水电站综合自动化系统（现地控制单元）

null水电站自动化系统2011年3月16日水电站自动化系统——现地控制 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 null主要内容1闸门LCU功能及配置null一、设计原则技术最新：采用最新的计算机硬件、软件及网络技术，全站按全计算机监控进行总体设计和系统配置；高度可靠：各项指标须达到部颁相关标准，选择较高的MTBF（平均故障间隔），兼顾经济性和实用性；与时俱进：系统配置和选型应符合计算机快速发展的特点，软件、硬件应模块化和结构化设计，以便系统规模的扩展和升级 ；易维护：系统具备防误操作功能和完备的自诊断、自恢复功能 ，要求较小的MTTR（平均维修时间）； 无人值班 少人值守null二、机组LCU功能及配置1、机组LCU功能2、机组LCU构成及组屏方式3、机组LCU主要设备null1、机组LCU功能①数据采集和处理 采集机组、机组进／出水阀和尾水进出水口闸门的各模拟量、开关量、机组温度量、机组振动、摆度、气隙、蠕动、流量及压力的数据采集，对这些数据进行越限检查，并将越限情况与数据送往电站控制级，同时在机组LCU上也有报警显示和音响。null②安全监视 监视面板可显示机组、电气度量和温度量以及有关辅助设备的状态或参数及主要操作画面；在机组LCU上还可观察全厂的其它设备运行情况。机组起动前的起动条件监视：在机组处于停机备用状态时，检查其是否具备发电起动的条件，如油压、气压、主辅设备状态和有无故障等。如有异常情况，除在现地指示外，还应上送电站控制级显示与打印。工况转换过程的顺序监视：连续监视机组各种工况转换过程的操作顺序步的运行，并将主要顺序步上送电站控制级。遇到顺序阻滞故障，则将机组转到安全工况。在值守人员确定原因并消除这种阻滞时，应允许由人工干预回到初始状态；机组LCU异常监视。null③机组控制与调节 机组LCU在没有电站控制级命令或脱离电站控制级的情况，能独立完成对所控设备的闭环控制，保证机组安全运行。 a．机组LCU能与励磁系统、调速系统协调配合，可以自动或以分步操作方式完成机组的工况变换，并完成有功、无功功率的调整任务。 b．机组LCU包括对机组控制范围内的断路器和各种隔离开关(不包括检修接地隔离开关)的分合控制。所有的开关控制都具有严格的安全闭锁逻辑。 c．机旁设有控制权切换开关，为“远方一现地”。当开关置于“远方”时，机组受控于电站控制级；置于“现地”时，由运行人员通过机组LCU对机组进行控制，机组以“自动”或“分步”方式进行，各操作完成后，现地控制单元均有返回信息。null④机组同期 机组同期设自动准同期和手动准同期两种。自动准同期作为机组发电正常同期并列之用，由自动准同期装置实现。自动准同期装置安装在机旁控制屏上，机旁控制屏上还设置手动准同期装置及相应表计，包括双电压、双频率指示仪表、同期指示仪表、同期方式选择开关、电压、频率调整开关。在远方和现地均可实现自动准同期合闸。为防止机组非同期并网，设有非同期闭锁装置，当相角差过大时闭锁合闸回路。非同期闭锁装置MZ-10同期表null⑤测量 对电站的电量、非电量等的信息均由现地控制单元采集，由在现地控制单元液晶触摸屏和操作员工作站显示。另外，为便于运行人员监视，可在机组LCU屏设有简化的模拟仪表，包括有功功率表、无功功率表、电压、频率、电流表等null⑥机组控制单元顺序控制 机组运行工况有发电、调相和停机三种，工况转换方式有发电转调相、发电转停机、停机转发电、停机转调相、调相转发电机和调相转停机。 正常停机时，采用电气制动和机械制动混合制动方式，机组电气事故停机时则将电气制动闭锁，只采用机械制动。 机组紧急停机控制命令与事故停机命令具有最高的优先权。机组紧急停机顺序操作由安全装置自动启动或机组LCU屏上的机组紧急停机按钮控制，作用于机组直接与系统解列并停机等操作。机组电气保护作用于机组事故停机，与系统解列并停机。机组机械保护作用于机组停机，应先减负荷至空载，然后与系统分列。反映主设备事故的继电保护动作信号，除作用于事故停机外，还应不经LCU直接作用于断路器和灭磁开关的跳闸回路；机组辅助设备起动／停止控制；null⑦数据通信 a．完成与电站控制级的数据交换，实时上送电站控制级所需的过程信息，接收电站控制级的控制和调节命令。 b．接收电站的卫星同步时钟系统(GPS)的信息，以保持与电站控制级同步。 c．与调速器、励磁系统、机组保护设备，及与微机温度巡测装置、微机自动准同期装置之间留有串行通信接口。null⑧自诊断功能 计算机监控部件和模件，所有I／O模板都是智能模板，板上带有处理器，做到了智能分散，功能分散，危险分散的计算机监控系统，单一处理器失效只能导致单一功能失效，不会影响系统其他功能，从而提升整体系统可靠性与可用性的目的。大大提高了系统的可靠性，可用性，缩短了平均检修时间。null2、机组LCU构成及组屏方式机组的顺序控制 数据采集 事件顺序 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 （SOE） 输出控制功能 水机保护功能 就地显示 控制操作交流数据采集 为机组出力提供可靠数据智能设备的通信处理如： 励磁系统、调速器系统、温度采集、转速测控、保护装置、交流采样、同期装置完成机组同期并网功能，具备快速调节、快速并网、硬件闭锁。包含手、自动同期功能为PLC、自动化元件提供可靠工作电源、冗余配置，宽限输入，隔离输出null机组LCU屏组屏模式 机组LCU 1屏 机组LCU 2屏主设备配置表双供电装置通信管理机人机界面PLC主机架交换机双供电装置PLC扩展机架同期装置交流采样装置null配置说明： ①屏体尺寸可选2260(高)*800(宽)*600(深)mm或者2260*800*800mm，根据用户预留屏体安装位置而定； ②屏体数量根据机组大小和配置可安装于一面屏内，上面 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 为一机两屏模式，适合于中型机组； ③根据用户投资情况，部分设备也可能安装于机组LCU屏内，如：发电机保护装置、温度巡检仪、转速测控仪、剪断销信号装置、发电机计量装置，下图为我公司针对小型水电站较为典型的机组LCU屏组屏模式null 机组LCU屏温度仪同期表人机界面PLC电度表转速仪非同期闭锁发电机保护装置单独组屏模式 机组LCU屏温度仪同期表PLC电度表转速仪非同期闭锁包含发电机保护装置组屏模式主保护后备保护null3、机组LCU主要设备①双供电装置EDCS-DPS特点： a、采用台湾明伟开关电源 b、交直流双路冗余输入 c、模块掉电告警 d、2U_19标准机箱 e、宽限输入、隔离输出作用： a、PLC提供工作电源 b、自动化元件提供工作电源 c、PLC控制电源原理图null②可编程逻辑控制器(PLC)PLC有大、中、小型之分，其定义如下： a、小型PLC 小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。常见的PLC系列有：日本三菱公司F系列、日本欧姆龙公司CP系列。适用于5MW以下的小型机组。 日本三菱F系列日本欧姆龙CP系列null施耐德公司PremiumGE公司90-30系列西门子S7系列b、中型PLC 中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256~1024点之间。I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。常见的PLC系列有：西门子公司S7系列、施耐德公司Premium系列、日本欧姆龙公司CQ系列、GE公司90-30系列。适用于5~50MW的中型机组。null施耐德公司QUANTUM系列GE公司PAC系列c、大型PLC 一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统，使机器的可靠性更高。常见的PLC系列有：施耐德公司QUANTUM系列、GE公司PAC系列。适用于50MW以上的大型机组。null③人机界面●有电阻式、电容式、红外线式、表面声波式； ●是一种只能运行程序，不能编辑程序的计算机； ●显示尺寸有7”10”12”； ●单色和彩色； ●采用触摸方式输入信息，并显示图像和文字； ●显示机组电量与非电量参数； ●进行各类工作参数的设置； ●可以离开上位机独立工作； ●有在线指导功能null④交流采样装置三相电压 三相电流 有功功率 无功功率 功率因数 支持模拟量输出（可选） 标准RS485通讯端口 支持MODBUS通讯协议EDCS-81A0null⑤同期装置自适应差频、同频同期 自适应系统接线形式 模糊调频调压方式 纯硬件闭锁EDCS-81D0解决手动同期模式 差频 同频 无压 （常规同期检测继电器 无法实现同频和无压模式)EDCS-FTQBSnull双100M以太网接口 双CAN总线 8个复用型串口 2KV通道隔离、浪涌保护 支持双机冗余 双以太网等网络通信工作方式 交直流供电模式 掉电报警功能 无扇散热 1U_19”标准机箱⑥通信管理机EDCS-7960支持101、102、103、104规约，DNP3.0、 CDT、MODBUS、SPABUS 、SC1801 、COURIER、 DL645及国内外各主要电力厂家各设备通讯规约null三、开关站及公用LCU功能及配置1、开关站及公用LCU功能2、开关站公用LCU构成及组屏方式3、开关站公用LCU主要设备null1、开关站及公用LCU功能①数据采集和处理 采集开关站各电气量和全站公用的油、气、水辅助系统工作状态及保护动作信号；采集厂用变压器断路器及隔离开关状态和继电保护、自动装置动作信息。采集0.4kV厂用电进线开关状态、备用电源自动投入装置动作和220V直流系统工作信息；采集配电装置各电气量、非电气量、下游水位，做工程值变换和预处理，并根据要求上送电站控制层。电量模拟量采用交流采样，非电量模拟量采作直流采样 null②安全监视 与电站控制层监视对象的继电保护和自动装置配合，完成设备状态监视、越限检查、过程监视和现地控制单元异常监视。在脱离电站控制层的情况下，仍能监视设备的运行，并能与机组LCU协调工作。③操作 对开关站断路器及隔离开关的分合闸操作，接受电站控制层控制命令，断路器以及隔离开关完成有关顺序操作，控制器对这些操作要有严格闭锁。null④同期 开关站同期设多点自动准同期一套。多点自动准同期装置具备相线电压自动识别、相位补偿、断线告警等功能。在远方和现地均可实现自动准同期合闸。为防止非同期并网，设有非同期闭锁装置，当相角差过大时闭锁合闸回路。⑤测量 对开关站电量、非电量等的信息均由现地控制单元采集，由在现地控制单元液晶触摸屏和操作员工作站显示。null⑥辅机控制 a、对调速器油压、球阀油压进行检测，自动控制补气装置开启、关闭，维持油压装置内正常油气比例。 b、对高低压空压机进行实时检测空压机及控制系统的各环节运行工况，故障自动处理并报警。 b、对技术供水、排水、消防用水进行实时检测水位、水温、流量等，自动控制水泵的启停，确保水位、流量、水温等在正常范围内。 null⑦数据通信 a．完成与电站控制级的数据交换，实时上送电站控制级所需的过程信息，接收电站控制级的控制和调节命令。 b．接收电站的卫星同步时钟系统(GPS)的信息，以保持与电站控制级同步。 c．与直流系统、辅机控制系统、开关站保护设备，及与微机主变温度装置、微机自动准同期装置之间留有串行通信接口。null⑧自诊断功能 计算机监控部件和模件，所有I／O模板都是智能模板，板上带有处理器，做到了智能分散，功能分散，危险分散的计算机监控系统，单一处理器失效只能导致单一功能失效，不会影响系统其他功能，从而提升整体系统可靠性与可用性的目的。大大提高了系统的可靠性，可用性，缩短了平均检修时间。null2、公用LCU构成及组屏方式辅机控制 数据采集 事件顺序记录（SOE） 输出控制功能 就地显示 控制操作开关站交流数据采集智能设备的通信处理如： 直流系统、计量系统、温度采集、保护装置、交流采样、多点同期装置完成开关站多点并网功能，具备快速调节、快速并网、硬件闭锁。包含手、自动同期功能为PLC、自动化元件提供可靠工作电源、冗余配置，宽限输入，隔离输出null公用LCU屏组屏模式 公用LCU 1屏 公用LCU 2屏主设备配置表双供电装置通信管理机人机界面PLC交换机交流采样1交流采样2交流采样3交流采样4多点同期装置null配置说明： ①屏体尺寸可选2260(高)*800(宽)*600(深)mm或者2260*800*800mm，根据用户预留屏体安装位置而定； ②若交流采样回路超过9个回路，建议单独组屏，上面方案为两屏模式，适合于中型机组； ③根据项目和用户投资情况，部分设备也可能安装于公用LCU屏内，如：开关站保护装置、计量装置，下图为我公司针对小型水电站较为典型的公用LCU屏组屏模式null 公用LCU屏人机界面PLC电度表开关站保护装置单独组屏模式 公用LCU屏PLC电度表包含发电机保护装置组屏模式变压器保护变压器保护线路保护线路保护说明： 同期和交流采样功能由 我公司保护测控装置实现null3、开关站及公用LCU主要设备 开关站及公用LCU主要设备与机组LCU相同，在此不必过多介绍，仅介绍不同设备 ①多点同期装置EDCS-7370A●完成8路同期选线及同期功能； ●高可靠、性高抗干扰能力； ●广泛的适应性，频率（50/60Hz）、 电压相线选择、相位补偿； ●人机界面的友好性； ●每个对象的同期参数可以分别设定， 互相之间没有任何联系 ●快速性； ●简化二次回路。null四、闸门LCU功能及配置1、闸门LCU功能2、闸门LCU构成及组屏方式3、闸门LCU主要设备null1、闸门LCU功能①数据采集和处理 接收水位及闸门开度、荷重输入的模拟量，越限检测、记录越限点号、发生时间等；通过大坝400V进线交流采样装置采集400V进线的三相电流及400V母线电压并计算出有功功率、无功功率等参数。 ②综合量的计算 闸门各开度下的开启次数及运行时间统计，泄洪量等 null③控制 控制各闸门开启/关闭或到指定开度。控制大坝400V开关投切、备自投，以及柴油发电机的启动/停止 ④数据通信 a．完成与电站控制级的数据交换，实时上送电站控制级所需的过程信息，接收电站控制级的控制和调节命令。 b．接收电站的卫星同步时钟系统(GPS)的信息，以保持与电站控制级同步。 c．与柴油发电机、其他智能装置之间留有串行通信接口。null⑤安全监视 在脱离电站控制层的情况下，仍能监视和控制设备的运行。⑥自诊断功能 计算机监控部件和模件，所有I／O模板都是智能模板，板上带有处理器，做到了智能分散，功能分散，危险分散的计算机监控系统，单一处理器失效只能导致单一功能失效，不会影响系统其他功能，从而提升整体系统可靠性与可用性的目的。大大提高了系统的可靠性，可用性，缩短了平均检修时间。null2、闸门LCU构成及组屏方式闸门控制 数据采集 事件顺序记录（SOE） 输出控制功能 就地显示 控制操作400V交流进线数据采集智能设备的通信处理如： 柴油发电机、水位测量仪、UPS电源为PLC、自动化元件提供可靠工作电源，脱离电网报警null闸门LCU屏组屏模式 闸门LCU屏主设备配置表UPS电源通信管理机人机界面PLC交换机交流采样null配置说明： ①屏体尺寸可选2260(高)*800(宽)*600(深)mm或者2260*800*800mm，根据用户预留屏体安装位置而定； ②400V进线交流采样装置可以分散安装于于交流进线柜上； ③有可能安装于闸门LCU的设备：开度显示仪、水位仪、光纤收发器等设备。null3、闸门公用LCU主要设备 闸门LCU主要设备与机组LCU相同，在此不必过多介绍，仅介绍不同设备 ①UPS电源 因坝区离主厂房较远，无法从直流系统获取稳定的直流电源，为保证坝区监控设备的供电稳定和连续性，设置UPS不间断电源，及时在市电失去的情况下仍能在一段时间内提供可靠电源，保证监控设备的正常工作。并具备串口通信功能安于柜上的UPS电源UPS主机电池盒电池容量代表其续航能力null②水位监测仪 水位监测仪接受液位变送器送来的模拟信号，经A/D转换送CPU处理计算，直观显示水位值，并输出四路报警输出、一路模拟量，RS485通讯。液位变送器水位监测仪PLC4~20mA信号开关量信号null③闸门开度仪 开度测控仪和光电或接触式绝对编码器相配合组成闸门开度测控装置。闸门开度测控仪采用微电脑控制技术，具有测量值和设定值数码显示；输入输出电路采用光电隔离技术；五个继电器动作（上限、下限、设定、控1、控2五个预置点）， RS485串行接口。闸门开度仪PLC4~20mA信号开关量信号开度传感器null