水电站综合自动化系统设计(一)
小型水电站微机综合自动化的设计与应用
!! 判别及闭锁等功能。主变后备保护有:复合电压闭 锁过电流和过电压作用于跳闸,联动机组跳闸,过 负荷、 轻瓦斯和零序 % 单向接地 & 作用于信号。 电流闭锁电压速断 % 线路保 ’( )* 线路保护有: 护的瞬时段 & 、 定时限方向电流闭锁电压速断 % 线路 保护的第二段 & 、 零序电流保护作用于跳闸, 过负荷 保护作用于信号,自动重合闸及后加速、低周减 载。厂变保护有: 高压侧由熔断器保护, 低压侧保护 为带时限过电流、 过负荷。 (+ ’ 机电设备运行参数检测 所有机电设备的主要运行模拟量和状态开关 量参数均由微机系统进行实时检测记录,存入其数 据库, 并经处理后供显示。这些参数包括: (+ ’+ , 电量参数:发电机的三相电压、三相电流、 有功功率、 无功功率、 频率、 有功电量; 发电机转子 的电流、 电压; 直流母线电压; 站 ’( )* 母线线电压; 用交流对地电压; 主变低压侧三相电流、 有功功率、 无功功率、 有功电量、 无功电量等。 (+ ’+ ! 非电量参数:主变压器温度、调速器油压、 蝶阀油压、 定子铁芯温度, 上导、 下导、 水导轴承温 度。 (+ ’+ ’ 机电设备运行状态参数:机组断路器开关 状态、水轮机及发电机电气保护开关量状态、主变 压器开关量状态、事故和故障信号状态、主变断路 器开关状态, 油、 汽、 水系统工作状态、 励磁系统和 调速器工作状态等。 (+ $ 微机监控及其它功能: 计算机监控主要功能是对电站全部自动化装 置进行全面监控协调和管理,对各自动化装置发出 指令及接收各自动化装置回送的数据,并进行记 录、 处理、 显示、 打印: (+ $+ , (+ $+ ! 实时显示电气主结线和运行工况流程。 趋势显示及记录: 对机组、 主变的重要运行
水电站自动化监控系统的设计与实现
水电站自动化监控系统的设计与实现随着社会的不断发展,人类对各种能源的需求越来越大。
而水电作为一种最为清洁、最为环保的能源,在当今的社会中有着越来越广泛的应用。
为了更好地利用水电资源,提高水电站的产能以及对其进行更加精细的管理,水电站自动化监控系统应运而生。
本文将从设计与实现两个方面对水电站自动化监控系统进行阐述。
一、水电站自动化监控系统的设计1. 系统需求分析在设计水电站自动化监控系统之前,首要的任务就是对系统进行需求分析。
这个过程中需要明确系统的功能、性能以及可靠性等方面的要求。
只有正确地确定这些要素,系统才能够符合实际的操作需求。
2. 系统架构设计在进行系统架构设计时需要考虑以下几点:首先,需要考虑到整个系统的运行效率。
在此前提下,应当尽量简单化整个系统的结构,使得系统的维护与管理更加容易。
其次,在设计系统时,应当尽量避免使用成熟的技术,以便于后期的升级与改进。
3. 系统模块设计在设计水电站自动化监控系统时,需要根据具体的需求将其划分为不同的模块。
具体模块功能可包括:数据采集模块、实时监控模块、预警模块、报警模块等等。
在设计系统模块时需要保持合理的分离,使得各个模块之间的影响可以最小化。
4. 系统接口设计在设计水电站自动化监控系统时,需要考虑整个系统的接口设计。
这个过程中需要考虑到使用者的实际情况,以及所连接的各个系统之间的数据交换关系。
而在进行接口设计时,需要综合考虑各方面因素,如接口协议、数据协议、数据格式、数据解析等等。
二、水电站自动化监控系统的实现1. 系统硬件的选型在实现水电站自动化监控系统时,需要选用合适的硬件设备。
这其中需要考虑到硬件设备的性能与稳定性。
一般来说,选用高性能的硬件设备可以保证监控系统更为稳定,更加可靠。
2. 软件方案的选取在实现水电站自动化监控系统时,需要选取合适的软件方案。
这其中需要考虑到软件的稳定性与可靠性。
一般来说,选用成熟的软件方案可以大幅提高监控系统的可靠性。
基于Citect的水电站综合自动化计算机监控系统设计
基于Citect的水电站综合自动化计算机监控系统设计作者:***来源:《机电信息》2020年第05期摘要:根據云南某电站改造要求,水电站计算机监控系统采用分层分布开放式结构,重点介绍了基于Citect的水电站综合自动化计算机控制系统的设计开发内容,该系统可在提高设备自动化运行水平的基础上,实现减员增效,使电站发挥更大的经济效益,确保电站的安全运行。
关键词:计算机监控系统;Citect;水电站1 概述云南某电站内安装了两台500 kW的水轮发电机组及一台550 kW的水轮发电机组,发电机额定电压为6.3 kV。
电站总装机容量为1 550 kW,相对容量较小,故电站发电机电压侧接线仍选择单母线方式,发电机电压母线上接3台发电机进线、1台主变出线及1台近区变出线。
该电站投产距今已近30年,没有现代化的综合自动化计算机监控系统,不能实现水轮发电机组的一键开停机控制,中控室监控信息残缺不全,不能实时反映现场情况。
本次实施的技术改造工程,利用现代化水电站技术和设备,实现电站综合自动化目标,使电站安全可靠运行,实现水电站“无人值班”(少人值守)的目标,在提高设备自动化运行水平的基础上,实现减员增效,提升运行管理条件和水平,使电站发挥更大经济效益,确保电站的安全运行。
2 工艺及设计要求水电站主要工艺设备有:压力钢管、进水阀、水轮机、发电机、调速器、励磁系统、机组冷却水系统、主变压器、10 kV断路器等。
由压力钢管而来的水经过进水阀,再经过调速器控制的水轮机导水机构进入到水轮机中。
水流经过水轮机时,将水能转换成机械能,水轮机的转轴又带动发电机的转子在励磁系统提供的磁场中转动,将机械能转换成电能输出。
最后电能经过主变压器升压后,通过断路器输送给电网。
水轮发电机的转速将决定发出的交流电的频率,为保证这个频率的稳定且与电网一致,就必须控制转子的转速。
为了控制转速,调速器采用闭环控制的方式对水轮机转速进行控制,即采样发出的交流电的频率信号,并将其反馈到控制水轮机导叶开合角度的控制系统中,控制水轮机的输出功率。
水电站综合自动化系统分析与设计
上 叶 片 自觉 性 根 据 水 量 的 大 小来 调 节使 用 水 轮 机 的 动 行 水 头 范 围。转 轮 是 混流 式水 轮 机 将水 流 能 量转 换 为机 械 能 的核 心 部件 。
水 流通 过 导 水机 构进 入 转 轮 。混 流式 水 轮 机适 用 水 头范 围 极广 。 在 实 际情 况 中水 头 和流 量 的 不 同往 往是 不 同 的 ,所 以转 轮 形状 是
不 相 同 的 。通过 自动化 的调 节 ,水 头愈 高 转 轮 叶片 高度 减 小 ,能 够 自动 的使 长度 增 加 ,水 流 在转 轮 中也 能 更趋 于幅 向 。随 着工 作 水 头 降低 ,转轮 叶 片变 短 ,也能 自动化 的 高度 增 加 ,水 流 愈趋 于 轴 流方 向 。 32 P C 调节 水库式 电站调 速器 中的应 用 . L 在 水 库 式水 电站 的调 速 器 和开 度 的大 小 一般 会 根 据水 轮 机本 身 来 设 计水 头 变化 范 围 。 当水 电 站水 头 降低 的 时候 ,此 时水 轮机 中
全性 等 。
3 水 电站综合 自动化创 新设计的实际运用
当今 社 会 ,随 着综 合 水 电 站 自动 化水 平 的不 断 提 高 ,水 轮 发 电机 组 所 需 的部 件也 越来 越多 ,技术 要求 也 越 来越 高 。但 由于 当 前技 术 性 问题 ,很多 主机 部 件 自动化 元件 在 性 能方 面 存在 有 不 稳 定 、反 应度 差 等 制约 性 因 素 。而 且在 自动 化 设 计方 面 的不 完 整 性 也容 易 使水 电站 的 自动控 制不 同程度 的受 到 影 响 ,这 就要 求 我 们 对水 电 站综合 自动 化进 行不 断 的创新 。 31 水 电站 自动 化在 混流 式水 轮发 电机 中的应 用 . 混 流式 水 轮机 由美 国工 程 师弗 朗 西斯 于 14 年 发 明 的 ,所 以 89 也称 弗 朗 西斯 水 轮机 ,是 目前 世 界上 使用 最 广 泛 的一 种水 轮 机 。 与 轴 流 转 桨 式 相 比 ,这 类 水 轮发 电机 结 构 更 加 简单 ,效 率更 加 高效 。 混 流式 水 轮机 的工作 原 理 ,是 由水 流直 接 进人 到 导 水机 构 , 然后 轴 向流 出转 轮 ;混 流 式 的转 轮 的结 构特 点 ,一 般 用 是 由低 碳 钢 和合 金 铸造 而 成 ,有 的 也用 焊 接结 构 。有 的水 电站 为 了提 高 其 防腐 蚀 性 往往 外 层会 出现 镀层 或 者 直接 不 锈钢 ,更有 甚 的 水 电站 会 出 现 整 个 转 轮 采 用 不 锈 钢 。 在 这些 方 法 中 常 常 会 采 用 铸 焊 结 构 ,这 样 的 结构 往往 能 节 约 资本 ,流动 也 能更 加 准确 化 ,对 于 水 轮机 本 身 效 率 的提高 有 很 大 的帮 助 ,往 往也 会 用 不 同的 材料 制 造
吉布洛水电站机组自动化控制系统设计
该 系统 主要 由轴 承液位 信号器 和油 混水 信号器 组成 。 当油 位过低 时可 发 出报警信 号 ,当油 中混水 过 多时可 发 出油 混水 报警 信号 。
13 机 组 制 动 系统 .
电站 按 “ 无人值 班 ( 人 值守 )” 的原 则 进行 少
设 计 ,采用 计算 机监 控系统 。监 控系 统 由中控 室和
15 机 组 非 电量监 测 系统 .
收 稿 日期 :2 1 —0 —3 02 5 1
作 者简 介 :张
丹 (99一) 17 ,女 ,工程师 ,主要 从事 电站
该 系统 主要 由温度 、压力 、流量 、位 置 、振动 摆 度等 测量元 件组 成 。
机 组测 温采用 P 10铂 电阻 ,检测 部位 包 括机 T0
机转轮室充补压缩空气 ,使机组作调相运行时水轮
机转 轮始 终脱 离水 面 。
温度 控制 仪 ,温度 控制 仪检 测后 提供 温 度高报 警 和 温度 过 高 的开关量 接 点接入 监 控系统 ,作为 机组顺 控流 程使 用 ;另外 瓦温 过高 等一 些重 要参 数应 作用
于事 故停 机 。
温 、定 子铁 芯温 度 、定子 绕 组 温 度 、冷 却 水 温 等 ,
所有 温度 量均通 过 R D量送 至监 控系 统进 行 巡 检 。 T 其 中瓦温 、油 槽油 温 、空冷 器进 出 口冷热 风温 除通 过 R D量 送 至监 控 系 统外 ,还 送 至 机 组 测 温 屏 的 T
至监控 系统 ,主轴 密封 水 中断需延 时停 机 。
12 机 组 润 滑 系统 .
布洛瀑 布 附 近 ,是 以 发 电为 主 的有 压 引 水 式 水 电 站 。半地 下厂 房 内安装 4台单 机 容量 为 3 W的立 0M
泵站自动化系统设计
泵站自动化系统设计摘要:水电站一般地处偏远地区,生活条件艰苦,为了达到增效扩容的目的,并改善水电站职工的劳动条件,水电站采用“微机自动化系统”将是一个重要的途经,也是降低水电站运行成本的重要举措。
本文将在如何对水电站自动化系统进行设计作一探讨。
关键词:增效扩容;水电站自动化系统;系统设计1 系统设计概述水电站自动化系统是通过控制机组(水轮机、发电机)、主阀、油系统、水系统、气系统、调速器系统、励磁系统、高压设备、大坝闸门等相关设备运行,实现稳定发电为目的。
整体可体现为六遥即遥控、遥调、遥测、遥信、遥脉和遥视。
水电站自动化系统通过遥信(开关量输入或DI)、遥测获得被控设备运行状态,根据既定策略进行遥控(如断路器的分合操作,前池闸门、进水阀门/闸门、各种电磁阀等的打开和关闭、机组开机、机组停机等)和遥调(如并网后的有功、无功调节等)。
通过遥视(即视频监控系统)完成重要设备的直观监视。
2 系统设计依据各种国家标准(GB、GBT)、行业标准、地方标准。
技术协议、供货清单等详细配置清单。
用户、设计院厂家提供的资料图纸。
技术部门现场勘测报告、照片等技术资料。
设计各阶段与用户、设计院沟通的邮件、函件、设联会会议纪要等都是很重要的设计依据。
3 自动化系统主要设备水电站自动化系统通过摆放于现场的各种屏柜、信号采集设备及硬件和软件通讯网络等,来控制与机组相关的设备有序运行,通过合理的监控,最终实现最小成本实现最大发电量的目标。
常见的高速单环行以太网网络形式可参看图1。
自动化系统由如下设备构成。
3.1后台监控设备如操作员工作站、工程师工作站、各种服务器、打印机、中控台、不间断电源等,运行人员通过工作站等对电站内的设备进行监控。
3.2网络通讯设备常用的网络通讯设备有:通讯管理装置、串口服务器、交换机、光纤设备(光纤交换机/光纤收发器设备等)、模拟量信号传输设备、通讯线缆等,该部分设备完成所有智能设备的通讯采集并上送到后台监控系统。
1、水电站综合自动化系统(监控系统)
3、主要部件存储路径 • Pd.exe: • Prun.exe: • Sys: C:\P7000\ C:\P7000\ C:\P7000\
• Data:
C:\P7000\
• TVichw32.dll C:\windows\system32\ • TVichw32.dll C:windows\system32\drivers\
③多计算机系统分层分布式结构
多计算机系统或多计算机系统带前置机的分层分布式结构如 图所示。水电厂管理层的上位机由多台工业控制机组成。采用冗 余以太网络连接方式,主控机、工程师/培训工作站、通信/打印 服务器各自分开,以太网络内所有计算机由卫星时钟(GPS)自动 校时,确保数据记录一致。保护系统设置独立通信管理机。
提供报表设计器,可以设计多套报表模板。 基于以上的手段,可生成各种电力系统的专业报表, 如运行报表、生产报表等。
14、扩展功能接口
3、典型网络结构
计算机监控系统的典型结构模式主要有: ①单计算机分层分布式结构; ②双计算机系统分层分布式结构; ③多计算机系统分层分布式结构 根据用户需要和投资情况,每类典型结构都可以再衍生出 多种通信网络结构和通信方式应用于实际水电厂项目中。
①单计算机分层分布式结构
单计算机分层分布式典型结构模式如上图所示,监控系统 的主控层为水电厂管理层的上位机,即一台工业控制机;监控 系统的现地层为面向控制对象的现地控制单元(LCU)。上位机 与现地控制单元(LCU)之间采用单网的以太网或RS-485通信模 式,构成一个分层分布式结构的自动化监控系统。 一台主控站工业控制计算机负责全厂自动化运行及管理, 即完成全厂历史数据存档、归类、检索和管理;在线及离线计 算功能;各图表、曲线的生成;事故、故障信号的分析处理; 运行报表生成与打印;也可作为运行人员与计算机监控系统的 人机接口,完成实时监视、控制和报警;还可完成全厂经济运 行管理、自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)。
那板水电站微机综合自动化系统设计简介
那板水 电站位于广西左江支流, 明江河上游上 思县境内, 坝址距上思县城 3k 坝址 以上集雨面 m, 积 40 9 , 总库容为 8 3 亿 m , .2 3是一座以防洪 为 主, 兼顾灌溉、 发电、 城镇供水 、 养殖等综合利用的大
型水利枢 纽工 程 。那 板 水 电 站属 坝 后 引 水式 电站 , 电站 技改后装 机为 3 0 W +1 0 W , ×35 0k ×32 0k 发 电机 电压侧 额定 电压 6 3k 单母 线 分段 接线 ; . V, 电
3 2
鹏 (9o , 。 18 一)男 山东博兴人 , 广西水利电力勘测设计研究院助理工程师 , 主要从事电气二次设计工作 。
维普资讯
广西水利水 电 GX WA E T R ̄
UR E C S& HY O OWE N NE RI G 2 0 ( ) DR P R E GI E N 0 8 4
( ) 具 有远 方 在线诊 断 的功 能 。 8
机等。
( ) 电站运行维护人 员在工作站上进行培训 , 3 2 现 地控 制 级硬 件 配置 9 . 学习掌握对微机综合 自动化系统 的操作以及对 电站 现地控制级主要包括 4套机组 L 、 1 ( U、 套升压 运行和事故处理等方面的知识【 4 3 l _。 站/ 公用 L 、 ( U。其具体配置如下 :
守” 的方式进行设计【 。 1 】
包括机组状态转换、 机组有功功率、 无功功率的闭环 调节 ; 断路器的分给 操作 ; 辅助设备及公用设备 的
开/ 停操作等。 () 人机接 口功 能。电站值守人员通过显示 4
1 系统 结构
那板 水 电站微机综 合 自动化 系统采用 的是 全开
放、 分布式控制 系统 , 由电站控制级和现地控制级组 成。电站控制级和现地控制级采用交换式以太网通 信, 采用光纤通信介质 , 各节点通过光纤 电缆连接到 以太 网交换 机上 。局域 网按 1 E 0 . 计 , 信 EE S2 3设 通 规约 采 用 T P I , 络 的 传 输 速 率 不 小 于 C/ 网 P
水电站综合自动化系统(现地控制单元)
⑦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。
⑧自诊断功能
机组的顺序控制 数据采集 事件顺序记录(SOE) 输出控制功能 水机保护功能
PLC
触摸屏
交流数据采集 为机组出力提供 可靠数据
交流 采样
机组 LCU
通讯 管理机
同期 单元
双供电 装置
就地显示 控制操作
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
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
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。
2、机组LCU构成及组屏方式
MZ-10同期表
非同期闭锁装置
母线 无压指示
综合压差 满足要求
线路 无压指示
电源
重庆新世纪电气有限公司
非同期闭锁装置
⑤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
1、机组LCU功能
水电站自动化控制流程
水电站自动化控制流程随着科技的进步和社会的发展,水电站自动化控制系统得到了广泛的应用和发展。
自动化控制系统能够提高水电站的发电效率、减少人力投入、优化能源利用等。
本文将以水电站自动化控制流程为主题,分析其具体的运行过程。
一、引言随着水电站发电的规模和复杂程度的增加,传统的人工操作方式已经无法满足现代化的要求。
自动化控制系统应运而生,其核心目标是实现设备的智能化和自动化。
水电站自动化控制流程是保证水电站正常运行的重要环节,对于提高发电效率和运行安全性具有重要意义。
二、水电站自动化控制流程的基本原理1. 感知阶段自动化控制系统首先需要感知水电站各个节点的运行状态和环境参数。
通过传感器等设备,监测水位、水压、温度、湿度等信息,并将其转化为电信号。
2. 传输阶段在感知阶段获取到的数据需要被传输到中央控制室进行处理。
传输方式一般采用有线或无线通信方式,确保数据的及时和准确传输。
3. 控制阶段中央控制室接收到传输过来的数据后,进行数据的处理和分析。
根据预设的控制策略和运行参数,对水电站的设备进行控制操作。
同时,也会监测设备的运行状态,及时发现并解决潜在问题。
4. 反馈阶段自动化控制系统会实时地获取控制操作后的设备反馈信息,如设备运行状态、电力输出等。
通过与预期结果进行比对,反馈信息可以用于系统的优化和调整,以达到更好的效果。
三、水电站自动化控制流程的优势与挑战1. 优势(1)提高发电效率:自动化控制系统能够对水电站各个设备进行智能化的调度和控制,实现最佳运行状态,提高发电效率。
(2)减少人力投入:自动化控制系统能够代替人工进行繁琐的操作,减少了人力投入,降低了运行成本,且可以避免人为错误。
(3)优化能源利用:通过实时监测和调整,自动化控制系统可以更好地掌握水电站的供需情况,实现能源的合理利用和节约。
2. 挑战(1)系统安全性:自动化控制系统中,涉及到大量的数据传输和处理,系统的安全性和抗干扰能力是必须要考虑的方面。
中、小型水电站综合自动化系统设计
1 S A A软件系统 。是整个 电站的核心系统。 ) CD 主要包含有数据采集、 人机操作、 事故报警、 图形组
收稿 日期 : O9—0 20 9—1 1 作者简介 : 何文生 ( 6 一) , 1 5 男 云南文 山人 , 9 工程师 , 主要从事水电站电气设计工作 。
18 0
图 2 厂 用 电主 接 线 图
c B电源投入 1B带全厂负荷 ; 2c C 如 B先带电后延 时切断 3C B电源投入 2C 带全厂负荷; 1 B在 B 当 C 带全厂负荷时 , C 来电时延 时切断 9Z K后投入 2 B K
c I. AI通讯服务器 、 E / W B服务器 和操作 员工作 站( 2 台) S A A监控系统软件、 及 CD 专业数据库软件等组
成。
与各现地层设备。主控层、 各现地层中各设备之间
由星型以太 网连接。间隔层主要 由通讯管理机 、 通 讯网络、 通讯设备来实现站控层与现地层之问的连
站控层 主 要 由一 台 H P服 务 器 组 成 数 据 服 务
器 ; 5台 H 由 P工 作 站 分 别 组 成 工 程 师 站 、 N— O
间隔层 主要实现各层 的信息交换 , 了满足整 为 个电站安全、 稳定运行的要求及兼顾各现地层设备 间的距离问题 , 间隔层 由 6台带两路光纤接 口的霍 思曼环网交换机组成 , 从而 以环 网形式 连接主控层
云南水力 发电
YUN NAN WAT R WER E pD
第 2 卷 6 第2 期
中 、 型 水 电站 综 合 自动化 系统 设 计 小
何文生
( 云南省文山州水利电力勘察设计院 , 云南 文 山 630 ) 6 00 摘 要: 针对 中、 小型水电站的运行特点 、 技术标准和用户需求 , 提出一种采用计算机 系统集成制造 的设 计思想 , 充分利用各 种传
水电站综合自动化装置原理及应用课件
发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展,水电 站综合自动化装置将更加智能化,
能够自适应地调整运行参数和控 制策略。
集成化
未来水电站综合自动化装置将更加 集成化,能够实现多系统的整合和 统一管理,提高水电站的运营效率。
远程化
随着通信技术的发展,水电站综合 自动化装置将能够实现远程监控和 控制,方便远程管理和维护。
致设备运行异常。
传感器精度下降或失效, 导致数据采集不准确。
控制软件出现错误或崩 溃,影响装置的正常运
行。
解决方案
通信故障解决方案
检查通信线路是否正常,检查接口连接是否牢固,更新通信协议或更 换通信模块。
电源故障解决方案
配置稳定的供电电源,安装不间断电源(UPS)以应对突发断电情况, 定期检查电源线路和设备。
传感器故障解决方案
定期校准传感器,确保其精度;使用冗余设计,当某个传感器失效时, 其他传感器仍能提供备用数据。
软件故障解决方案
定期更新软件版本,修复已知的漏洞和错误;建立软件容错机制,当 软件出现异常时,能够自动切换到备用程序或重置状态。
04 水电站综合自动化装置的 维护与保养
日常维护
每日检查
检查装置的外观、连接线 和仪表是否正常,确保没 有异常情况。
02 水电站综合自动化装置的 应用
在水轮发电机组中的应用
自动化控制
水电站综合自动化装置能够实现水轮 发电机组的自动化控制,包括机组的 启动、停止、调节和故障处理等操作 。
监测与诊断
装置实时监测水轮发电机组的工作状 态,如发现异常情况,及时进行报警 并诊断故障原因,提高机组的可靠性 和安全性。
4、水电站综合自动化系统(基于PLC的辅助设备及机组的自动控制)
2、集水井排水装置机构系统图
右图为采用卧式 离心水泵的集水井排 水装臵机械系统图, 为了实现对水泵电动 机的准确可靠地控制, 设臵了两类水位信号 器:一类为提供节点信 号的水位信号,另一 类为水位变送器,基 于PLC的集水井排水装 臵的自动控制原理图, 如图5所示。
RUN 检查各路输入 事故处理 水 位 不 于 作 小 工 泵 启 水 动 位
M1=1 气压不大 于极限值 Y M2=1 Y N
Y
M1=0
M2=0
Y
启 空 机 延 继 器1 动 压 和 时 电 T N
显示水位及 各种开关量状态
T2 延时到 关闭无负荷启动阀 显示各种状态量 END
PLC进入运行状态,先检测各状态开关量,如发现各 种事故,则对应做出各种事故处理,例如发现空压机排气 管温度过高时,则作用空压机停机。如检测到LCU传送来 手动开停空压机信号,则作对应的信号处理,另外定时作 排污处理。 当PLC检测到储气筒气压小于正常下限值时,则臵中 间继电器Ml=1,当检测到储气筒气压比极低值低时(此值 对应于备用空压机投入值)则臵M2=1, Ml和M2如果设臵为 “1”则一直保持为此状态,直到储气筒的气压恢复到正常 上限值时,才重新被臵为0。Ml、M2的状态如下图所示。
蝶阀自动控制液压机械系统图
1、蝶阀开启自动控制
蝶阀开启必须具备下列 条件: a、水轮机导叶处于全关位臵, 其主令开关接点闭合; b、蝶阀在全关位臵f其端节 点位臵闭合; c、机组无事故,停机继电器 未动作; d、蝶阀关闭继电器未动作。
蝶阀开启操作方框图
2、蝶阀关闭自动控制
蝶阀关闭命令脉冲,可由 手动操作控制开关发出,亦可 作为机组操作程序之一,由控 制发出。当机组发生事故调速 系统又失灵时,还可由紧急事 故保护引出继电器发出。关阀 命令发出后,控制程序按规定 的关阀顺序进行操作。首先电 磁配压阀1YDV吸上,切换油路。 在压力油作用下锁链拔出,旁 通阀打开,总油阀OV也打开, 这个操作过程与开阀操作相同。
某水电站综合自动化系统设计
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。
H9000综合自动化系统在水电站升级改造中的应用
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。
水电站综合自动化监控系统介绍
水电站综合自动化监控系统介绍一、概述我国小水电资源非常丰富,居世界第一,全国近1/2地域、1/3县和1/4人口主要靠中小水电供电。
但多数小水电站沿袭几十年来的一贯模式,采用常规设备与技术,自动化程度低下,元器件繁多,体积庞大,操作复杂,维护困难,发挥不了应有的生产效益,也实现不了中小电网或地方电网的调度自动化。
发达国家小水电站技术和设备先进可靠,自动化程度高,实现无人值班。
发展中国家由于经济等原因,小水电站很少采用自动控制技术,即使有也大多从美国或欧洲国家进口。
近几年,国内不少厂家开发了小水电站的自动控制系统,并在经济发达的东部沿海地区得到了大力推广应用,但是,自动化这一先进的技术却无法在经济欠发达的西部地区得到推广,主要原因还是自动控制系统价格偏高。
分析价格,在目前采用的集成型自动控制系统模式下,降价空间已非常小,必须从设计的理念上进行创新,开发拥有自主知识产权且适合我国特点的小水电站新型监控设备,使性能和价格都可以满足经济欠发达的西部地区的小水电站要求,并为小水电代燃料生态保护工程和农村水电现代化提供技术支持。
二十世纪九十年代,随着计算机和信息产业技术的进步以及电力事业的蓬勃发展,对水电站自动化提出了越来越高的要求。
“无人值班(少人值守)”的工作自1994年开展已有十年,并取得了很大的成绩,30多个大中型水电厂已通过原国电公司组织的无人值班验收,电厂技术和管理水平大大提高,减人增效成果显著。
但对于国内已建和正在建设的大批中小型水电站由于资金原因以及缺乏可供选用的性能价格比合适的自动化设备,其自动化水平的提高和“无人值班(少人值守)”的实现还有很多工作要做。
水电站自动控制功能包括机组的数据采集和顺序控制、励磁、调速、自动准同期等,以及各设备的保护,再加上风、水、气、油、厂用电等辅设系统,中小水电站提高自动化水平,实现无人值班有重大的意义。
水电站微机综合发电控制系统就是在这样的背景下研制开发的,它是集计算机监控、数据采集与处理、顺序控制、励磁、调速、自动准同期、测速、功率调节、水机及电气保护等多项功能为一体的综合发电控制装置。
小水电站完全无人值班综合自动化控制系统
前言本系统是一种小水电站完全无人值班综合自动化控制系统,采用分层、分布式,数字化、网络化架构,整个系统分现场实控网(也称现地控制单元或现场总线)、现场网络、基于互联网远程网络监控中心,采用自主研发的硬件模块和软件平台,完成水电站测控、同期、交流量采集、励磁、调速、保护、输配电、直流电源系统、水位(水库、前池、尾水的水位)等现场监控操作、远程网络监控操作.远程监控中心或监控机,通过互联网、现场网络实时采集、监控各水电站的各现场实控网(如发电机实控网、输配电实控网、水位监控实控网、直流电源实控网)中的参数,并进行数据处理和保存,由监控中心进行动态监管,及时掌握各被监控水电站的各发电机组、输配电设备情况,杜绝安全隐患,实施智能化调度运行.一、技术特点和主要功能(一)技术特点:1.开放性的网络:监控中心将以太网、互联网当通道,可直接访问、操作现场实控网的内存和引脚;2.系统可互访,实时性强;3.系统结构有高度分散性,现场环境的强适用性;4.系统具有极高的性价比;5.系统通信安全性高;6.全数字化通信。
(二)主要功能:1.对发电机组,可实现远程或现场开、停机,按设定的有功、无功运行;可远程或现场调节有功、无功。
2.可远程或现场监控、采集发电机运行参数、输配电设备状态及其电参数和非电参数、直流电源系统参数,具有应急报警功能;后台计算机可根据用户需要将采集参数进行分析和存储,对存储数据可历史查询。
3.可远程或现场设定发电机运行参数及其保护整定值,可设定主变、线路保护整定值;4.可远程或现场监控、采集水库(或前池)水位、尾水水位,根据水位智能调节发电机负荷,最大程度的有效利用水力资源,提高发电效益,并分析各小电站的各机组发电效率。
5.有远程拍照、录音功能,具有图像、音频存储、回放等功能.二、整个系统功能说明本系统采用分层、分布式,数字化、网络化架构,整个系统分现场实控网、现场网络、基于互联网远程网络监控中心,可完成水电站测控、同期、交流量采集、励磁、调速、保护、输配电、直流电源系统、水位(水库、前池、尾水的水位)等现场监控操作、远程网络监控操作.其系统框图如下:技术路线图如下:单座电站无人值班电站技术路线示意图多座电站无人值班技术路线示意图系统流程(以开停机指令来说明系统流程):远程开停机是指通过远程监控机(中心)对发电机组进行开机和停机指令的操作。
红山嘴二级电站综合自动化系统改造设计
夏忠保
陈
荣
件连线 , 将更新 后的 自动化 元件 和监 控系统相 连 , 为监 控 作
系统 自动化运行的监视和控 制依据 。 对 于保护部分 ,将 原有 的常规继电器保护全部更 换 , 换
红 山嘴 电厂位于玛 纳斯河 中游 ,现拥 有五座水 力发电 站 。其 中四 、 五级 电站始建 于 16 , 9 2年 是新 疆开发建设 最早 的水电厂之~。分别于 19 ,0 2年进行 了综合 自动化 。 9 9年 20 受 限于 当时的国内水电站综合 自动化水平 , 软硬件方面存 在
维普资讯
20 0 8年 第 3 期
红 山嘴二级 电站综合 自动化 系统 改造设计
石 河 子红 山嘴 电厂 (324 张 智霖 820 )
中 图分 类号 :P7 文献标 识码: T 2 B
文 章编 号 :0 8 0 9 (0 8 0 ~ 0 7 0 10 — 8 9 2 0 )6 0 2~ 2
难以调整和维护、 技术落后 等缺 陷。 目前, 调速 器己经出现 该 了自动调节能力下降 , 频率 不稳定 、 操作不灵活 、 经常 出现丢
步与失步的现象。当电网 出现事故跳 闸, 调速器不能及 时关
闭水机导水叶 , 则会发生 机组 飞车事故。调速器 的现有 问题 已经严重 地影响 了机组的正常运行 , 因此对 其进行技术改 造
护, 时限动作于解列 、 带 灭磁 ; 9 %定子一点接地保护 , 时 ⑥ o 短
20 W, 0 k 年设计发 电量 480万 k h 年利用小 时数为 37 0 0 w , 5 小时。上游无调节水库 , 利用梯形 明渠引水发电。
1 综 合 自动 化 系统 的 改 造 方 案设 计
题 , 要 有 以下 几 个 方 面 : 主
综合自动化系统在安徽白莲崖水电站的应用
距 霍 山县城 4 i, 库 流域 面积 7 5k 。 2k 水 n 4 m 。水 库 枢
纽 等别 为二 等 , 要 枢 纽建 筑 物 为 二 建 筑物 由 1 洞径 为 7 2m 的上平 洞 , 条 . 1
2 A h i a i y o e eeai o , t. Lua 2 70 ,hn ) . nu ia aP w rG nrt nC . Ld , i n 3 0 0 C ia B ln o
Ab t a t T i a e e ci e h u c s fl a p ia in o J 0 n e r td a t main s se y Nai G o p C mp n n Bal n a sr c : h sp p rd s rb st e s c e su p l t f S -1 0 it ga e u o t y t m b r r u o a y i i a y c o o i
中 图 分 类 号 :V 3 T 76 文 献 标 识 码 : A
A p ia i n o nt g a e ut m a i n s se n Bala a h dr po r sato pl to fi e r t d a o c to y t m i i ny y o we t i n i
座直 径 1 、 7 . 的调 压井 , 径 为 6 0I 的 2I 高 0 4 I n n 洞 . n 斜 洞 和下平 洞 、 岔洞及 2条 支 洞 组 成 , 引水 洞 全 长 1 8 4 9I, 支洞 各 长 12 7i; 面式 发 电厂房 即 2 . 2条 n 0 . 地 n
16 4
王冰星, 王玉坤. 综合自 动化系统在安徽白莲崖水电站的应 =
水电站的自动化控制系统设计与实现
水电站的自动化控制系统设计与实现引言在现代社会中,能源的需求与日俱增,对于清洁、可再生能源的发展也越来越重视。
水电站作为一种常见的清洁能源发电方式,在能源行业中具有重要的地位。
为了提高水电站的效率、安全性和可靠性,自动化控制系统被广泛应用于水电站的设计与实现中。
本文将探讨水电站的自动化控制系统的设计与实现方法,以及其对于水电站运作的重要性。
1. 水电站的基本原理水电站是利用水能转化为电能的发电设施。
其基本原理是利用水流的动能驱动水轮机,再经过发电机的转化将机械能转化为电能。
为了保证水电站的正常运行,需要有一个可靠、高效的控制系统来实现对水轮机和发电机的控制。
2. 自动化控制系统的概述自动化控制系统是指利用计算机技术、仪器仪表和传感器等设备,对生产过程进行全面、自动控制的系统。
在水电站中,自动化控制系统扮演着重要的角色,通过实时监测和控制水轮机的转速、水流量、水位等参数,实现对水电站的运行进行全面而精细的控制。
3. 自动化控制系统的设计在水电站的自动化控制系统设计中,需要考虑多个方面的因素,包括安全性、可靠性、灵活性和经济性等。
首先,安全性是自动化控制系统设计的重要考虑因素之一。
水电站作为一种特殊的设施,其工作环境相对复杂,存在一定的安全风险。
因此,在设计自动化控制系统时,应该考虑到水电站运行过程中可能发生的各种安全事件,并采取相应的措施来保证设备、人员和环境的安全。
其次,可靠性也是自动化控制系统设计中的一个关键点。
水电站作为能源发电设施,需要保证其在各种环境条件下都能稳定运行。
因此,在自动化控制系统的设计中,应该采用可靠的传感器和仪表设备,以及稳定的控制算法,保证水电站的可靠性和稳定性。
同时,灵活性也是自动化控制系统设计中需要考虑的因素之一。
随着技术的不断发展,水电站的设计和运行方式也在不断变化。
因此,自动化控制系统的设计应该具有一定的灵活性和可扩展性,以适应新的技术发展和需求变化。
最后,经济性也是自动化控制系统设计的一个重要目标。
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水电站综合自动化系统设计(一)
简介:为了适应自动化发展和电力体制改革的需要,水电站综合自动化系统具有越来越重要的作用。
建立以计算机监控系统为基础,包括水文测报、工业电视监视、消防计算机监控系统等的全方位自动监测控制系统,即为水电站综合自动化系统。
关键字:水电站自动化系统相关站中站:防火分区
1.水电站综合自动化系统的意义及应用
随着我国国民经济的快速发展和人民群众物质文化生活水平的不断提高,社会对电力的需求日益增强,对电能质量的要求也越来越高。
我国电力行业长期存在自动化水平低下,难以满足社会对高质量电能的要求,为了提高电能质量和发电效率,需对老式水电站中以常规控制、人工操作为主的控制模式进行以计算机监控系统为基础的综合自动化改造;对新建水电站应按综合自动化要求进行设计并实施,使水电站逐步实现少人值班,最终达到无人值班(或少人值守)的目标。
水电站大多地处偏僻山区,远离城镇,职工长期生活在较差的环境之中。
对水电站进行综合自动化改造的另一个目的就是为了改善广大水电职工的工作和生活环境,用计算机监控系统来代替人工操作及定时巡回检查、记录等繁杂劳动,实现无人值班(或少人值守)。
根据国家电力体制改革的要求,实现“厂网分开,竞价上网”后,水电站如果没有综合自动化系统,而是依靠传统的人工操作控制,将难以满足市场竞争的需要。
不了解实时行情,参与竞价将非常困难。
即使争取到了发电上网的机会,又因设备陈旧落后而不能可靠运行,既影响电网供电,又使自身效益受损,最终也失去了好不容易才争取到的发电机遇。
所以,电力体制改革也促使我们要实现综合自动化。
令人欣慰的是,近年来随着我国电力科学技术的不断发展和计算机监控水平的不断提高,许多新建水电站都设计了以计算机监控系统为主的高性能的综合自动化系统,一些老式水电站也逐步进行了以实现综合自动化为目标的改造,并都取得了很好的效果。
2.综合自动化系统设计简介
水电站的综合自动化是建立在以计算机监控系统为基础之上的,对整个电站(甚至梯级电站或整个流域)从水文测报;机组启、停控制,工况监视;辅助、公用设备的启、停控制,工况监视;负荷的分配,直到输电线路运行全过程的自动控制,并能准确地与上一级调度部门进行实时数据通信等全方位自动监测的控制系统。
一般包括5个子系统。
2.1计算机监控系统
2.1.1概述
这部分是综合自动化系统的核心和基础。
根据计算机在水电站监控系统中的作用及其与常规监控设备的关系,一般有以下三种模式:
(1)以常规控制设备为主,计算机为辅;
(2)以计算机为主,常规控制设备为辅;
(3)取消常规控制设备的全计算机监控系统。
根据水电站的装机容量大小、在电网中的作用和各自的具体情况可分别选用不同模式的监控系统。
一般新建电站和具备条件(资金、技术和发电许可等条件)的电站适合选择第三种模式,以便达到一步到位的目的。
对于受其它条件限制的老式水电站的改造,可分别考虑第一、第二两种模式作为过渡。
这其中各种模式针对各自电站的具体情况,在设计时也略有不同。
2.1.2实例
值得说明的是,随着多媒体技术在水电站的应用,语音、动画、可视化、视像功能也用于计算机监控系统。
设计时应根据多媒体系统的结构,解决好与监控系统的连接问题。
2.1.3计算机监控系统的主要功能
梯级电站中心计算机监控系统应具备遥测、遥控、遥信、遥调(即“四遥”)的功能。
2.2工业电视监视系统
工业电视系统是现代化管理、监视的重要手段,它的主要用途是及时而真实准确地反应被监控对象的实际信息,从而为决策提供依据。
水电站的监控人员借助于工业电视监控系统的辅助监视作用,亲眼见到了实况,就能放心地对设备进行控制操作,能大大提高设备远方操作的安全性及生产管理效率和自动化水平。
并在一定程度上起到安全保卫的作用。
一般水电站工业电视系统不与计算机监控系统结合,工业电视监视系统前端设备获取的信息经本系统网络传送到主控室或分控室主机;在梯级水电站,各站的信息经独立于计算机监控系统的通信通道分别由各水电站传送到梯调中心。
若工业电视系统结合于实时计算机监控系统,并由实时监控系统传送信息到梯调中心,有可能对监控系统产生影响或干扰,不利于安全运行。
另一方面是由于传输速率不同,工业电视监视系统要求的传输速率远远高于计算机监控系统,为达到传输要求必将大大增加投资。