hù)數(shù)據(jù)的實(shí)時性又保護(hù)數(shù)據(jù)的通用性。系統(tǒng)歷史事件查詢模塊：按用戶選定時間、事件類型、單元名稱等條件對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢及顯示。報表模塊：可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場制作和修改日報、月報、年報的輸出格式及報表數(shù)據(jù)的采集、分析。系統(tǒng)故障診斷：對主用單元、外圍設(shè)備、通信接口、等設(shè)備和系統(tǒng)軟件的運(yùn)行情況進(jìn)行在線或離線診斷。當(dāng)診斷出主用單元故障時，能自動發(fā)出信號并切換到備用單元。當(dāng)診斷出外圍設(shè)備故障時能自動切除此設(shè)備并發(fā)報警信號及顯示。2024/1/13105告警生成和輸出模塊:

即時以屏幕提示、報警音響等方式反映系統(tǒng)中各種報警信息，并作為系統(tǒng)歷史事件存入數(shù)據(jù)庫。語音報警模塊：完成實(shí)時語音告警。人機(jī)接口模塊：利用從系統(tǒng)中得到信息以及各種圖形、表格反映系統(tǒng)的各類運(yùn)行參數(shù)，給操作人員提供提示信息，系統(tǒng)接收并招待操作人員的和種操作指令。2024/1/13106上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件主接線圖示例圖遙測圖示例圖遙信圖示例圖油系統(tǒng)圖示例圖氣系統(tǒng)圖示例圖水系統(tǒng)圖示例圖開機(jī)流程圖示例圖停機(jī)流程圖示例圖2024/1/13107主接線圖示例圖2024/1/13108遙測圖示例圖2024/1/13109遙信圖示例圖2024/1/13110油系統(tǒng)圖示例圖2024/1/13111氣系統(tǒng)圖示例圖2024/1/13112水系統(tǒng)圖示例圖2024/1/13113開機(jī)流程圖示例圖2024/1/13114停機(jī)流程圖示例圖2024/1/13115六、觸摸屏介紹2024/1/13116觸摸屏的作用每一套LCU可脫離上位機(jī)單獨(dú)運(yùn)行，因此，為了在現(xiàn)地操作的方便，在機(jī)組LCU屏設(shè)置觸摸屏，將本機(jī)的各種電量參數(shù)、非電量參數(shù)、開入、開出、控制等功能通過畫面顯示出來。觸摸屏僅僅是通過通訊和PLC進(jìn)行聯(lián)接，沒有操作系統(tǒng)，不是一臺電腦，因此不具備上位機(jī)所有的功能。常用的觸摸屏有：GP、eview2024/1/13117機(jī)組自動化屏觸摸屏功能菜單2024/1/13118機(jī)組自動化屏觸摸屏

該畫面用于對機(jī)組進(jìn)行開機(jī)操作及對開機(jī)過程進(jìn)行監(jiān)視，畫面如下（但此流程畫面也因各個電站的具體情況有所不同）

機(jī)組開機(jī)流程圖畫面2024/1/13119機(jī)組自動化屏觸摸屏機(jī)組停機(jī)流程圖畫面

該畫面用于對機(jī)組進(jìn)行正常停機(jī)操作及對正常停機(jī)流程監(jiān)視，畫面如下（但此流程畫面也因各個電站的具體情況有所不同）

；

2024/1/13120機(jī)組自動化屏觸摸屏機(jī)組事故停機(jī)流程圖畫面

該畫面用于當(dāng)機(jī)組發(fā)生事故時進(jìn)行事故停機(jī)并對事故停過程進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)系統(tǒng)在機(jī)組發(fā)生事故時在其他畫面，系統(tǒng)將自動切換到此畫面。畫面如下（但此流程畫面也因各個電站的具體情況有所不同）；2024/1/13121機(jī)組自動化屏觸摸屏機(jī)組緊急停機(jī)流程圖畫面

該畫面用于當(dāng)機(jī)組發(fā)生事故時進(jìn)行事故停機(jī)并對事故停過程進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)系統(tǒng)在機(jī)組發(fā)生緊急停機(jī)事故時在其他畫面，系統(tǒng)將自動切換到此畫面。畫面如下（但此流程畫面會因各個電站的具體情況有所不同）；2024/1/13122機(jī)組自動化屏觸摸屏機(jī)組蝶閥操作流程圖畫面

該畫面用于對水輪機(jī)的進(jìn)水控制裝置（蝶閥或閘閥）進(jìn)行控制，控制流程由各個電站該設(shè)備的具體情況而定；2024/1/13123機(jī)組自動化屏觸摸屏機(jī)組負(fù)荷調(diào)整流程圖畫面

該畫面用于對機(jī)組輸出的有功、無功進(jìn)行設(shè)定；2024/1/13124機(jī)組自動化屏觸摸屏機(jī)組油系統(tǒng)圖畫面

該畫面在各個具體位置直觀地顯示機(jī)組油系統(tǒng)的狀態(tài)，包括開關(guān)量（閥門、電磁閥的狀態(tài)）、模擬量（各個部分的油壓、氣壓等大?。?，當(dāng)需要求對執(zhí)行裝置（電磁閥、電球閥等）進(jìn)行操作，可在此畫面增加操作按鈕實(shí)現(xiàn)；2024/1/13125機(jī)組自動化屏觸摸屏機(jī)組氣系統(tǒng)圖畫面

該畫面在各個具體位置直觀地顯示機(jī)組氣系統(tǒng)的狀態(tài)，包括開關(guān)量（閥門、電磁閥等的狀態(tài)）、模擬量