某水电站电气设计探析

1、某水电站电气设计探析摘要：某水电站从水库库容和电站装机规模看，属中 小型工程。但是该电站建成后，将并入某地地区电网运行, 可以大大缓解电网电力供应紧张局面，增加系统调峰电量, 改善供电质量，为实现水电农村电气化县的电力发展目标 提供保障，同时可以加快水能资源开发的速度。关键词：电站监控系统；电流电压互感器配置；微机 继电保护1、自动控制1. 1电站监控系统根据国内水电站监控设备发展现状以及国家相关政策 要求，某水电站采用全计算机监控系统，实现电站的控制、 测量、信号及信息管理等功能。并按照“无人值班”的管 理模式进行总体设计。系统由主控级和现地控制级组成分 布式系统，主控级和现地控制级采用交换

2、式双以太网通 信。局域网按ieee80 2. 3设计，通信规约采用tcp/ip, 网络的传输速率2100 mbps,通信介质为多模光纤。电站控制层主控级由2套主机/操作员工作站、2套通信工作站、1 套工程师/培训工作站、1套报表及语音报警工作站以及网 络设备和电源设备等组成，是电站的实时监控中心，负责 全站的自动化功能，历史数据处理及全站的人机对话。现地单元层现地单元层共设置7套现地控制单元。发电机l cu主 要完成数据采集处理、机组监控及保护、调速器和励磁装 置的调节、同步操作等功能。升压站及公用l cu主要完成升压站设备的数据采集处 理、断路器操作及监视、同步操作、主变及线路保护等功 能以

3、及电站公用设备的监视及数据采集处理、备用电源自 投操作等功能。坝区lc u分别通过现场总线与各闸门启闭机电气控制 装置通信，完成闸门的集中控制、闸门的成组顺序控制、 闸门的开度及位置信号和故障信号的采集处理和现地显示; 坝区lcu通过光纤通道接入电站计算机监控系统局域网， 与电厂控制级进行通信，并按电厂控制级的命令完成对所 有被控对象的监视和控制。1. 2机组励磁系统发电机励磁方式采用自并激静止可控硅整流励磁。励 磁调节器采用微机型双通道双容错励磁调节器，强励顶值 倍数为倍。起励电源采用残压起励及以直流220v作为备用 的方式。可控硅功率柜采用三相全控桥接线。励磁调节器 具备与电站计算机监控系

4、统机组l cu的通信接口，以实现监控系统对发电机励磁的监控和调节功能。2、继电保护2. 1继电保护方案某水电站电力设备和出线按照水利水电工程继电保 护设计规范的要求配置了相应保护和系统安全自动装置, 并全部采用微机型装置。1 ）发电机配置的保护：纵联差动保护，复合电压起动 的过电流保护，失磁保护，定时限过负荷保护，过电压保 护，定子单相接地保护，转子一点接地保护。2）主变压器配置的保护：纵联差动保护，复合电压起 动的过电流保护，轻、重瓦斯保护，零序电流保护，温度 升高保护。3）35 kv线路配置的保护：光纤纵差距离保护，电流 速断保护，三段式相间距离保护，四段式过电流保护，三 相一次重合闸。4

5、）厂用变配置的保护：电流速断保护，过电流保护， 温度保护。安全自动装置配置某水电站配置了低周低压振荡解列装置、备用电源自 投装置以及检同期、检无压三相一次自动重合闸装置等， 以满足电力系统安全运行的要求。3、二次接线二次接线系统设计方案电站机组调速器油压装置、低压空压机、机组检修排 水泵、厂房渗漏排水泵等，原则上就地控制，自成体系， 与电站监控系统仅有信息交换，不纳入监控系统集中监控。 电流电压互感器的配置电流、电压互感器的配置按满足电站保护、监测、测 量的原则配置。测量与电站计算机监控系统统一考虑设置。根据电 测量及电能计量装置设计技术规程有关规定，除现地保 留少量必要的常测仪表作为现场调试

6、和备用监视表计外， 需要集中监测和远传的电气量，均通过各现地lcu的智能 交流釆样装置进行采集、处理，并送主控级记录、显示和 打印。同期系统同期装置与电站计算机监控系统统一考虑设置。发电 机出口断路器、主变高压侧断路器和线路出口断路器均设 为同期点。发电机出口断路器采用自动准同期方式，另设 手动准同期方式作为备用。主变高压侧断路器和线路出口 断路器采用自动准同期方式。信号系统某电站不设常规中央音响信号系统，电站事故及故障信号均由计算机监控系统语音报警装置和操作员工作站显 示器进行报警和显示。现地控制保护设备配置信号灯或显 示装置以提供现地信号，现地设备信号以继电器无源接点 或计算机通信方式上送

7、计算机监控系统。控制电源全厂二次控制系统电源分为交流和直流两种。电站设置2 20v交流逆变电源屏一面，逆变电源由电站220v直流系统和厂用380v交流系统双电源供电。作为计算机监控系统以及励磁、调速、保护等的交流工作电源。电 站监控系统现地单元为交、直流双电源供电，电压均为22ovo电站另设一套200ah/220 v高频开关直流电源，作为控 制、保护、事故照明、灭磁开关和断路器操作的工作电源。 蓄电池按照浮充电方式运行，采用微机监控仪完成充、放 电控制，母线绝缘监测、各馈电支路绝缘监测、电池容量 监测等，以rs485接口与公用lcu相接，上送直流系统有 关参数。4、工业电视系统为满足电站集中监

8、控的需要，作为全厂综合自动化系 统的重要配套设施之一，某水电站设置了一套由前端设 备、控制设备和传输设备及线缆等部分组成的工业电视监 控系统。该系统可对全厂各重要生产部位进行直观的实时 画面监控，亦可和厂内火灾监控系统联网，当发生突发事 故时直接调出事故现场画面。根据某水电站工程建筑物布置特点，电视监控系统采 用分层式网络结构，整个系统分为控制级和现地级。系统 按监控点设备布置位置划分为电站和大坝两个分区。其中 电站分区包含15个监视站点，大坝分区包含13个监视站 点。布置在电站和大坝两个分区内的各个摄像机的视频和 控制信号利用电缆各自分别传输至电站计算机室和泄水闸 集控室的现地级设备，通过各

9、自分区内的数字硬盘录像机 实现图象视频的矩阵切换、录像、画面分割处理、编码和 压缩等，各分区图象视频通过100m以太网路由接口传输至 电站中控室控制级设备，实现图像监控和管理。控制级与现地级的数字传输，采用高速以太网，通过 交换式以太网交换机相连接，网络传输速率为100mbps,采 用tcp/ip协议。控制级与电站现地级传输介质为双绞线； 控制级与大坝现地级传输介质为光纤。5结束语综上所述；本文根据某工程的功能特性和特殊地位， 论述了某水电站在设计时，采用了当前国内最先进的技术 和设计理念，选用了目前市场主流的、先进且成熟的计算 机监控、微机继电保护以及工业电视等设备，使该电站完 全具备实现“无人值班”的条件，大大提高了电站的综合 自动化水平，使电站运行更加安全可靠、经济高效，在地 区电力市场中的竞争力大为提高。参考