小清河七级水电站监控保护技术协议.doc

云南昆明市东川区小清河七级水电站计算机监控及保护系统设备技术协议小青河七级水电站计算机监控及微机保护系统技 术 协 议甲 方：昆明市东川小江水电开发有限公司乙 方：南京电研电力自动化有限公司设计院：云南华禹水利水电勘测设计有限公司二零零六年十二月二十八日买 方：昆明市东川小江水电开发有限公司代表签字：卖 方：南京电研电力自动化有限公司代表签字：设 计 方：云南华禹水利水电勘测设计有限公司代表签字：签字日期：2006年12月28日目 录第章 电站概况11.1电站概况11.2电站自然条件11.3电站电气条件：2第二章 监控系统设计原则4第三章 标准和规程52.1 标准和规程52.2 技术条件和性能指标6第四章 监控系统结构73.1 监控系统结构73.2设备配置8第五章 监控系统功能144.1 监控对象144.2 现地控制单元功能144.3 电站级功能17第六章 监控系统应用软件255.1 软件特点255.2 基本应用软件265.3 高级应用软件445.4 组态工具软件49第七章 技术条件及性能指标546.1 基本技术条件546.2 系统性能保证及主要技术指标58（二）继电保护部分62第一章 标准和规程62第八章 基本技术响应64第三章 主要技术参数653.1 功率消耗653.2 过载能力653.3 测量元件特性的准确度653.4 返回系数653.5 输出触点的寿命要求65第四章 硬件技术要求66第五章 软件技术要求68第六章 技术响应696.1 发电机保护696.2 励磁变保护监控一体化装置716.3 发电机安全稳定控制保护716.4 主变压器保护716.5 35kV线路保护监控一体化装置736.6 厂用变保护监控一体化装置746.7 400V厂备自投装置75十一、技术资料76十二、设计联络会77十三、技术培训78十四、现场试验和验收79十五、技术服务8015.1 现场服务8015.2 售后服务80附图：小清河七级水电站计算机监控及保护系统结构图附件：小清河七级水电站计算机监控及保护系统设备清单79 第章 一般技术条件说明1.1电站概况小清河七级水电站系小清河梯级电站中的第七级电站，厂区位于昆明市东川区境内，电站为引水式电站。由上游水库、取水建筑物、压力引水隧洞、压力钢管道及主、副厂房、升压站等组成。电站为一座混合式开发的电站，河岸地面式厂房，电站建成后接入地区网并入省电网运行。电站装机容量212MW，保证出力5140kW，多年平均发电电量8946万kWh。电气主接线为：本电站出线电压等级采用35kV，出线回路数三回，其中二回出线与东川110kV变电站的35kV母线连接，输电距离为3km，另一回备用。图见：主接线图1.2电站自然条件1.2. 1厂区气象条件年平均气温 13.1年极端最低气温 -5.3年极端最高气温 30.1相对湿度年平均相对湿度 80%泥沙特性多年平均含沙量 1.36kg/m3河水水温平均水温 25电站多年平均发电量： 8946万kWh利用小时数： 5616h电站保证出力: 5140kW1.2. 2地震基本烈度 1.2. 3海拔 设备安装高程 933.5m户内1.2. 4电站运行方式电站接入地区并入省电网运行，运行方式为腰荷和峰荷。1.2. 5交通运输a)、铁路距电站最近的铁路货运车站是云南东川站，按铁路二级超限运输。铁路运输允许的最大件限制尺寸遵照铁路运输一级超限界限。b)、公路公路运输时，从昆明至东川为一、二级汽车专用公路或三级公路，东川到电站的公路为四级公路，设备进厂交通为公路。公路荷载按汽超-10，挂-40。c)、电站交通设备进厂交通为公路。1.2. 6设备布置a) 二台机组安装在河岸式主厂房内，机组间距12m。b) 监控系统主机设备、开关站及公用设备LCU、保护屏等设备布置在中控室内，中控室布置在主厂房发电机层的左侧端部。c) 机组LCU分别布置在各台机组的机旁。d) 机组辅助设备及公用设备PLC控制箱布置在控制设备旁。1.2. 7通讯及其他a) 电站与外地有程控电话通讯方式，电站内部设有有线电话。b) 本电站采用计算机监控为主，简易手动方式为辅。c) 电站控制电源为DC220V和AC380/220V、50HZ。1.3电站电气条件：1.3.1 电源：三相交流电源：380V15%， 50HZ2% 中性点接地系统单相交流电源：220V15% 50HZ2%直流电源： 220V（80%115%） 1.3.2 水轮机、发电机的技术数据：水轮机型号：额定水头： 米额定出力： 12.35MW额定转速： 600rpm发电机型号：SF1210/2860发电机额定电压：6.3KV额定容量：12MW额定功率因数：0.8额定频率：50HZ调速器型号：微机励磁调节器型号： 1.3.3 主变压器的技术数据：a) 型 式：（变压器型号）SF916000/35额定容量：16000KVA额定电压：38.522.5%/6.3KV额定频率：50HZ1.3.4 110KV开关站设备：a) 35kV断路器4台、隔离开关7组、输电线路两回。1.3.5 公用设备：厂用交流系统：10KV及400V厂用直流系统：220V高、低压气系统、厂内技术供水系统、厂内消防系统、水情测报系统、厂内通风系统及进水口闸门。1.3.6 0.4KV厂用变压器的技术数据：型 号： SC9250/6额定容量： 250KVA额定电压比： 6.35%/0.4KV额定频率： 50HZ1.3.8 电站设备的额定值交流测量额定电流（CT）： 交流测量额定电压（PT）：额 定 频 率：接 地 电 阻： .W 14工艺141(1) 全部设备表面清理干净，并涂监控层。最后一道监控层颜色在买卖双方商谈后决定。(2) 涂监控层在合适的气候条件和充分干燥的表面上进行，当环境温度在7以下或当金属表面的温度大于环境空气露点3以上，不进行涂层。(3) 操作柜和控制柜的非工作内表面需进行机械清理，并涂二层由乙方提供的标准防护涂层。(4) 每块监控盘的内、外表面，均进行磷化处理或用其它办法作处理，以真正达到防蚀目的，然后涂一层底漆，一层填嵌，最后涂上两薄层指定颜色的漆。(5) 屏体为钢支架金属外壳封闭式结构、防护等级IP42，能独立支承，采用前后开门，屏后必须用双扇门，前门为单扇玻璃门，所有的门有把手，能锁死，并带限位装置，屏高为2600mm，屏宽800mm，屏厚600mm。屏、柜由螺栓与预埋的基础槽钢固定(槽钢不属本供货范围)。屏柜顶有吊环，屏体用防锈涂层监控，屏柜面平整，不眩眼。颜色由用户确定。(6) 屏柜内主回路带电部分与接地部分隔离，柜体内保证通风充分，并能防腐，防小动物侵入，屏内设有供集中接地用的铜排,与屏体绝缘,用绝缘子支撑。(7) 屏柜内端子排布置在屏后两侧，端子排位置便于接线，要求设置塑料走线槽，槽盖可以分段拆卸。屏内设置一套20W、220V AC灯具和插座，照明灯利用门的开、关控制。(8) 屏面布置均匀、整齐和对称，便于操作、监视、维护和检修。屏面布置图交用户单位批准。(9) 所有额定参数和结构相同的部件能互换。(10) 屏面下部按需要设置试验部件和连接片，采用屏面安装结构、屏后接线。正面带有能取下的外罩，每个接线柱有回路识别标记，便于操作和试验。(11) 每一组端子排预留20%的备用端子，且任何一个端子排上的端子接线不得多于2根,正负,交直流电源空出一个段子。142 开关与按钮(1) 按钮分自复式，机械锁锭式和电气保持式，采用电气保持按钮时必须有解除电保持回路，均选用日本和泉高档产品。(2) 控制开关和按钮接点容量，在直流220V感性负荷中，断开容量不小于1A，长期电流不小于5A。143变送器和测量仪表(1) 变送器输出电流为直流420mA，双向指标时为41220mA。测量精度优于0.5级，负载不小于750。(2) 变送器直流输出的波纹系数小于1%，99%额定负荷以下的响应时间不大于300ms。(3) 同一量送不同点时，用有双420mA输出的变送器。(4) 所有仪表满足美国标准ANSI、C39.1节规定的要求。测量精度优于1%，所有指示灯和信号灯电源，采用直流220V、24V或交流220V、50Hz。144端子排(1) 端子排采用菲尼克斯或德国万可弹簧夹持式结构接线端子，导体采用铜或铜合金，抗振动，免维护。(2) 220V及以上端子排、端子之间及端子对地能承受交流2000V(有效值)1min耐压；而24V端子排、端子间及端子对地能承受交流500V(有效值)1min耐压。(3)屏内端子以安装单元分开设置、强电和弱电端子也分开布置，顶部标明安装单元。交流电流端子采用试验端子。电源端子间、电源端子和其它端子间有隔板。1.5电缆(1) 电缆路径：电缆规定路径，使导线或绝缘不被门、抽屉、组件的插入或替换及使用或维修时的操作而损坏。(2) 电缆的检查：电缆和导线便于维护人员检查，不设置在屏或组件后的不易移动处。(3) 电缆安装：电缆或电线安装在使用的固定屏上。(4) 电缆端头：电缆的辨认用酚醛标签，并用尼龙绳系在电缆上，标签写有电缆命名和电缆芯命名，采用不退色墨水书写。如用户单位同意也可用相当永久性的电缆辨认方式，每根电缆的备用芯接在端子排的备用端子上。用酚醛标签写上电缆命名和“备用”。(5) 危险监控：带对维护人员足够高的危险电压的电缆或母线，有塑料护套，监控裸露的导体和端点以防维护人员无意间触及。(6) 导线编码：所有导线用编码方式来辨认，彩色编码只在能明显辨认时才作用。若使用彩色编码，则整个设备都使用相同的色彩。(7) 电缆屏蔽：乙方提供所有的主站和每个LCU设备所需的内部连接电缆。需要时，所提供的电缆屏蔽。(8) 导线接头和端子：在导线中无接头，每个端子所连接的导线不多于二根。1.6组件(1)组件安装：组件安装在插入式印刷电路板上。印刷电路板及其相应的插座上能清楚地辨认出，便于与图纸和使用手册上的信息相对应。(2)振动监控：组件设计和安装方法在低频振动(在50Hz范围)时不引起误操作或故障，所有的连接器有防振锁紧的措施。(3) 熔断器：所有熔断器均为插入式，容易拔出和替换，不采用永久性安装的熔断器。1.7内部接线(1) 设备的内部接线要求采用耐火型绝缘材料的标准导线。(2) 所有的接线要求用防火槽（管）保护，如果是外露的导线束在一起，用适当的器具固定或支持，走向水平或垂直。导线在槽（或管）中所占的空间不超过70%。(3) 内部配线的额定电压为1000V，采用防潮隔热和防火的交联聚乙烯绝缘铜绞线，其最小截面不小于1.5mm2，但对于CT、PT和跳闸回路的截面不小于2.5mm2。电度表屏的PTCT的截面不小于4mm2,。导线无划痕和损伤。乙方提供配线槽以便于固定电缆，并将电缆连接到端子排。乙方对所供设备的内部配线、设备的特性和功能的正确性全面负责。所有连接于端子排的内部配线，以标志条和有标志的线套加以识别。(4) 所有端子的额定值为1000V、10A，压接型端子。电流回路的端子能接不小于4mm2的电缆芯线。CT的二次回路提供标准的试验端子，便于断开或短接各保护装置的输入与输出回路。一个端子单侧只允许接入一根导线。端子排间有足够的绝缘，端子排根据功能分段排列，并至少留有20%的备用端子。端子排间留有足够的空间，便于外部电缆的连接。断路器的跳闸或合闸回路端子、直流电源的正负极不布置在相邻的端子上。(5) 所有的导线中间不有接头，导线在屏、柜内的连接均要求经过端子，且每个端子所连接的导线不得超过2根。(6)柜内端子板为内凹式、螺丝固定型，各端子之间必须有间隔。(7) 柜内每组端子排预留20%的空端子。1.8其他部件(1) 灯：所有的白炽灯工作在不大于80%额定电压下。且满足低电流要求。在环境照度为600勒克斯，可见距离为5m，所有的IO点指示均为LED型的。(2) 自动开关：所有自动开关为手动操作的，塑壳，灭弧型，每个极有热过流和瞬时断路监控。所有的自动开关适用于240V、50Hz交流电用。所有的自动开关可手动操作，在操作位置可以见到位置指示灯以指示自动开关在打开或闭合位置。所有的自动开关均能自动脱扣，在过热时，能自动跳开，并有报警接点发出报警信号。(3) 每面监控屏均装设智能型温度控制器。19运输与包装(1)每个屏柜、设备或装置都应带有黑底白字的铭牌，铭牌用不锈钢螺钉固定。(2) 所有设备均有易于识别的中文标志，同型号设备的识别标志应保持一致。(3) 需特别注意和说明的地方，应有醒目、不易与其他标志混淆的警告标志或安全标志。(4)设备包装运输符合“产品包装运输管理条件”和“机电产品包装通用技术条件”(GB/T13384-92)的规定。产品包装应有防潮、防霉、防腐蚀和防震等措施。对电气绝缘部件采用防潮和防尘包装。对仪器仪表设备密封包装，并有妥善的防震措施。对于刚度较小的焊件应加焊支撑以防变形。对设备加工面采取适当的防锈措施和用木材或其它软材料加以防护。小件及易损件集中装箱运输。(5)包装箱外部标志及起吊位置符合GB19190包装储运指示标志的规定。并在包装箱上注明产品名称、型号和重量等。(6)包装箱外壁标明收发货单位名称和地址、对外发票号、合同号、产品名称、产品净重、毛重、重心线及吊索位置，箱子外形尺寸，共_多少_ 箱第_几_ 箱等。包装箱内应有必需的装箱清单、产品出厂证明书、合格证、说明书及随机技术文件、图纸等，这些文件、清单、资料均应用专用文件袋妥善安放。(7)包装好的设备能储存在环境温度为-10+40，湿度为85%，无腐蚀性和爆炸性气体的室内。(8)乙方在设备发运的同时，将每次发运的货名、件数、时间等通知用户单位。设备运抵工地后，由乙方、用户单位双方共同开箱验收，如有缺损、错发或缺件等由乙方负责找原因，并尽快采取措施、免费补全设备。开箱前10天用户单位通知乙方派员参加，若逾期不到则视为认可检查结果。第二章 监控系统设计原则（l）系统按“无人值班”（少人值守）的原则进行总体设计，本着安全、可靠、经济、实用的原则，进行优化配置。（2）系统配置和设备选型适计算机发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，使系统达到当前国内先进水平。（3）采用全分布系统结构，符合开放系统国际标准，便于设备和功能的扩充，充分保护用户的投资。（4）按功能分布的思路配置设备，重要部分采用冗余配置，任何一部分设备故障，不影响系统其它部分的运行，保证系统高度可靠。（5）系统建成后能够高度可靠，不但本身局部故障不会影响现场设备的正常运行，而且系统的MTBF、MTTR及各项可用性指标均达到部颁水电站计算机监控系统基本技术条件的规定。（6）人机界面方便灵活，便于操作，符合运行人员的使用习惯。（7）实现电厂和地区电力调度中心计算机之间进行通信，实现遥信、遥测、遥控和遥调的功能。（8）与电站其它系统及智能装置有通信接口。（9）系统实时性好，抗干扰能力强。第三章 标准和规程2.1 标准和规程NSA3000水电站计算机监控系统遵循以下标准和规程：l GB中华人民共和国国家标准l IEC国际电工技术委员会标准l IEEE电气和电子工程师协会标准l DL中华人民共和国电力行业标准l SD中华人民共和国水利电力部标准l JIS日本工业标准l JES日本电气委员会标准l ANSI美国国家标准协会l DIN德国工业标准l ISO国际标准化组织标准l IPCEA绝缘电力电缆工程师协会标准l 水电厂计算机监控系统基本技术条件（DL/T578-95）l 水力发电厂计算机监控系统设计规定（DL/T5065-1996）l 水力发电厂自动化设计规范（DL/T5081-1997）l 水力发电厂计算机监控系统试验验收规程（DL/T822-2002）l 电力系统调度自动化设计技术规范（DL5003）l 地区电网调度自动化设计技术规程（DL5002）l 电网与电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定l 电力系统实时数据通信应用层协议（DL476）l 数据通信基本型控制规程（GB3453）l 数据终端(DTE)和数据电路终端设备(DCE)之间的接口定义（GB3454）l 网络技术标准（IEEE802.3）l 操作系统标准（GB23128）l 不间断电源设备（GB7260）l 电子设备雷击保护导则（GB7450）l 继电保护设备信息接口配套标准（DLT667）2.2 技术条件和性能指标NSA3000水电站计算机监控系统的电站级设备和现地控制单元级设备，以及数据和控制接口、通信接口、一般电气特性、电源和工作环境，都满足水电厂计算机监控系统基本技术条件的硬件基本技术要求和环境条件。NSA3000水电站计算机监控系统的性能指标，包括实时性、可靠性、可维修性、可用性（可利用率）、系统安全、可扩性、可变性都满足水电厂计算机监控系统基本技术条件的系统特性。第四章 监控系统结构3.1 监控系统结构水电站计算机监控系统结构以网络为基础，由电站级设备和现地控制单元级设备组成。小清河七级水电站计算机监控及保护系统结构如图所示。电站级也称为上位机，设备包括主机/操作员工作站、通信工作站、激光打印机、卫星时钟、不间断电源系统等组成，安装在电站中控室或计算机房，完成电站所有数据处理和运行监视控制功能。现地控制单元级设备通常称为下位机设备，或直接称为LCU（现地控制单元），按被监控对象的类型分为机组LCU、开关站及公用LCU，分别安装在的对监控对象的近旁，完成监控系统对监控对象的数据采集、监视和控制功能。LCU具有独立工作的能力，当电站级设备或网络设备故障时，LCU仍然能在当地实现对有关设备的监控，当其与电站级恢复联系后又能自动地服从电站级系统的控制和管理。LCU主要采用进口可编程序控制器（PLC）模件，以及液晶触摸屏、交流采样装置、同期装置、电量变送器、输出继电器等设备，组屏后构成相应现地控制单元。网络设备为监控系统的构成基础，采用网络交换机，为电站级设备和现地控制单元级设备提供相互连接的快速数据通道。3.2设备配置设备配置详见附件“小清河七级水电站计算机监控及保护系统设备清单”。3.2.1 主机兼操作员工作站主机兼操作员工作站采用德国西门子SIMATIC IL43工业控制计算机。主机完成整个电站的运行管理、实时数据库管理、历史数据库管理、综合计算和统计、AGC及AVC计算和处理、事故及故障信号的分析处理等工作。操作员工作站作为计算机监控系统与电站运行值班人员的交互式人机界面，完成图形显示、运行监视、定值设定、控制操作、负荷设置等工作。主机兼操作员工作站配置21”彩色液晶显示器，运行值班人员通过显示器可以对电站的生产、设备运行做实时监视，取得所需的各种运行信息和报警信息。电站所有的操作控制都可以通过鼠标器及键盘实现。主机兼操作员工作站采用双机工作方式，任何一台工作站故障，系统仍可正常运行，提高了运行操作的安全可靠性。主机兼操作员工作站配置声卡和语音软件，作为电站的语音报警系统，当被监控对象发生事故或故障时，发出语音报警提醒运行人员。3.2.2 通信工作站/工程师工作站通信工作站/工程师工作站采用德国西门子SIMATIC IL43工业控制计算机，配置21”彩色液晶显示器。通信工作站完成与电网调度系统的通信接口，实现电网调度的“四遥”功能，并完成与电站其它系统的通讯接口。工程师工作站用于电站监控系统维护人员进行日常维护检查、系统参数设定、数据库修改、画面和报表修改、操作培训、软件开发等工作。3.2.3 网络设备网络设备采用美国CISCO2960-24快速以太网交换机和配套设备。网络标准为IEEE802.3，网络速率为100Mbps，网络协议采用TCP/IP。主站级设备因布置相对集中，采用双绞线网络电缆连接。现地控制单元分散布置，现场电磁干扰强，交换机与各现地控制单元采用光纤电缆连接。3.2.4打印机配置一台美国HP 5200le A3幅面激光打印机，连在一台主机/操作员工作站上，完成监控系统的各种打印服务。根据多个电站的使用经验，打印方式以召唤打印为主，定时打印为辅。3.2.5 GPS卫星时钟系统卫星时钟系统完成对监控系统电站级计算机和各现地控制单元时钟同步，并可为其他需进行时钟同步的设备提供同步脉冲接口。所有GPS厂家的标准配置天线长度均为60m。南京科明公司CM-600型GPS同步时钟的时钟精度为100ns（ns=10-9s）。3.2.6 主控级交直流双供电逆变电源装置在线式逆变电源装置为电站级所有设备提供稳定可靠的供电。在线式逆变电源装置正常使用厂用220V交流输入，当厂用交流消失时，自动转由电站直流系统供电，输入切换时不影响计算机设备的正常工作。为电站主控级设备配置一台山特3kVA容量的逆变稳压电源装置。配置一面配电柜/网络柜，安装逆变电源、16回/6A输出开关、网络交换机及附属设备。3.2.7 智能式电度表配置一面电度表屏，采用威胜电度表，装2块0.2S级三相四线（100V/5A）双向电子电度表，用于35kV线路的电量计量；安装4块0.5级三相四线（100V/5A）单向电子电度表，用于机组和厂用变的电量计量。3.2.8 现地控制单元现地控制单元(LCU)按被监控对象的类型分为机组LCU、开关站及公用LCU。它直接与现场设备接口，完成对被监控设备的数据采集和监控功能。它服从电站级的控制和管理，当电站级或网络故障时，它也可以独立工作，在当地通过液晶触摸屏实现对有关设备的监视和控制功能。（1）液晶触摸屏每套LCU配置一个的美国GE公司的12英寸的彩色液晶触摸屏，作为现地监视和操作的人机界面。（2）可编程序控制器（PLC）LCU主要硬件采用美国GE公司的可编程序控制器GE 90-30 PLC。GE Fanuc公司总部位于美国弗吉尼亚州夏落茨威尔，是GE工业集团旗下专门从事PLC生产的公司。GE 90-30 PLC是GE系列90可编程序控制器家族中的一员，具有可靠性高、性能优越、应用简单的特点。在国内外控制领域中广泛应用。进口PLC的质量稳定、可靠性高、抗干扰能力强，适应电站的现场环境，可以确保电站监控系统的质量和水平。GE PLC可以直接连接到以太网，使用方便。主要PLC模件包括：l IC693CPU374 CPU模件：采用AMD586的CPU，主频133MHz，32KB寄存器字，240KB用户逻辑；程序运行速度0.15ms/K；支持4096个开关量I/O点，2048个模拟量输入，512个模拟量输出；内置100M以太网接口。l IC693PWR331 电源模件：50W高容量电源，24至48Vdc20%输入。l IC693 MDL655 开关量输入模件：32点开关量输入；24Vdc正/负逻辑快速输入，响应时间2ms。l IC693 ALG223 模拟量输入模件：16点模拟量输入；0-20mA/4-20mA输入；精度0.25%。l IC693 MDL753 开关量输出模件：32点开关量输出；12/24Vdc正逻辑输出。l IC693PCM301 可编程通信模件：自带CPU，192K内存；具有一个编程串行接口，一个用户通信接口；通信规约用户可编程。（3）通信管理装置负责PLC与本单元LCU相关的智能装置进行通信。（4）交流量采集装置采用美国PAAC ACCUENERGY公司的0.2级交流量采集装置。采集三相电流和三相电压，输出电流、电压、有功、无功、功率因素、频率等数据。机组LCU“可完成2路交流量采集”，每套机组LCU配置2台交流量采集装置，采集机组及站用变的交流量。公用及升压站LCU“可完成4路交流量采集”，开关站及公用LCU配置4台交流量采集装置，采集2回35kV出线及2台主变高压侧的交流量。（5）微机转速信号装置每套机组LCU配置一台科明公司残压测频微机转速信号装置，该装置具有8对输出开关量接点（升速/降速可设定）和一路420mA模拟量输出。（6）温度测量装置每套机组LCU配置一台科明公司温度巡检装置，测量点数为64点，测量电阻为Pt100。装置以通信方式与PLC的进行数据交换。（7）同期装置每台机组LCU配置一套单对象的微机同期装置，装置具有加速、减速、升压、降压、合闸、报警等功能，并可自动测量开关合闸时间、自动调整电压互感器相角等功能。同时，各机组LCU屏上还配置一套手动准同期装置，包括同期表、同期检查及闭锁继电器、切换开关及按钮等设备。公用及升压站LCU配置一套南京科明CM-320C多对象（8点）的微机同期装置，装置具有加速、减速、升压、降压、合闸、报警等功能，并可自动测量开关合闸时间、自动调整电压互感器相角等功能。同时，配置一套南京科明公司CM-368多对象同期切换装置。（8）交直流双供电装置每套LCU配置一套交/直流双供电电源装置，为LCU设备提供稳定可靠的供电。双供电电源装置正常使用厂用220V交流输入，当厂用交流消失时，自动转由电站直流系统供电，输入切换时不影响LCU的正常工作。双供电装置包含24VDC开关电源，为PLC及I/O提供电源。（9）外部变送器供电电源为外部变送器输出DC220V与DC24V工作电源，且正负级电源各留五个公共端子，在对外供电的端子前应分别配有空开；考虑到不影响LCU的电源系统，提高抗干扰能力，在每套LCU中，为外部变送器输出供电电源配置一个专用24V开关电源。（10）交流电压变送器2回35KV线路电压要上送后台，配置100V电压变送器。在公用及开关站LCU中配置2个交流电压变送器，供测量二回35KV线路电压用。（11）屏柜散热风机因东川气候雨季较短，气候炎热干燥，柜内必须采用风扇散热。为了保证现地控制单元的正常工作环境，在每一个LCU屏柜中配置一组散热风机，用于必要时的散热通风。（12）开关量输出继电器LCU的开出继电器采用日本OMRON继电器。3.2.9 专用工具及备品备件（1）便携式计算机为了便于现地控制单元的现场调试与维护，在专用工具中提供两台IBM X60超薄便携式计算机，该设备采用新型双核CPU、512M内存、60G硬盘、56KModem、12.1”液晶显示屏、100/1000M以太网接口、外置DVD光驱，进行PLC编程和LCU当地调试。（2）常用维护工具配置一个通用工具箱及一套常用维护工具，包括4位半万用表2块、RJ45夹接工具、恒温电烙铁、电笔、螺丝刀、钳子、美工刀等常用工具。（3）备品备件见附表“必需的专用工具及备品备件表” 第五章 监控系统功能4.1 监控对象电站计算机监控系统的监控对象主要包括：（1）水轮发电机组及其辅助设备；（2）发电机断路器；（3）主变压器；（4）开关站线路设备；（5）电站公用设备；（6）站用电系统等。4.2 现地控制单元功能4.2.1 数据采集与处理对电站主辅设备的运行状态、运行参数等进行实时采集，经工程化处理后，作为监控系统实时监视、报警、控制、计算和其他处理的依据。数据采集的对象按输入信号类型，分为模拟量、开关量、电能量、综合量等。（1）模拟量模拟量包括电气模拟量、非电气模拟量及温度量。交流电气模拟量可以通过交流采样装置采集。它采集CT电流和PT电压，计算出有关的电流、电压、功率、频率等数据，通过通信送到相应LCU。非电气模拟量和部分电气模拟量采集现场变送器4-20mA模拟量信号。对模拟量信号的处理包括回路检测、数字滤波、有效性判断、误差补偿、标度转换、越复限判断等。（2）开关量开关量包括事件顺序记录(SOE)开关量和普通开关量两种。SOE开关量指事故、断路器分及重要继电保护的动作信号。监控系统采用中断方式迅速响应这些信号动作，并以毫秒级的时间分辨率进行记录。普通开关量是指除SOE开关量以外的各类故障信号、报警信号、位置信号、设备状态等。监控系统对普通开关量采用巡回扫查方式。对开关量信号的处理包括数字滤波、有效性判断、变位处理等。（3）电能量电能量主要指有功电能及无功电能，它们来自脉冲电度表或电子式多功能电能表。由于脉冲电度表计量误差较大，目前基本上都采用电子式多功能电能表。电子式多功能电能表用以测量机组、线路、变压器高压侧、站用电的有功及无功电能，可以进行分时计量。（4）综合量综合量包括综合开关量和综合模拟量，是对上述采集的输入量进行算术、逻辑、关系运算后得到的数据。4.2.2 报警及安全监视（1）事件顺序记录；（2）状态变位监视和事件报警；（3）数值越复限检查和越限报警；（4）机组事故时按预定要求自动启动事故停机处理。4.2.3 控制和调节（1）控制方式在LCU机柜上有切换按钮可选择LCU的控制方式：遥控或现地。LCU处于遥控方式时，控制命令来自于监控系统主站级；现地方式时，控制命令来自于LCU触摸屏或操作按钮。（2）操作类型l 机组LCU：各种机组工况的转换，事故停机，紧急停机，机组出口断路器和机组辅助设备的控制，机组有功功率、无功功率调节。l 开关站公用LCU：断路器、隔离刀闸的分、合操作；站用电断路器等设备的投切操作；公用辅助设备的启停控制等。（3）安全闭锁l LCU遥控/现地控制方式由切换按钮互锁。l 有关模件故障或测点退出时，LCU将自动禁止相应的控制操作。l LCU检查控制流程每一步操作相关的闭锁条件，符合要求时才进行操作。l 控制过程受阻时，将给出受阻原因。l 事故停机操作命令优先级高于正常开停机操作。l 机械及电气保护动作引起的事故停机操作，不受控制方式的约束。l 采取必要的逻辑判断以减少误启动事故停机的可能性。l 负荷调节采取了一系列的限制与保护措施，如功率限值保护、电压保护、电流保护等，保证调节的可靠和机组的安全稳定运行。（4）事故紧急停机l PLC直接对采集到的重大事故信息迅速响应和处理，进行事故紧急停机。l LCU的机柜上配有紧急停机按钮，直接作用于紧急停机电磁阀和机组出口断路器跳闸回路，作为现场紧急停机的备用手段，即使LCU完全失去作用，也能保证机组安全解列停机。4.2.4 人机接口LCU配有彩色液晶触摸显示屏。它能显示简单的接线模拟画面、主要的开关量状态、模拟量测量值等信息。当LCU处于现地控制方式时，可通过彩色液晶触摸显示屏进行开停机操作、负荷设置等。LCU上还设置必要的操作按钮和指示灯，便于运行人员进行相关的操作。所有PLC都具有通讯接口，以便能使便携式计算机接入，进行现场调试。4.2.5 数据通信LCU的通信包括以下内容：（1）与主站级进行通信，向主站级发送数据采集和事件信息，接受其下行的控制命令并将执行结果回送主站级。（2）实现与各种现地智能设备的通信。LCU的通信管理装置可以与交流采样装置、保护装置等现地智能设备的通信。4.2.6 自诊断LCU提供相应的自诊断功能，包括PLC的模件故障、电源故障、通讯接口故障等。当诊断出故障时，发出报警信号。对冗余模件配置，当主模件故障时，备用模件能自动地切换成为主模件工作。4.3 电站级功能4.3.1 数据采集和处理（1）数据刷新及记录从LCU采集各主辅设备的实时数据，包括模拟量、开关量、电能量、综合量和事件顺序记录(SOE)、越复限事件记录等，更新实时数据库，按时间顺序登录相应的一览表，推出简报信息。（2）综合处理系统定时或以事件触发方式，对采集的数据进行综合计算和处理。（3）测值的人工设置对于故障测点或暂时无法接入的信号，可以将相应测点退出，由授权的运行值班人员或系统维护人员对这些测点进行人工设置。监控系统可以区分它们并给出相应标志。4.3.2 运行监视及事件报警（1）电站运行实时监视运行值班人员可以通过监控系统的彩色显示器对电站各主设备及辅助设备、公用设备及站用电设备的运行状态和运行参数进行实时监视。（2）事件报警及记录监控系统定时扫查各故障及状态信号，一旦发生状变将予以记录并报警。监控系统对模拟量以及计算数据进行越复限监视，对温度量还进行变化梯度监视，发生越复限时予以记录并报警。（3）事故顺序记录当电站发生事故时，LCU上送SOE记录，每条记录有点名称、描述、性质和毫秒级时标。监控系统将按其发生的时间先后顺序予以记录，启动报警及相关处理。（4）事故追忆监控系统根据预先设定的事故追忆点，按采样周期采集并保存。电站发生事故时，将事故前和事故后一段时间内的相关量数值组成事故追忆记录。事故追忆的启动源、相关量追忆点、记录周期均可由用户设置。（5）趋势记录分析对发电机定子温度、轴承温度、主变压器油温等可进行趋势分析，趋势变化速率超过限值时发出报警信号，以提高机组运行安全性。4.3.3 统计及报表监控系统在实时数据采集的基础上完成统计和制表等运行管理的工作。（1）电站发电运行统计电站的机组发电量、线路送电量、站用电量等的统计。（2）设备动作及运行时间统计电站主要电气设备的动作次数和运行时间的统计。（3）事故及故障统计电站的各类事故及故障的内容和次数的统计。（4）参数越复限统计电站的参数越复限情况进行统计。（5）运行日志及报表按照运行操作人员的管理要求打印电站运行日志和报表。打印内容以及打印格式预先设定。打印方式有定时打印和召唤打印。4.3.4 实时数据库实时数据库以网络为基础，既有集中数据库，又有按功能分布的数据库，所有数据共享都通过透明的网络通讯来实现。数据库包括：对象数据库、I/O数据库、计算数据库、一览表数据库，事故追忆数据库等。这些数据库构成监控系统的基本数据共享中心。数据库支持快速存取和实时处理，支持离线建立和修改及部分在线修改。4.3.5 历史数据库历史数据库采用关系型数据库。它按照设定的方案，从实时数据库中获取数据。历史数据库支持多种查询方式，包括I/O数据查询、一览表查询、曲线查询、事故追忆查询、报表查询等。4.3.6 人机接口（1）操作员界面操作员界面采用多窗口方式，通过交互式人机对话，实现各种监视和控制功能。操作员界面的主要功能包括：l 画面显示各类画面显示，包括电站电气主接线图，机组单元接线图、机组运行状态转换操作流程图、各类棒图、曲线图、计算机系统设备运行状态图等。画面调用灵活方便，有人工召唤和自动调用两种方式。人工召唤方式是选中相应对象调出；自动调用方式为事件发生时自动弹出。l 各类记录显示及查询简报显示、报警记录显示、各类一览表显示及查询。显示颜色随报警信息类型及确认与否而不同。l 光字牌显示及查询对运行人员关注的信号，采用模拟光字牌形式进行显示，信号正常或动作用不同颜色表示。光字牌提供查询、确认和提示功能。l 事件确认对简报及报警事件记录，提供确认功能。确认后相应事件记录颜色改变，表明运行人员已阅读过。l 修改限值l 控制操作命令l 负荷设置l AGC/AVC功能设置和参数设定l 操作票显示与在线修改l 测点和设备的投退l 测值人工设定l 打印周期及打印设备的设置l 召唤打印（2）权限管理人机接口具有权限管理功能。不同职责的运行及维护人员有不同等级的操作权限，不同的权限有不同的使用范围，以保证系统的安全性。（3）语音报警当电站发生事故或重大故障时，语音报警设备可以立即播放相对应的语音报警，提醒运行人员注意。报警对象和报警语句预先设定。（4）打印机定时或召唤打印输出各种运行报表、事件一览表等。4.3.7 控制操作（1）控制方式l 调度中心远方控制方式；l 电站中控室集中控制方式；l LCU现地控制方式。控制方式优先级别为离机组越近，控制级别越高，现地控制单元有最高的优先权。LCU上设置有“远控/现地”方式转换开关。只有当LCU上的方式转换开关切至“远方”时，才能由中控室操作员站或调度中心计算机监控系统控制。电站监控系统画面中设有“电站控制/调度控制”软切换开关。当监控系统处于“电站控制”方式，现地控制单元处于“远控”方式时，中控室可对电站主辅设备发布控制和调节命令，调度则只能用于监视。当监控系统处于“调度控制”方式，现地控制单元处于“远控”方式时，调度可对电站主辅设备发布控制和调节命令，电站则只能用于监视。监控系统在各种控制方式的切换时，对现场设备运行无扰动，以保证各电站设备的安全。（2）控制操作计算机监控系统可对电站主辅设备进行控制，包括机组各种工况的转换；紧急停机和事故停机；机组辅助设备的启/停操作；线路的停/送电；开关站断路器、隔离开关及接地刀闸的分/合操作；主变中性点接地刀闸的分/合操作；站用配电设备的投/切操作；辅助设备及电站公用设备油气水系统泵、阀的启/停操作等。当电站一次设备进行倒闸操作时，监控系统将根据被控电站当前的运行状态及隔离开关和地刀的安全闭锁条件，判断该设备在当前是否允许操作。如果操作是不允许的，则停止操作，提示其闭锁原因，防止人为的误操作发生。控制命令执行中，可在显示器上显示操作全过程及操作受阻部位及原因。（3）机组负荷调节机组的有功功率、无功功率和导叶开限能按设定值进行闭环控制。机组的有功和无功功率给定值可以由运行值班人员在中控室操作员工作站输入，或由上级调度中心设定，也可按AGC、AVC程序计算的结果确定。（4）操作记录监控系统对各种控制操作进行记录，记录内容包括时间、操作内容、成功与否、失败原因等；对所有给定值、限制值等的变更情况也进行记录，以备查询。4.3.8 系统通信（1）监控系统内部网络通信监控系统内各计算机设备和LCU之间采用高速局域网络通信，满足数据共享、安全可靠的原则。网络通信规约基于TCP/IP协议，网络的信息交换采用客户服务器模式，遵循开放系统规则。（2）与电网调度中心的通信电站监控系统与电网调度中心的计算机系统通信，实现电网调度的遥测、遥信、遥控、遥调功能，满足电网调度自动化的要求。（3）预留与其它计算机系统的通信接口4.3.9 自诊断和冗余切换监控系统具有在线自诊断功能，能诊断出系统运行中设备和通道的故障，发现故障时自动报警，在操作员工作站上给出提示信息，记入自诊断一览表，并屏蔽相关控制或调节功能。对冗余配置设备，当以主/热备用方式运行的双机中的主用机故障时，热备用机能无扰动地自动切换成为主用机运行。4.3.10 自动发电控制（AGC）自动发电控制(AGC)按预定条件和要求，在保证电站安全运行的前提下，以迅速、经济的方式自动控制整个电站的有功功率，来满足电力系统的需要。（1）AGC运行方式电站的机组由运行人员选择是否参与电站的自动发电控制。参加AGC的机组由AGC自动分配负荷；不参加AGC的机组，由运行人员人工设定负荷。运行人员在操作员工作站进行AGC功能的投入或退出；选择AGC由调度控制或由电站运行人员控制。在AGC调度控制时，负荷分配方式可以是给定总有功负荷或给定日负荷曲线。在电站运行人员控制时，负荷分配方式可以选择给定总有功负荷、给定日负荷曲线、给定频率、给定频率限值。AGC有控制开环/闭环和调节开环/闭环工作方式。开环方式只给出运行指导；调节闭环进行自动负荷调节；控制闭环可以根据负荷需要进行自动开、停机。（2）AGC给定值方式l 给定总有功功率AGC按电站总有功给定值，在所有参加AGC的机组间合理分配负荷。l 给定日负荷曲线AGC按电站日负荷曲线，对参加AGC的机组分配有功负荷。l 给定频率AGC按给定的电站高压母线频率，对参加AGC的机组进行有功功率的调节，保证母线频率在要求的范围内。l 给定系统频率限值AGC在系统频率异常降低或升高时，根据频率异常程度以及机组当前的运行工况，自动增加或减少电站的出力，包括必要时自动启、停机组，以尽可能恢复电力系统的频率到正常范围。（3）机组启停指导根据水库上游来水量或电力系统的要求，考虑电站及机组的运行限制条件，遵循最少自动开、停机次数原则，确定合理的机组运行台数和运行组合，给出机组启停指导。在控制闭环时，能够实现电厂机组的自动开、停机功能。（4）AGC负荷分配算法有以下几种负荷分配算法供选择：l 修正等功率法按等功率及容量比例分配参加AGC机组的负荷。l 按水头出力限法按当前水头下最大出力值分配参加AGC机组的负荷。但当系统频率大于按水头出力运行频率高限时，AGC将自动退出。l 等微增率法按等耗水量微增率分配参加AGC机组的负荷。l 有功频