水电站综合自动化改造工程

白石窑水电厂大坝安全监测系统自动化改造工程实施方案1.项目现状1.1工程概况白石窑水电厂位于北江干流英德市英城上游25km处,是北江干流梯级开发中的第三级，上一级为濛里水电厂，下一级为飞来峡水利枢纽。

白石窑水电厂属国家大II型工程，主要建筑物有电站厂房、船闸、泄水闸、土坝和变电站。

主要挡水建筑物按二级设计，即按百年一遇洪水设计，砼建筑物按千年一遇洪水校核，土坝按两千年一遇洪水校核。

1.2监测设施现状监测设施运行近25年，目前该套系统存在以下问题：①监测设施未按设计实施，现有监测设施不能反应水电厂运行状态：原监测设计从渗流渗压、应力应变、变形观测三个方面设置了多种类型的设备设施对整个白石窑水电厂工程进行观测，能全面、真实的反应水电厂的运行情况。

实际施工过程中，只实施了部分监测设施。

目前，整个白石窑水电厂的观测设施只保留船闸廊道内的部分渗压计、测压管保存，且大部分失效；土坝剩余测压管；其他部位无观测设施，未安装应力应变、变形观测设备设施。

现有设备只能反应船闸部分点位的渗流渗压情况，无法反应整个白石窑水电厂的整体渗流渗压情况，且整个工程无内部、外部变形监测设施，难以全面监测水电厂的运行工况，不符合最新的监测设计规范要求②未对采集数据进行分析监测设施在白石窑水电厂工程完工移交后交由运营方管理，但未对运行方进行数据分析培训，未移交安装仪器相关资料。

目前，管理方只能对仪器设施进行养护及数据采集，移交至今无数据分析，无法对白石窑水电厂工程安全进行评定。

③未实施自动化采集系统目前，数据采集全部为人工读数，且原设计的采集箱未安装，仪器电缆未归集，只能人工分散采集，不能及时采集数据，监测设施和手段落后，效率低。

2.改造的必要性及可行性安全监测作为水电厂安全管理的重要组成部分，是掌握水电厂安全性态的重要手段，是科学调度、安全运营的前提，通过安全监测和资料整编分析，掌握水电厂安全程度，及时发现存在的问题和隐患，监控水电厂工作状态，保证水电厂、船闸的安全运行。

水电站综自改造施工方案一、项目背景水电站综自改造是指在现有水电站基础上进行技术升级和设备改造，以提高水电站的发电效率、安全性和环保性。

本项目所指的水电站为XX水电站，位于XX 省XX市XX县。

二、改造内容1.水轮机改造：更换现有老化水轮机为高效、节能的新型水轮机，提升水电站发电效率。

2.发电机组升级：升级现有发电机组为新型高效发电机组，提高发电效率。

3.集控系统更新：更新水电站控制系统，实现自动化、智能化运行管理。

4.配电系统改造：对水电站配电系统进行改造，提升供电可靠性。

5.环保设施增设：增设水电站环保设施，如除沉淤槽、生态护岸保护等。

三、施工方案1.施工组织设计：制定施工组织设计方案，明确施工分包和施工单位职责，做好施工协调与管理。

2.施工安全措施：严格执行施工安全规范，做好施工现场安全防护和培训，确保施工人员安全。

3.施工工艺流程：制定详细的施工工艺流程，确保施工按计划有序进行，保质保量完成改造任务。

4.设备调试方案：制定设备调试方案，保障改造后设备正常运行。

5.施工期限安排：合理安排施工期限，确保按时完成改造任务，减少对水电站正常运行的影响。

四、效益预期1.经济效益：通过水电站综自改造，提高发电效率，降低运行成本，增加经济效益。

2.社会效益：减少水电站对环境的影响，提高水电站安全性，促进当地经济发展。

五、总结水电站综自改造施工是一项综合性、系统性的工程，需要科学的施工方案和精细的施工管理。

本方案旨在提高XX水电站的发电效率和安全性，为当地经济发展和环境保护做出积极贡献。

水电站综合自动化系统设计一、引言水电站作为一种重要的能源发电设施，自动化程度和效率对于其正常运行和发电效果非常关键。

而水电站综合自动化系统的设计是实现水电站自动化的基础和核心。

本文将从控制层、监控层和管理层三个方面进行设计，以提高水电站的自动化程度和运行效率。

二、控制层设计1.控制层硬件设计：采用PLC（可编程逻辑控制器）作为主控制器，通过模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）对信号进行采集和处理，保证控制的准确性和即时性。

2.控制层软件设计：通过使用PLC编程软件对PLC进行编程，实现对水电站各个部分的控制，包括水泵、水轮发电机等。

同时，建立控制层与监控层的通信接口，实现实时监测和数据传输。

三、监控层设计1.监控层硬件设计：使用现场总线技术，将PLC和监控设备连接在同一总线上，形成一个统一的监控网络，通过监控器和触摸屏等设备对水电站进行远程监控和操作。

2.监控层软件设计：开发监控软件，实现对水电站各个部分的实时监测和数据采集，包括水位、水压、水量、电压、电流等。

通过设定阈值，实现对异常情况的报警和自动停机等措施。

四、管理层设计1.管理层硬件设计：建立一个中央服务器，用于存储和管理水电站的相关数据。

同时，设计一套网络架构，实现多个水电站之间的数据共享和统一管理。

2.管理层软件设计：开发管理软件，实现对水电站各个参数的监测和分析，包括发电量、耗电量、设备运行状态等。

通过数据分析，预测和优化水电站的运行效果，提高发电效率和降低运维成本。

五、总结水电站综合自动化系统的设计是实现水电站自动化的关键。

通过控制层、监控层和管理层的设计，可以实现对水电站各个部分的精确控制、实时监测和数据管理。

这将提高水电站的自动化程度和运行效率，提高发电效果和节约能源。

某水电站综合自动化系统设计摘要：对某水电站综合自动化监控系统的几个主要问题，包括系统硬件结构与配置，机组lcu配置主要功能、现地控制单元、开关站及公用控制单元等进行介绍。

可供中小型水电站综合自动化系统设计参考。

关键词：水电站自动化系统设计中图分类号：tv742 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-545-02一、工程概述某水电站装机3x1000kw，两台s11-2500主变（38.5/6.3kv），一台s11-800近区变（10.5/6.3kv），两台厂变， 35kv出线一回至某变电站。

水电站自动控制改造采用计算机综合自动化系统，按无人值班少人值守方式改造。

整个系统采用全开放的分层分布式系统结构，具备通讯调度的功能，同时预留远方调度、大坝测控系统、等通信接口。

可实现遥测、遥信、遥控、遥调功能。

二、系统结构及配置1、系统结构方案按照水电站计算机监控系统的改造原则和功能设置，为保证计算机监控系统具有安全可靠，经济实用、技术先进功能齐全和便于扩充等技术性能，实现电站无人值班（少人值守）运行的目标，水电站计算机监控系统采用分布式系统总线式网络结构，各单元采用标准模块，既便于功能和硬件的更新和扩展，又方便日常运行的维护。

2、厂站层结构及配置水电站计算机监控系统控制中心设备包括二台主机兼操作员工作站，二机互为冗余热备用，作为电站的控制中枢；一台通讯工作站；一台a4黑白激光打印机；一套网络设备；一套语音报警设备。

（1）主机兼操作员工作站电站控制级配置二台主机兼操作员工作站。

二台主机兼操作员工作站负责全厂的安全监视、控制操作、自动发电控制、自动电压调整、对各lcu及外部系统实时数据的采集和历史数据的处理（包括运行报表、设备档案、运行参数等）、人机对话（包括对运行设备的监视、事故和故障报警，对运行设备的人工干预及各种参数的修改和设置等）、时钟同步和通信管理功能。

（2）通讯工作站用于调度通讯和水情预报，具体配置同操作员工作站。

小水电站机组综合自动化系统改造当前我国的经济已经进入迅速发展阶段，在这一时期各方面的建设工作也如火如荼的进行着。

其中小水电站的应用发展中，以往的机组系统已经不能得到有效作用的发挥，所以对其机组综合自动化系统的改造就显得格外重要。

基于此，本文主要就小水电站机组综合自动化系统的主要结构和功能进行分析，然后结合实际对其技术应用现状和改造技术详细探究，希望此次理论研究有助于小水电站运行效率的提升。

标签：小水电站；自动化系统；系统改造0 引言我国在地理上是比较复杂的国家，水力资源也比较丰富，通过水力发电就成为能源节约的一个重要发展战略。

在近些年我国在这一领域中的建设情况来看，对小水电站机电综合自动化系统的发展以及改造的力度也不断加大，时代的发展也促使小水电站机组的系统要能自动化和智能化。

通过实现综合自动化的目标，对我国的能源能得到很大程度的节约。

1 小水电站机组综合自动化系统的主要结构和功能1.1 小水电站机组综合自动化系统的主要结构从当前我国的小水电站的机组综合自动化系统是在内部程序控制作用下，实现的机组开停机自动控制和运行的实时调控，在机组出现了故障的时候，可在声光报警作用下对运行人员进行报警提示，并能在系统下自动生成控制性的命令[1]。

在系统上主要是通过两层系统组成，其中的集中控制层是对计算机监控目標实现的，通过集中控制层就能对全机组的运行情况得以显示，并能对监控的各种数据得以输出收集，然后在RTU通信接口和上级调度联系方面能得到有效实现，从而组成了一个相对完整的监控网络。

然后就是机组的控制层，这一结构主要是通过几台LCU控制单元所组成的，能够对各地的单元设备得到有效控制。

在信号的显示以及机组控制保护等也都是在LCU单元方面得到有效实现的。

通过对小水电站机组的综合自动化系统的结构进行了解，就能够对下一步的了解分析起到促进作用。

1.2 小水电站机组综合自动化系统的主要功能基于小水电站机组的综合自动化系统的结构优越性，其在功能上也比较突出，其中在调节测量保护功能方面，主要是通过各信号端子对机组的运行数据进行采集的[2]。

；霉：塑。

墨凰．中小水电站自动化改造构想唐建平(广西百色市澄碧河水库管理局水电厂，广西百色533000)脯要]以计算机为基础的监控系统在电力领域应用是水电站现代化水平的重要标志。

本文简要分析了水电站自动化的发畏历程和现状，提出了基于计算机的监控系统的电站自动化和分层分布式水电站综合自动化系统的应用方式。

未来的电站自动化改造将以现代信息技术集成为核心，向管控数字化和一体化方向迈池鹾篷词]水电站；自动化；发展现戢；改造构想随着科学技术的迅猛发展，以计算机为基础的监控系统在电力领域应用日趋广泛，水电站自动化技术在我国现代电力工业的迅猛发展中起到了重要支撑作用，是电站二次系统的重大变革，其装置形式、功能配置以及操作方法都发生了根本变化，成为水电站现代化水平的重要标志。

其最终目的是提高发供电的可靠性，保证电能质量及电力系统经济安全运行，有效地改善水电站的工作条件和减少运行人员，最终提高水电站的运行效率和市场竞争力。

1水电站自动化的发展历程我国大中型水电厂自动化以计算机监控技术为平台，起步旱，管理规范，技术先进，经过二十多年的发展已经日趋成熟，而中小水电厂尤其是农村的小水电厂的自动化正处于一个推广应用快速发展的阶段。

中小水电站的自动化技术的发展大致分三个阶段：第一阶段：为20世纪70年代以前，基本为传统的机电电磁技术。

第二阶段：20世纪90年代期间，为计算机监控技术在中小水电站移植试点阶段，此阶段的状况是，模仿大中型水电厂的监控模式，将大中型水电厂的模式直接搬到中小水电站七来，少数厂家结合中小水电站的特点，研制开发出适合于中小水电站的计算机监控模式，并致力于推广应用。

第三阶段：2001年以来，在全国农村水电领域展开了全面推广现代化技术的工作，经过十多年的试点，中小水电站自动化水平已到一个关键的攻坚阶段。

目前中小型水电站的综合自动化改造得到了快速的发展，但由于管理相对落后，建设资金缺乏，技术力量不强，与先进的大型的电站管理仍有较大的差足巨o2水电站自动化的现状分析Z1机钼运行管理现状目前，我国大部分水电站的管理仍处在机组起停听从调度命令，设备运行维护需要现场巡回，缺乏高素质专业技术管理人才，有的水电站需采用人工记录来反映设备的运行状况，生产管理处在劳动密集型的阶段。

重庆市×水电站水轮发电机组及附属设备技改及自动化升级改造方案一、电站基本情况重庆××电站位于，原装机容量2×800+1×160kW，电站于1994年-1995年左右竣工发电。

根据铭牌参数，电站最大水头4.2m、设计水头3.47m，原机组的水轮机型号ZD760-LH-250配发电机SF800-48/3300,为湖南零陵水电设备厂生产，机组额定转速125r/min，单机设计流量26.77m3/s，调速器为老式的机械液压YT-3000型。

机组部份图片如下：机组铭牌参数厂房发电机层水轮机机坑调速器图片小机为1×160kW，因没有铭牌，估计水轮机型号ZD760-LH-120配发电机SF160-20/1430，机组额定转速250r/min，单机设计流量计算为6.5m3/s，由于电站运行年代已久，设备严重老化，机组（大机）一般只能发600多kW，最大只能发700kW左右，因此，根据业主的意愿需要进行技术改造和更新，技改后出力在原基础上提高，至少能保证700kW左右，希望达到800kW出力的要求，同时，电站自动化程度大大提高，达到无人值班、少人值守的要求。

我们根据原电站基本参数以及业主的要求，就技改和自动化升级改造方案作以下可行性分析和计算，并对技改的机电设备作了初步报价，该可行性分析报告现提交给业主和相关部门审核。

二、电站原机组参数的复核计算：三、原电站运行状况的分析和说明我们曾赴现场进行了实地考察和调研，根据现场查看和了解的情况，目前存在诸多问题，归纳起来主要有：1、按照原水轮机铭牌参数，在设计水头3.47m条件下，水轮机铭牌出力765kW，发电机计算出力应为711kW（按发电机效率93%），即原厂家实际按发700kW设计，但是用了800kW机组代用，说明是由于电站本身的水文参数达不到装机2台800kW 的要求。

2、原水轮机型号ZD760-LH-250，其ZD760转轮为上世纪70年代转轮，性能参数十分低下，根据ZD760模型曲线计算，原水轮机额定点理论效率仅84%,再加上机组已运行近三十年，水轮机流道的磨损加大，运行时效率随磨损加大会逐年下降，从目前一般运行在500-600kW来看，实际运行的效率不超过70%.3、原ZD760转轮的模型尾水管为直锥型，而实际电站为肘型，由于模型与实际差异，实际运行效率应降低，原真机效率与模型效率取值一致不加正修正是合理的。

水电改造工程方案一、工程概述水电改造工程是指利用水能源来发电，以实现能源可持续利用，减少对化石能源的依赖，保护生态环境。

水电改造工程包括对水电设备进行改造、维护和更新，以及对水电站的整体规划和设计。

本工程方案将以一座小型水电站为例，介绍水电改造工程的具体方案和实施步骤。

二、工程背景本工程针对一座年久失修的小型水电站，该水电站建成于上世纪80年代，设备老化严重，发电效率低下，需要进行全面的改造和更新。

而且，由于现代技术的发展和环保要求的提高，原水电设备已无法满足当今的发电需求和环境要求。

因此，对该水电站进行全面的改造是十分必要的。

三、工程目标1. 提高发电效率，使水电站的发电量和发电质量得到提高。

2. 更新设备，提升水电站的技术水平和安全性。

3. 降低对环境的影响，达到环保的要求。

四、工程方案1. 设备更新对水电站的水轮机、发电机等主要设备进行更新，提高设备的效率和稳定性。

采用最新的水轮机和发电机，以提高设备的转换效率和发电效率。

同时，改善设备的耐用性，减少维护和修理的成本。

2. 系统优化对水电站的电气系统和控制系统进行优化，提高系统的自动化程度和稳定性。

采用先进的控制技术，使水电站的发电过程更加稳定和高效。

3. 环保措施对水电站的环保设施进行更新，采用最新的环保技术，减少对生态环境的影响。

增加污水处理设施，减少废水的排放，减轻对河流的污染。

4. 整体规划和设计对水电站进行整体规划和设计，使水电站的布局更加合理，提高水能的利用率。

优化水轮机的排水方式，提高水能利用的效率。

五、实施步骤1. 现场勘测首先需对水电站进行全面的勘测，了解水电站的实际情况和设备的状况。

包括水轮机、发电机、电气系统、控制系统等方面的情况。

2. 设计方案根据勘测结果，制定水电改造工程的详细设计方案，包括设备更新方案、系统优化方案、环保措施方案等方面的内容。

3. 采购设备根据设计方案，进行设备的采购。

选择性能优良、质量可靠的水轮机、发电机、电气设备等。

H9000综合自动化系统在水电站升级改造中的应用【摘要】本文首先介绍中国水利水电科学研究院自动化所h9000 v3.0系统的主要技术特点、配置方式，然后从实践的角度出发阐述了该系统在老水电厂进行升级改造工程上的应用和一些细节上的问题，主要目的是为了能对类似改造项目提供一定的经验和参考。

【关键词】h9000 v3.0；水电厂改造；监控系统0.引言受改造电厂是70年代中期建成投产的老水电厂，在旧系统的工作方式下，效率低下，反应滞后，运行维护人员编制臃肿，该厂于2004年起逐步对全厂4台机组的监控系统进行改造，选用了中国水利水电科学研究院自动化所的h9000 v3.0系统。

此前该系统已被应用于东北白山梯级等近百个大中小型水利水电自动化工程、三峡梯级调度中心及左岸电站计算机监控系统工程，其技术成熟性已经实践充分检验，本文主要介绍h9000 v3.0系统的主要技术特点以及在老电厂升级改造方面的应用。

1.h9000 v3.0系统的技术特色1.1新型的系统结构h9000 v3.0在系统结构上采用了lcu可编程控制器直接挂上以太网的方式，工业控制微机（简称ipc）仅作为现地的辅助控制人机联系设备，系统正常运行时，ipc可以退出运行，避免了其由于机械硬盘等造成的可靠性瓶颈，使lcu的可靠性大幅度提高，基本上可以满足水电厂无人值班运行的要求。

1.2 web浏览h9000 v3.0具有web浏览功能，系统的使用及维护十分方便。

为了确保系统的安全性，可设硬件或软件防火墙。

同样，web浏览功能充分考虑了与h9000系统原有图形界面的兼容性，woix软件可完全识别原h9000系统数据库的图形文件，并且外观效果与oix完全一致，实现了百分之百兼容。

1.3系统集成工具软件h9000 v3.0系统在原开发工具软件的基础上，进一步充实完善，不仅提供ipm交互图形开发系统、dbgen数据库开发系统、pdc综合计算工具软件、controllock控制闭锁工具软件、api接口、detool 数据工程软件，进一步提高了系统开发集成效率和质量，也为设计部门和最终用户提供了有效的系统设计开发手段。

漾头水电站综合自动化技术改造技术方案编制：张先贵审核：周化文批准：2012 年6月一、工程概况漾头水电站位于贵州省东北部与湖南接壤的铜仁市漾头镇境内，在漾头镇上游约1Km处，距铜仁市28公里，是铜仁市兴建最早的电站。

电站于1986年9月动工兴建，1991年竣工投产，是引水式电站，集雨面积3780平方公里，设计水头17.1m，设计流量2×51.9m3/s，装机容量为16000 kW（2×8000 kW）。

电站上游分别有六座电站。

运行至今漾头电站还未进行一次全面的技术改造，设备相对老化严重，也对电站日常生产带来了安全上的隐患。

由于受到经济条件等因素的制约，2012年2月电站针对升压站进行了技术改造，并没有对配套设施（包括直流系统、同期装置、6.3KV开关柜及400V配电装置、监控系统、集水井自动装置、保护装置、大坝闸门控制箱等）进行更新改造，随着时间的推移，附属设备及二次控制系统的故障率越来越高，维护管理工作量越来越大，严重制约了电站的整体经济效益。

根据这些情况，电站决定2013年起逐步实施综合自动化技术改造。

二、技改内容概述针对漾头电站设备的特点，明确这次综合自动化技术改造的设计指导思想就是本着技术先进、安全可靠、实用、经济、合理的原则，全面考虑，既要保证较彻底地改变电站设备面貌，向数字化、现代化迈进，又要避免功能重复设置造成浪费，既要使改造后的设备尽可能相统一，又应保留那些可保留的装置，以取得最佳的经济效益和社会效益。

根据这个设计指导思想，从而确定技术改造的具体内容和方案：1、直流系统：更换掉整套直流系统装置。

将原来蓄电池容量200ah增加为300ah。

原蓄电池为单个12V，更换后为单个为2.25V。

（详细改造方案见直流系统改造方案）2、同期装置：原同期装置为ZZQ-3B型，运行至今已不能自动并网且并网时间长，安全性差，已满足不了电站自动化水平。

改造后的同期装置具有高可靠性、高精度、高速度、高安全性。

水电站自动化改造备案水电站自动化改造备案一、机组综合自动化改造的必要性分析：机组自动控制及水机保护屏、发电机保护屏、蝶阀控制柜自XXXX年投运至今已达XX年，超过了电子元器件8－10年的正常使用寿命。

各屏柜不符合防潮要求，元器件老化严重、可靠性差、器件淘汰无备品可购。

二、机组综合自动化改造的内容和方案初设本次改造内容主要有机组发电机保护、自动控制及水机保护改造、蝶阀控制柜更新、励磁系统改造（含油浸式励磁变换成干式变压器），控制电缆更换。

方案初设为发电机保护与水机自动化同屏、励磁装置一屏、机组测温元件与蝶阀控制一屏，屏体规格2260mm×800mm ×600mm。

为满足集控管理要求，在主控层设上位机，上位机LCU 通过RS485光隔离通讯接口接入主厂南瑞EC2000监控系统，人机界面整合于南瑞EC2000人机界面。

（一）、发电机保护配置1、CT断线保护2、发电机纵差保护3、发电机过电压保护4、发电机复压过流保护5、发电机失磁保护5、转子接地保护6、过负荷保护（二）、励磁系统改造1、将原油浸式励磁变压器更换为干式变压器，并配备变压器测温装置，将温度遥测量送入电站综合自动化系统；2、更换励磁系统一套，含整流装置、控制装置；并通过RS485接口将各种信息量送入电站综合自动化系统；（三）、水机自动化配置采用数据采集控制单元PLC，完成数据采集及设备的控制，完成水机自动化保护的实现，保证全厂发电运行可靠。

1、可编程控制器PLC该PLC用于完成数据采集及机组的调节与控制（包括顺控）。

该PLC不仅要求实时性指标高，还应有高可靠性。

提供实时时钟，用以记录过程输入状态发生变化的时间。

2、PLC的开关量输入（48个测点）（1）机组出口开关的状态（合/分）（2）机组的状态（停机、运行等）（3）电气事故（4）水机事故（5）瓦温升高/过高（6）定子温度升高/过高（7）轴承油位过低（8）机组过速（9）事故低油压（10）主阀位置接点3、SOE输入（32个测点）4、PLC的开关量输出（48个测点）（1）跳开关（2）关主阀（3）分灭磁开关（4）停机（5）报警信号5、模拟量输入4~20mA(8个测点)6、交流采样装置（显示有功功率、机端电压、频率）配置一台交流数采装置（已有）。