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贵港航运枢纽水电站计算机监控系统的设计 |
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贵港航运枢纽水电站计算机监控系统的设计 |
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作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 10:47:54 |
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贵港航运枢纽水电站计算机监控系统的设计
李兰竹 沈东 广西电力工业勘察设计研究院 南宁 530023
1 概述
贵港航运枢纽水电站位于广西郁江河中段贵港市上游约6 km处。电站装设4台灯泡贯流式机组,单机容量为30 MW,总装机容量为120 MW。4台发电机和2台主变压器,为扩大单元接线,其中一台变压器为三卷变,另一台变压器为双卷变。两台主变压器均以110 kV电压接入广西电力系统,三卷变的35 kV侧主要给库区供电。 本电站计算机监控系统是利用世行贷款,通过国际招标,最终选用了瑞士ABB发电设备有限公司的产品。
2 计算机监控系统的结构与配置
贵港航运枢纽水电站的控制方式为全计算机监控方式,不设常规控制设备。计算机监控系统采用分层分布式结构,设置了负责完成全厂集中监控任务的电站级控制系统和负责完成机组、开关站和全厂公用设备等监控任务的现地控制系统。电站级控制系统采用双主机系统,双主机互为热备用。电站级控制系统与现地控制系级之间的通信联系采用总线网络方式,通信介质采用光缆。 计算机监控系统的配置详见图1。
图1 计算机监控系统结构图
2.1 电站级控制系统的配置 电站级计算机监控系统主要由以下设备组成: (1)2套运行工作站,互为热备用。每个工作站均由1个ADVANT520工作站和2台21″彩色显示器组成; (2)1套工程师工作站,由1个ADVANT520工作站和1台21″彩色显示器组成; (3)1套信息系统工作站,主要由1个ADVANT IMS工作站和1台21″彩色显示器组成; (4)1套过程主机,主要由1个RF520型控制器和RF541型调制解调器等设备组成,并具有与广西中调计算机和溢流坝计算机进行通信的功能,还留有与马骝滩和西津水电站通信的接口; (5)8台打印机; (6)1套时钟系统GPS; (7)1套冗余在线式UPS电源系统; (8)其他辅助设备及软件。 2.2 现地控制系统 现地控制系统包括以下6个现地控制单元: (1)LCU1~LCU4:分别用于1号~4号水轮发电机组及其辅助设备的监控,各控制单元均由1个CPU柜、2个I/O柜、1个操作柜组成。 (2)LCU5:用于110kV和35kV开关站设备及主变压器的监控,主要由1个CPU柜和2个I/O柜组成。 (3)LCU6:用于10.5kV和400V厂用电设备及全厂公用设备的监控,主要由1个CPU柜和2个I/O柜组成。 现地控制单元是收集过程设备的信息,经预处理后传到电站级控制系统,同时也能从电站级控制系统接收信息,执行操作命令。在与电站级控制系统失去联系的情况下能维持过程设备的正常运行。在1号~4号机组的现地控制单元(LCU1~LCU4)中,还设有独立于单元控制器的硬布线紧急停机系统,以提高事故情况下紧急停机的可靠性。 以上LCU1~LCU6均由AC450控制器及其外围设备组成。
3 计算机监控系统的功能
贵港航运枢纽水电站计算机监控系统可实现对电厂生产过程的实时监视、实时测量和实时控制,对机组的有功功率和无功功率进行单机调节或4台机组的联合控制,对机组的开、停机及并网操作控制,对厂用电系统及辅助设备进行监视和控制,并能与广西电力工业局中心调度所(以下简称广西中调)的计算机系统进行远程通信,交换远动信息,还能与溢流坝计算机通信,交换信息。 3.1 电站级控制系统的功能 3.1.1 SCADA功能 (1)从单元控制器采集数据,包括: .状态信号 .故障信号 .模拟测量 .数据极限及变化速率校核 (2)将命令和控制输出至现地控制单元 (3)报警处理和事件记录 (4)屏幕显示和动态配置 (5)数据库功能: .临时状态、故障和测量信息的贮存 .测量数据的长期贮存 .历史数据分析 .趋势显示 .定期报表 (6)工程报告,包括测量报表和生产报表。
3.1.2 自动经济运行 (1)电站级控制系统能根据负荷曲线或上级调度中心实时发来的有功功率给定值,以节水发电为目标,在振动、汽蚀等条件的约束下,确定最优开机组合及最优负荷分配。 (2)电站级控制系统能根据预定的无功功率调节要求给出全厂的无功功率调节信号和每台机组的无功功率分配。 3.1.3 控制与调节 监控系统能根据预定的决策原则及运行人员输入(或从上级调度中心发来)的命令发布工况转换命令以及进行断路器跳、合闸和隔离开关分、合等操作。 在开、停机操作中,监控系统可显示各主要阶段依次推出的过程。过程受阻时可指出原因,并将机组转换到安全状态。 监控系统可用增、减命令或改变设定值的方式调节机组的出力,增、减命令和设定值可由监控系统运算自动确定,也可由运行人员输入或从上级调度中心发来。 3.1.4 人机联系 借助于功能键、字符数字键盘、屏幕显示器、鼠标器和打印机等人机联系设备,使运行人员能方便地监视、控制、调节电站设备,并打印各种报表文件。在工作站显示器上可显示电站运行所需要的画面,例如电站电气主接线图、10.5kV和400V厂用电接线图以及各种操作指导意见等。 3.1.5 远程计算机数据通信 电站级控制系统能实现与上级调度中心(即广西中调)的数据通信,实现遥测、遥信、遥控、遥调功能。该控制系统还留有与下游马骝滩电站和上游西津电站进行计算机通信的接口,以便最终实现梯级电站联合经济运行功能。 另外,本控制系统可与电站大坝计算机监控系统进行通信、交换信息,以实现本电站的经济运行。 3.1.6 运行管理指导 监控系统可根据各种需要提供各种运行管理指导,以使电站能安全、可靠、经济地运行。 3.1.7 自诊断 监控系统具有自诊断功能,能及时发现自身故障,指出故障部位,以便及时处理。 3.2 现地控制系统的功能 3.2.1 LCU1~LCU4的功能 (1)模拟信号的采集和处理 .周期扫描 .越限校核 .变化速率校核 .故障报警检测 (2)数字信号的采集和处理 .周期扫描 .事件顺序记录及告警 (3)控制与调节 .现地自动和远方顺序控制启、停机组 .现地控制辅助设备的启、停 .现地自动和远方顺序控制有功功率或转速调节 .现地自动和远方顺序控制无功功率或电压调节 .现地自动和远方顺序控制同期操作 (4)与上一级控制系统通信 .接受上一级控制系统的控制命令和数据,经校核后响应之。 .执行输出命令 .向上一级控制系统传送交换数据 .向上一级控制系统传送用于数据采集的必需的信息 3.2.2 LCU5的功能 (1)模拟信号的采集和处理 .周期扫描 .越限校核 .故障报警检测 (2)数字信号的采集和处理 .周期扫描 .事件顺序记录及报警 (3)断路器和开关控制 .现地自动和远方顺序控制断路器的跳、合闸 .现地自动和远方顺序控制同期操作 (4)与上一级控制系统通信 .接受上一级控制系统的控制命令和数据,经校核后响应之 .执行输出命令 .向上一级控制系统传送交换数据 .向上一级控制系统传送用于数据采集的必需的信息 3.2.3 LCU6的功能 (1)模拟信号的采集和处理 .周期扫描 .越限校核 .变化速率校核 .故障报警检测 (2)数字信号的采集和处理 .周期扫描 .事件顺序记录及告警 (3)断路器、公用设备的控制 .现地自动和远方顺序控制断路器的跳、合闸 .现地自动和远方顺序控制全厂公用设备的启、停或投入、切除等 (4)与上一级控制系统通信 .接受上一级控制系统的控制命令和数据,经校核后响应之 .执行输出命令 .向上一级控制系统传送交换数据 .向上一级控制系统传送用于数据采集的必需的信息
4 结语
贵港航运枢纽水电站计算机监控系统是根据业主广西交通厅的意见按无人值班(少人值守)的原则设计的。该系统配置完善,软件功能强,能保证本电站安全、可靠地发供电。因此,本电站不设常规控制设备。
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