水電站監(jiān)控系統(tǒng)-foxnicco

1、水力發(fā)電廠自動化控制水力發(fā)電廠自動化控制Automatic Control of Hydropower Plant中國華電集團公司中國華電集團公司 四川寶珠寺水力發(fā)電廠四川寶珠寺水力發(fā)電廠CHINA HUADIAN CORPORATION SICHUAN BAOZHUSI HYDROPOWER PLANT寶珠寺水力發(fā)電廠水洛河項目部寶珠寺水力發(fā)電廠水洛河項目部Automatic Control of Hydropower Plant緒論緒論v本講包含的內(nèi)容本講包含的內(nèi)容n監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能n監(jiān)控系統(tǒng)檢修、維護及試驗監(jiān)控系統(tǒng)檢修、維護及試驗Automatic Control o

2、f Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v計算機監(jiān)控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法計算機監(jiān)控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法n作為水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的維護人員，應(yīng)對水電廠的整個系統(tǒng)概念比較清楚，作為水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的維護人員，應(yīng)對水電廠的整個系統(tǒng)概念比較清楚，比如本廠的一次設(shè)備、二次設(shè)備、油水氣系統(tǒng)等等，因為這些都是監(jiān)控系比如本廠的一次設(shè)備、二次設(shè)備、油水氣系統(tǒng)等等，因為這些都是監(jiān)控系統(tǒng)的控制和監(jiān)視對象，沒有這些信息，監(jiān)控系統(tǒng)就不知道要做些什么。統(tǒng)的控制和監(jiān)視對象，沒有這些信息，監(jiān)控系統(tǒng)就不知道要做些什么。n收集、整理該廠監(jiān)控系統(tǒng)所須的一些資料，比如一、二次接線圖紙、控制收集、整理該廠監(jiān)控系統(tǒng)

3、所須的一些資料，比如一、二次接線圖紙、控制流程設(shè)計圖、要輸入的信息內(nèi)容即所謂的側(cè)點定義表內(nèi)容（包括模擬量、流程設(shè)計圖、要輸入的信息內(nèi)容即所謂的側(cè)點定義表內(nèi)容（包括模擬量、開關(guān)量、開出量、語音語句、模擬量工程值等）。開關(guān)量、開出量、語音語句、模擬量工程值等）。n要和運行人員對監(jiān)控系統(tǒng)存在問題多進行討論，因為一般情況運行人員對要和運行人員對監(jiān)控系統(tǒng)存在問題多進行討論，因為一般情況運行人員對全廠系統(tǒng)概念更清楚，并且使用人員也是運行人員，他們會根據(jù)需要提供全廠系統(tǒng)概念更清楚，并且使用人員也是運行人員，他們會根據(jù)需要提供對人機界面更合理的要求。維護人員根據(jù)運行人員提出的要求對監(jiān)控系統(tǒng)對人機界面更合理的要

4、求。維護人員根據(jù)運行人員提出的要求對監(jiān)控系統(tǒng)的人機界面進行完善的人機界面進行完善Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展n以常規(guī)控制為主、計算機控制為輔的控制系統(tǒng)以常規(guī)控制為主、計算機控制為輔的控制系統(tǒng)n這一類型的控制系統(tǒng)計算機主要承擔(dān)監(jiān)視的任務(wù)、只承擔(dān)一小部分的這一類型的控制系統(tǒng)計算機主要承擔(dān)監(jiān)視的任務(wù)、只承擔(dān)一小部分的控制功能如并網(wǎng)操作。大部分的控制任務(wù)還是由常規(guī)控制系統(tǒng)來完成控制功能如并網(wǎng)操作。大部分的控制任務(wù)還是由常規(guī)控制系統(tǒng)來完成n以計算機控制為主、常規(guī)控制為輔的控

5、制系統(tǒng)以計算機控制為主、常規(guī)控制為輔的控制系統(tǒng)n這一類型的控制系統(tǒng)計算機就主要承擔(dān)了控制和監(jiān)視的任務(wù)，但還有這一類型的控制系統(tǒng)計算機就主要承擔(dān)了控制和監(jiān)視的任務(wù)，但還有一些設(shè)備如輔助控制設(shè)備等還須靠常規(guī)控制。一些設(shè)備如輔助控制設(shè)備等還須靠常規(guī)控制。n全計算機監(jiān)控系統(tǒng)全計算機監(jiān)控系統(tǒng)n目前新建的大、中型水電廠都采用了這一類型的控制，我廠就采用全目前新建的大、中型水電廠都采用了這一類型的控制，我廠就采用全計算機監(jiān)控系統(tǒng)控制。全廠的設(shè)備控制和監(jiān)視任務(wù)都由計算機來完成計算機監(jiān)控系統(tǒng)控制。全廠的設(shè)備控制和監(jiān)視任務(wù)都由計算機來完成。這時的監(jiān)控系統(tǒng)就如人的大腦及分布全身的神經(jīng)系統(tǒng)，是全廠設(shè)備。這時的監(jiān)控系統(tǒng)

6、就如人的大腦及分布全身的神經(jīng)系統(tǒng)，是全廠設(shè)備的控制中心和信息樞紐中心。的控制中心和信息樞紐中心。Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置n廠站系統(tǒng)層（上位機）廠站系統(tǒng)層（上位機）n網(wǎng)絡(luò)通訊層網(wǎng)絡(luò)通訊層n現(xiàn)地裝置層（下位機）現(xiàn)地裝置層（下位機）n上位機、下位機概念上位機、下位機概念n與現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生直接與現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生直接關(guān)系的計算機通常被關(guān)系的計算機通常被稱為下位機。用來控稱為下位機。用來控制下位機的計算機是制下位機的計算機是被稱為上位機。被稱為上位機。廠站系統(tǒng)層監(jiān)控設(shè)備

7、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備現(xiàn)地層監(jiān)控設(shè)備遠(yuǎn)方控制中心監(jiān)控系統(tǒng)控制回路采集回路站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v廠站層系統(tǒng)（廠站層系統(tǒng)（1 1） 位于計算機房和中控室。它的主要功能：數(shù)據(jù)采集和處理、監(jiān)視和控制、歷史數(shù)據(jù)存儲、記錄和報表、通訊控制、電站運行管理、系統(tǒng)診斷、軟件開發(fā)、系統(tǒng)擴充和語音報警、AGC/AVC經(jīng)濟運行等高級功能。n實時數(shù)據(jù)服務(wù)器實時數(shù)據(jù)服務(wù)器( (冗余熱備冗余熱備) )n監(jiān)控系統(tǒng)啟

8、動軟件、應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫均在主計算機中，并對監(jiān)控系統(tǒng)啟動軟件、應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫均在主計算機中，并對監(jiān)控系統(tǒng)進行診斷，統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理。監(jiān)控系統(tǒng)進行診斷，統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理。n歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器( (集群系統(tǒng)集群系統(tǒng)+RAID)+RAID)n歷史數(shù)據(jù)儲存歷史數(shù)據(jù)儲存n工程應(yīng)用維護工作站工程應(yīng)用維護工作站n完成系統(tǒng)的開發(fā)，編制和修改應(yīng)用軟件，建立數(shù)據(jù)庫，建立顯完成系統(tǒng)的開發(fā)，編制和修改應(yīng)用軟件，建立數(shù)據(jù)庫，建立顯示圖表和記錄，初始化參數(shù)，檢索歷史記錄，系統(tǒng)管理及故障示圖表和記錄，初始化參數(shù)，檢索歷史記錄，系統(tǒng)管理及故障診斷等工作。診斷等工作。Automatic Control of Hydropo

9、wer Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v廠站層系統(tǒng)（廠站層系統(tǒng)（2 2）n操作員工作站操作員工作站n做為主要的人機接口，主要提設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和控制、報警監(jiān)視做為主要的人機接口，主要提設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和控制、報警監(jiān)視、記錄和報表查詢、歷史曲線查詢、電站運行管理等功能。、記錄和報表查詢、歷史曲線查詢、電站運行管理等功能。n操作員工作站的人機界面可分為：操作員工作站的人機界面可分為：n畫面索引。畫面索引總體上可分為：監(jiān)視畫面、操作控制畫面。監(jiān)視畫面有：全廠主接線圖及開關(guān)、刀閘和主要參數(shù)圖；機組溫度監(jiān)視圖；機組非電量監(jiān)視圖和勵磁系統(tǒng)監(jiān)視圖；快速閘門監(jiān)視圖，全廠事故故障光字牌，監(jiān)控系統(tǒng)

10、現(xiàn)地LCU模塊監(jiān)視圖，溫度曲線圖等。n報表索引：包括事故一覽表、故障一覽表、狀變一覽表、自診斷一覽表、操作一覽表、越復(fù)限一覽表、事故追憶表和運行日志。n測點索引：主要是顯示模擬量、開出量、溫度量、脈沖量，狀變量和中斷量的狀態(tài)，通過測點的索引，可查上述變量名，變量的狀態(tài)以及變量的投退等情況。n報警窗口：顯示設(shè)備狀態(tài)變化的實時文字報警。Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v廠站層系統(tǒng)（廠站層系統(tǒng)（3 3）n報警信息服務(wù)器（含報警信息服務(wù)器（含ON-CALLON-CALL功能）功能）n語音報警功能、電話通知功能、短信通

11、知功能語音報警功能、電話通知功能、短信通知功能n通信服務(wù)器通信服務(wù)器n廠內(nèi)通訊機：和廠內(nèi)設(shè)備進行通訊，一般包括電能量、振動擺廠內(nèi)通訊機：和廠內(nèi)設(shè)備進行通訊，一般包括電能量、振動擺度、直流系統(tǒng)等裝置度、直流系統(tǒng)等裝置n廠外通訊機：和省調(diào)、地調(diào)進行通訊廠外通訊機：和省調(diào)、地調(diào)進行通訊nWebWeb信息服務(wù)器信息服務(wù)器n通過通過WEBWEB網(wǎng)向外部發(fā)放數(shù)據(jù)網(wǎng)向外部發(fā)放數(shù)據(jù)n安全性：單向隔離裝置、用戶權(quán)限認(rèn)證安全性：單向隔離裝置、用戶權(quán)限認(rèn)證Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v廠站層系統(tǒng)（廠站層系統(tǒng)（4 4）n打印服務(wù)

12、器打印服務(wù)器n報表、報警記錄、曲線的打印報表、報警記錄、曲線的打印n培訓(xùn)工作站培訓(xùn)工作站n培訓(xùn)功能（通過用戶認(rèn)證方式和工作站權(quán)限配置，限制工作站培訓(xùn)功能（通過用戶認(rèn)證方式和工作站權(quán)限配置，限制工作站的操作權(quán)限，防止培訓(xùn)人員操作過程中造成誤操作）的操作權(quán)限，防止培訓(xùn)人員操作過程中造成誤操作）n投影系統(tǒng)投影系統(tǒng)/ /大屏大屏n返回屏功能返回屏功能nGPSGPS接收機接收機+ +同步時鐘分配器同步時鐘分配器n接收接收GPSGPS時鐘號，并對監(jiān)控系統(tǒng)全系統(tǒng)主機進行對時時鐘號，并對監(jiān)控系統(tǒng)全系統(tǒng)主機進行對時Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計

13、算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v硬件連接硬件連接n高速網(wǎng)絡(luò)高速網(wǎng)絡(luò)n串行串行( (同步同步/ /異步異步) )n現(xiàn)場總線等現(xiàn)場總線等v外部通訊系統(tǒng)外部通訊系統(tǒng)n上級調(diào)度上級調(diào)度n現(xiàn)場智能設(shè)備現(xiàn)場智能設(shè)備n狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測n工業(yè)電視工業(yè)電視n消防系統(tǒng)消防系統(tǒng)n生產(chǎn)管理系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)n輔設(shè)控制系統(tǒng)輔設(shè)控制系統(tǒng)n閘門控制系統(tǒng)閘門控制系統(tǒng)n電能計量系統(tǒng)等電能計量系統(tǒng)等Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊v網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n星形星形n環(huán)形環(huán)形n總線形總線形n樹形樹形n網(wǎng)狀形網(wǎng)狀形n混合形混合形v常用結(jié)構(gòu)常用結(jié)構(gòu)n星形星形n

14、環(huán)形環(huán)形Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊v星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)涫怯芍醒牍?jié)點和通過點到通信鏈路接到中央節(jié)點的各個站點組成星形拓?fù)涫怯芍醒牍?jié)點和通過點到通信鏈路接到中央節(jié)點的各個站點組成v優(yōu)點優(yōu)點n控制簡單控制簡單n故障診斷和隔離容易故障診斷和隔離容易n信道利用率高信道利用率高v缺點缺點n電纜長度和安裝工作量較大電纜長度和安裝工作量較大Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊v星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)由站點和連接

15、站的鏈路組成一個閉合環(huán)環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)由站點和連接站的鏈路組成一個閉合環(huán)v優(yōu)點優(yōu)點n電纜長度短電纜長度短n增加或減少工作站時，僅需簡單增加或減少工作站時，僅需簡單的連接操作的連接操作v缺點缺點n多節(jié)點的故障會引起全網(wǎng)故障多節(jié)點的故障會引起全網(wǎng)故障n信道利用率較低信道利用率較低Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊v 監(jiān)控系統(tǒng)中的通信監(jiān)控系統(tǒng)中的通信n局域網(wǎng)通信介質(zhì)（局域網(wǎng)通信介質(zhì)（1）n雙絞線雙絞線 Twist-Pairn最大傳輸距離為最大傳輸距離為100m n屏蔽屏蔽/非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線 STP/UTP: Sh

16、ielded/Unshielded TPn五類五類/超五類：適用于超五類：適用于100M/1000M以太網(wǎng)以太網(wǎng)n 光纖光纖 Optical Fiber n損耗低，傳輸距離長?？垢蓴_能力強，誤碼率低。通道容量大，傳損耗低，傳輸距離長?？垢蓴_能力強，誤碼率低。通道容量大，傳輸速率快。較銅質(zhì)導(dǎo)線重量輕，絕緣性能好，且經(jīng)濟。輸速率快。較銅質(zhì)導(dǎo)線重量輕，絕緣性能好，且經(jīng)濟。 e.g. P122 Lc1C2121n數(shù)據(jù)傳輸速率可達數(shù)據(jù)傳輸速率可達1Gbpsn單模單模(Single Mode )光纖：只提供一條光路，具有更大的通信光纖：只提供一條光路，具有更大的通信容量和更遠(yuǎn)的傳輸距離（約容量和更遠(yuǎn)的傳輸

17、距離（約120km）。）。 n多模多模(Multiple Mode)光纖：使用多條光路傳輸同一信號，通過光纖：使用多條光路傳輸同一信號，通過光的折射來控制傳輸速度。光的折射來控制傳輸速度。 傳輸距離因型號而不同，通常為傳輸距離因型號而不同，通常為275m/550m，一般不超過，一般不超過2km。Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊v 監(jiān)控系統(tǒng)中的通信監(jiān)控系統(tǒng)中的通信n局域網(wǎng)通信介質(zhì)（局域網(wǎng)通信介質(zhì)（2）n同軸電纜（同軸電纜（Coaxial Cable）n基帶同軸電纜，又稱網(wǎng)絡(luò)同軸電纜基帶同軸電纜，又稱網(wǎng)絡(luò)同軸電纜

18、 n數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率10Mbps n可分為粗纜和細(xì)纜：粗纜可分為粗纜和細(xì)纜：粗纜(RG-11，阻抗，阻抗75 )的直徑為的直徑為1.27厘厘米，最大傳輸距離達到米，最大傳輸距離達到500米。細(xì)纜米。細(xì)纜(RG-58，阻抗，阻抗50 )的直的直徑為徑為0.26厘米，最大傳輸距離厘米，最大傳輸距離185米。米。n較易受干擾較易受干擾v 通信信號接口通信信號接口nRJ45 IEC (60)603-7標(biāo)準(zhǔn)化以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)化以太網(wǎng)接口nDB9、DB25 RS232、RS485串口標(biāo)準(zhǔn)接口串口標(biāo)準(zhǔn)接口Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊計

19、算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊v 監(jiān)控系統(tǒng)中的通信監(jiān)控系統(tǒng)中的通信n通信協(xié)議通信協(xié)議/規(guī)約規(guī)約nModbus/Modbus Plusn一種標(biāo)準(zhǔn)的串口通訊規(guī)約一種標(biāo)準(zhǔn)的串口通訊規(guī)約 ，定義了連接口的針腳、電纜、信號位，定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。、傳輸波特率、奇偶校驗。 Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊v 監(jiān)控系統(tǒng)中的通信監(jiān)控系統(tǒng)中的通信n數(shù)據(jù)傳輸速率的表示方式數(shù)據(jù)傳輸速率的表示方式n帶寬：單位時間內(nèi)能夠在線路上傳送的最大數(shù)據(jù)量帶寬：單位時間內(nèi)能夠在線路上傳送的最大數(shù)據(jù)量n單位單位 ：bit/

20、s，即，即bps（注意：大寫（注意：大寫B(tài)表示字節(jié)表示字節(jié)Bytes）n描述帶寬時常常把單位省略，如稱帶寬為描述帶寬時常常把單位省略，如稱帶寬為10M，實際是指，實際是指10Mbps。 n系統(tǒng)的信號帶寬不但與信號傳輸介質(zhì)有關(guān)，而且與收發(fā)信號裝置的性能系統(tǒng)的信號帶寬不但與信號傳輸介質(zhì)有關(guān)，而且與收發(fā)信號裝置的性能有關(guān)。有關(guān)。n區(qū)別單位：波特率區(qū)別單位：波特率 baudn表示每秒所傳輸分立信號的元素數(shù)表示每秒所傳輸分立信號的元素數(shù) n信號元素可為多位（多信號元素可為多位（多bit）編碼）編碼n如果每個信號元素只表示一位（如果每個信號元素只表示一位（1bit）時，波特與）時，波特與bit/s同義同義

21、Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)v現(xiàn)地裝置層現(xiàn)地裝置層n可獨立運行的現(xiàn)地主控制單元（脫離上位機獨立運行，可在現(xiàn)場完成可獨立運行的現(xiàn)地主控制單元（脫離上位機獨立運行，可在現(xiàn)場完成對設(shè)備的監(jiān)視控制功能）對設(shè)備的監(jiān)視控制功能）nPLCPLCn現(xiàn)地人機交互設(shè)備現(xiàn)地人機交互設(shè)備n觸摸屏n分布式分布式I/OI/O單元單元n同步時鐘接收器同步時鐘接收器n對時方式：串口對時、分對時n現(xiàn)地配套裝置現(xiàn)地配套裝置n手、自動準(zhǔn)同期裝置n交流采樣裝置Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系

22、統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能n下位機指現(xiàn)地控制單元（下位機指現(xiàn)地控制單元（LCU）nLocal Control Unitn通常有機組通常有機組LCU、開關(guān)站、開關(guān)站LCU、公用、公用LCU、閘門、閘門LCU等等n機組LCU：完成對機組單元設(shè)備的監(jiān)視、控制功能，開關(guān)的同期并網(wǎng)。n開關(guān)站LCU：完成對開關(guān)站設(shè)備的監(jiān)視、控制功能，集中同期功能。n公用LCU：完成對廠用10 kV、400V、公用輔助設(shè)備的監(jiān)視、控制功能。n閘門LCU：完成對泄洪設(shè)備的監(jiān)視、控制功能。nLCU（屏柜）的構(gòu)成（屏柜）的構(gòu)成n工業(yè)觸摸屏或工控機(IPM)n可編程控制器(PLC ，Programmable Logic Contro

23、ller )模塊n手動準(zhǔn)同期裝置（MSY）和自動準(zhǔn)同期裝置（ASY）n串行通訊控制器（CPC）、交換機（ESW）等通訊裝置n電能表、交流采樣儀等電測儀表n轉(zhuǎn)接端子、接口電路、電源等附屬電路n機柜Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 監(jiān)控系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)中PLC模塊的分類功能模塊的分類功能nCPU模塊：控制和邏輯計算、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊：控制和邏輯計算、網(wǎng)絡(luò)通訊n通信模塊通信模塊n各各PLC模塊、子站間的現(xiàn)場總線通信模塊、子站間的現(xiàn)場總線通信n現(xiàn)地現(xiàn)地LCU與上位機間的網(wǎng)絡(luò)通信與上位機間的網(wǎng)絡(luò)通信n信號輸入模塊信號輸入模塊n信號

24、輸出模塊信號輸出模塊n其它功能模塊：如通訊模塊、電源模塊等其它功能模塊：如通訊模塊、電源模塊等n現(xiàn)地現(xiàn)地LCU的所有的所有PLC模塊構(gòu)成了一個完整的計算機系統(tǒng)模塊構(gòu)成了一個完整的計算機系統(tǒng)n總線（總線（Bus）n是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束導(dǎo)線組成的傳輸線束Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 監(jiān)控系統(tǒng)中的信號監(jiān)控系統(tǒng)中的信號n輸入信號輸入信號(Input)分類（分類（1）n中斷輸入量（中斷輸入量（Interrupt In

25、put）n即即SOE（Sequence of Event，事件順序記錄）量，事件順序記錄）量n需要控制單元根據(jù)其動作情況作出迅速反應(yīng)（如保護出口量需要控制單元根據(jù)其動作情況作出迅速反應(yīng)（如保護出口量）n帶有時標(biāo)（通常精確到毫秒級），便于事故分析帶有時標(biāo)（通常精確到毫秒級），便于事故分析n屬于較特殊的開關(guān)輸入量（屬于較特殊的開關(guān)輸入量（DI）n分辨率要求：分辨率要求：2msAutomatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 監(jiān)控系統(tǒng)中的信號監(jiān)控系統(tǒng)中的信號n輸入信號輸入信號(Input)分類（分類（2）n一般開關(guān)量輸入信號一般開關(guān)量輸

26、入信號/掃查量（掃查量（Digital Input）n脈沖輸入量（脈沖輸入量（Impulse Input）n模擬輸入量模擬輸入量n一般模擬輸入量（一般模擬輸入量（Analog Input）nRTD輸入量輸入量n輸出信號（輸出信號（Output）分類）分類n開關(guān)量輸出信號（開關(guān)量輸出信號（DO）n模擬輸出量（模擬輸出量（AO）Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制對設(shè)備的不同狀態(tài)進行定義，操作員發(fā)目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制令，程序根據(jù)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)流程以達到控制設(shè)備的目的。n機組狀態(tài)機組

27、狀態(tài)n停機態(tài):斷路器在分、出口刀閘在合、機組轉(zhuǎn)速5%、電壓95%、電壓95%、電壓90%n發(fā)電態(tài):斷路器在合、出口刀閘在合、機組轉(zhuǎn)速95%、電壓90%n斷路器、隔離開關(guān)狀態(tài)斷路器、隔離開關(guān)狀態(tài)n分閘位置n合閘位置n開機條件開機條件n進水口閘門全開/機組制動系統(tǒng)正常/制動閘(風(fēng)閘)已落下/調(diào)速器壓油系統(tǒng)正常/導(dǎo)葉全關(guān)位置/發(fā)電機出口斷路器在分/機組無機電事故n勵磁開關(guān)在分/接力器鎖定拔出/冷卻水系統(tǒng)正常n其它Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 水機保護功能水機保護功能n機組事故停機分類（機組事故停機分類（1） 按事故級

28、別不同，即動作后果不同，一般事故停機分為以下按事故級別不同，即動作后果不同，一般事故停機分為以下3類：類：n事故停機:n電氣事故n電氣保護全停出口n勵磁事故n機械事故n機組溫度過高n密封水、冷卻水中斷延時（溫度保護后備）n油槽油位不正常（溫度保護后備）n調(diào)速器故障n事故停機按鈕n上位機事故停機令n動作后果n分機組出口斷路器、分滅磁開關(guān)/逆變滅磁、投調(diào)速器緊急停機電磁閥、調(diào)用空轉(zhuǎn)-停機流程Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 水機保護功能水機保護功能n機組事故停機分類（機組事故停機分類（2）n緊急停機:n機組二級過速（轉(zhuǎn)

29、速140%）n調(diào)速器事故低油壓n剪斷銷剪斷、拐臂錯位/卡阻n緊急停機按鈕（薩揚事故后，要求在中控室安裝緊急停機按鈕）n上位機緊急停機令n動作后果n落快速閘門/關(guān)蝶閥、分機組出口斷路器、分滅磁開關(guān)/逆變滅磁、投調(diào)速器緊急停機電磁閥、調(diào)用空轉(zhuǎn)-停機流程Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 水機保護功能水機保護功能n機組事故停機分類（機組事故停機分類（3）n主配拒動:n機組一級過速（轉(zhuǎn)速115%且主配關(guān)方向未動作且導(dǎo)葉位置空載以上且斷路器在分）n動作后果n投事故配壓閥（過速限制器）、分機組出口斷路器、分滅磁開關(guān)/逆變滅磁、投

30、調(diào)速器緊急停機電磁閥、調(diào)用空轉(zhuǎn)-停機流程Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 流程的優(yōu)先級流程的優(yōu)先級n機組普通控制流程（操作人員控制啟動）機組普通控制流程（操作人員控制啟動）n事故停機控制流程（裝置自啟動、操作人員控制啟動）事故停機控制流程（裝置自啟動、操作人員控制啟動）n主配拒動控制流程（裝置自啟動）主配拒動控制流程（裝置自啟動）n緊急停機控制流程（裝置自啟動、操作人員控制啟動）緊急停機控制流程（裝置自啟動、操作人員控制啟動）v 高優(yōu)先級流程中止低優(yōu)先級流程高優(yōu)先級流程中止低優(yōu)先級流程v 溫度保護：溫度保護：n溫度

31、測量方式溫度測量方式n溫度量模塊溫度量模塊n溫度測量裝置溫度測量裝置n判斷溫度過高的處理方法：判斷溫度過高的處理方法：n溫度值合法性判定（梯度）溫度值合法性判定（梯度）+溫度越限溫度越限+單側(cè)相鄰點溫度過高單側(cè)相鄰點溫度過高n溫度值合法性判定（梯度）溫度值合法性判定（梯度）+溫度越限溫度越限+兩側(cè)相鄰點趨勢判定兩側(cè)相鄰點趨勢判定n梯度判定：單位時間內(nèi)溫度變化小于定值梯度判定：單位時間內(nèi)溫度變化小于定值目的：防止溫度保護誤動目的：防止溫度保護誤動Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 常規(guī)水機保護常規(guī)水機保護n常規(guī)水機保護

32、和常規(guī)水機保護和LCU水機保護的關(guān)系水機保護的關(guān)系n并列：同時動作并列：同時動作v 事故追憶事故追憶n記錄系統(tǒng)或指定設(shè)備在事故發(fā)生過程中及發(fā)生前、后的工況（數(shù)據(jù)）記錄系統(tǒng)或指定設(shè)備在事故發(fā)生過程中及發(fā)生前、后的工況（數(shù)據(jù)）Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 其他控制功能（其他控制功能（1）nPQ調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)（PID）n閉環(huán)調(diào)節(jié)，開環(huán)運行閉環(huán)調(diào)節(jié)，開環(huán)運行n環(huán)是指信息的路徑環(huán)是指信息的路徑n閉環(huán)控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出量對控制有直接影響的系統(tǒng)，即反饋控制閉環(huán)控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)的輸出量對控制有直接影響的系統(tǒng)，即反饋控制系統(tǒng)。客

33、觀上講其輸出部分影響輸入。系統(tǒng)?？陀^上講其輸出部分影響輸入。 n開環(huán)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)輸出由輸入完全決定，輸出不影響輸入。開環(huán)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)輸出由輸入完全決定，輸出不影響輸入。Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 其他控制功能（其他控制功能（2）n自動發(fā)電控制自動發(fā)電控制AGCnAutomatic Generation Control n在滿足輸入和限制的條件下以迅速、經(jīng)濟的方式自動控制整個電站的有在滿足輸入和限制的條件下以迅速、經(jīng)濟的方式自動控制整個電站的有功功率來滿足系統(tǒng)的需要。根據(jù)電力系統(tǒng)負(fù)荷和頻率要求實現(xiàn)全廠參加功

34、功率來滿足系統(tǒng)的需要。根據(jù)電力系統(tǒng)負(fù)荷和頻率要求實現(xiàn)全廠參加AGC機組的經(jīng)濟負(fù)荷分配并提出機組運行的優(yōu)化組合指導(dǎo)。具體表現(xiàn)機組的經(jīng)濟負(fù)荷分配并提出機組運行的優(yōu)化組合指導(dǎo)。具體表現(xiàn)為根據(jù)遠(yuǎn)方調(diào)度下達的日負(fù)荷曲線或運行人員給定的全廠總有功功率實為根據(jù)遠(yuǎn)方調(diào)度下達的日負(fù)荷曲線或運行人員給定的全廠總有功功率實現(xiàn)電廠的經(jīng)濟調(diào)度。以省水多發(fā)為目標(biāo)，在振動、汽蝕等條件的約束下現(xiàn)電廠的經(jīng)濟調(diào)度。以省水多發(fā)為目標(biāo)，在振動、汽蝕等條件的約束下確定在當(dāng)時水頭下電站機組的運行臺數(shù)最佳組合，并按等微增率法或平確定在當(dāng)時水頭下電站機組的運行臺數(shù)最佳組合，并按等微增率法或平均分配法實現(xiàn)運行機組間的最佳負(fù)荷分配。可以在主控層

35、設(shè)定全廠或單均分配法實現(xiàn)運行機組間的最佳負(fù)荷分配?？梢栽谥骺貙釉O(shè)定全廠或單臺機組臺機組AGC投入投入/退出或遠(yuǎn)方退出或遠(yuǎn)方/現(xiàn)地工作方式。現(xiàn)地工作方式。AGC的控制可分為定值的控制可分為定值/曲線、開環(huán)曲線、開環(huán)/閉環(huán)、功率控制閉環(huán)、功率控制/頻率控制等方式。頻率控制等方式。Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能v 其他控制功能（其他控制功能（3）n自動電壓控制自動電壓控制 AVCnAutomatic Voltage Control n自動電壓控制（自動電壓控制（AVC）是指監(jiān)控系統(tǒng)在正常運行時對母線電壓及全廠）是指監(jiān)控系

36、統(tǒng)在正常運行時對母線電壓及全廠的無功進行控制，在保證機組安全運行的條件下為系統(tǒng)提供可充分利用的無功進行控制，在保證機組安全運行的條件下為系統(tǒng)提供可充分利用的無功功率，減少電廠的功率損耗。具體表現(xiàn)為根據(jù)設(shè)定的全廠總無功的無功功率，減少電廠的功率損耗。具體表現(xiàn)為根據(jù)設(shè)定的全廠總無功功率在電廠運行機組上實現(xiàn)無功功率分配。可以在工作站設(shè)定全廠或單功率在電廠運行機組上實現(xiàn)無功功率分配?？梢栽诠ぷ髡驹O(shè)定全廠或單臺機組的臺機組的AVC投入投入/退出或遠(yuǎn)方退出或遠(yuǎn)方/現(xiàn)地工作方式?？蓪崿F(xiàn)無功現(xiàn)地工作方式?？蓪崿F(xiàn)無功/電壓、電壓、定值定值/曲線、開環(huán)曲線、開環(huán)/閉環(huán)等控制方式?？砂唇o定閉環(huán)等控制方式。可按給定2

37、20KV母線電壓曲線調(diào)母線電壓曲線調(diào)節(jié)并可合理分配各機組的無功同時考慮機組無功的最大和最小限制。節(jié)并可合理分配各機組的無功同時考慮機組無功的最大和最小限制。Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)檢修維護計算機監(jiān)控系統(tǒng)檢修維護v LCU的檢修維護的檢修維護nLCU的檢修項目的檢修項目n盤柜衛(wèi)生清掃盤柜衛(wèi)生清掃n端子緊固端子緊固n回路查對回路查對n 同期裝置整定值檢查校驗、同期裝置試驗同期裝置整定值檢查校驗、同期裝置試驗n元器件檢修元器件檢修n元器件外觀檢查、衛(wèi)生清掃nI/O模塊檢查n模擬量模塊線性度檢查nSOE量時間參數(shù)檢查n開出繼電器校驗開出繼

38、電器校驗n溫度測量裝置檢查溫度測量裝置檢查n電纜絕緣檢查（電源回路、電纜絕緣檢查（電源回路、PT回路、回路、CT回路、普通回路、普通I/O回路）回路）n使用兆歐表的規(guī)定：Ue60V者使用250V兆歐表。 60VUe380V者使用500V兆歐表。 380VUe660V者使用1000V兆歐表n交流回路外部端子對地的絕緣電阻不小于10M ，不接地直流回路對地絕緣電阻不小于1M ，或滿足受檢產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定。濕度較大的場合，絕緣電阻標(biāo)準(zhǔn)可酌情降低，但一般不得不小于1M 。Automatic Control of Hydropower Plant計算機監(jiān)控系統(tǒng)檢修維護計算機監(jiān)控系統(tǒng)檢修維護v LCU的檢修維護的檢修維護nLCU檢修后的主要試驗、檢查項目（檢修后的主要試驗、檢查項目（1）n電源檢查：對柜內(nèi)各電壓等級（電源檢查：對柜內(nèi)各電壓等級（AC220V、DC220V、DC24V、DC5V）進行檢查，各值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之內(nèi)。）進行檢查，各值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之內(nèi)。n一般情況下：220V 15V、24V 1V 、 5V 5%n開入信號查對開入信號查對n單點開出試驗單點開出試驗n事故停機流程試驗：模擬各事故信號，檢查事故停機流程試驗：模擬各事故信號，檢查LCU流程流程/常規(guī)水機保護啟常規(guī)水機保護啟動情況，動作情況，上位機報警情況動情況，動作情況，上位機