抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

中国南方电网

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南方电网调峰调频发电有限公司

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

。闾□网公

调峰调频公司标准化文件

二。二二年三月

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本技术规范书对应的专用部分目录

序号名称品类优化清单对应型号

1

2

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

目录

1总则...............................................................................3

2工作范围...........................................................................3

2.1工程概况...................................................................3

2.2范围和界限.................................................................4

2.3服务范围...................................................................4

3应遵循的主要标准..................................................................5

4使用条件...........................................................................6

4.1正常使用条件................................................................6

4.2特殊使用条件...............................................................7

4.3系统条件要求...............................................................7

4.4使用条件一览表.............................................................7

5技术要求...........................................................................8

5.1系统结构....................................................................8

5.2系统功能要求...............................................................9

5.3系统性能要求..............................................................11

5.4系统硬件技术要求..........................................................14

5.5系统软件要求..............................................................18

6试验..............................................................................21

6.1试验分类..................................................................21

6.2型式试验..................................................................21

6.3特殊试验..................................................................21

6.4工厂验收试验..............................................................21

6.5交接试验..................................................................29

7产品对环境的影响.................................................................32

8企业VI标识......................................................................32

9技术文件要求.....................................................................33

10监造、标识、包装、储存、运输、安装及质量保证...................................34

10.1监造......................................................................34

10.2标识......................................................................35

10.3包装......................................................................35

10.4储存与运输.................................................................36

10.5安装指导...................................................................36

10.6质量保证.................................................................36

11一次、二次及土建接口要求.........................................................37

11.1一次接口..................................................................37

11.2二次接口..................................................................37

11.3土建接口.................................................................37

12抽水蓄能机组设备一般技术要求...................................................37

12.1协调......................................................................37

12.2进度与报告...............................................................39

12.3工厂图纸.................................................................40

12.4安装、运行和维护说明书..................................................44

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

12.5生产过程影像资料..........................................................46

12.6代用品及产品选择权........................................................46

12.8电气屏（柜）、端子箱.....................................................48

12.9电气屏和端子箱组件........................................................49

12.10监视控制设备.............................................................52

12.11铭牌和标志...............................................................53

12.12备品备件.................................................................53

12.13设备编码系统............................................................54

13设备详细技术要求................................................................55

13.1供货需求及供货范围.......................................................55

13.2标准技术特性参数表.......................................................60

13.3投标人资料提交时间及培训要求............................................63

13.4主要元器件来源...........................................................67

13.5备品备件、专用工具和仪器仪表供货表.......................................72

14投标方技术偏差..................................................................73

14.1投标方技术偏差...........................................................73

14.2投标方需说明的其他问题..................................................73

15设计图纸提交要求................................................................73

15.1图纸资料提交单位.........................................................73

15.2一次、二次及土建接口要求（适用于扩建工程）..............................74

15.3设备图纸及资料...........................................................74

16其他.............................................................................74

16.1LCC数据文件...............................................................74

附录：抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书审核表单.........................76

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

1总则

1.1本技术规范书适用于中国南方电网公司所属抽水蓄能电站新建、扩建及改造工程，它提出了

进出水口闸门控制系统的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2本技术规范书提出的是最低限度的技术要求。凡本技术规范书中未规定，但在相关设备的

行业标准、国家标准或IEC标准中有规定的规范条文，投标方应按相应标准的条文进行设备

设计、制造、试验和安装。对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。

1.3如果投标方没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备

完全符合本技术规范书的要求。如有异议，应在报价书中以"对技术规范书的意见和同技术规

范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。

1.4本技术规范书所使用的标准如遇与投标方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。

1.5本技术规范书经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律

效力。

1.6本技术规范书未尽事宜，由买、卖双方协商确定。

1.7投标方在应标技术规范书中应如实反映应标产品与本技术规范书的技术差异。如果投标方没有

提出技术差异，而在执行合同的过程中，招标方发现投标方提供的产品与其应标技术规范书的条文

存在差异，招标方有权利要求退货，并将对下一年度的评标工作有不同程度的影响。

1.8投标方应在应标技术部分按本技术规范书的要求如实详细的填写应标设备的标准配置表，

并在应标商务部分按此标准配置进行报价，二者应保持一致。

1.9投标方应充分理解本技术规范书并按本技术规范书的具体条款、格式要求填写应标的技术

文件。

2工作范围

2.1工程概况

本技术规范书采购的设备适用的工程概况如下：

表2.1工程概况一览表（项目单位填写）

序号名称项目单位填写

1工程名称

2工程建设单位

3工程地址

4是否为扩建工程（是/否）

3

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

5运输条件

6安装点短路电流

7系统标称电压

8系统最高电压

9系统额定频率

10系统中性点接地方式

2.2范围和界限

1）投标方应按本技术规范书的要求，对提供的进出水口闸门控制系统及其配套设备（包

括备品备件、专用工具）的设计、生产和集成、相关接口协调、工厂试验、出厂验收、包装、

运输、交货、安装督导、现场试验及调试、试运行、验收和对招标方人员的培训负责。

2）运输

运输条件详见专用部分。

3）现场安装和试验在投标方的技术指导和监督下由招标方完成。

4）本规范书未说明，但又与设计、制造、装配、试验、运输、包装、保管、安装和运行

维护有关的技术要求，按条款3所规定的有关标准执行。

2.3服务范围

1）投标方应按本规范书的要求提供全新的、合格的进出水口闸门控制系统及其配套设备、

备品备件、专用工具和仪器。投标方所提供的组件或附件如需向第三方外购时，投标方应对质

量负责，并提供相应出厂和验收证明。

2）供货范围一览表

供货设备技术规格一览表详见13o

供货范围包括：

a）现地控制单元设备主要包括：进出水口闸门现地控制柜（每台闸门设置1套），用

于进出水口闸门的监控。

b）每套闸门至少包括以下传感器：闸门前后水位传感器各1个、锁定行程开关4个、

开度编码器1个、主令控制器1个、荷重传感器2个。

c）每台闸门对应一台闸门开度荷重仪，需与进出水口闸门控制系统以及监控系统通

信。

d）投标方应提供进出水口闸门控制系统供货设备之间、进出水口闸门控制系统与监

控系统之间所需的通信接口设备（投标方设备侧），并负责与监控系统的供应商协调，以

保证接口、通信方式和监控功能的实现，充分贯彻本规范和相关设计的要求。

e）包括并不限于旧进出水口闸门控制系统设备拆除、新进出水口闸门控制系统设备

安装、调试。

4

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

f）备品备件及专用工具等详见专用条款。

3）工厂试验由投标方在生产厂家内完成，但应有招标方代表参加，参加工厂验收的人数

及天数等规定详见规范书商务部分。

4）现场安装和试验在投标方的技术指导下由招标方完成，投标方协助招标方按标准检查

安装质量，处理调试投运过程中出现的问题，并提供备品、备件，做好销售服务工作。投标方

应选派有经验的技术人员，对安装和运行人员免费培训。安装督导的工作范围及人数和天数等

规定详见规范书商务部分。

5）投标方应协助招标方解决设备运行中出现的问题。

6）产品零整比不大于3,供货商零部件总成本不应超过进出水口闸门控制系统成本3倍。

7）设计联络会议的地点及招标方参加人员的人数和天数等规定详见规范书商务部分。

8）设备安装、调试和性能试验合格后方可投运。设备投运并稳定运行后，投标方和招标

方（业主）双方应根据相关法律、法规和公司管理制度签署合同设备的验收证明书。该证明书

共两份，双方各执一份。

9）如果安装、调试、性能试验、试运行及质保期内技术指标一项或多项不能满足合同技

术部分要求，买卖双方共同分析原因，分清责任，如属制造方面的原因，或涉及索赔部分，按

商务部分有关条款执行。

3应遵循的主要标准

除本规范书特殊规定外，投标方所提供的设备均按规定的标准和规程的最新版本进行设

计、制造、试验和安装。如果这些标准内容有矛盾时，应按最高标准的条款执行或按双方商定

的标准执行。如果投标方选用本规范书规定以外的标准时，则需提交这种替换标准供审查和分

析。仅在投标方已证明替换标准相当或优于规范书规定的标准，并从招标方处获得书面的认可

才能使用。提交供审查的标准应为中文或英文版本。主要引用标准如下：

标准按顺序排列

GB156标准电压

GB/T2423.1^54电工电子产品基本基本环境试验规程

GB2887计算机场地技术要求

GB3453数据通信基本型控制规程

GB7260.1~3不间断电源设备

GB/T7408数据元的交换格式、信息交换、试运行、日期的时间表示法

GB/T18482可逆式抽水蓄能机组启动试验规程

GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

GB50169电气装置安装工程接地装置、施工及验收规范

5

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GB50171电气装置工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范

GB50217电力工程电缆设计规范

GB50254电气装置安装工程施工及验收规范

GB50260电力设施抗震设计规范

GB/T32510抽水蓄能电厂标识系统（KKS）编码导则

NB/T35004-2013水力发电厂自动化设计技术规范

NB/T10072-2018抽水蓄能电站设计规范

DL/T7353工业自动化仪表盘、柜、台、箱通用技术条件

《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》

调峰调频公司智能水电厂关键技术及建设规划研究报告

4使用条件

4.1正常使用条件

4.1.1海拔高度：＜2500m

4.1.2环境温度

最高温度：+40℃

最热月平均温度：+30℃

最高年平均温度：+20℃

最低气温：0℃（户内）

4.1.3耐地震能力

地震烈度：8度

4.1.4湿度

相对湿度平均值：10%〜95%

4.1.5尘埃

上下库：尘埃粒度＞0.5U,个数V18000粒/升。

4.1.6振动和冲击

上下库：振动频率范围为10Hz〜200Hz,加速度不超过10m/s2的条件下长期运行。

4.1.7电磁干扰和电磁相容性

1）投标方应满足防止在正常操作过程中产生过电压的抗干扰性能，提供为防止在电源中

可能出现浪涌电流而造成损害所必需的任何附加硬件、电器和保护元件。

2）模拟接口采用差分连接方式，数字接口和脉冲累加输入接口采用光电隔离或继电器隔

离。

3）模拟信号回路采用双绞屏蔽电缆。数字信号回路采用带屏蔽的控制电缆。

6

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

4）投标方应设计和试验本系统的设备，以保证不超过电磁干扰极限。电磁干扰极限值为

设备机柜1m处30MHz〜500MHz电磁波的强度不超过lV/m»

5）当设备安装地点的电磁场强度不超过第⑷条的数值时，投标方所提供的设备应能正常

工作。

6）电磁相容性：800A/m«

4.1.8系统接地应使用本电站公用接地网，各接地网的接地电阻均不大于1Q,投标方应对监

控系统设备的接地及绝缘耐压提出具体要求。

4.2特殊使用条件

当超出4.1中规定的工作条件时，由用户与供应商协商确定。

4.3系统条件要求

本招标技术文件规定的设备，应适用于下列电力系统：

4.3.1系统额定频率：50Hz

4.3.2系统标称电压：400V

4.4使用条件一览表

本技术规范书采购的设备适用的外部条件如下：

表4.1设备外部条件一览表（项目单位填写）

备注（须说明

投标本工程适用

序项目需

人

正常使特殊使用保的是正常使

号参数类型单位求值或

证

用条件条件值用条件或是

表述

特殊使用条

件）

1环境温度

1.1最高日温度℃

1.2最低日温度℃

1.3最大日温差℃

1.4年平均温度℃

2海拔m

3试验的标准大气压力kPa

4防振要求

5相对湿度%

5.1最大日相对湿度%

5.2最大月平均相对湿度%

6月平均最低温度℃

7试验气压kPa

8系统额定出力MW

9系统额定频率Hz

7

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10系统额定转速RPM

5技术要求

5.1系统结构

5.1.1系统概述

1）上库进出水口闸门布置于上库引水隧洞进口拦污栅下游，为事故闸门，该闸门能在进

出水口闸门或高压管道等出现事故时动水下门，切断水流，防止事故扩大，当进出水口闸门或

管道等需要检修时，该闸门也可在静水中闭门。

2）上库进出水口闸门门型采用潜孔式平面滑动闸门，主支承为钢基铜塑复合滑块。平时

通过电动推杆锁定装置锁定在孔口上方（闸门部分进入门槽，但底缘在校核洪水位以上），当

闸门需要关闭时，先将闸门提升一定高度，电动推杆锁定装置退出锁定状态，再操作闸门下落。

闸门启闭采用门槽顶部检修平台排架上的固定卷扬式启闭机操作。

3）下库进出水口闸门布置于下水库隧洞出口，为检修闸门，以便在机组大修时，尾闸室

事故闸门及启闭机检修时，封堵来自下水库的水源。

4）下库进出水口闸门门型采用潜孔式平面滑动闸门，主支承采用钢基铜塑复合滑块。闸

门采用充水阀充水平压，静水启闭，启闭采用门槽顶部排架上的固定卷扬式启闭机操作。闸门

平时通过带行走轮的锁定梁锁定在孔口顶部。

5）进出水口闸门自动化系统的控制对象为门槽顶部检修平台排架上的固定卷扬式启闭

机，能够实现进出水口闸门自动开启及关闭，并能够对进出水口闸门锁定装置、制动装置等相

关设备进行自动控制。

6）每一道进出水口闸门应提供一套完整的以可编程控制器（PLC）为核心设备的控制系

统。该系统与上下库LCU系统信号交互，实现对进出水口闸门及其附属设备的控制。

5.1.2系统结构

1）进出水口闸门控制系统的组成有：

进出水口闸门启闭机及锁定装置、制动装置、减速机润滑油泵、冷却风机控制柜；

各自动化元件。

2）进出水口闸门控制系统应包括所有完成操作程序所需要的控制装置、切换开关、按钮、

传感器、变送器、继电器、指示灯、仪表、行程开关、闸门开度检测仪和荷重仪、电缆等。系

统概图如下图lo

8

抽水蓄能电站进出水口间门控制系统技术规范书

闸门开度荷重仪

闸

闸

门

门

荷

开

重

度

信

信

号

进出水口闸门启闭机、号

锁定装置等相关设备

图1进出水口闸门控制系统概图

5.2系统功能要求

5.2.1进出水口闸门控制系统所有控制逻辑由进出水口闸门控制柜内的可编程控制器PLC来完

成。进出水口闸门控制系统接受上下库LCU的控制、调节命令对监控对象进行控制、调节。没

有上下库LCU命令或脱离上下库LCU的情况下，系统也应能独立完成对所控设备的闭环或开环

控制。在现地控制单元上进行控制操作时，不应影响数据采集及数据往上下库LCU的传送。

5.2.2进出水口闸门控制设备应联锁，防止进出水口闸门两侧压力差过大时开启进出水口闸

门。进出水口闸门控制系统应保证只有在打开闸门充水阀充水平压后才能够操作进出水口闸门

开启。

5.2.3进出水口闸门控制系统应使进出水口闸门启闭机在正转的过程中随时可以停止并反方

向转动。进出水口闸门控制系统应使进出水口闸门在开启的过程中随时可以可靠关闭。当进出

水口闸门的锁定装置投入时，应闭锁进出水口闸门关闭回路。

5.2.4进出水口闸门启闭机应设液控应急操作及花键离合装置，其数量应与电动机数量一致，

并应至少配有两套应急电源。在无电源、电气或电机故障情况下，采用液控应急操作装置操作

闸门启闭。液控应急操作装置通过手动离合器与固定卷扬式启闭机的电动机后出轴或减速器的

输入轴相连接；在启闭机有电源和电机正常工作时，手动离合器打开；需要应急操作时，手动

离合器合上，离合器合上之后，手动打开制动器的开闸装置，通过液控应急操作装置操作闸门

启闭。

5.2.5启闭机应有下列电气保护装置：短路保护和过流保护、失压保护、零位保护、缺相保护、

限位保护、过载保护、主隔离开关和断开总电源的紧急开关，以及联锁保护。起升电控系统应

具有防止溜钩功能。

5.2.6进出水口闸门启闭机应设工作制动器和安全制动器，其中工作制动器和安全制动器各一

9

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

套。工作制动器采用液压盘式制动器，布置在减速器高速端。安全制动器安装在卷筒轴端，采

用液压释放盘式制动器，安全制动器延时上闸。

5.2.7进出水口闸门控制系统应设有完善的自检功能和容错功能，对硬件和软件进行监视。任

一元件故障，不应影响其它PLC的正常工作。I/。硬件应采用标准单元插件式，允许带电插、

拔模件，同类插件应有互换性.

5.2.8进出水口闸门控制单元应具有周期采集上送、变位采集上送和召唤采集上送功能，实时

采集各监控对象的模拟量、开关量和脉冲量，控制单元还应具备外部通信功能，外部通信规约

应满足电站计算机监控系统的要求。进出水口闸门控制单元应按照数据就地处理的原则完成数

据处理任务，根据需要上送电站计算机监控系统。

5.2.9闸门进行开启或关闭操作时，闸门到达全开、全关位置后，应能自动切断上升、下降机

构的电源，使闸门停止上升或下降。闸门全开以后，如果由于某种原因自动下滑到一定位置,

应接通闸门自动提升回路，发信号并使闸门提升至全开。闸门起升机构应具备上、下极限位置

保护，同时应加设机械控制上、下极限作为冗余，并应有至少两个开度预置和下滑报警功能的

开关。

5.2.10进出水口闸门控制单元输入/输出接点应采用独立的无源接点，并应有20%以上余量。

电站监控系统上下库LCU通过I/O接点形式对进出水口闸门进行启、闭等运行状态控制；闸门

及其卷杨机的开、闭、位置、故障报警等运行要求的信号均通过I/O接点传送至上下库LCU。

现地控制柜应至少（但不限于）对外输出下列无源接点信号：

闸门“启”状态，即提升状态；

闸门“闭”状态，即下放状态；

切换开关处于“远方”位置；

控制电源消失；

开度仪输出的上极限到位信号•；

开度仪输出的下极限到位信号；

开度仪输出的下滑报警；

荷重仪输出的超载报警（超载值可整定）；

主令开关提供的闸门全开位置；

主令开关提供的闸门全关位置。

5.2.11进出水口闸门控制单元PLC模块应具有在线或离线自检功能，故障诊断应能定位到模

块。现地控制单元应有掉电保护和来电自恢复功能。当PLC模块故障时，应能自动闭锁控制输

出并输出故障告警。控制单元硬软件故障时，除在现地报警指示外，还应上送电站计算机监控

系统联动与显示。

5.2.12进出水口闸门控制系统应配置开度检测仪和荷重仪。荷重仪输出的超载信号应作用于

现地控制柜内启闭机停止回路，除此之外，需再对外输出一个无源接点超载信号至上下库LCUo

10

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

每台启闭机配置主令开关，除现地控制柜自用外，应对外输出全开、全关、中间位置（可任意

整定）三个无源接点信号至电站计算机监控系统。

5.2.13进出水口闸门控制系统应可控制闸门进行“打开”、“关闭”和“停止”等操作；并

具有“现地/远方”操作功能，在“现地”状态下，操作人员可通过安装在现场控制柜上的操

作按钮控制进出水口闸门及其附属设备；在'‘远方”状态下，闸门可由计算机监控系统远方控

制。中控室应能显示闸门位置，另应当在中控室设置独立于监控系统的上库进出水口闸门紧急

关闭按钮及回路，并以硬布线（包括独立光缆）的形式接至闸门的控制回路。

5.2.14进出水口闸门控制系统防雷应满足GB7450《电子设备雷击保护导则》要求，考虑到本

系统设备雷电侵入可能性较大，应在所有机柜电源输入侧和串行通信口处、水位信号输入处均

应设置防雷保护元件。

5.2.15触摸屏

1）进出水口闸门控制单元应具有显示、控制用的触摸显示屏。

2）该触摸显示屏应具备设备状态显示主界面、进出水口闸门启闭机、锁定装置等附属设

备控制操作、数据简报、报警记录、输入输出状态监控等界面。

5.2.16通信交互

1）系统与上下库LCU的通信以数字通信与硬布线相结合的通信方式。

2）系统采用数字通信方式与电站计算机监控系统进行通信，协议宜采用ModbusRTU或

ModbusTCP协议，接口应满足现场总成的连接要求，并配置相应的通讯模块和网络接口。

5.2.17电源

1）启闭机动力电源采用交流三相，50Hz,380/220V,在电源额定电压降低15%时，启闭

机应仍能正常运行；

2）盘柜内控制电源采用至少一路220VDC直流电源和一路220VAC交流电源。两路电源通

过电源切换装置实现冗余，电源切换时不应影响设备正常运行。控制电源分别给PLC和触摸屏、

网络通讯模块和传感器设备、信号反馈回路等设备供电，并单独配置mcb开关。

3）交流电源应给照明、温控器、加热器和检修电源供电，并在公共回路上配置mcb开关。

5.3系统性能要求

投标方提供的设备性能，应满足系统实时性（响应时间）、可靠性、可维护性、可用性、安

全性、可扩充性及可改变性等方面的要求。

系统性能应满足应满足技术规范书专用部分13.2条款相关指标要求。

5.3.1实时性

进出水口闸门控制系统的响应能力应该满足系统数据采集、人机通信、控制功能和系统通

信的时间要求，对数据采集和控制的响应时间应能满足电站计算机监控系统要求。

5.3.2可靠性

进出水口闸门控制系统及其设备应能适应电站的工作环境，具有足够的抗干扰性，能长期

11

抽水蓄能电站进出水口闸门控制系统技术规范书

可靠稳定运行•控制系统及设备应从设计、制造和装配等方面保证其产品完全满足技术条款的

可靠性要求。系统中任意单个器件故障不应导致关键功能损坏。

5.3.3可利用率

5.3.3.1系统可利用率在试运行期间不应低于99%,验收后保证期内整个系统的可利用率应不

小于99.97缸另外，投标方应在其投标文件中提供类似电站的可用率参数。

53.3.2投标方应提供各主要设备的可利用率，其可利用率计算公式如下：

可利用率=平均无故障工作时间MTBF/（平均无故障工作时间MTBF+平均修复时间MTTR）

招标方将根据下面的公式来检验所供设备是否满足可利用率要求：

可利用率A=可使用时间/（可使用时间+维修停机时间）。

其中：可使用时间=考核（试验）时间（h）-维修停机时间（h）。

53.3.3考核（试验）时间按6.5.2相关条款的规定确定。

53.3.4维修停机时间的定义为：

1）维修停机时间包括故障维修时间、影响设备使用的预防性维修时间和系统扩充停机时

间。

2）故障维修时间仅计算检查故障和处理故障设备使其恢复正常运行的时间，它不包括通知

和安排维修人员时间，也不包括等待备件和修理工具的时间。但对于重复性故障，其故障维修

时间应取故障发生到处理结束的全部连续时间。

3）维修停机时间中所包含现地控制单元的故障维修时间应按所有现地控制单元故障维修

时间总和除以现地控制单元总个数的商进行计算。

4）可不计入故障维修时间的设备故障有：非关键性故障（不影响监控系统运行或不需要停

机维修的故障）、冗余部件中不影响功能的故障。

5.3.4可维护性

5.3.4.1所提供进出水口闸门控制系统的硬件和软件至少在5年内应是完全可维护的。

53.4.2系统应具有自诊断和寻找故障功能，指出具体故障部位，在现场更换故障部件后即恢

复正常工作.

53.4.3软件故障检测可准确到功能模块，应有便于试验和隔离故障的断开点，以便隔离和检

查故障。

53.4.4应尽量使用模块化结构，使硬件设备、元器件、模件板有较高的替代能力。

53.4.5在选择硬件和软件时，应充分考虑中国市场的元件采购及技术服务。

53.4.6可通过工程师工作站修改和增加软件。

53.4.7应配备合适的专用安装拆卸工具，便于元器件和模件板的更换。

53.4.8系统平均修复时间（MTTR）（有备件）＜0.5h

5.3.5系统裕度

系统应具有很强的开放功能，留有扩充现地控制装置、外围设备或系统通信的接口，通过

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简单连接实现系统扩充。

5.3.5.1CPU负载率

CPU负载率定义为参考时间中占用CPU时间的比值，即：

CPU负载率=（占用CPU时间/参考时间）X100%

CPU负载率（正常情况）＜50%

CPU负载率（事故情况）＜70%

以上数字统计周期不大于1s,投标方应提供一套在线的监测软件，用于负载率的实时监

测。

5.352系统使用裕度

网络通信负载率＜20%

各I/O量裕度（不包括备品备件）＞20%,另外屏柜内应留有可扩充插槽的空间。

5.3.6系统可变性

可在线进行参数修改及限值修改。

备品备件更换可在线插拨。

用户可在线补充、修改被测点的定义、定值、单位、标度及其它数据特征。

用户可自行生成画面、打印报表格式及其它功能。

5.3.7系统安全要求

5.3.7.1安全设计原则

5.3.7.1.1正常情况下，电站中控层、上下库LCU层、现地控制层均能实现对进出水口闸门的

控制，并保证操作的安全和设备运行的安全。

5.3.7.1.2计算机系统故障时，上一层的故障不应影响下一层的控制和调节功能和操作安全，

即电站中控层或上下库LCU层故障时，不应影响现地控制单元层的功能

5.3.7.1.3应设有简单可靠的硬布线紧急落闸回路，独立于监控系统之外，用于事故紧急情况

下关闭上库事故闸门。

5.3.7.1.4上下库LCU层与闸门现地控制层的连接，采用现场总线为主，保证数据采集的可靠

性和实时性，但对于重要的控制命令和事故、安全信号，应加设硬布线回路，实现重要数据双

通道通信。

5.3.7.1.5关键设备采用冗余技术

PLC（或过程控制器）采用交直流双路电源供电，交流采用UPS供电，留有足够的供电备用

时间。

53.7.2操作安全

1）设备的操作，应设置完善的软件硬件闭锁条件，即使有错误的操作，也不应引起被控

主设备的损坏。

2）按控制层实现操作闭锁，其优先权顺序为：现地控制层最高，上下库LCU层次之，电

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站中控层最低。

53.7.3硬件、软件安全

1）应有电源故障保护和系统自动重新启动，且不会对被控对象产生误操作。

2）有自检能力，检出故障时能自动报警。

3）设备故障能自动切除或切换到备用设备上，而不影响系统的正常运行，并能报警。

4）软件应具有完善的防错纠错功能。软件的--般性故障应能记录且具有无扰动自恢复能

力。

5）任何硬件和软件的故障都不应危及电力系统的完善和人身的安全。

6）系统中任何地方单个元件的故障不应造成生产设备误动。

5.4系统硬件技术要求

5.4.1一般要求

5.4.1.1投标方提供的监控系统应当是技术成熟、高度可靠，先进，维护方便，经济合理的系

统和产品。系统设备应优先采用组合式、模块化、标准化和开放式结构。

5.4.1.2在合同价格不变的情况下，应采购最新的或尽可能最新推出配置高的设备。对采购的

所有标准硬件，应满足兼容性、可扩展性的要求。在确定设备正式采购前，需得到招标方的书

面确认。

5.4.1.3进出水口闸门控制系统设备应以可编程控制器（PLC）、带不小于15彩色液晶触摸屏为基

础，包括有顺控、调节、过程输入/输出、数据处理、相应画面显示和外部通信功能。

5.4.1.4各现地控制单元的输入、输出过程接口设备的数量应满足电站运行的需要，并留有20%

备用裕量（应有插件并配线）。I/O硬件应分组制成标准单元插件式，同类插件应有互换性。现

地控制单元支架上应留有20%以上的I/O插件的备用位置，以便将来的扩展，所有I/O接口（包

括备用）端都应接到端子排上。I/。模块应按交流和直流电源分开，并提供无源节点，以防止电

气干扰和混淆。

5.4.1.5所有接口应满足如下的耐压要求（共模和差模）：

绝缘耐压：在500V以下，60V及以上端子对外壳间能承受交流2500V（RMS）,lmin；60V

以下端子对外壳间能承受交流500V（RMS）,lmin；

冲击耐压:1.2us/5011s冲击波5kV«

5.4.2可编程控制器

5.4.2.1PLC应具有高抗干扰，低功耗性能。

5A2.2CPU应具有如下性能：

1）字长应在32位及以上；

2）主频应大于1.8GHz,具有浮点运算能力；

3）能实现时钟同步校正，其精度应与事件分辨率配合；

4）CPU单条指令执行WO.lus。

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5.423存储器应有如下特性：

1）拥有不小于64MB的用户闪存（FlashMemory）；

2）拥有不小于64MB的电池后备CMOS用户内存（RAM）,电池贮存期应不小于5年。

3）可支持512个程序块，每个程序块最大可为128KB。

5.4.2.4电源模块

1）应为可编程控制器配置相应的电源模块。

1）电源模块参数应满足：

a额定电压24VDC,输出功率不小于25W,直流电压下限:静态电压19.2V、动态电压18.5

V,直流电压上限：静态电压28.8V、动态电压30.2V,有反极性保护、短路保护功能。

b与总线功能性电气隔离，支持在RUN模式下组态、诊断报警、诊断中断，

c抗浪涌电压符合IEC61000-4-5标准。

5.4.2.S数字量输入（DI）

1）数字量输入包括状态量输入和报警、事故开关量输入。

2）数字量输入信息应由独立的常开或常闭接点提供，由I/O模块电源供电。

3）应设防止接点抖动的滤波措施。

4）信号输入都应采用光电隔离和浪涌吸收回路。光电隔离器能承受1500V（RMS）,lmin的

绝缘水平。

5）每个DI点都有一个LED指示器，当输入接点闭合时，即有指示。

6）所有的接点状态改变应有时间标志，分辨率应符合专用部分的要求。

5A2.6模拟量输入（AI）

1）一般电气模拟量为4mA~20mA,对于有功功率等电量有双方向要求时为4mA~12mA〜

20mA,零点取为12mA。

2）测温（RTD）模块应提供与多种热电阻的连接接口，输入接口应能直接与四线引入的PtlOO

测温电阻相连接。

3）现地控制单元应有高精度的内部参考值，以校验A/D转换器在零值和满刻度的读数。可

对A/D转换精度自动检验或校正。

4）模拟输入接口参数还应满足：

A/D分辩率不低于11位加1位符号位

转换精度：包括接口和A/D转换，误差小于满量程的±0.1%

共模抑制：＞90dB

常模抑制：＞60dB

绝缘耐压:500V（RMS）,lmin

转换时间：＜250Us

最大温度误差：0.01%/℃

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5）投标方可根据自己的经验，提出采用交流采样模件的方案。投标方在投标时应提供交流

采样模件的有关资料及应用经验，并单独报价。交流采样模件的最大转换误差应不大于±0.5%。

5.4,2.7数字量输出（DO）

1）数字量输出应采用继电器隔离或光隔离。继电器接点容量和电压应满足所接负荷的要

求，并留有充分的裕度。由独立的电源供电。

2）输出继电器应为插入式，带防尘罩，继电器耐压水平为2000V（RMS）,lmin；分支回路

绝缘电阻不少于为1M,母线绝缘电阻不少于10M。

3）每一数字输出应有LED指示器反映其状态。

5.4.2.8通讯模块

通讯模块参数应满足：

1）能将PLC连接到工业以太网，10/100/1000兆位/秒，TCP/IP和UDP传送报文。

2）至少有一个与计算机监控系统通信的数字通信口和一个编程调试口。

3）能与CPU配套使用。

5.4.3继电器

5.4.3.1输入/输出隔离继电器应采用直插式超薄继电器，继电器的厚度应410mm,继电器线圈

和触点应有安全隔离。

5.43.2若部分硬布线逻辑功能直插式超薄继电器无法实现，应采用同一品牌的通用型继电器。

5.4.4水位传感器

5.4.4.1水位传感器应能防老化、防漏压、防冲击，可输出4~20mA标准信号，使用温度为

-20-100℃,测量精度不低于0.1%。

5.4.4.2应与现有其他运行设备所用传感器统一。有变送器或隔离放大器等能匹配使用，保证

水位数据正常输出并上送。

5.4.5行程开关

5.4.5.1行程开关应适用于室外环境，行程开关类型及测量量程（距离）根据被测设备实际情

况进行选择.

5.4.5.2应同步考虑其他设备系统的行程开关选型，优先选择同一规格产品进行配置。如确实

不能使用同一规格产品，也应按照较少品类原则进行量程归类选用。

5.4.6主令控制器

5.4.6.1主令控制器应与启闭机配套，至少有上极限位、下极限位、充水位、允许锁定位四个

无源接点。

5.4.7荷重传感器

5.4.7.1荷重传感器应确保性能良好，在电控柜上以数字显示吊具上的荷载，综合精度2%。当

监视两个以上吊点时，仪表应能分别显示各吊点荷载。

5.472测量量程（重量）根据被测设备实际情况进行选择。

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5.4.8开度编码器

5.4.8.1采用绝对位置光电编码传感器，无零点累计误差、抗干扰性强，重复精度不低于±1BIT,

最快可设时钟频率不小于500KHZ,在连续圈数内全程绝对，停电不影响位置保存。

5A8.2应与主令控制器和闸门开度荷重仪相匹配。

5.4.9开度荷重仪

5.4.9.1开度、荷重显示、控制之间独立工作，互不干扰。采用微电脑控制技术，具有闸门开

度、荷重LED显示；开度、荷重超限继电器动作，继电器动作时相应的指示灯亮。具有测量

精度高、体积小、寿命长、安装调试方便、断电记忆、易使用等特点。

5.4.9.2具有标准MODBUS-RTU协议RS485信号，开度、左右荷重4-20mA模拟量信号输出，输

出控制继电器至少对应开度的上限、下限、控1、控2、控3、控4,左右荷重110%、90%、

10%（欠载）点，对应指示灯亮。

5.4.10电源变送器

5.4.10.1电源装置应采用冗余配置，冗余电源宜采用两路直流电源或一路直流和一路交流。当

工作电源故障时，应自动切换至备用电源并发出信号。

5.4.10.2电源变送器参数应满足：

1）输入电压为220VDC或220VAC,输出电压为24VDC,功率不小于150W,能与PLC相

匹配，满足所带负载功率要求。

2）电源安装尺寸要求：长度不超过170mm,宽度不超过40mm,高度不超过140mm。

5.4.10.3二极管模块

1）额定输入电压24VDC,额定输入电流20A,最大输入电流28A；

2）额定输出电压电压24VDC,额定输出电流20A。

3）安装尺寸要求：长度不超过90mm,宽度不超过70mm,高度不超过110mm。

5.4.11触摸屏

5.4.