介紹了老渡口水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，提出了先進(jìn)可靠的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、配置技術(shù)方案和系統(tǒng)電源配置方案。可為類似電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：老渡口電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置供電1概述老渡口電站位于云南省羅平縣老廠鄉(xiāng)。這是一個(gè)輻射狀發(fā)電站。電站建成后，任務(wù)是只發(fā)電，在羅平縣電網(wǎng)承擔(dān)負(fù)荷。電站裝機(jī)容量312500kw，設(shè)計(jì)水頭76.1m，設(shè)計(jì)流量55.3m3/s，年均發(fā)電量1.89億kw #8226。h .發(fā)電機(jī)端為6.3KV，有110KV出線和備用線，35KV出線和備用線。發(fā)電機(jī)-干式變壓器采用機(jī)組和膨脹機(jī)組混合連接，其中1#和2#發(fā)電機(jī)和1#三相雙線圈干式變壓器構(gòu)成膨脹機(jī)組連接，3#發(fā)電機(jī)和2#三相三線圈干線變壓器構(gòu)成機(jī)組連接。輔助電源分別取自1#、2#和3#發(fā)電機(jī)的母線。斷路器安裝在發(fā)電機(jī)出口、主變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)、輔助變壓器高壓側(cè)和出線處。110kV和35kV側(cè)為單母線配置。老渡口水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是按照“無人值守，少人值守”的原則設(shè)計(jì)的。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備由南京南瑞集團(tuán)自動(dòng)化控制公司提供。主電線見圖1。圖1老渡口電站電氣主接線圖2監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)分為工作站、網(wǎng)絡(luò)和控制站三部分。通信網(wǎng)絡(luò)配置原則上設(shè)置為兩層：信息層和控制層。信息層采用100Mbps交換式以太網(wǎng)，構(gòu)成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，形成集中信息處理的集成平臺(tái)，采用全球分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)?？刂茖佑呻姎庀到y(tǒng)監(jiān)控和單元系統(tǒng)監(jiān)控組成。電氣系統(tǒng)監(jiān)控采用先進(jìn)的智能測(cè)控單元1: 1分散配置，完成就地控制；機(jī)組系統(tǒng)監(jiān)控采用三機(jī)組分散控制的技術(shù)原理，通過前端機(jī)實(shí)現(xiàn)公共系統(tǒng)。工作站配有工控機(jī)、與電網(wǎng)調(diào)度通信接口的通訊器，建立負(fù)荷調(diào)度通道，具有手動(dòng)/自動(dòng)負(fù)荷分配控制功能。后臺(tái)配置工程師站。前臺(tái)設(shè)有兩個(gè)操作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)控的CRT一體化。微機(jī)勵(lì)磁調(diào)速裝置、線路專用控制設(shè)備、發(fā)電機(jī)和干式變壓器保護(hù)通過RS485接口總線通信連接，并通過通信管理器和機(jī)組LCU連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。關(guān)口表和單位電表通過數(shù)據(jù)采集器連接。用六套GE90PLC實(shí)現(xiàn)前端機(jī)的LCU，用于控制層的機(jī)組、公共系統(tǒng)、機(jī)頭和前池的控制。監(jiān)控系統(tǒng)具有系統(tǒng)時(shí)鐘同步功能，保證工作站和控制層所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的時(shí)鐘同步，同步精度1ms。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2。圖2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3監(jiān)控系統(tǒng)配置3.1控制對(duì)象描述(1)單臺(tái)容量為12500千瓦的三臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)。渦輪型號(hào)：HLA 384-LJ-154；發(fā)電機(jī)型號(hào)：SF12.5-14/3250，福建南平電機(jī)廠制造。(2)單元控制設(shè)備的勵(lì)磁系統(tǒng)為FWL-B型微機(jī)自并勵(lì)磁磁系統(tǒng)(南瑞集團(tuán)公司生產(chǎn))。DKT可編程控制器(武漢長江研究所出品)。蝶閥型號(hào)為2250KD741X-16Vk(長沙閥門廠生產(chǎn))。(3)機(jī)組輔助設(shè)備空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)：4臺(tái)空氣泵。排水系統(tǒng)：4臺(tái)泵。機(jī)組冷卻水壓力控制：2臺(tái)濾水器電機(jī)和5個(gè)閥門。消防給水系統(tǒng)控制：1臺(tái)水泵、1臺(tái)濾水器電機(jī)和1個(gè)閥門。調(diào)速器油壓系統(tǒng)控制：3組6個(gè)油泵。漏油罐油位控制：3臺(tái)3油泵。中間油的油位控制 #p#分頁標(biāo)題#e#

以太網(wǎng)與智能集線器交換機(jī)連接，冗余配置4套16端口集線器交換機(jī)，預(yù)留系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展接口。電氣系統(tǒng)升壓站、發(fā)電機(jī)、廠用電系統(tǒng)測(cè)控單元分段(共2段)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊連接，較好段配有5臺(tái)測(cè)控單元，通訊距離300m；段配有9臺(tái)測(cè)控單元，通信距離150m，通過通信單元直接連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)卡冗余配置。機(jī)組、公共系統(tǒng)控制、門禁前端機(jī)(共6臺(tái))配有以太網(wǎng)卡接入數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，并配有10.4寸彩色LCD觸摸屏進(jìn)行本地操作。微機(jī)勵(lì)磁3套，調(diào)速3套，線路、發(fā)電機(jī)、干式變壓器保護(hù)12套。DC面板專用控制設(shè)備通過RS485總線連接(協(xié)議與專用設(shè)備制造商協(xié)商)，并通過通信管理器和機(jī)組LCU連接到以太網(wǎng)。以太網(wǎng)卡冗余配置，實(shí)現(xiàn)專用設(shè)備的信息共享。線路關(guān)口電能表(型號(hào)：ENERGYMETER-system 000-04004)和單位電能表(型號(hào)：ENERGYMETER-system 000-04006)通過數(shù)據(jù)采集器(一套)連接到RS485總線，實(shí)現(xiàn)線路和單位電氣測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄和存儲(chǔ)管理。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)按光纖方案配置，通信距離按總長度1000米、較長節(jié)點(diǎn)距離200米(從控制室到發(fā)電機(jī)層)考慮。先門監(jiān)控LCU至控制室距離為5公里，前池門監(jiān)控LCU至控制室距離為500米。根據(jù)光纖方案配置通信。3.3工作站配有兩個(gè)操作站，同時(shí)具備監(jiān)控和操作功能，相互備用。配置如下：CPU: 32位，時(shí)鐘頻率2.0GHz，512MB內(nèi)存，40GB硬盤(7200 rpm)，16倍速度DVD-ROM，聲卡，工業(yè)電視視頻圖像接口卡，1.44MB軟驅(qū)，操作專用鍵盤，球標(biāo)，電源線等。高密度配置工程師站(后臺(tái)安裝)以完成系統(tǒng)軟件配置和電氣系統(tǒng)

錄波曲線顯示及歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，配置要求如下：CPU：32位，時(shí)鐘頻率2.0GHz，512MB內(nèi)存，40GB硬盤(7200轉(zhuǎn))，16倍速DVD-ROM，聲卡，1.44MB軟驅(qū)，標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，鼠標(biāo)、電源線等，高密度顯卡，21”彩色純平(1600×1280)CRT監(jiān)視器，100Base-TX以太網(wǎng)卡。3.4控制層設(shè)備（1）電氣系統(tǒng)監(jiān)控電氣設(shè)備監(jiān)控采用智能化測(cè)控單元按電氣開關(guān)1：1方式配置。刀閘狀態(tài)接入相關(guān)電氣開關(guān)配置的測(cè)控單元，并留有電氣閉鎖控制輸出接點(diǎn)（DO）。現(xiàn)場(chǎng)總線分別通過通訊單元接入數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線分設(shè)為兩段：I段——升壓站網(wǎng)控部分，110KV線路1條，35KV線路1條。開關(guān)5臺(tái)，刀閘（手動(dòng)）１2臺(tái)。配置測(cè)控單元5個(gè)，通訊距離300m。II段——廠用電及發(fā)電機(jī)—干式變壓器部分。廠用電母線兩段，發(fā)電機(jī)３臺(tái)，主干式變壓器兩臺(tái)，廠用干式變壓器３臺(tái)，開關(guān)９臺(tái)，配置測(cè)控單元９個(gè)，通訊距離150m。（2）機(jī)組、公用及水工系統(tǒng)監(jiān)控采用GE90系列PLC前端機(jī)分散配置，配置6套，分別控制#1~#３機(jī)及公用系統(tǒng)、閘門。PLC的開入、開出及模擬量的數(shù)量配置參見表1。模擬變送器（兩線制）、DI電源由監(jiān)控系統(tǒng)供電；DO輸出采用統(tǒng)一型號(hào)的小型繼電器隔離輸出，繼電器控制電源24VDC，繼電器接點(diǎn)容量220VAC、5A；220VDC、5A。表1PLCI/O配置表發(fā)電機(jī)有功、無功控制信號(hào)及勵(lì)磁、調(diào)速設(shè)備故障狀態(tài)信號(hào)采用硬接線接入對(duì)應(yīng)機(jī)組控制的前端機(jī)。同期設(shè)備硬接線接入公用系統(tǒng)前端機(jī)，同期裝置的同期點(diǎn)、同期方式選擇及啟、停操作在操作站軟手操完成。同期控制合閘信號(hào)硬接線接入對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)、主干式變壓器、線路開關(guān)。配置2套深圳智能SID-2CM微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)通期裝置，一套用作3臺(tái)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)的同期，一套用作主干式變壓器高（中）壓側(cè)開關(guān)、線路等5個(gè)開關(guān)的同期。（3）電源監(jiān)控系統(tǒng)電源采用兩路220VAC50Hz電源、一路220VDC電源，由監(jiān)控系統(tǒng)廠家提供配電柜，內(nèi)部完成電源分配。兩路220VAC來自不同廠用電源段，直供配電柜，柜內(nèi)完成切換。工作站、LCU供電回路配置UPS分散供電，UPS不配蓄電池，采用廠用直流電源220V供給。配電柜完成監(jiān)控系統(tǒng)各組成部件供電分配，采用1:1配置分散的UPS裝置供電（見圖3）。配電柜各回路容量按回路較大耗電量的2～3倍配置。圖34功能要求4.1數(shù)據(jù)處理功能包括數(shù)據(jù)預(yù)處理（數(shù)據(jù)判斷、標(biāo)度變換等），數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理（建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、參數(shù)越限檢查及報(bào)警），數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算處理（如kWh累計(jì)等）。具有事故追憶、故障錄波、開關(guān)量監(jiān)視記錄及事件順序記錄功能。4.2電氣設(shè)備和發(fā)電機(jī)組及其相關(guān)輔助設(shè)備正常控制和操作功能包括機(jī)組的自動(dòng)開機(jī)、升壓至并列，機(jī)組自動(dòng)停機(jī)，機(jī)組緊急停機(jī)關(guān)球閥，機(jī)組的AGC和AVC自動(dòng)控制，保護(hù)裝置動(dòng)作停機(jī)、關(guān)球閥，發(fā)電機(jī)出口斷路器開/合控制。開關(guān)、刀閘的操作控制。水泵、氣泵、油泵的操作和控制。4.3發(fā)電機(jī)自動(dòng)發(fā)電控制AGC（機(jī)組部分）在滿足各項(xiàng)限制條件的前提下，以迅速、經(jīng)濟(jì)的方式控制機(jī)組的有功功率。根據(jù)給定需發(fā)功率，計(jì)算推薦當(dāng)前水位下的較佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)和組合。根據(jù)電廠供電可行性，設(shè)備的實(shí)際安全、經(jīng)濟(jì)狀況確定運(yùn)行機(jī)組數(shù)。在運(yùn)行機(jī)組間實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配或人工分配，校核各項(xiàng)限制條件（若不滿足時(shí)進(jìn)行各項(xiàng)修正）。有與電網(wǎng)調(diào)度的AGC切換應(yīng)答邏輯，有AGC畫面。4.4發(fā)電機(jī)組自動(dòng)電壓控制AVC（機(jī)組部分）根據(jù)母線電壓實(shí)測(cè)值和設(shè)定值及不同運(yùn)行工況對(duì)機(jī)組作出實(shí)時(shí)決策指令控制以維持高壓母線電壓設(shè)定值，并合理分配機(jī)組間的無功功率，有AVC畫面。4.5緊急控制和恢復(fù)控制機(jī)組發(fā)生事故和故障時(shí)應(yīng)自動(dòng)跳閘和緊急停機(jī)，電力系統(tǒng)發(fā)生故障或失去大量負(fù)荷時(shí)能迅速采取校正措施和提高穩(wěn)定措施。如頻率過低應(yīng)增加機(jī)組出力，投入備用機(jī)。頻率過高，應(yīng)減少機(jī)組出力或切除機(jī)組。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后進(jìn)行恢復(fù)控制。4.6自診斷、自恢復(fù)功能具備完善的自診斷能力，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身故障，并在操作站CRT畫面顯示故障信息，當(dāng)出現(xiàn)程序死鎖或失控時(shí)，應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)到原來正常運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)控制單元配置完備的硬件及軟件診斷功能。4.7多媒體技術(shù)的運(yùn)用語言功能:語音報(bào)警，電話語音及信息查詢。動(dòng)畫功能:主要用于表現(xiàn)主接線的帶電情況及開關(guān)的斷合狀態(tài)，顯示電力系統(tǒng)潮流方向以及各種實(shí)時(shí)參數(shù)?？梢暬δ?可將自動(dòng)發(fā)電控制、負(fù)荷分配、各液位、壓力等信息用圖示的方法表示出來。具備靈活、方便、快速的人機(jī)對(duì)話功能。5結(jié)束語老渡口電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、配置設(shè)計(jì)采用了先進(jìn)的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，交換式以太網(wǎng)絡(luò)使廠內(nèi)控制層的各類控制設(shè)備信息聯(lián)網(wǎng)共享，符合目前控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)發(fā)展的方向。針對(duì)水電廠動(dòng)力工藝系統(tǒng)及其電氣系統(tǒng)的控制技術(shù)特點(diǎn)、要求，進(jìn)行了認(rèn)真的探討和研究，結(jié)合目前控制系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，控制層分電氣系統(tǒng)監(jiān)控及機(jī)組系統(tǒng)監(jiān)控兩個(gè)部分。電氣系統(tǒng)監(jiān)控采用先進(jìn)的智能化測(cè)控單元1：1分散配置完成現(xiàn)地控制；機(jī)組系統(tǒng)監(jiān)控采用前端機(jī)方式分散控制３臺(tái)機(jī)組及公用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分散控制的技術(shù)原則。電氣系統(tǒng)控制采用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，改變了以往采用前端機(jī)集中控制電氣系統(tǒng)時(shí)存在實(shí)時(shí)性和可靠性不足的狀況。監(jiān)控系統(tǒng)電源由監(jiān)控系統(tǒng)提供配電柜，采用兩路來自不同廠用電源段220VAC50Hz電源在配電柜內(nèi)自動(dòng)完成切換，并完成電源分配。工作站、LCU供電回路配置UPS分散供電，UPS不配蓄電池，采用廠用直流電源220V供給。有效可靠的保證了監(jiān)控系統(tǒng)電源的安全穩(wěn)定。參考文獻(xiàn)：[1]王定一等.《水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)視與控制》中電力出版社[2]《水電發(fā)電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》DL/T5081-1997中電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中電力工業(yè)部，98.6.10[3]《水力發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》DL/T5065-1996中電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中電力工業(yè)部，97.9.10 來源：中電力網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#