水电厂计算机监控系统培训讲座
水电站计算机监控系统
水电站计算机监控系统在当今的电力生产领域，水电站计算机监控系统扮演着至关重要的角色。
它就像是水电站的“智慧大脑”，对整个电站的运行进行全面、精确且高效的管理和控制。
想象一下，一座庞大的水电站，有着复杂的水轮机、发电机、变压器以及众多的辅助设备。
如果没有一个强大而智能的监控系统，要确保这些设备协调运行、稳定发电，并保障安全，那几乎是不可能完成的任务。
水电站计算机监控系统的首要功能是数据采集与监测。
它能够实时收集来自各个设备和传感器的大量数据，包括水位、流量、压力、温度、电压、电流等等。
这些数据就像水电站运行状况的“晴雨表”，反映着每一个环节的工作状态。
通过对这些数据的精准采集和分析，工作人员可以在第一时间了解到电站的运行情况，及时发现潜在的问题或异常。
除了数据采集，该系统还具备强大的控制功能。
它可以根据预设的策略和条件，对水电站的设备进行自动控制。
比如，当水位达到一定高度时，系统会自动开启水轮机进行发电；当电力需求减少时，又能适时调整机组的出力，以实现最优的运行效率。
这种自动控制不仅提高了发电的稳定性和可靠性，还大大减轻了工作人员的劳动强度。
在安全保障方面，水电站计算机监控系统更是发挥着不可或缺的作用。
它能够实时监测设备的运行参数，一旦发现某个参数超出安全范围，比如温度过高、压力过大等，就会立即发出警报，并采取相应的保护措施，如紧急停机，从而避免事故的发生。
同时，系统还具备防火、防爆、防雷等多重安全防护功能，为水电站的安全生产保驾护航。
另外，该系统还具备良好的人机交互界面。
这意味着工作人员可以通过直观、简洁的界面，方便地查看各种数据和信息，进行操作和控制。
而且，系统还能够生成详细的运行报告和历史数据记录，为后续的分析和优化提供有力的支持。
随着技术的不断进步，现代的水电站计算机监控系统也在不断升级和完善。
例如，引入了智能化的算法和模型，能够更加准确地预测设备的故障和维护需求，实现预防性维护，减少停机时间和维修成本。
LCU设计讲座
LCU结构设计要点
二. LCU典型盘面设计点评
12
LCU盘面布置点评
机组LCU盘面布置图
FFAN1 风机 FFAN2 风机 FDPM 5 FPCM
P W R C P U C M M E T M A I M 1 A I M 2 A I M 3 I I M 1 D I M 1 D I M 2 D I M 3 P W R D I M 4 D I M 5 D I M 6
LCU技术讲座之---
LCU结构设计要点
主 讲 人：
何 云
1
水电厂计算机监控系统
硬件设备： 1. 放置于桌面上（或下）的： 显示器、主机、键盘、鼠标、打印机 等等。 2.放置于机柜中的： PLC、电源、中间继电器、变送器、网络交换 机、仪器仪表 等等。
2
LCU结构设计要点
一. LCU结构设计基本要点
交直流双供电输入，PLC24V电源、I/O24VD电源输出 直流电输出 主5V、辅5V电源输出 主24V/辅5V电源输出 主、辅5V电源输出 主、辅5V电源输出 主、辅5V电源输出 主、辅5V电源输出 主、辅5V电源输出 主、辅5V电源输出
24V电源输出 24V电源输出 24V电源输出
无 24V电源输出 24V电源输出
浙江华光潭二级
公用开关站LCU盘面布置图
FFAN1 风机 FFAN2 风机 FDPM
挡
板 5 FPCE
D O M 1 D O M 2 D O M 3 D O M 4 P W R C P U C M M E T M
挡
板 5
5 FPCM
A I M 1 A I M 2 I I M 1 D I M 1 D I M 2 D I M 3 P W R D I M 4 D I M 5 D I M 6
水电站微机监控讲稿
一、教材分析：水电站计算机监控技术这本教材主要是针对小型机组，应用计算机基础理论对水电站进行科学操作、安全运行的一本实用性的理论教材。
水电站监控系统是整个水利枢纽的安全监控系统，监控对象主要有水工建筑物、水电站、开关站等。
各个监控点都需要运行人员及时了解其运行工况及其周围环境，以保证水电站的正常运行及人身财产安全，是辅助从业人员更好工作的有力保证。
二、编写特点：本书根据我国小水电站的发展现状（多修建在农村及偏远山区，并且采用的技术是沿用大中型水电站的集成型模式，是以可编程控制器为核心的现地控制单元、同期装置等，其特点是技术成熟，但价格较高），及其未来的发展趋势（采用经济、实用可靠性较高的专用型小水电站监控设备），并结合了众多小水电站监控系统的产品型号，从小水电站的运行、维护和管理人员的知识、能力、工程素质结构的实际需要出发。
针对小型机组，按照水电站综合自动化的岗位职责进行编写。
在小水电站微机监控中采用计算机技术，却不是直接使用微型计算机的原因是什么呢？因为小型水电站的作业环境比较艰苦，为野外作业，对硬件设备的可靠性要求较高，以作为下位机的现地控制单元的核心部件结构可编程控制器为例，其防雷措施及抗震性的做工处理上要优于微型计算机，这是我们采用可编程控制器的原因之一。
微型计算机的采用的是等待命令和中断任务的工作方式，而可编程控制器则是采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式。
这便实现了在小型水电站监控技术中的自动化控制。
这是采用计算机技术的原因之二。
三、教学目标：让同学们清晰明了为什么使用计算机技术之后，那么通过对该学科的学习要让同学们重点掌握以下这些内容：①了解小型水电站计算机监控系统的硬件结构。
②了解小型水电站计算机监控系统的软件结构。
③掌握对小型水电站的视频监控技术。
四、编写体例：本书共由十二章构成，共分为三个部分。
▪第一章.水电站计算机监控系统概述▪第二章.工业控制机▪第三章.单片机技术▪第四章.PLC技术▪第五章.计算机监控系统数据采集▪第六章.小水电站计算机监控的硬件结构▪第七章.小水电站计算机监控原理▪第八章.水电站计算机监控通信网络技术▪第九章.水电站计算机监控的软件结构▪第十章.水电站视频监控技术▪第十一章.小水电站计算机监控系统应用实例▪第十二章.水电站计算机监控系统的软件组态前五章为一个部分，是需要同学们认知的基础章节；第六章到第十章的内容作为本书的核心内容，需要同学们重点掌握；最后一个部分作为一个缓冲内容，不做为重点介绍，但可以作为辅助内容扩充到软件结构当中进行学习。
认识水电厂计算机监控系统(分析“计算机”文档)共58张PPT
事故、故障的音响或语音报警；
各种记录、报表、操作票等的打印；
提供编辑、软件开发和操作员培训的接口。
事故记录、 追忆功能
能够记录系统发生事故的原因、时间、动作值等信息； 能够根据设定的要求，在发生事故时记录和事故发生有关的相关量； 能够在事故发生后，查询事故发生的原因、时间、动作值及相关量，方便用户分析或查找发
• 凡是不涉及全系统性质的监控功能可安排在较低层实现，提高 了响应性能，减轻了控制中心的负担，减少信息传输量。
• 系统的局部故障一般不会引起全系统的故障，从而提高系统的 可靠性。
• 可以灵活地适应被控制生产过程的变更和扩大，可实施分阶段 投资，提高了系统的灵活性和经济性。
• 软件比较复杂，相互必须协调好，否则会使得系统无法正常工作。
这种方式投资比较大，比较适合新建电厂的自动化控制，是未来的水电站计算机控制方式的主流。 能够进行定时或召唤打印各种表格；
本，改善运行条件，实现无人优化运行，保证电 最好采用1对1的方式，提高通讯速度。
计算机只起监视、记录打印、经济运行计算、运行指导等辅助作用，水电站的控制功能仍由常规控制装置来完成。
– 双绞线：用于以太网通信，通信距离不能超过 100米。要做好防雷工作。
– 光纤：利用光信号进行传输数据，具有传输距 离远、抗干扰能力强，不怕雷击的特点。是计 算机监控系统通信介质的首先。
通信协议
• 为保证通信的进行，双方必须按一定的标准进行通信，
否则双方无法接收和发数据。
• 通信的标准从两个方面进行理解：
• 计算机监控系统通信网络及典型通信协议；
• 典型计算机监控系统分析；
水电站计算机监控系统课件(中广核)
压力传感器
监测水力发电厂中的水压变化。
振动传感器
监测水电站设备的振动程度， 以便预测故障。
监控软件的特点
了解水电站监控软件的功能和特点，如实时显示、报警功能、数据分析等。
数据采集的原理
探索水电站计算机监控系统中数据采集的基本原理和方法。
监控系统的组成部分
设备控制模块
负责对水与其他部分和系统的数据交换和通信。
监测模块
收集和分析与水电站运行相关的数据和指标。
数据存储模块
用于存储和管理水电站运行数据。
网络拓扑结构
了解水电站计算机监控系统的网络拓扑结构和关键组件的布局。
传感器的种类和功能
温度传感器
水电站计算机监控系统课 件(中广核)
本课件将介绍水电站的计算机监控系统，包括其作用、组成部分、传感器种 类与功能、远程控制、数据分析等。让我们一起探索这一令人兴奋的技术领 域吧！
水电站概述
了解水电站的基本概念、原理和运作方式。
计算机监控系统的作用
探索计算机监控系统在水电站运营中的重要作用，包括安全性、效率和可靠 性的提升。
水电厂计算机监控系统培训讲座
扩充扩展 难度大
适应系统高级 要求和复杂操 作的能力差
水电厂计算有效 的连续监视
监测和控制的 精度较低
长春工程学院能源动力工程学院
3 水电厂采用计算机监控系统的优点
（1）计算机监控系统可以模拟各种复杂的控制规律 （2）计算机监控系统具有记忆和判断的能力 （3）计算机监控系统具有分时操作的能力 （4）能够对电力生产过程进行连续实时监视 （5）能够实时进行生产过程计划调度、经济核算、
水电厂计算机监控系统
值守
指对机组运行的日 常维护、巡视检查、检 修管理、现场紧急事故 的处理及上级调度临时 交办的其它工作。
长春工程学院能源动力工程学院
2 无人值班的基本概念
无人值班与无人值班（少人值守）
无人值班
无人值班是指水电 厂内没有经常性的值班 人员，不是24小时内 都有运行值班人员。
水电厂计算机监控系统
水电厂计算机监控系统
长春工程学院能源动力工程学院
5 国外水电厂计算机监控系统发展概况
❖ 国外计算机监控系统主要厂商
加拿大CAE公司 瑞士和德国的ABB公司 德国西门子公司 法国的ALSTOM公司 美国和加拿大的Baily（贝利）公司 日本的日历公司 日本的东芝公司 奥地利的ELIN（依林）公司
水电厂计算机监控系统
生机： 第二代电力系统计算机监控系统诞生
水电厂计算机监控系统
长春工程学院能源动力工程学院
1 事故、教训与生机
❖ 2003年8月14日第三次美国纽约大停电及其教训
水电厂计算机监控系统
长春工程学院能源动力工程学院
1 事故、教训与生机
教训：
（1）电网互连：大面积断电危险根源 ； （2）本应隔离：却产生了多米诺骨牌 现象； （3）电网改造与自动化装置的可靠性有待提高。
水电站计算机监控系统结构和工作原理
农村水电站计算机监控技术主讲教师：张仁贡等专业：发电厂及电力系统制作时间：2009年9月监控系统总体层次构架； 监控系统各层结构剖析；第四讲水电站计算机监控系统的结构与工作原理层 次 结 构水电站计算机监控系统原理介绍； 现地控制单元工作原理；工 作 原 理集中式结构总体结构分层分布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。
水电厂计算机监控系统运行及维护规程讲稿修改稿
水电厂计算机监控系统运行及维护规 程讲稿修改稿
五、运行管理
5.1.2 在监控系统上进行操作应严格执行《电业安全工作 规程（发电厂和变电所电气部分）》 DL408的操作监护 制，对授权可单人操作的设备应在监控系统运行管理制 度中明确。
统安全防护规定 6.中华人民共和国公安部令第51号2000年4月26日 计算机病
毒防治管理办法
水电厂计算机监控系统运行及维护规 程讲稿修改稿
三、术语和定义
操作员工作站:运行值班人员与监控系统的人机联系设备，
用于监视与控制。
工程师工作站:维护工程师与监控系统的人机联系设备，用
于调试、修改程序等。
培训工作站: 培训人员与监控系统的人机联系设备，用于 仿真培训。
水电厂计算机监控系统运行及维护规 程讲稿修改稿
五、运行管理
5.2.5 正常情况下，运行值班人员不得无故将现地控制单元与 厂站层设备连接状态改为离线。运行值班人员发现现地控制 单元与厂站层设备连接状态为离线时，先投入一次，当投入 失败后应立即报告值班负责人，值班负责人应查找原因并联 系处理；主机或操作员工作站与现地控制单元通信中断时， 禁止在操作员工作站进行操作，应改为现地控制单元监视和 操作。
水电厂计算机监控系统运行及维护规 程讲稿修改稿
释义：监控系统至少应按操作人员、维护人员和系统管理 人员进行分类授权。并且应实行持证上岗制。
水电厂计算机监控系统运行及维护规 程讲稿修改稿
四、总则
4.4 运行值班人员应经过专业培训、具备如下业务素质： a) 熟悉水电厂生产过程和发电设备运行专业知识。 b) 熟练掌握运行规程。 c) 掌握计算机基础知识。 d) 掌握监控系统的控制流程及操作方法。
计算机监控系统讲义
计算机监控系统1计算机监控系统基础1.1设计原则(1)采用“无人值班”（少人值守）的运行值班方式，电站监控系统采用全计算机监控的模式，设置统一的全厂计算机监控系统。
出于安全可靠性考虑，另外设置简单的紧急停机、安全闭锁和事故动作的硬布线回路，满足对电站重要设备进行紧急处理的可靠性要求。
(2)监控系统的各项性能指标均满足部颁《水电站计算机监控系统基本技术条件》及《水力发电厂计算机监控系统设计技术规定》的要求。
(3)计算机监控系统采用开放性的分层分布式系统结构，当系统中任何一部分设备发生故障时，系统整体以及系统内的其他部分仍能继续正常工作且功能不会减少。
各LCU能脱离主控级独立运行。
(4)计算机监控系统的通信必须满足国家经贸委最新颁布的《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》、国家电力监管委员会颁布的《电力系统安全防护规定》及电力系统有关“发电厂二次系统安全防护指南”和“电力二次系统安全防护总体方案”的最新文件和规定的要求进行软、硬件隔离。
(5)计算机监控系统在满足可靠性和实用性的前提下应体现先进性，具有逐步向真正意义上的无人值班阶段过渡的良好基础和平台。
(6)计算机监控系统保证与电站被控设备同步投运的一次成功。
(7)系统采用成熟的、可靠的、标准化的硬件、软件、网络结构，且有长期的备品和技术服务支持。
(8)软件采用模块化、结构化设计，保证系统的可扩性，满足功能增加及规模扩充的需要。
(9)系统高度可靠，实时性好，抗干扰能力强，适应现场环境。
选用开放式、全分布的系统结构，系统配置和设备选型适应计算机发展迅速的特点，具有先进性和向后兼容性，能充分保护用户的投资。
(10)系统实时性好，抗干扰能力强，适应电站的现场环境。
(11)人机接口功能强大，适应电站运行习惯。
人机联系操作方法简便、灵活、可靠。
1.2系统控制调节方式1.2.1一般要求计算机监控系统应按照电站运行值班方式以及预定的决策参数进行控制、调节，以满足电网电力调度对电站发电控制的要求。
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5 国外水电厂计算机监控系统发展概况
❖ 国外计算机监控系统主要厂商
加拿大CAE公司 瑞士和德国的ABB公司 德国西门子公司 法国的ALSTOM公司 美国和加拿大的Baily（贝利）公司 日本的日历公司 日本的东芝公司 奥地利的ELIN（依林）公司
6 国内水电厂计算机监控系统发展概况
总体水平：发达国家90年代初或中期水平
无人值班与无人值班（少人值守）
无人值班
无人值班是指水电 厂内没有经常性的值班 人员，不是24小时内 都有运行值班人员。
少人值守
厂 内 不 需 要 24 小 时 有人值班，机组工 况 操作由上级调度或集中 控制的值班人员及有关 自动装置完成，厂内仅 有少数值守人员。负责 现场看守和特殊情况的 处理工作。
二、采用计算机监控系统必要性
1 事故、教训与生机 ❖ 1965年11月9日第一次美国纽约大停电及其教训
1 事故、教训与生机
教训：
（1）电力系统自动化信息不能满足联网系统 的复杂性要求；
（2）急需加快计算机监控系统的建设步伐； （3）多区域电力系统的协调调度问题亟待解决。
生机： 第一代电力系统计算机监控系统诞生
3系统的缺陷
运行维护困难
TEXT
参数多监视面大，
仪表配置受限，监 TEXT 视记录困难
扩充扩展 难度大
适应系统高级 要求和复杂操 作的能力差
常规 控制
对被监控对象 不能实施有效 的连续监视
监测和控制的 精度较低
3 水电厂采用计算机监控系统的优点
❖ 日本水电开发及计算机监控的发展概况
东京电力公司为例，90年代初水电装机7340MW 水电厂156座，机组280台 无人化达98％以上 通过远动装置与电厂的远方终端连接，从而实现监控 抽水蓄能电厂均设置复杂的计算机监控系统
5 国外水电厂计算机监控系统发展概况
❖ 美国水电开发及计算机监控的发展概况
特点: 水电资源丰富,技术上可开发容量达146700MW 装机容量大,监控系统起步早 多数水电厂采用计算机监控
实例：大古力电厂：装机容量6150MW 70年代实现计算机监控，几十台小型机构成监控系统 采用分层分布控制方式 开关量11000个，模拟量3500个 事件记录分辨率1ms 多台CRT取代常规模拟返回屏 监控系统可利用率99.8％。
3 实现无人值班（少人值守）的方式与条件
❖ 无人值班（少人值守）的实现方式
梯级 电厂
由梯级调度所（梯调）的集中直接监 控，各被控电厂实行‘“无人值班” （少 人值守）
一厂 多站
全厂设总控制室集中监控，各被控电厂 实行“无人值班”（少人值守）。
直控 电厂
实现由上级调度所（包括网、省、地调 等）直接监控的水电厂可实行“无人值 班”（少人值守）。
起步探索
50年代末 广东流溪河
自动化探讨
试验试点
79年3月 福建古田会议
富春江 葛洲坝二江
浑江梯级 永定河梯级
推广应用
87年10月 江苏南京会议
试点总结 引进吸收 葛洲坝大江
隔河岩
提高普及
94年10月 太平湾会议
“无人值班” 鲁布革 白山 紧水滩
四、无人值班与无人值班（少人值守）
1 “无人值班”问题的提出
1 事故、教训与生机
▪ 1977年7月13日第二次美国纽约大停电及其教训
1 事故、教训与生机
教训：
（1）计算机监控系统的发展不适应电网扩大的需要； （2）必须提高计算机监控系统的可靠性； （3）基础自动化的改造不容忽视。
生机： 第二代电力系统计算机监控系统诞生
1 事故、教训与生机
❖ 2003年8月14日第三次美国纽约大停电及其教训
水电厂计算机监控系统培训讲座
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
第一章：绪 论
一 本课程主要教学内容简介 二 采用计算机监控系统必要性 三 水电厂计算机监控系统发展 四 无人值班（少人值守）
一、本课程主要教学内容简介
第一章：绪论 第二章：水电厂计算机监控系统的结构与功能 第三章：现地控制单元（LCU） 第四章：电厂控制级 第五章：物理量的检测与过程通道 第六章：监控系统的数据通信与现场总线 第七章：电磁兼容与干扰抑制技术基础 第八章：监控系统设计、试验与诊断
❖ 吉林云峰水电厂
2 现代水电厂的运行与管理
❖ 吉林云峰水电厂
2 现代水电厂的运行与管理
❖ 吉林云峰水电厂
2 现代水电厂的运行与管理
❖ 视频1：白山水电厂
❖ 视频2：富春江水电厂
三、水电厂计算机监控系统发展
1 水电厂生产过程的特点
1
水电厂发电 计划取决于 水情及水库 的调度计划
2
水电厂的电 气系统监控 功能复杂、 可靠性要求 高
2 无人值班的基本概念
值班与值守
值班
负责对水电厂运行 的监视、操作、调整等 有关的运行工作。如参 数 及状态监视、机组 的启动与停机操作、运 行工况转换操作、功率 调整操作等。
值守
指对机组运行的日 常维护、巡视检查、检 修管理、现场紧急事故 的处理及上级调度临时 交办的其它工作。
2 无人值班的基本概念
1 事故、教训与生机
教训：
（1）电网互连：大面积断电危险根源 ； （2）本应隔离：却产生了多米诺骨牌 现象； （3）电网改造与自动化装置的可靠性有待提高。
生机： 第三代电力系统计算机监控系统诞生
二、采用计算机监控系统必要性
2 现代水电厂的运行与管理 ❖ 三峡---巨型水电厂计算机监控系统
2 现代水电厂的运行与管理
高级
多人值班 无人值班
单厂监控 梯级运行 机组监控 经济运行
电能生产 综合监控
低级
局部控制 全厂控制
顺序控制 闭环调节
5 国外水电厂计算机监控系统发展概况
❖ 法国水电开发及计算机监控的发展概况
水电厂数量：4780座 装机容量：22900 MW 需值班人员场所：14个，3个在电厂，其余在控制中心 值班方式：无经常值班人员，联合调度，在家值班
（1）计算机监控系统可以模拟各种复杂的控制规律 （2）计算机监控系统具有记忆和判断的能力 （3）计算机监控系统具有分时操作的能力 （4）能够对电力生产过程进行连续实时监视 （5）能够实时进行生产过程计划调度、经济核算、
物料平衡等，实现经济运行 （6）减少运行人员,提高劳动生产率 （7）实现远程监控
4 水电厂计算机监控系统的总体发展
3 实现无人值班（少人值守）的方式与条件