介紹了老渡口水電站計算機監控系統的設計思路，提出了先進可靠的系統結構、配置技術方案和系統電源配置方案。可為類似電站的計算機監控系統設計提供參考。關鍵詞：老渡口電站監控系統結構配置供電1概述老渡口電站位于云南省羅平縣老廠鄉。這是一個輻射狀發電站。電站建成后，任務是只發電，在羅平縣電網承擔負荷。電站裝機容量312500kw，設計水頭76.1m，設計流量55.3m3/s，年均發電量1.89億kw #8226。h .發電機端為6.3KV，有110KV出線和備用線，35KV出線和備用線。發電機-干式變壓器采用機組和膨脹機組混合連接，其中1#和2#發電機和1#三相雙線圈干式變壓器構成膨脹機組連接，3#發電機和2#三相三線圈干線變壓器構成機組連接。輔助電源分別取自1#、2#和3#發電機的母線。斷路器安裝在發電機出口、主變壓器高壓側、中壓側、輔助變壓器高壓側和出線處。110kV和35kV側為單母線配置。老渡口水電站計算機監控系統是按照“無人值守，少人值守”的原則設計的。計算機監控系統設備由南京南瑞集團自動化控制公司提供。主電線見圖1。圖1老渡口電站電氣主接線圖2監控系統基本結構監控系統分為工作站、網絡和控制站三部分。通信網絡配置原則上設置為兩層：信息層和控制層。信息層采用100Mbps交換式以太網，構成數據通信網絡，形成集中信息處理的集成平臺，采用全球分布式數據庫管理系統。控制層由電氣系統監控和單元系統監控組成。電氣系統監控采用先進的智能測控單元1: 1分散配置，完成就地控制；機組系統監控采用三機組分散控制的技術原理，通過前端機實現公共系統。工作站配有工控機、與電網調度通信接口的通訊器，建立負荷調度通道，具有手動/自動負荷分配控制功能。后臺配置工程師站。前臺設有兩個操作臺，實現運行監控的CRT一體化。微機勵磁調速裝置、線路專用控制設備、發電機和干式變壓器保護通過RS485接口總線通信連接，并通過通信管理器和機組LCU連接到數據通信網絡。關口表和單位電表通過數據采集器連接。用六套GE90PLC實現前端機的LCU，用于控制層的機組、公共系統、機頭和前池的控制。監控系統具有系統時鐘同步功能，保證工作站和控制層所有聯網設備的時鐘同步，同步精度1ms。系統網絡結構見圖2。圖2系統網絡結構3監控系統配置3.1控制對象描述(1)單臺容量為12500千瓦的三臺水輪發電機。渦輪型號：HLA 384-LJ-154；發電機型號：SF12.5-14/3250，福建南平電機廠制造。(2)單元控制設備的勵磁系統為FWL-B型微機自并勵磁磁系統(南瑞集團公司生產)。DKT可編程控制器(武漢長江研究所出品)。蝶閥型號為2250KD741X-16Vk(長沙閥門廠生產)。(3)機組輔助設備空氣壓縮機系統：4臺空氣泵。排水系統：4臺泵。機組冷卻水壓力控制：2臺濾水器電機和5個閥門。消防給水系統控制：1臺水泵、1臺濾水器電機和1個閥門。調速器油壓系統控制：3組6個油泵。漏油罐油位控制：3臺3油泵。中間油的油位控制 #p#分頁標題#e#

以太網與智能集線器交換機連接，冗余配置4套16端口集線器交換機，預留系統節點擴展接口。電氣系統升壓站、發電機、廠用電系統測控單元分段(共2段)現場總線通訊連接，較好段配有5臺測控單元，通訊距離300m；段配有9臺測控單元，通信距離150m，通過通信單元直接連接到數據通信網絡，以太網卡冗余配置。機組、公共系統控制、門禁前端機(共6臺)配有以太網卡接入數據通訊網絡，并配有10.4寸彩色LCD觸摸屏進行本地操作。微機勵磁3套，調速3套，線路、發電機、干式變壓器保護12套。DC面板專用控制設備通過RS485總線連接(協議與專用設備制造商協商)，并通過通信管理器和機組LCU連接到以太網。以太網卡冗余配置，實現專用設備的信息共享。線路關口電能表(型號：ENERGYMETER-system 000-04004)和單位電能表(型號：ENERGYMETER-system 000-04006)通過數據采集器(一套)連接到RS485總線，實現線路和單位電氣測量數據的記錄和存儲管理。數據通信網絡的通信介質按光纖方案配置，通信距離按總長度1000米、較長節點距離200米(從控制室到發電機層)考慮。先門監控LCU至控制室距離為5公里，前池門監控LCU至控制室距離為500米。根據光纖方案配置通信。3.3工作站配有兩個操作站，同時具備監控和操作功能，相互備用。配置如下：CPU: 32位，時鐘頻率2.0GHz，512MB內存，40GB硬盤(7200 rpm)，16倍速度DVD-ROM，聲卡，工業電視視頻圖像接口卡，1.44MB軟驅，操作專用鍵盤，球標，電源線等。高密度配置工程師站(后臺安裝)以完成系統軟件配置和電氣系統

錄波曲線顯示及歷史數據存儲，配置要求如下：CPU：32位，時鐘頻率2.0GHz，512MB內存，40GB硬盤(7200轉)，16倍速DVD-ROM，聲卡，1.44MB軟驅，標準鍵盤，鼠標、電源線等，高密度顯卡，21”彩色純平(1600×1280)CRT監視器，100Base-TX以太網卡。3.4控制層設備（1）電氣系統監控電氣設備監控采用智能化測控單元按電氣開關1：1方式配置。刀閘狀態接入相關電氣開關配置的測控單元，并留有電氣閉鎖控制輸出接點（DO）。現場總線分別通過通訊單元接入數據通訊網絡。現場總線分設為兩段：I段——升壓站網控部分，110KV線路1條，35KV線路1條。開關5臺，刀閘（手動）１2臺。配置測控單元5個，通訊距離300m。II段——廠用電及發電機—干式變壓器部分。廠用電母線兩段，發電機３臺，主干式變壓器兩臺，廠用干式變壓器３臺，開關９臺，配置測控單元９個，通訊距離150m。（2）機組、公用及水工系統監控采用GE90系列PLC前端機分散配置，配置6套，分別控制#1~#３機及公用系統、閘門。PLC的開入、開出及模擬量的數量配置參見表1。模擬變送器（兩線制）、DI電源由監控系統供電；DO輸出采用統一型號的小型繼電器隔離輸出，繼電器控制電源24VDC，繼電器接點容量220VAC、5A；220VDC、5A。表1PLCI/O配置表發電機有功、無功控制信號及勵磁、調速設備故障狀態信號采用硬接線接入對應機組控制的前端機。同期設備硬接線接入公用系統前端機，同期裝置的同期點、同期方式選擇及啟、停操作在操作站軟手操完成。同期控制合閘信號硬接線接入對應的發電機、主干式變壓器、線路開關。配置2套深圳智能SID-2CM微機自動準通期裝置，一套用作3臺發電機出口開關的同期，一套用作主干式變壓器高（中）壓側開關、線路等5個開關的同期。（3）電源監控系統電源采用兩路220VAC50Hz電源、一路220VDC電源，由監控系統廠家提供配電柜，內部完成電源分配。兩路220VAC來自不同廠用電源段，直供配電柜，柜內完成切換。工作站、LCU供電回路配置UPS分散供電，UPS不配蓄電池，采用廠用直流電源220V供給。配電柜完成監控系統各組成部件供電分配，采用1:1配置分散的UPS裝置供電（見圖3）。配電柜各回路容量按回路較大耗電量的2～3倍配置。圖34功能要求4.1數據處理功能包括數據預處理（數據判斷、標度變換等），數據實時處理（建立實時數據庫、參數越限檢查及報警），數據實時計算處理（如kWh累計等）。具有事故追憶、故障錄波、開關量監視記錄及事件順序記錄功能。4.2電氣設備和發電機組及其相關輔助設備正常控制和操作功能包括機組的自動開機、升壓至并列，機組自動停機，機組緊急停機關球閥，機組的AGC和AVC自動控制，保護裝置動作停機、關球閥，發電機出口斷路器開/合控制。開關、刀閘的操作控制。水泵、氣泵、油泵的操作和控制。4.3發電機自動發電控制AGC（機組部分）在滿足各項限制條件的前提下，以迅速、經濟的方式控制機組的有功功率。根據給定需發功率，計算推薦當前水位下的較佳運行機組數和組合。根據電廠供電可行性，設備的實際安全、經濟狀況確定運行機組數。在運行機組間實現負荷的經濟分配或人工分配，校核各項限制條件（若不滿足時進行各項修正）。有與電網調度的AGC切換應答邏輯，有AGC畫面。4.4發電機組自動電壓控制AVC（機組部分）根據母線電壓實測值和設定值及不同運行工況對機組作出實時決策指令控制以維持高壓母線電壓設定值，并合理分配機組間的無功功率，有AVC畫面。4.5緊急控制和恢復控制機組發生事故和故障時應自動跳閘和緊急停機，電力系統發生故障或失去大量負荷時能迅速采取校正措施和提高穩定措施。如頻率過低應增加機組出力，投入備用機。頻率過高，應減少機組出力或切除機組。當系統穩定后進行恢復控制。4.6自診斷、自恢復功能具備完善的自診斷能力，能及時發現自身故障，并在操作站CRT畫面顯示故障信息，當出現程序死鎖或失控時，應自動恢復到原來正常運行狀態，現場控制單元配置完備的硬件及軟件診斷功能。4.7多媒體技術的運用語言功能:語音報警，電話語音及信息查詢。動畫功能:主要用于表現主接線的帶電情況及開關的斷合狀態，顯示電力系統潮流方向以及各種實時參數。可視化功能:可將自動發電控制、負荷分配、各液位、壓力等信息用圖示的方法表示出來。具備靈活、方便、快速的人機對話功能。5結束語老渡口電站計算機監控系統結構、配置設計采用了先進的通訊網絡技術，交換式以太網絡使廠內控制層的各類控制設備信息聯網共享，符合目前控制系統網絡化技術發展的方向。針對水電廠動力工藝系統及其電氣系統的控制技術特點、要求，進行了認真的探討和研究，結合目前控制系統設備的應用技術發展，控制層分電氣系統監控及機組系統監控兩個部分。電氣系統監控采用先進的智能化測控單元1：1分散配置完成現地控制；機組系統監控采用前端機方式分散控制３臺機組及公用系統，實現分散控制的技術原則。電氣系統控制采用了現場總線技術，改變了以往采用前端機集中控制電氣系統時存在實時性和可靠性不足的狀況。監控系統電源由監控系統提供配電柜，采用兩路來自不同廠用電源段220VAC50Hz電源在配電柜內自動完成切換，并完成電源分配。工作站、LCU供電回路配置UPS分散供電，UPS不配蓄電池，采用廠用直流電源220V供給。有效可靠的保證了監控系統電源的安全穩定。參考文獻：[1]王定一等.《水電廠計算機監視與控制》中電力出版社[2]《水電發電廠自動化設計技術規范》DL/T5081-1997中電力行業標準中電力工業部，98.6.10[3]《水力發電廠計算機監控系統設計規定》DL/T5065-1996中電力行業標準中電力工業部，97.9.10 來源：中電力網#p#分頁標題#e#