第三章_水电站计算机监控系统的模式和配置
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农村水电站计算机监控技术
主讲教师:张仁贡等
制作时间:2009年9月
专业:发电厂及电力系统监控系统的常用术语。监控系统的常用设备。监控系统总体层次构架;
监控系统各层结构剖析;
水电站计算机监控系统的性能;
水电站计算机监控系统的基本指标;第三讲
水电站计算机监控系统模式与配置
术语定义
层次结构
水电站计算机监控系统分类介绍;
水电站计算机监控系统的基本配置;分类与配置
性能指标常用术语常用设备
水电站计算机监控系统的常用设备
工控机
工业控制计算机,一种适合于
工业控制场合的微型计算机。防振、抗干扰、耐高
温等特点,比较适合
于在水电站中应用。
数据库服务器
水电站计算机监控系统的常用设备
专门用来安装数据库、进行数据
管理,对实时数据和历史数据进
行存储的计算机。在数据库服务器中一
般安装有操作系统、
数据库及管理平台。
智能电参数测量仪
水电站计算机监控系统的常用设备
用来测量发电机组和线路的交流
参数的智能化仪表。它可代替交
流电量变送器。因为变送器存在温漂和
零漂,需要定期校验,
精度不高、设计复杂和
维护困难等缺点。
PLC
可编程序控制器水电站计算机监控系统的常用设备它是计算机监控系统的控制核
心。由CPU、开关量输入输出
单元、模拟量输入输出单元、
电源单元以及通讯接口单元等
组成。
温度巡检仪
水电站计算机监控系统的常用设备
用来测量机组的轴瓦、定子铁芯、
风冷等部件的温度。用来测量温度参数如
轴瓦温度、定子铁芯
温度、风冷温度等。
微机调速器
水电站计算机监控系统的常用设备
用来对水轮机组进行调节。用来测量温度参数如轴瓦温度、
定子铁芯温度、风冷温度等。还
有越限报警、重要瓦温的变化率
趋势报警以及实时显示当前最高
瓦温和温度的平均值。
微机准同期装置
水电站计算机监控系统的常用设备
用来自动同期并网的设备。用来实现发电机组、
升压站的自动准同期
并网。
微机保护装置
水电站计算机监控系统的常用设备
用来对发电机、主变和线路
进行保护。微机保护装置按功能可以分为发电机
微机保护装置、主变压器微机保护装
置和线路保护装置。配置时要考虑的
基本性能有绝缘性能、机械性能、抗
电气干扰性能以及抗电源影响性能等。总体结构
分层分布式结构集中式结构
变压器保护装置
线路保护装置2#机组调速器装置
2#机组励磁与测速装置
2#机组微机保护装置
1#机组调速器装置
1#机组励磁与测速装置
1#机组微机保护装置微机交流参数
采集
剪断销信号器
温度巡检装置
手动同期装置
变送器
双供电源 微机同期
微机交流参数
采集
变送器
双供电源
1#机组LCU屏
公用LCU屏 中央控制主机
控制台
微机同期手动同期装置远动通讯
微机交流参数
采集
剪断销信号器
温度巡检装置
手动同期装置
变送器
双供电源
2#机组LCU屏 微机同期集中式监控系统结构图 通讯工作站 操作工作站2
工业控制机
微机交流参数
采集 微机同期
1#机组
LCU屏(A柜)
1#机组调速器装置
1#机组励磁装置与微机测速装置
1#机组微机保护装置PLC
剪断销信号器
温度巡检装置
手动同期装置
变送器
双供电源工业控制机
微机交流参数
采集 微机同期
2#机组
LCU屏(A柜)
2#机组调速器装置
2#机组励磁装置与微机测速装置
2#机组微机保护装置PLC
剪断销信号器
温度巡检装置
手动同期装置
变送器
双供电源工业控制机
微机交流参数
采集 微机同期
公用
LCU屏(A柜)
变压器保护装置
线路保护装置PLC
手动同期装置
变送器
双供电源
1#机组
LCU屏(B柜)2#机组
LCU屏(B柜)公用
LCU屏(B柜)GPS同步时钟 培训工作站
电网层分
层
分
布
式
监
控
系
统
结
构
图电
站
主
控
层
现
地
控
制
单
元
层分层分布式
集中式总装机容量大于2000kW的小型水电站多采用分层分布式监控系统;电站主控层和现地控制单元层(LCU)电站主控层一般由多个功能工作站、网络设备、语音报警设备、模拟返回屏、卫星同步时钟(GPS)以及防雷保护设备等组成;现地控制单元层一般由工控机、PLC、现场总线、微机调速器、温度巡检、微机保护装置、微机同期装置、智能电参数测量仪以及其他智能设备组成。现地控制单元层与电站主控层可以相互通讯,也可以独立运行;各层中某一单元的设备故障不会影响其他单元的正常工作;因此可靠性和安全性比较高;但投资比集中式多。集中式监控系统在总装机容量小于2000kW的小型水电站应用较多;采用一台工业控制机实现整个电站的测量、控制、保护、调节和远动等功能;系统的结构简单,无需网络的投入,造价便宜一旦计算机出现故障,整个电站的运行将受到重大影响,甚至影响到
整个电网的安全,因此安全性和可靠性不高。两种结构的比较
LCU
层电站层电网层
现地控制单元层包括机组现地控
制单元、升压站现地控制单元和公
用设备现地控制单元。它对电站层
负责。完成水电站各种设备的监测
、控制、调节和保护。它为电站层
发送数据并接收来自电站层的控制
命令。3电站层即电站主控层,指电站
中控室的微机监控中心,包括监控
服务器、监控工作站和控制显示屏
等。它完成整个电站的监控任务,
为电网层负责。接收现地控制单元
层(LCU)的监测数据,向现地控
制单元层发送控制命令等。2电网层指远程调度中心,完成
遥测、遥信、遥调和遥控等任务。
接收各电站的监测数据、对监测数
据进行优化分析,对各电站发出控
制命令等。1
GPS
以太网
现地控制单元电站主控层远程调度中心
控制调节装置 通信设备数据采集计算机事件顺序记录计算机控制调节计算机通信计算机
数据采集装置
事件顺序记录装置
生 产 过 程……人机联系
人机联系
监控内容
水电站机组附属设备的监控
水电站升压站设备的监控
厂用电的监控水电站机组的监控内容有:机组的监测、
控制、调节、保护。
监控内容
系统分类
2
mm
水电站计算机监控的系统分类
按控制的层
次分类
直接控制
分层控制按计算机的
配置分类
单计算机
多计算机集中式
分布式按计算机的
系统结构分
类
系统配置上位机的基本要求
电源/防雷和抗干扰/接地现地控制单元的基本要求
性能指标
水电站计算机监控系统的指标水电站计算机监控系统的性能性能指标1.实时性(即响应速度)。要求有足够快的响应速度,也就是要有好的实时性。
2.可靠性/可利用率。可靠性对电力系统来说是至关重要的
。
A=MTBF/(MTBF+MDT)
3.可扩性。为了便于扩展,系统设计时要留有一定的裕度,
电厂控制级计算机的存贮容量应有40%以上的余度,
通道的利用率宜小于50%,接口应有一定的空位。