水電站監(jiān)控系統(tǒng)

水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)2023/2/41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，上位機系統(tǒng)的組網(wǎng)類型；4，下位機系統(tǒng)組成（LCU）；5，計算機監(jiān)控軟件介紹；6，觸摸屏監(jiān)控軟件介紹；2023/2/42一、水電站的類型2023/2/43一、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2023/2/44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2023/2/45壩式水電站結(jié)構(gòu)2023/2/46三門峽水電站2023/2/47三峽水電站2023/2/48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2023/2/49西津（河床式）水電站2023/2/410西津（河床式）水電站平面布置圖2023/2/411西津（河床式）水電站廠房橫剖面圖

2023/2/412葛洲壩水電站（河床式）2023/2/413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1074m。

2023/2/414有壓引水式水電站示意圖

2023/2/415無壓引水式水電站示意圖

2023/2/416廣西天湖水電站（引水式）2023/2/417北京下馬嶺引水電站2023/2/418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，

采用雙向機組；2023/2/419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)負荷低時（一般為夜晚），利用系統(tǒng)多余的電能帶動泵站機組將下庫的水抽到上庫(電動機+水泵)，以水的勢能形式貯存起來；放水發(fā)電：系統(tǒng)負荷高時（白天），將上庫的水放下來推動水輪發(fā)電機組(水輪機+發(fā)電機)發(fā)電，以補充系統(tǒng)中電能的不足。2023/2/420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械能，再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽òl(fā)電）的過程。

2023/2/421最大的潮汐電站－－法國朗斯電站2023/2/422江廈潮汐電站2023/2/423虹吸式水電站

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

2023/2/424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（水輪機壓力表指示）時，關閉充水閥和真空閥，充水結(jié)束。開啟水輪機導葉，水輪機旋轉(zhuǎn)，使虹吸管中形成水流，隨著導葉開度增大，虹吸管中水流增大，逐漸形成虹吸。2023/2/425虹吸式水電站模型2023/2/426二、水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組成2023/2/427計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組成從結(jié)構(gòu)上分：A、上位機系統(tǒng)包含操作員工作站、數(shù)據(jù)服務器、Web服務器、調(diào)度服務器、通信工作站、工程師站、On-call系統(tǒng)、通訊設備B、下位機系統(tǒng)主控制器、同期裝置、交流采樣裝置、開入開出設備、電源、按鈕指示燈C、網(wǎng)絡系統(tǒng)包含交換機、路由器、防火墻、物理隔離裝置等2023/2/428從產(chǎn)品功能上分：A、硬件系統(tǒng)完成測量、運算、控制的一系列設備B、軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：Windows2000、xp、unix、linux應用軟件：數(shù)據(jù)庫軟件、監(jiān)控軟件、通訊軟件、調(diào)度軟件2023/2/429計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史1、1952年首先在工業(yè)生產(chǎn)自動化中實現(xiàn)自動測量和數(shù)據(jù)處理。2、1954年開始使用計算機進行閉環(huán)控制。3、1958年開始水電站計算機閉環(huán)定值控制。4、1966年開始試驗計算機對生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制。5、1974年美國大古力電站（600萬千瓦）實現(xiàn)計算機閉環(huán)控制。2023/2/4306、我國70年代中期，首先在新安江電站對水輪發(fā)電機進行開機檢測，最早實現(xiàn)計算機閉環(huán)控制的是廣東流溪河電站。7、1984年自動同期裝置和微機調(diào)速器研制成功并投入運行。2023/2/431計算機監(jiān)控系統(tǒng)的作用1、自動控制；發(fā)電、空轉(zhuǎn)、空載、停機各狀態(tài)轉(zhuǎn)換、并網(wǎng)控制、自動負荷調(diào)節(jié)、輔助設備的控制。2、最優(yōu)發(fā)電控制；保證各機組合理的負荷分配、母線電壓控制、在高效率區(qū)間運行（AGC、AVC）3、自動事故處理；通過編寫的程序保證機組在非正常工況下的安全，如出現(xiàn)過速、過壓、電氣保護、機械事故等情況時的機組自動停機。4、安全檢測；對機組狀態(tài)、水工建筑物等重要設備進行安全檢測、在線分析。5、經(jīng)濟運行；通過水文資料，進行正確的負荷預報。2023/2/432如何學習計算機監(jiān)控系統(tǒng)如何學習本專業(yè)：1、熟悉主設備的工作原理。監(jiān)控系統(tǒng)是為主設備服務的。2、學會看二次圖紙。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。5、學習一定的理論知識，如自動控制原理、電力系統(tǒng)自動裝置。6、學會自學。知識是不斷進步的。2023/2/433對于水電站這樣一個具體的控制對象來水，計算機監(jiān)控系統(tǒng)不能獨立的來學習，我們常說的計算機監(jiān)控不能僅僅是電腦、PLC之類的東西，實際上是計算機軟件技術和調(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)，任何一個設備都會對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能產(chǎn)生影響。2023/2/434三、上位機系統(tǒng)2023/2/435監(jiān)控系統(tǒng)分布方式1、集中控制。由一臺或兩臺計算機完成對所有被控設備的遠方集中控制和監(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)地控制單元負責數(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)絡上的所有設備被認為是一個個獨立的結(jié)點，該結(jié)點存放與完成其結(jié)點功能相關的數(shù)據(jù)庫，不再設置一個總的數(shù)據(jù)庫，某一結(jié)點故障，不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。2023/2/436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)2023/2/437現(xiàn)場總線網(wǎng)水電站系統(tǒng)圖2023/2/438這種網(wǎng)絡結(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，一般通過計算機上的RS232口，連接Modem（調(diào)制解調(diào)器），再遠傳到調(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，所需實現(xiàn)功能也比較簡單，另外投資額也較低，因此計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設備盡可能地采用簡化配置方式。

2023/2/439雙前置機現(xiàn)場總線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)2023/2/440

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

2023/2/441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)品如微機調(diào)速器、微機勵磁系統(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)，必須用智能通訊設備作規(guī)約轉(zhuǎn)換，設備才能聯(lián)網(wǎng)。該方案的特點是成本較低、性能可靠、系統(tǒng)響應速度快。適用于通信協(xié)議復雜，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)

2023/2/443PLC直接上單以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

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這種網(wǎng)絡的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，而且不怕雷電干擾，可靠性高。系統(tǒng)可靠性極高、性價比高，設備直接上網(wǎng)便于網(wǎng)絡控制和管理，系統(tǒng)響應速度大大提高。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)。2023/2/445PLC直接上雙以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2023/2/446雙以太網(wǎng)工作非?？煽?，兩網(wǎng)同時工作，互為熱備用，一個網(wǎng)絡出了故障，另一個網(wǎng)絡仍能正常工作，并會發(fā)出告警信號，提醒維護人員進行維護。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)，要求每一個設備都要有雙以太網(wǎng)口，用此設備投資較大；雙以太網(wǎng)軟件要求更高，費用也較高，故一般適用于要求高的大中型水電站。2023/2/447單環(huán)冗余以太網(wǎng)

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環(huán)行網(wǎng)絡由多臺交換機連接成環(huán)行，設備連接到交換機上，在以太網(wǎng)交換機上配置生成樹協(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。如果某一個運行的網(wǎng)段出現(xiàn)故障，則阻塞的備用網(wǎng)段將會運行起來，使網(wǎng)絡繼續(xù)正常運轉(zhuǎn)。（長潭河、浪石灘）

2023/2/449雙環(huán)冗余以太網(wǎng)

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單環(huán)拓撲只能提供傳輸媒體的冗余。雙環(huán)拓撲可以建立一個具有冗余的網(wǎng)絡設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)控制設備可以分別連接到兩個以太網(wǎng)環(huán)上，實現(xiàn)了以太網(wǎng)接口、交換機和媒體的完全冗余。一旦檢測到網(wǎng)絡中斷，將重新構(gòu)建整個網(wǎng)絡，將網(wǎng)絡切換到備份的通道上，保證數(shù)據(jù)交換不會中斷。網(wǎng)絡重構(gòu)時間小于0.3S。

2023/2/451大型水電站計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

2023/2/452大型水電站計算機網(wǎng)絡

北京中水科H9000V3.0是一個大型水電站計算機監(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行的要求。（長潭河）

GEIFIX在電力行業(yè)應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。2023/2/453數(shù)字化水電站計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

2023/2/454數(shù)字化水電站計算機網(wǎng)絡1、數(shù)字化變電站、數(shù)字化水電站系統(tǒng)該由：智能化的一次設備；網(wǎng)絡化的二次設備；自動化的運行管理系統(tǒng)組成。2、一次設備（變壓器、發(fā)電機、勵磁設備、調(diào)速器、各種閥門、電動機、電容器、斷路器、隔離開關、接地開關、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設計，并設有以太網(wǎng)通訊口。2023/2/455數(shù)字化水電站計算機網(wǎng)絡3、電站內(nèi)常規(guī)的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、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準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的以太網(wǎng)網(wǎng)絡通信，所有設備都采用IEC61850《變電站網(wǎng)絡和系統(tǒng)》通訊規(guī)約。4、電站運行管理自動化系統(tǒng)應包括電力生產(chǎn)運行數(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)出電站設備檢修報告，即常規(guī)的電站設備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。2023/2/456水電站的ON-Call系統(tǒng)2023/2/457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，它與水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，利用無線尋呼技術、電話電信技術，將生產(chǎn)運行信息遠傳到相關人員的BP機、手機及固定電話上，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。2023/2/458四、下位機系統(tǒng)2023/2/459機組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、當上位機系統(tǒng)故障或退出運行后能單獨運行2023/2/460機組LCU的組成1、PLC（可編程控制器），核心部件；完成機組的開、停機操作；機組運行方式的選擇；機組有功、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。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)，完成機組與系統(tǒng)的并列4、輔助設備（24V電源、指示燈、按鈕、繼電器）5、觸摸屏，人機界面6、通訊設備（與調(diào)速、勵磁、溫度巡檢、交流采樣等設備的通訊）7、其他智能儀表（可選）如測溫、測速等設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。以上設備和相關自動化元器件即可構(gòu)成一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。2023/2/461PLC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）機架2023/2/462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）2023/2/463電量采集單元

測量發(fā)電機的電流、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2023/2/464微機同期裝置

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。2023/2/465微機自動準同期的條件2023/2/466微機自動準同期的原理2023/2/467機電式手動同期表MZ-101、用手動調(diào)節(jié)發(fā)電機的頻率和電壓；2、等待相位條件；3、用手動同期；4、作為微機自動準同期裝置的后備。2023/2/468電子式手動同期表1、采用單片機作電壓、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)電機頻率、電壓；4、手動同期操作。2023/2/469觸摸屏是一種只能運行程序，不能編程的計算機；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。2023/2/47024V開關電源

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2023/2/471手動開關及出口繼電器1、手動開關、按鈕、指示燈等作手動控制之用；2、出口繼電器用來放大PLC的觸點容量。2023/2/472自動化元件計算機監(jiān)控是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，要使一個PLC完成正常的邏輯運算和達到自動控制的目的，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際問題很有幫助，在實際工作中所發(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會要小的多。2023/2/473轉(zhuǎn)速信號裝置可用殘壓輸入和齒盤輸入兩種方式；殘壓取自機端PT齒盤取自大軸上的光電開關至少具有7輪可整定出口具有4-20mA變送輸出功能2023/2/474轉(zhuǎn)速信號裝置的作用1、當水輪機轉(zhuǎn)速上升到95％額定轉(zhuǎn)速時，發(fā)起勵和自動準同期命令；對于燈泡貫流式機組投高壓頂起油泵。2、轉(zhuǎn)速到115％時，和主配拒動組合緊急停機；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、當停機時，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)制動復歸命令。2023/2/475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。2023/2/476剪斷銷信號裝置

當水輪機導葉發(fā)生故障時，用來發(fā)信號及作水機保護之用。

當端子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。當與端③、④聯(lián)接的所有水輪機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。2023/2/477水輪機軸的擺動測量

水輪機擺度監(jiān)控儀用于測量水輪發(fā)電機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。

2023/2/478水輪機軸的震動測量

軸振動監(jiān)視保護儀用于測量水輪機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。2023/2/479水輪機軸的位移測量

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)視保護儀用于測量旋轉(zhuǎn)機械裝置（如汽輪機、風機、壓縮機、電機等）的轉(zhuǎn)子相對于固定部分的軸向位移。

2023/2/480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；2023/2/481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)其他同期點與系統(tǒng)的并列，如在主變高壓側(cè)、線路。4、輔助設備（24V電源、指示燈、按鈕、繼電器）5、觸摸屏，人機界面6、通訊設備（與電度計量、交流采樣、直流系統(tǒng)等智能設備的通訊）2023/2/482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。2023/2/483PLC模塊的連接2023/2/484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；2023/2/485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、輔助設備（24V電源、指示燈、按鈕、繼電器）5、觸摸屏，人機界面6、保護裝置（限位、載重限制等）2023/2/486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構(gòu)制造而成。其輸出信號有并行格雷碼、串行RS485、4-20mA標準模擬量。2023/2/487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，當閘門荷重大于預警值(額定荷重的90%)時向中控室報警，當大于超載值(額定荷重的110%)時報警并切斷相關回路。

2023/2/488開關站LCU屏1、完成開關站斷路器的自動控制；2、具有五防功能；3、大型電站采用；2023/2/489電度計量屏1、完成發(fā)電機、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與上位機聯(lián)網(wǎng)，自動打印報表；2023/2/490直流系統(tǒng)1、全廠設備控制回路供電；2、全廠開關合閘回路供電；3、部分直流設備供電；2023/2/491六、水電站繼電保護2023/2/492水電站常見保護1、35kV、110kV線路保護；2、發(fā)電機保護；3、變壓器保護；4、廠用變、勵磁變的監(jiān)控與保護；5、母線保護2023/2/4931、學習要求掌握各種保護的原理如何看繼電保護圖紙（原理圖、接線圖）掌握各自電站的繼電保護配置、工作原理掌握故障問題處理2023/2/4942、原理：以電流量作為動作判據(jù)；（如過流、速斷、過負荷、差動等保護）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)（復合電壓保護）以阻抗作為判據(jù)（距離保護、失磁保護）2023/2/4953、發(fā)電機：一，發(fā)電機故障類型：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)子繞組一點接地。5，轉(zhuǎn)子繞組二點接地。二，發(fā)電機不正常工作狀態(tài)：1，過負荷。2，定子繞組過電流。3，定子繞組過電壓。4，三相負荷不平衡。5，異步運行。6，過勵磁。7，非全相運行。8，逆功率。2023/2/496三、保護類型1,發(fā)電機縱差和不完全縱差保護（主保護）：2,發(fā)電機單元(零序）橫差保護：3，發(fā)電機復合電壓過流保護（后備保護）4，基波零序電壓與三次諧波電壓構(gòu)成100％定子接地保護：5，發(fā)電機過電壓保護：6，發(fā)電機負序過電流保護：7，轉(zhuǎn)子一點接地保護：8，發(fā)電機失磁保護：9，發(fā)電機定、反時限過勵磁保護：10，發(fā)電機失步保護11，發(fā)電機誤上電保護：12，定、反時限定子繞組過負荷：13，發(fā)電機逆功率保護：14，發(fā)電機斷路器失靈保護：2023/2/4974、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，變壓器不正常運行狀態(tài)：由外部短路或過負荷引起的過電流，油面降低，中性點電壓升高，過勵磁2023/2/498三、保護類型1、瓦斯保護：2、壓力釋放保護：3、溫度保護：4、差動保護：5、復合電壓過流保護：6、零序過流保護：7、零序過壓保護8、間隙零序電流保護9、變壓器過激磁保護：10、主變過負荷保護：11、阻抗保護12、變壓器冷卻器故障保護裝置2023/2/4995、廠變、勵磁變保護原理比較簡單，一般配置三段式過流保護速斷（無延時）限時電流保護定時電流保護2023/2/41006、線路保護對于10KV、35KV電壓等級的線路保護，一般配置三段式過流保護，特別較長的35KV線路和接入系統(tǒng)方式變化較大的，也有配置距離保護和零序保護的。（龍家山、平游橋）對于110KV及以上的線路全線速動保護（縱聯(lián)差動保護）（長潭河、程江口）反應接地和相間故障的距離保護、零序保護（洋溪）2023/2/41017、母線保護110KV以上的出線、多條出線的變電站配置母線保護。保護原理和差動保護一樣。2023/2/4102五、計算機監(jiān)控軟件介紹2023/2/4103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。2023/2/4104主控模塊：負責系統(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：與下位機通信、與調(diào)度通信數(shù)據(jù)庫管理模塊：分層分布式應用數(shù)據(jù)庫與實時數(shù)據(jù)庫相結(jié)合。即保護數(shù)據(jù)的實時性又保護數(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)進行查詢及顯示。報表模塊：可實現(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、外圍設備、通信接口、等設備和系統(tǒng)軟件的運行情況進行在線或離線診斷。當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。當診斷出外圍設備故障時能自動切除此設備并發(fā)報警信號及顯示。2023/2/4105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：完成實時語音告警。人機接口模塊：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。2023/2/4106上位機監(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)圖示例圖開機流程圖示例圖停機流程圖示例圖2023/2/4107主接線圖示例圖2023/2/4108遙測圖示例圖2023/2/4109遙信圖示例圖2023/2/4110油系統(tǒng)圖示例圖2023/2/4111氣系統(tǒng)圖示例圖2023/2/4112水系統(tǒng)圖示例圖2023/2/4113開機流程圖示例圖2023/2/4114停機流程圖示例圖2023/2/4115六、觸摸屏介紹2023/2/4116觸摸屏的作用每一套LCU可脫離上位機單獨運行，因此，為了在現(xiàn)地操作的方便，在機組LCU屏設置觸摸屏，將本機的各種電量參數(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，因此不具備上位機所有的功能。常用的觸摸屏有：GP、eview2023/2/4117機組自動化屏觸摸屏功能菜單2023/2/4118機組自動化屏觸摸屏

該畫面用于對機組進行開機操作及對開機過程進行監(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）

機組開機流程圖畫面2023/2/4119機組自動化屏觸摸屏機組停機流程圖畫面

該畫面用于對機組進行正常停機操作及對正常停機流程監(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）

；

2023/2/4120機組自動化屏觸摸屏機組事故停機流程圖畫面

該畫面用于當機組發(fā)生事故時進行事故停機并對事故停過程進行監(jiān)視，當系統(tǒng)在機組發(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）；2023/2/4121機組自動化屏觸摸屏機組緊急停機流程圖畫面

該畫面用于當機組發(fā)生事故時進行事故停機并對事故停過程進行監(jiān)視，當系統(tǒng)在機組發(fā)生緊急停機事故時在其他畫面，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）；2023/2/4122機組自動化屏觸摸屏機組蝶閥操作流程圖畫面

該畫面用于對水輪機的進水控制裝置（蝶閥或閘閥）進行控制，控制流程由各個電站該設備的具體情況而定；2023/2/4123機組自動化屏觸摸屏機組負荷調(diào)整流程圖畫面

該畫面用于對機組輸出的有功、無功進行設定；2023/2/4124機組自動化屏觸摸屏機組油系統(tǒng)圖畫面

該畫面在各個具體位置直觀地顯示機組油系統(tǒng)的狀態(tài)，包括開關量（閥門、電磁閥的狀態(tài)）、模擬量（各個部分的油壓、氣壓等大?。斝枰髮?zhí)行裝置（電磁閥、電球閥等）進行操作，可在此畫面增加操作按鈕實現(xiàn)；2023/2/4125機組自動化屏觸摸屏機組氣系統(tǒng)圖畫面

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