水利工程论文-DMP300F水电站微机自动化系统在和庆水电站的应用.doc

水利工程论文-DMP300F水电站微机自动化系统在和庆水电站的应用摘要：型水电站微机综合自动化系统采用先进的分层分布式系统结构，集保护、遥控、遥测、遥信、遥调五大功能于一身，实现电站微机综合自动化。系统在和庆水电站的应用表明：系统也适合中、小型水电站的微机综合自动化改造。关键词：小水电水电站自动化自动化系统技术改造应用1和庆水电站技改概况和庆水电站是松涛灌区东干渠渠道一宗跌水电站，装机容量31250KW，站内布置发电机3台、主变压器4台、35KV线路2回、10KV线路8回。建站于1975年，二次设备原采用半导体继电保护及水机自动操作装置（均为半导体装置在亚热带的试研产品），至今已运行近30年，设备陈旧，保护方式落后，自动化水平低，大部分元器件目前已属淘汰产品，且元器件老化严重，运行性能较差，拒动、误动现象时有发生，严重威胁机组的运行安全。2DMP300F系统概述DMP300F型水电站微机综合自动化系统是长沙华能公司在总结我国微机电站运行经验的基础上，根据国内外电力运行发展趋势，以实现无人值班、少人值守的分布式保护、控制、测量和通信单元的一体化系统。DMP300F系统应用先进的微机技术，实现微机保护、微机监控，集保护、遥控、遥测、遥信、遥调五大功能于一身，采用分布式结构，对电站进行全方位的控制和管理，实现电站微机综合自动化。系统设计采用分层管理模式。系统的底层是分布式单元机箱，上层是以Win/NT为软件平台的当地监控层，主要完成对各单元装置实时数据的采集；完成实时数据的加工和管理；实现系统管理站功能。分布式单元机箱采用模块化设计，面向一次设备，以一次设备为对象设置保护测控一体化。每个装置都采用80C196高性能16位处理器为核心，独立完成该单元的保护、测量、信号、控制等功能，与目前广泛应用的发电厂微机综合自动化系统相比较，该系统具有硬件保护和监控之间的衔接更加紧密、系统整体可靠性更高等优点：2.1、高可靠性：-采用高性能的单片机80C196，尽量减少硬件，插件模块化。-系统采用信号隔离技术，软、硬件滤波，屏蔽接地等一系列措施，抗干扰能力强。-采用集中组屏方式，全密封小箱体和大机柜构成双重屏蔽，增强了装置的抗干扰能力。-采用现场总线构成通讯网络，传输无瓶颈，抗干扰能力强。-保护和监控具有各自独立的交流采样回路，保证了检测精度和保护装置所要求的抗饱和性能。2.2、维护调试方便简单-具有大屏幕汉字液晶显示，调试、显示方便。-采用模块化结构，标准元件，互换能力强。3DMP300F在和庆水电站的应用根据和庆水电站的具体情况，发电机、变压器及线路各保护单元采用微机保护，控制和保护单元均有独立的CPU构成，采用一对一结构，每个回路有独立的CPU完成。采取集中组屏方式，各保护单元相对独立，能完成其保护功能，并通过通信接口向后台监控系统传送保护信息。3.1、系统设计原则-和庆水电站采用以计算机监控为主、简化常规控制为辅的监控方式及微机保护，组成电站微机综合自动化系统。系统内功能相同的单元采用一致的机型配置。-微机监控系统采用全分布开放式系统结构，满足于水电站要求的可靠、安全、经济、实用、先进性、功能齐全、便于扩充等基本原则。-网络通讯采用现场总线结构，挂在网络上的计算机均采用开放系统软件Win/NT。易满足今后计算机高速发展的要求，兼容性、扩充性、互换性好。-各保护单元全部采用微机保护，均采取集中组屏方式放于中央控制室，各保护单元相对独立，能独立完成其保护功能，并通过通讯接口向后台监控系统传送保护信息。-所有保护均设有软、硬压板，保护参数可就地/远方进行修改、查询（保护参数的修改需具有管理员资格）。-系统采用信号隔离技术，软、硬件滤波、屏蔽接地等一系列抗干扰措施。-系统具备防误操作功能和完备的自诊断、自恢复功能，保护装置设有防误闭锁装置以防止跳闸出口的误开放。-计算机监控系统可以手动优先、下层优先的方式或指定的方式设置必要的硬件和软件，使运行操作人员能方便地在各控制层之间、计算机控制与简化常规控制设备之间选定对设备的控制权，对无控制权的控制设备进行闭锁。3.2、系统结构和庆水电站综合自动化系统采用分层分布、开放式结构，主要由主控制级（上位机）、现地控制单元（LCU）、连接网络、公用屏、脉冲计量屏、直流电源系统等组成。主控制级由计算机以及中控室有关设备组成，负责全站的自动化功能、历史数据处理以及全站的人机对话。主控制级计算机监控系统的主要配置为：P4主机1台；21寸高分辨彩色显示器1台；宽行打印机1台；1000VA逆变电源1台；MTC-3监控系统软件1套。现地控制单元分为机组控制单元、开关站及公用设备控制单元。电站共设置4套现地控制单元，即3台机组各设置1套，开关站及公用设备设置1套。各现地控制单元直接完成生产过程中的实时数据采集及预处理，完成单元状态的监视、调整和控制以及与上位机的通信联络等功能。机组LCU可以监控发电机的各种电气量（机端电压、定子电流、励磁电压、励磁电流、有功功率、无功功率、频率等）、发电机定子铁芯及绕组温度、发电机各轴瓦的温度、发电机转速、进水闸门升降、导叶开度位置、发电机断路器及隔离刀闸的位置、发电机出口PT隔离刀闸的位置、灭磁开关的位置等。机组自动操作控制功能由可编程序控制器构成的机组顺控装置（PLC）来实现，正常时PLC与微机励磁调节器和微机调速器一同接受上位机或中控室运行人员通过计算机键盘手动发出的命令，或它们各自带有触摸屏操作控制面板操作发出的命令，通过执行机构对机组实行控制和调节。每台机组LCU配置一套微机温度巡检装置、一套微机转速测速装置和一套微机自动准同期装置，用于机组测温、测速和自动准同期并列。机组LCU的主要配置有：可编程序控制器PLC、WWJ-1A微机温度巡检装置、WTQ-2A微机自动准同期装置、ZSX-1A微机转速测速装置、简化的常规控制面板（含触摸屏）、出口继电器、测量仪表及指示灯以及屏柜和附件。开关站及公用设备LCU对不适于并入机组LCU进行控制的辅助设备及全站的公用设备进行控制。其配置为：简化的常规模拟操作面板、STQ手动准同期装置、测量仪表及指示灯、以及屏柜和附件。3、系统功能3.3.1上位机监控系统功能计算机监控系统主动发通迅报文（保护器通讯报文、扩展模块通讯报文、水机模块通讯报文）、下位机应答，将下位机的信号、测量数据传送监控系统，实现对全站主要机电设备进行控制、对所有机电设备的运行情况进行全面监视。1）数据采集和处理：对主要设备的工况参数进行巡回检测、实时数据库更新、越限检查；对重要的模拟量（如轴瓦温度等）进行监视和越限检查。对全站各主要设备的状态、继电保护动作状态以及各种事件和故障信号等开关量进行监视，记录状态的变化顺序和事件发生的时间，并按规定产生报警和报告。2）全站安全监视和实时报警：监控系统通过人机接口向运行人员提供全站的运行情况，当出现开关量变位事件、模拟量越限事件、监控系统自诊断等事件时，监控系统在人机接口上采取多种方式（弹出事故简报、音响等）进行报警。3）生产过程的控制：监控系统可接受操作人员在