400V水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)_Lu.doc

DCAP 系列 400V 水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 技術(shù)說(shuō)明書(shū) 北京清華紫光測(cè)控有限公司北京清華紫光測(cè)控有限公司 目 錄 一 系統(tǒng)概述一 系統(tǒng)概述 3 二 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3 2 1 微機(jī)自動(dòng)控制屏 3 2 2 多臺(tái)水機(jī)自動(dòng)控制屏 4 三 系統(tǒng)配置三 系統(tǒng)配置 5 3 1 一次設(shè)備 5 3 2 測(cè)量?jī)x表 5 3 3 手動(dòng)同期 5 3 4 水機(jī)自動(dòng)控制單元 5 3 5 可編程控制器 PLC 5 3 6 手動(dòng)調(diào)節(jié) 5 3 7 出口繼電器 5 3 8 上位機(jī)系統(tǒng) 5 四 四 DCAP 3580 微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器及微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器及 PLC 6 4 1 DCAP 3580 微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu) 6 4 2 PLC 的結(jié)構(gòu)與性能 7 4 3 DCAP 3580 微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器與 PLC 的功能 7 五 上位機(jī)性能五 上位機(jī)性能 10 5 1 系統(tǒng)軟件配置 10 5 2 電站層控制層功能 11 六 系統(tǒng)性能六 系統(tǒng)性能 14 6 1 控制性能 14 6 2 系統(tǒng)可靠性 14 6 3 控制器性能 14 6 4 環(huán)境條件 15 七 訂貨需知七 訂貨需知 15 八 聯(lián)系方式八 聯(lián)系方式 15 一 系統(tǒng)概述一 系統(tǒng)概述 400V 水電站微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)是湖南紫光測(cè)控有限公司 2002 年最新設(shè)計(jì)的 產(chǎn)品 該產(chǎn)品主要用于額定電壓 400V 單機(jī)容量 630KW 以下的水輪發(fā)電機(jī)組 也可用于柴油發(fā)電機(jī)組及 800KW 以上的水輪發(fā)電機(jī)組 400V 水電站電氣主接線原理圖見(jiàn)附圖 400V 水電站微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用了最新的計(jì)算機(jī)硬件 軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 使產(chǎn)品自動(dòng)化水平達(dá)到國(guó)內(nèi)最高水平 系統(tǒng)投入運(yùn)行后 可使 400V 水電站達(dá)到 少人值守或無(wú)人值守 本系統(tǒng)硬件 軟件采用模塊化 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì) 既便于設(shè)備的擴(kuò)充 又利于 功能的增加和系統(tǒng)擴(kuò)大規(guī)模 本系統(tǒng)包含下列功能 1 一臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組 屏中含一次空氣開(kāi)關(guān)等主設(shè)備 2 自動(dòng)開(kāi)機(jī) 自動(dòng)停機(jī) 3 事故停機(jī) 4 自動(dòng)調(diào)頻 調(diào)功 5 自動(dòng)增勵(lì) 減勵(lì) 6 自動(dòng)同期并網(wǎng) 7 發(fā)電機(jī)保護(hù)功能 過(guò)電流 過(guò)負(fù)荷 過(guò)電壓 低電壓 過(guò)速 低頻等 8 發(fā)電機(jī)自動(dòng)測(cè)量功能 三相電流 三相電壓 有功功率 無(wú)功功率 頻 率 COS 有功電度 無(wú)功電度 發(fā)電機(jī)溫度等 9 按水位控制水輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 10 保留常規(guī)手動(dòng)操作及常規(guī)儀表 11 多臺(tái)微機(jī)自動(dòng)控制屏配上計(jì)算機(jī) 可組成網(wǎng)絡(luò) 完成電站的集中管理 集中控制 數(shù)據(jù)記錄 查詢打印 通過(guò) MODEM 可將數(shù)據(jù)傳到調(diào)度中心 多 個(gè)水電站可接受調(diào)度中心的遠(yuǎn)距離控制與調(diào)度 實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守或少人值守 如果勵(lì)磁設(shè)備是微機(jī)式的 而且閥門(mén) 剎車(chē)等能電動(dòng) 可以做到無(wú)人值守 注意注意 400V400V 水電站微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的電源全部采用水電站微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的電源全部采用 交流交流 220V 220V 如需采用直流如需采用直流 220V220V 電源 訂貨時(shí)必須說(shuō)明 電源 訂貨時(shí)必須說(shuō)明 二 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2 1 微機(jī)自動(dòng)控制屏微機(jī)自動(dòng)控制屏 本裝置外型圖見(jiàn)圖一 本裝置一塊屏控制一臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組 屏高 2260mm 寬 800mm 深 600mm 屏前的上方安裝五塊常規(guī)儀表 分別用來(lái)測(cè)量電壓 電流 有功功 率 無(wú)功功率 頻率等電氣參數(shù) 一塊數(shù)字式同期表同期表及 TK KK 同期 開(kāi)關(guān) 用于手動(dòng)同期用 一臺(tái)我公司開(kāi)發(fā)的 DCAP 3580 微機(jī)控制裝置 一 臺(tái)西門(mén)子 S7 200 型的可編程控制 PLC 用來(lái)完成自動(dòng)控制及發(fā)電機(jī)保護(hù)等功 能 屏面上有六個(gè)按鈕 其中兩個(gè)按鈕 用來(lái)手動(dòng)操作控 制增功 減功 另外二個(gè)用來(lái)手動(dòng)操作進(jìn)水閥門(mén)的開(kāi)啟與 關(guān)閉 一個(gè)剎車(chē)按鈕 一個(gè) ME 空氣開(kāi)關(guān)的儲(chǔ)能按鈕 一 個(gè)儲(chǔ)能指示燈 屏內(nèi)裝有一次設(shè)備 隔離閘刀 ME 空 氣開(kāi)關(guān) 電流互感器等 如采用全電子式電度表 則需在屏內(nèi)安裝一只 DSS51 型 的全電子式電度計(jì)量表 此計(jì)量表可以計(jì)量發(fā)電機(jī)的有功 電度 無(wú)功電度 并可記錄峰 谷 平的發(fā)電量 整個(gè)裝置用地腳螺釘安裝固定 圖一 400V 水 機(jī)自動(dòng)控制屏 2 2 多臺(tái)水機(jī)自動(dòng)控制屏多臺(tái)水機(jī)自動(dòng)控制屏 圖二 400V 水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 如果水電站有多臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組 為了達(dá)到無(wú)人值守或少人值守的目的 應(yīng)配備一臺(tái)計(jì)算機(jī) 將多臺(tái)水機(jī)自動(dòng)控制屏聯(lián)絡(luò)起來(lái) 組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò) 此計(jì)算 機(jī)可放在水電站的生活樓中 也可通過(guò) MODEM 遠(yuǎn)傳至調(diào)度中心 實(shí)現(xiàn)多個(gè)水 電站的遠(yuǎn)方控制 示意圖請(qǐng)參看圖二 三 系統(tǒng)配置三 系統(tǒng)配置 3 1 一次設(shè)備一次設(shè)備 1 主電路的隔離刀閘 用 HD138X 閘刀開(kāi)關(guān) 它有正面旋轉(zhuǎn)的操作手柄 2 空氣開(kāi)關(guān) 用 ME 型空氣開(kāi)關(guān) 予儲(chǔ)能式 垂直安裝 3 電流互感器 六只 3 2 測(cè)量?jī)x表測(cè)量?jī)x表 配五塊 42L6 系列的儀表 分別用來(lái)測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓 發(fā)電機(jī)電流 頻率 有功功率 無(wú)功功率等電氣參數(shù) 可根據(jù)用戶需要 配備一塊 DSS51 型的全電子式電度計(jì)量表 3 3 手動(dòng)同期手動(dòng)同期 配 DCAP 3510 數(shù)字式同期表一塊 同期繼電器一只 同期開(kāi)關(guān) TK 控 制開(kāi)關(guān) KK 等 3 4 水機(jī)自動(dòng)控制單元水機(jī)自動(dòng)控制單元 配 DCAP 3580 型微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器一只 其功能見(jiàn)后 3 5 可編程控制器可編程控制器 PLC 配一臺(tái)德國(guó)西門(mén)子 S7 200 型 PLC 其功能見(jiàn)后 3 6 手動(dòng)調(diào)節(jié)手動(dòng)調(diào)節(jié) 增功 減功按鈕各一只 增勵(lì) 減勵(lì)按鈕各一只 閥門(mén)開(kāi)啟 關(guān)閉按鈕各 一只 剎車(chē)按鈕一只 ME 空氣開(kāi)關(guān)儲(chǔ)能按鈕一只 3 7 出口繼電器出口繼電器 出口繼電器用來(lái)自動(dòng)控制 ME 空氣開(kāi)關(guān)的跳閘與合閘 增功 減功 增勵(lì) 減勵(lì) 同期出口及保護(hù)出口等均是用出口繼電器 PLC 對(duì)出口繼電器的控制信 號(hào)均經(jīng)過(guò)光電隔離 3 8 上位機(jī)系統(tǒng)上位機(jī)系統(tǒng) UPS 工控機(jī) 彩色顯示器 打印機(jī) 1 工控機(jī) 一臺(tái) 主頻 1 3GHz 256M 40G 1 44 50X 2 彩色顯示器 一臺(tái) 17 3 打印機(jī)一臺(tái) 4 UPS 500VA 一臺(tái) 5 系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件 四 四 DCAP 3580 微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器及微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器及 PLC 4 1 DCAP 3580 微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu)微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu) 4 1 1 外型結(jié)構(gòu) 從照片上可以看到 單元箱的中 央有一塊大屏幕的液晶顯示屏 它用 漢字顯示各種信息 開(kāi)機(jī) 空氣開(kāi)關(guān) 儲(chǔ)能 同期 調(diào)有功 調(diào)無(wú)功 各種 電量顯示 水位顯示 保護(hù)動(dòng)作信號(hào) 事故狀態(tài)顯示 關(guān)機(jī)過(guò)程 通信狀態(tài) 等等 右邊的四個(gè)按鈕 用來(lái)操作 查看 設(shè)置 修改等功能 DCAP 3580 外形圖 4 1 2 DCAP 3580 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 打開(kāi) DCAP 3580 的前面小門(mén) 可以看到有下列六塊插件板 CPU 板 CPU 板是單元箱的核心 我公司的 CPU 采用美國(guó) Intel 公司的 16 位 速度高 功能強(qiáng) 能耗低的 80C196KB 芯片 并采用了雙雙 CPUCPU 的結(jié)構(gòu) 其中一個(gè) CPU 用來(lái)作自動(dòng)準(zhǔn)同期及發(fā)電機(jī)的各種保護(hù)動(dòng)作 另一個(gè) CPU 則用作電氣量的測(cè)量 模擬量的測(cè)量及水機(jī)的自動(dòng)控制之用 我公司的 CPU 板采用四層印刷線路板四層印刷線路板結(jié)構(gòu) 同時(shí)采用全懸浮式全懸浮式結(jié)構(gòu) 所謂全懸浮式全懸浮式結(jié)構(gòu)是指 CPU 板沒(méi)有地線與外界相連 各種電氣量經(jīng)過(guò) 小 CT 小 PT 隔離 開(kāi)入量及開(kāi)出量均經(jīng)過(guò)光電隔離 通信口也經(jīng)過(guò)光 電隔離 故有極強(qiáng)的抗電磁干擾能力 因而 DCAP 3580 性能穩(wěn)定 工 作可靠 開(kāi)出板 開(kāi)出板用來(lái)作各種自動(dòng)控制之用 板上裝有許多繼電器 采用了日 本 OMNOR 公司的高質(zhì)量繼電器 體積小 觸點(diǎn)容量大 動(dòng)作性能可 靠 為防止電磁干擾 所有繼電器均經(jīng)過(guò)光電隔離 開(kāi)入板 開(kāi)入板上有十六路開(kāi)入量 用來(lái)檢測(cè)位置信號(hào) 為防止電磁干擾 所有開(kāi)入量也經(jīng)過(guò)光電隔離 出口板 出口板用來(lái)自動(dòng)控制 ME 空氣開(kāi)關(guān)的跳閘與合閘 同期出口及保護(hù)出 口也是此板的功能 CPU 板對(duì)出口板的控制信號(hào)均經(jīng)過(guò)光電隔離 采樣板 輸入板上裝有三個(gè)小 PT 六個(gè)小 CT 三個(gè)小 CT 作測(cè)量用 三個(gè)小 CT 作保護(hù)用 小 PT 小 CT 經(jīng)過(guò)強(qiáng)弱電隔離后 將強(qiáng)電的 220V 和 5A 轉(zhuǎn)換成弱電信號(hào) 輸入到 CPU 作運(yùn)算處理之用 采樣板上裝有八路模擬輸入量 可以用來(lái)測(cè)量水位 溫度 壓力等 非電量 非電量需經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換成 4 20ma 電流 輸入模擬板后 經(jīng)過(guò) A D 轉(zhuǎn)換 變成數(shù)字信號(hào) 再經(jīng)過(guò)光電隔離 才輸入 CPU 板 電源板 電源板將 220V 交流電轉(zhuǎn)換成 5V 供 CPU 板用 12V 作通信電源用 24V 作繼電器電源用 本電源板的特點(diǎn)是在電源電壓寬廣的變化時(shí) 120V 260V 均能正常工作 4 2 PLC 的結(jié)構(gòu)與性能的結(jié)構(gòu)與性能 4 2 1 PLC 的外形結(jié)構(gòu) 可編程控制器 PLC 是水機(jī)自動(dòng)化的重要 部件 故采用了德國(guó)西門(mén)子公司的 S7 200 型的 PLC 其外形如右所示 S7 200 型的 PLC 4 2 2 PLC 的性能 1 采用 CPU226 為中央處理單元 2 CPU 模塊上帶 24 開(kāi)入 16 開(kāi)出 3 工作電壓 直流 24V 4 可接 248 路 I O 點(diǎn) 可接七個(gè)擴(kuò)展模塊 5 可接 35 路模擬量 6 13K 字節(jié)的程序和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)空間 7 6 路獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器 8 二個(gè) RS 485 通信 編程口 4 3 DCAP 3580 微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器與微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器與 PLC 的功能的功能 本系統(tǒng)所有自動(dòng)控制 保護(hù)等功能均由 DCAP 3580 型微機(jī)保護(hù)自動(dòng)控制器 以下簡(jiǎn)稱(chēng)微機(jī)控制器 與可編程控制器 PLC 共同完成 各種功能如下 4 3 1 自動(dòng)開(kāi)機(jī) 首先 合上閘刀開(kāi)關(guān) 交流接觸器 CJ1 得電 微機(jī)控制器由電網(wǎng)供電 ME 空氣開(kāi)關(guān)出口控制保護(hù)原理圖見(jiàn)附圖 微機(jī)控制器將 ME 空氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)儲(chǔ)能 儲(chǔ)能完畢后 利用微機(jī)控制器將電動(dòng)閥門(mén)打開(kāi) 水輪機(jī)控制在空載開(kāi)度 待發(fā) 電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高 自動(dòng)起勵(lì)后 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流 使發(fā)電機(jī)電壓逐漸升高 完 成自動(dòng)開(kāi)機(jī)過(guò)程 4 3 2 自動(dòng)同期 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升至 350V 頻率高于 46HZ 后 微機(jī)控制器開(kāi)始調(diào)頻 調(diào)壓 根據(jù)水輪機(jī)的運(yùn)行狀況 發(fā)出開(kāi)大或關(guān)小信號(hào) 自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率 相等 同時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁 使發(fā)電機(jī)電壓增高 或減少 當(dāng)頻率差小于 0 25HZ 相角小于 20 度 電壓差小于 10V 時(shí) 微機(jī)控制器發(fā)出合閘信號(hào) ME 空氣開(kāi)關(guān) 合閘 機(jī)組與電網(wǎng)準(zhǔn)同期并網(wǎng) 4 3 3 自動(dòng)調(diào)頻 調(diào)功 機(jī)組準(zhǔn)同期并網(wǎng)后 微機(jī)控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率及頻率 可以根據(jù)機(jī)組 容量滿負(fù)載發(fā)電 也根據(jù)設(shè)定的有功功率大小 自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率在設(shè)定值上 4 3 4 自動(dòng)增勵(lì) 減勵(lì) 微機(jī)控制器除能自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率及頻率外 尚有兩對(duì)控制觸點(diǎn)輸出 去控 制微機(jī)勵(lì)磁設(shè)備 一對(duì)用來(lái)增加勵(lì)磁電流 增無(wú)功 一對(duì)用來(lái)減少勵(lì)磁電流 減無(wú)功 可以根據(jù)設(shè)定的無(wú)功功率大小 自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出無(wú)功功率在設(shè)定值上 4 3 5 根據(jù)水位的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式 微機(jī)控制器將水位分成高 中 低三檔 用戶應(yīng)該在水庫(kù)中安裝三個(gè)位置 信號(hào)開(kāi)關(guān) 反映水位的高 中 低位置 這三個(gè)水位信號(hào)以 開(kāi)入 量進(jìn)入 PLC 進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)控制 在高水位時(shí) 控制機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電 以取得良好的 經(jīng)濟(jì)效益 在中水位時(shí) 將自動(dòng)減少輸出負(fù)荷 可以設(shè)定在中水位時(shí)的負(fù)荷率 以利均勻發(fā)電 在低水位時(shí) 可設(shè)置成更小的負(fù)荷率發(fā)電 或是設(shè)置成在某 個(gè)小負(fù)荷下 發(fā)多長(zhǎng)時(shí)間的電 或是自動(dòng)停機(jī)不發(fā)電 以利于水庫(kù)水量的合理 利用 要求較高的水電站 可以采用壓阻式液位傳感器測(cè)量水位 此時(shí)液位傳感器 將水位變成 4 20ma 的信號(hào) 進(jìn)入 DCAP 3580 由水位高低來(lái)控制機(jī)組的經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行 4 3 6 自動(dòng)停機(jī) 當(dāng)要停機(jī)時(shí) 微機(jī)控制器發(fā)出停機(jī)命令 逐漸關(guān)小閥門(mén) 同時(shí)開(kāi)度逐漸關(guān) 小 減少勵(lì)磁電流 當(dāng)電壓降至 300V 左右 負(fù)載減減至 5 以下時(shí) 微機(jī)控制 器發(fā)出跳閘信號(hào) ME 空氣開(kāi)關(guān)分?jǐn)?在沖擊式機(jī)組中 ME 空氣開(kāi)關(guān)有一個(gè)聯(lián)鎖 觸點(diǎn)使折向器工作 使機(jī)組逐漸停下來(lái) 如果是混流式機(jī)組 則 ME 空氣開(kāi)關(guān)的 聯(lián)鎖觸點(diǎn)接通一個(gè)水電組 使之消耗機(jī)組的能量 使機(jī)組逐漸停下來(lái) 如果有 剎車(chē)電磁鐵 微機(jī)控制器發(fā)出停機(jī)命令時(shí) 輸出一對(duì)觸點(diǎn)接通電磁鐵 當(dāng)轉(zhuǎn)速 下降到 30 時(shí) 此對(duì)觸點(diǎn)發(fā)點(diǎn)剎動(dòng)作 當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到 5 時(shí) 此對(duì)觸點(diǎn)發(fā)剎車(chē) 動(dòng)作 4 3 7 事故停機(jī) 在發(fā)生事故時(shí) 系統(tǒng)解列 此時(shí)交流接觸器 CJ1 斷電 CJ2 接通 微機(jī)控制 器該由發(fā)電機(jī)供電 此時(shí) 微機(jī)控制器發(fā)出報(bào)警音響 同時(shí)發(fā)出跳閘命令 使 ME 空氣開(kāi)跳閘 同時(shí)快速減少開(kāi)度 分?jǐn)鄿绱砰_(kāi)關(guān) 其后停機(jī)過(guò)程與 4 5 自動(dòng) 停機(jī)相同 4 3 8 自動(dòng)測(cè)量 微機(jī)控制器有自動(dòng)測(cè)量功能 在其液晶顯示屏上 可以顯示三相電壓 三 相電流 有功功率 無(wú)功功率 有功電度 無(wú)功電度 定子繞組溫度 水庫(kù)水 位的高低等等測(cè)量值 4 3 9 發(fā)電機(jī)保護(hù)功能 1 速斷保護(hù) 此保護(hù)用于跳閘 2 定時(shí)過(guò)流保護(hù) 此保護(hù)用于跳閘 3 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 當(dāng)負(fù)荷達(dá)到 1 2 倍額定值時(shí) 延時(shí)發(fā)信號(hào) 當(dāng)負(fù)荷達(dá)到 1 3 倍額定值時(shí) 延時(shí)跳閘 4 過(guò)電壓保護(hù) 電壓達(dá)到 1 1 倍額定值 420V 時(shí) 跳閘 5 低電壓保護(hù) 電壓為 0 9 倍額定值 340V 時(shí) 跳閘 6 過(guò)速 超頻 保護(hù) 頻率達(dá)到 52HZ 時(shí)跳閘 7 低頻保護(hù) 頻率低到 48HZ 時(shí)跳閘 以上各種保護(hù)定值及動(dòng)作延時(shí)均可由用戶自行設(shè)定 也可用軟開(kāi)關(guān)使某種 保護(hù)退出運(yùn)行 4 3 10 手動(dòng)功能 本系統(tǒng)保留了手動(dòng)操作的功能 在手動(dòng)情況下 可以完成下述功能 1 手動(dòng)開(kāi)機(jī) 手動(dòng)停機(jī) 2 手動(dòng)開(kāi) 停閥門(mén) 3 手動(dòng)同期 配有一個(gè) DCAP 3510 同期表 此同期表 為數(shù)字式三合一產(chǎn)品 具有壓差 頻差和相差顯示 能通過(guò)軟件設(shè)置固有相差以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角變的功能 具 有同期繼電器的功能 4 手動(dòng)增功 減功 增勵(lì) 減勵(lì) 5 人工觀測(cè)常規(guī)測(cè)量?jī)x表 DCAP 3510 數(shù)字式同期表 4 3 11 組網(wǎng)功能 DCAP 3580 微機(jī)控制器有一個(gè) RS485 通訊口 可用此通訊口與后臺(tái)機(jī)相連 此時(shí)可以多臺(tái) 一個(gè)發(fā)電站最多可接 32 臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組 機(jī)組聯(lián)接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò) RS485 通訊口有效的通訊距離為 1000 米 因此后臺(tái)機(jī)可以放至 1000 米范圍 內(nèi)的任何地方 如果超過(guò) 1000 米 則應(yīng)加 MODEM 要加兩只 此時(shí)距離不受 限制 如果 要用以太網(wǎng) 則需加一只 RS485 TCP IP 規(guī)約轉(zhuǎn)換器 將 RS485 的通信口變成以太網(wǎng)口 在后臺(tái)機(jī)上 可以遠(yuǎn)距離操作與控制各臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組 其控制功能同本 節(jié)的 4 3 1 至 4 3 9 的各種自動(dòng)功能 除此之外 可以動(dòng)態(tài)地顯示各臺(tái)機(jī)組的 運(yùn)行狀況 將各臺(tái)發(fā)電的電氣量組成表格 打印數(shù)據(jù) 繪量電氣參數(shù)的負(fù)荷曲 線 事故記錄及打印 歷史數(shù)據(jù)的召喚 電量的累加計(jì)算與統(tǒng)計(jì)等功能 4 3 12 遠(yuǎn)方調(diào)度功能 當(dāng)水電站組成網(wǎng) 裝了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后 就可通過(guò) MODEM 將本水電站的各種 狀況 電氣參數(shù) 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) 保護(hù)的動(dòng)作情況 ME 空氣開(kāi)關(guān)的合閘 分閘 等狀態(tài) 傳至調(diào)度中心 五 上位機(jī)性能五 上位機(jī)性能 5 1 系統(tǒng)軟件配置系統(tǒng)軟件配置 整個(gè)水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)軟件包括四大部分 即 5 1 1 系統(tǒng)軟件配置 1 Windows 2000 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件 本系統(tǒng)所有計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)都選用 Windows 2000 Windows 2000 是一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)化 安全且可靠的操作系統(tǒng) 具有以下特點(diǎn) 多線程 多處理器支持 虛擬 32 位線性內(nèi)存管理 具有靈活廣泛的移植性 搶占式的多任務(wù)調(diào)度 客戶 服 務(wù)器設(shè)計(jì) 支持對(duì)等控制網(wǎng)絡(luò)方式 支持遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用機(jī)制等 2 編程語(yǔ)言 用戶開(kāi)發(fā)編程語(yǔ)言包括 1 Visual C C 編程語(yǔ)言 2 PLC 編程語(yǔ)言 3 網(wǎng)絡(luò)通訊及網(wǎng)絡(luò)管理軟件 1 TCP IP 通訊軟件 2 網(wǎng)絡(luò)管理軟件 5 1 2 基本軟件配置 為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能 本系統(tǒng)配有下列基本軟件 1 數(shù)據(jù)采集與處理軟件 2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件 3 人機(jī)聯(lián)系軟件 4 通訊軟件 5 雙機(jī)切換軟件 6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理軟件 7 報(bào)表管理軟件 5 1 3 應(yīng)用軟件配置 1 AGC 軟件 2 AVC 軟件 3 操作指導(dǎo)軟件 5 1 4 工具軟件配置 1 圖形開(kāi)發(fā)軟件 2 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)軟件 3 系統(tǒng)管理軟件 4 報(bào)表開(kāi)發(fā)軟件 5 數(shù)據(jù)采集開(kāi)發(fā)軟件 6 程維護(hù)診斷軟件 5 2 電站層控制層功能電站層控制層功能 5 2 1 概述 電站控制層設(shè)備安裝在中控室 電站控制層負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理各現(xiàn)地控制單 元的工作 收集有關(guān)信息并作相應(yīng)處理和存儲(chǔ) 可以在操作人員工作站上通過(guò) 人機(jī)接口對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和畫(huà)面在線修改 進(jìn)行人工設(shè)定 設(shè)置監(jiān)控狀態(tài) 修改定值 等功能 并可下載至水機(jī)自動(dòng)控制屏 5 2 2 數(shù)據(jù)采集與處理 1 模擬量的采集與處理 通過(guò)各種自動(dòng)化元件采集模擬量 模擬量分電氣量 非電氣量和溫度量 處理包括有效性 合理性判斷 輸入線路誤差補(bǔ)償 標(biāo)度變換 越限 越復(fù)限 比較及格式化等 越限 越復(fù)限時(shí)記錄相應(yīng)的時(shí)間 2 一般開(kāi)關(guān)量的采集與處理 處理包括 輸入硬件光電隔離 防抖濾波和軟件抗干擾濾波 故障量變位 報(bào)警 數(shù)據(jù)格式化等 自動(dòng)控制屏檢測(cè)到狀態(tài)量及過(guò)程訊號(hào)異位時(shí)立即送至上 位機(jī) 并周期定時(shí)傳送全部采集點(diǎn) 確保數(shù)據(jù)庫(kù)各采集點(diǎn)定時(shí)更新 3 中斷開(kāi)關(guān)量的采集與處理 隨機(jī)中斷采集 處理包括硬件光電隔離 防抖濾波和軟件抗干擾濾波 異 位立即傳送異位點(diǎn) 事故時(shí)報(bào)警 數(shù)據(jù)格式化等 5 2 3 安全運(yùn)行監(jiān)視 系統(tǒng)安全監(jiān)視功能包括如下部分 1 事件順序記錄 當(dāng)電站重要設(shè)備發(fā)生事故時(shí) 監(jiān)控系統(tǒng)立即響應(yīng) 記錄事件發(fā)生的時(shí)間 動(dòng)作設(shè)備器件名稱(chēng) 內(nèi)容等 時(shí)間以時(shí) 分 秒 毫秒記錄 并立即顯示 打 印事故報(bào)警語(yǔ)句 發(fā)出語(yǔ)音信號(hào) 2 故障報(bào)警記錄 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)周期掃測(cè)故障信號(hào)量 當(dāng)發(fā)生故障時(shí) 立即響應(yīng)并處理 記錄 故障發(fā)生的時(shí)間 動(dòng)作 設(shè)備器件名稱(chēng) 內(nèi)容等 時(shí)間以時(shí) 分 秒記錄 立 即顯示 打印故障報(bào)警語(yǔ)句 并順序存入主站數(shù)據(jù)庫(kù)記錄區(qū) 形成全天故障記 錄 3 參數(shù)越限報(bào)警與記錄 監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備參數(shù)設(shè)定有四種限值 上上限 上限 下限 下下限 當(dāng)越限其設(shè)定值時(shí) 立即進(jìn)行報(bào)警 一次性 當(dāng)越限值恢復(fù)正常時(shí) 進(jìn)行復(fù)限 提示 一次性 參數(shù)越復(fù)限時(shí) 記錄越復(fù)限發(fā)生的時(shí)間 參數(shù)名 限值 越限 參數(shù)的實(shí)時(shí)值等內(nèi)容 時(shí)間以時(shí) 分 秒記錄 立即顯示 打印越復(fù)限提示語(yǔ) 句 并順序存入主站數(shù)據(jù)庫(kù)記錄區(qū) 形成全天參數(shù)越復(fù)限記錄 4 電氣主設(shè)備操作記錄 對(duì)于電站設(shè)備 包括機(jī)組開(kāi) 停 斷路器的投 切 隔離開(kāi)關(guān)的合 切 接地刀閘的合 切等操作 滅磁開(kāi)關(guān)的投 切 廠變高低壓開(kāi)關(guān) 聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān) 刀閘的投 切等操作 在進(jìn)行非事故狀態(tài)判斷后 按先后動(dòng)作順序進(jìn)行記錄 記錄操作發(fā)生的時(shí)間 設(shè)備名等內(nèi)容 時(shí)間以時(shí) 分 秒記錄 并順序存入主 站數(shù)據(jù)庫(kù)記錄區(qū) 形成全天操作記錄 5 事故追憶 事故發(fā)生時(shí) 計(jì)算機(jī)將按順序?qū)⑹鹿蕡?bào)警信息 事故的名稱(chēng)及這些追憶數(shù) 據(jù)保存于磁盤(pán)中 形成歷史數(shù)據(jù) 通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)接口設(shè)備 運(yùn)行人員可隨 時(shí)對(duì)事故追憶的參數(shù)點(diǎn)進(jìn)行增 減設(shè)定 并可實(shí)時(shí)顯示進(jìn)行追憶各點(diǎn)的變化趨 勢(shì)曲線 對(duì)事故追憶數(shù)據(jù)可隨時(shí)召喚顯示于打印 6 實(shí)時(shí)監(jiān)視 對(duì)電站的水力機(jī)械系統(tǒng) 發(fā)電系統(tǒng) 廠電系統(tǒng) 油 氣 水系統(tǒng) 閘門(mén)系 統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)合設(shè)備運(yùn)行以召喚方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示 具體顯示畫(huà)面數(shù)量及 內(nèi)容待定 當(dāng)發(fā)生事故或某些重要故障時(shí) 則自動(dòng)轉(zhuǎn)入事故 故障顯示 并推 出相應(yīng)事故 故障環(huán)境畫(huà)面 當(dāng)進(jìn)行某項(xiàng)設(shè)備操作時(shí) 自動(dòng)推出相應(yīng)操作控制 畫(huà)面與過(guò)程監(jiān)視畫(huà)面 7 語(yǔ)音報(bào)警 當(dāng)發(fā)生事故時(shí) 系統(tǒng)能根據(jù)設(shè)置 發(fā)生聲光 語(yǔ)音報(bào)警信息 當(dāng)需要對(duì)重 要操作進(jìn)行提示 以及電站發(fā)生故障或事故時(shí) 能用準(zhǔn)確 清晰的語(yǔ)音 中 文 發(fā)出報(bào)警 8 遠(yuǎn)方診斷維護(hù)功能 監(jiān)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)方診斷維護(hù)功能 通過(guò)遠(yuǎn)方維護(hù)系統(tǒng) 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方故障 診斷及維護(hù) 5 2 4 自動(dòng)控制調(diào)節(jié) 監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的原則及運(yùn)行人員實(shí)時(shí)輸入的命令進(jìn)行機(jī)組正常啟動(dòng)與 停機(jī) 斷路器跳合 隔離開(kāi)關(guān)分合等順序操作 同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可由運(yùn)行人員或 遠(yuǎn)方調(diào)度的給定值或增減命令進(jìn)行機(jī)組出力的手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié) 1 自動(dòng)發(fā)電控制 全廠自動(dòng)調(diào)功運(yùn)行方式按給定負(fù)荷給定負(fù)荷和按日負(fù)荷曲線按日負(fù)荷曲線方式運(yùn)行 給定負(fù)荷運(yùn)行方式或按負(fù)荷曲線運(yùn)行方式由運(yùn)行人員通過(guò)運(yùn)行方式設(shè)置畫(huà) 面進(jìn)行設(shè)置 由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行站內(nèi)機(jī)組間有功優(yōu)化分配 自動(dòng)發(fā)出開(kāi)停機(jī)命 令及有功調(diào)節(jié)命令 2 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行程序根據(jù)調(diào)度給出的全廠總有功功率設(shè)置值 以發(fā)電耗水量最小 為優(yōu)化準(zhǔn)則 計(jì)及各種約束條件 確定本站的最佳負(fù)荷分配 開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù) 開(kāi)停 機(jī)順序以及機(jī)組間負(fù)荷的優(yōu)化分配 進(jìn)行機(jī)組的自動(dòng)開(kāi)停機(jī)控制與調(diào)節(jié) 3 水機(jī)自動(dòng)起 停控制 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可自動(dòng)發(fā)出開(kāi)停機(jī)控制命令 水機(jī)自動(dòng)控制屏收到下達(dá)的開(kāi)停 機(jī)命令后 由自動(dòng)控制屏的順序控制裝置自動(dòng)操作 同時(shí)人機(jī)接口設(shè)備自動(dòng)推 出開(kāi)停機(jī)流程監(jiān)視圖 畫(huà)面上顯示當(dāng)前運(yùn)行方式 機(jī)組號(hào) 開(kāi)停機(jī)條件 開(kāi)停 機(jī)過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)及一些控制按鈕 當(dāng)控制方式設(shè)置為手動(dòng)時(shí) 也可由運(yùn)行人員手動(dòng)完成 4 自動(dòng)有功調(diào)節(jié) 監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)自動(dòng)控制功能的計(jì)算結(jié)果 自動(dòng)發(fā)出有功功率調(diào)節(jié)命令 也可由運(yùn)行人員通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)手動(dòng)發(fā)出調(diào)節(jié)命令 水機(jī)自動(dòng)控制屏接收到有功功率調(diào)節(jié)命令后 由水機(jī)自動(dòng)控制屏根據(jù)有功 功率設(shè)定值 調(diào)節(jié)誤差等參數(shù) 計(jì)算出調(diào)節(jié)脈沖寬度對(duì)調(diào)速器進(jìn)行自適用控制 直至達(dá)到給定有功功率目標(biāo)值 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也可通過(guò)串行通訊方式直接將有功 功率目標(biāo)值送至微機(jī)調(diào)速器 由微機(jī)調(diào)速器自動(dòng)完成有功功率調(diào)節(jié) 5 自動(dòng)無(wú)功調(diào)節(jié) 水機(jī)自動(dòng)控制屏根據(jù)無(wú)功設(shè)定值 自動(dòng)發(fā)出無(wú)功功率調(diào)節(jié)命令 調(diào)節(jié) 命令由相應(yīng)的單元控制裝置通過(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置完成 當(dāng)以硬接點(diǎn)方式連接 時(shí) 由水機(jī)根據(jù)無(wú)功功率設(shè)定值 調(diào)節(jié)誤差等參數(shù) 計(jì)算出調(diào)節(jié)脈寬 對(duì) 勵(lì)磁裝置進(jìn)行自動(dòng)控制 直至達(dá)到給定的無(wú)功功率目標(biāo)值 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也 可以通過(guò)串行通訊方式 送至微機(jī)勵(lì)磁裝置 由微機(jī)勵(lì)磁裝置完成無(wú)功功 率調(diào)節(jié) 6 運(yùn)行人員手動(dòng)操作控制 操作人員通過(guò)人機(jī)接口 可進(jìn)行機(jī)組工況轉(zhuǎn)換控制 進(jìn)行手動(dòng)操作有功功 率和無(wú)功功率的調(diào)節(jié) 斷路器 隔離開(kāi)關(guān)分合手動(dòng)操作 報(bào)警的手動(dòng)復(fù)歸 5 2 5 綜合參數(shù)統(tǒng)計(jì) 計(jì)算 分析 1 電量累加計(jì)算 對(duì)全站各有功電度量 無(wú)功電度量進(jìn)行周期分項(xiàng)分時(shí)累加 存入計(jì)算數(shù)據(jù) 庫(kù) 供顯示并打印制表 各電量分時(shí)累加計(jì)算內(nèi)容有 各機(jī)組本班 日 月 年的有 無(wú)功發(fā)電量 全廠本班 日 月 年的有 無(wú)功總發(fā)電量 總送電量 各出線本班 日 月 年的有 無(wú)功送電量 廠用電系統(tǒng) 近區(qū)內(nèi)系統(tǒng)不同用電類(lèi)別本班 日 月 年的用電量 全廠本班 日 月 年的廠用電率 2 綜合計(jì)算 包括 機(jī)組平均耗水率 平均效率計(jì)算 對(duì)每臺(tái)機(jī)組在一定時(shí)間間隔內(nèi) 班 日 月 年 的發(fā)電用水的耗水量與 發(fā)出的有功電能之比 有功電能與輸入的水能之比進(jìn)行計(jì)算 可得到每臺(tái)機(jī)的 耗水率與效率 進(jìn)而可計(jì)算出全廠平均耗水率和平均效率 機(jī)組溫度分析計(jì)算 DCAP 3580 有溫度巡檢功能 用于采集處理機(jī)組 包括主變 溫度量 水 機(jī)自動(dòng)控制屏進(jìn)行正常的格式化 越復(fù)限等處理后送主機(jī)進(jìn)行以下計(jì)算 軸瓦及定子線圈分組的溫度最高值 最低值 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差值及變異 系數(shù)的分析計(jì)算 開(kāi) 停機(jī)過(guò)程的正常溫度值計(jì)算及與實(shí)測(cè)值的比較分析 3 主要設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算 對(duì)機(jī)組 斷路器 機(jī)組壓油裝置等重要?jiǎng)恿υO(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 對(duì)繼 電保護(hù)及自動(dòng)裝置動(dòng)作情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 統(tǒng)計(jì)值可由運(yùn)行人員以人機(jī)對(duì)話的方式 進(jìn)行初始值的設(shè)置或修改 5 2 6 打印記錄 系統(tǒng)打印分為隨機(jī)打印 定時(shí)自動(dòng)打印和召喚打印三種方式 隨機(jī)打印 用以記錄系統(tǒng)的各種操作 事故 故障等各類(lèi)報(bào) 警語(yǔ)句 自動(dòng)打印 定時(shí)打印 用未打印各類(lèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表 運(yùn)行記錄及運(yùn)行日志等 定時(shí)自動(dòng)進(jìn)行 召喚打印 為運(yùn)行人員調(diào)用 隨機(jī)召喚打印 調(diào)用方式為鼠 標(biāo) 專(zhuān)用功能軟件 本計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)有一臺(tái)漢字打印機(jī) 用于規(guī)則報(bào)表打印及隨機(jī)打印 事故報(bào)警 5 2 7 屏幕顯示 1 顯示主要運(yùn)行參數(shù) 各機(jī)組有功 無(wú)功 電站總有功 無(wú)功等 極 限值與實(shí)際值 設(shè)定與實(shí)時(shí)值對(duì)比及有關(guān)運(yùn)行指標(biāo)的顯示等 顯示的主要畫(huà)面有以下幾類(lèi) 單線圖 曲線類(lèi) 棒圖類(lèi) 事故畫(huà)面具有事故自動(dòng)推出和最高的優(yōu)先權(quán) 采用多窗口技術(shù) 2 報(bào)警畫(huà)面類(lèi) 包括模擬量的越限報(bào)警 越限提示以及有關(guān)參數(shù)的趨勢(shì)報(bào)警 事故 故障 順序記錄 3 操作指導(dǎo)畫(huà)面類(lèi) 包括正常操作和事故操作指導(dǎo) 如根據(jù)電站主設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) 提出運(yùn)行操 作和調(diào)整的