水电站计算机监控系统工程实例资料文档格式.docx

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（11）接受现地控制单元传来的数据；

（12）向现地控制单元发出控制调节指令。

10.2.2现地控制单元层功能

（1）完成对机组的自动开、停机操作；

（2）完成对机组的有功、无功调节；

（3）机组故障及事故报警；

（4）实时显示机组温度及运行参数；

（5）接收上位机的开、停机命令及有功、无功自动调节控制命令；

（6）将采集的开关量和模拟量信息送至上位机等。

图10-1系统结构图

10.2.3通信网络层功能

操作员工作站的上位机通过工业以太网与MOXA通信服务器相连，MOXA通信服务器采用RS485总线与现地控制单元进行通讯，网络结构参见图10-1。

①上位机与南瑞的保护装置进行通信，通信规约为部颁103规约，波特率为9600bps，校验采用和校验方式。

②上位机与PM140E电参数测量仪进行通信，通信规约为ModBus规约，波特率为9600bps。

③上位机与GE公司的PLC进行通信，通信规约采用GE公司的SNP专用通信规约。

上位机通过总线网络发送停机、空转、空载、发电等控制操作命令到PLC。

④上位机与福建三明的TDS1600温度巡检仪进行通信，通信规约为ModBus通讯规约，波特率为9600bps。

⑤上位机与湖南威胜的电度表进行通信，通信规约为浙江协议，波特率为9600bps。

⑥上述通信都在上位机后台通信程序（DcommServ.exe）中解析并返回数据包。

10.3老石坎水电站计算机监控系统的操作

10.3.1上位机的操作维护

1.上位机软件的构成

上位机软件由MicrosoftWindows2000和NJK-2001监控系统软件构成。

NJK-2001监控系统软件运行于MicrosoftWindows2000平台上。

NJK-2001上位机软件由下列模块构成：

（1）简报信息程序（Alarm）；

（2）老石坎水电站后台通信程序（DcommServ）；

（3）日、月、年报表查询程序；

（4）简报信息查询程序；

（5）峰平谷设置程序；

（6）操作员设置程序；

（7）密码设置修改程序；

（8）系统日志查询程序；

（9）遥测遥信查询程序；

（10）值班记录查询程序；

（11）值班人员设置程序；

（12）功率给定程序；

（13）操作命令程序；

2．软件界面启动和退出操作

在Windows2000桌面上，鼠标双击图标老石坎水电站计算机监控系统，运行老石坎水电站计算机监控系统软件，进入画面索引窗口（如图10-2）；

通过索引窗口，可以进入到其他操作窗口，画面索引窗口是上位机软件的导航界面。

退出老石坎监控系统的操作过程如下：

1）退出老石坎监控系统之前，把当前窗口切换到画面索引窗口。

2）在该窗口右下脚，鼠标单击退出按钮，系统弹出一个退出系统确认画面，点击退出后即退出监控画面；

3）也可以在画面索引任务栏中，鼠标右击单击老石坎水电站计算机监控系统后台通信程序，弹出退出按钮并鼠标单击，退出DcommServ.exe（老石坎水电站后台通信程序）。

3．软件界面主操作

1）、画面索引

运行老石坎计算机监控系统进入画面索引窗口，该窗口集成了进入其它所有监控画面的按钮。

在切换到其它监控画面的同时，系统自动关闭当前显示的画面。

按钮上标有各监控画面名称。

鼠标单击该按钮，即进入相应的监控画面。

图10-2画面索引窗口

2）、主接线

图10-3主接线

在画面索引中鼠标单击主接线按钮，进入主接线窗口，如图10-3所示。

该窗口显示的实时参数包括所有与主接线相关的运行参数：

①机组参数；

②主变参数；

③线路参数（包括励磁电压、励磁电流、机组三相电压、机组三相电流、机组有功功率、机组无功功率、机组功率因数、机组频率、机组功率因数、主变三相电压、主变三相电流、主变无功功率、主变有功功率、线路三相电压、线路三相电流、线路有功功率、线路无功功率、线路功率因数、线路频率等）。

其中部分颜色含义表示如下：

①断路器颜色显示绿色：

表示断路器分闸

②断路器颜色显示红色：

表示断路器合闸

③隔离开关颜色显示绿色：

表示隔离开关分闸

④隔离开关颜色显示红色：

表示隔离开关合闸

⑤手车颜色显示红色：

表示手车处于工作位

⑥手车颜色显示绿色：

表示手车处于非工作位

⑦AGC显示投入，表示机组处于按有功无功按设定值进行自动调节状态

⑧AGC显示退出，表示机组当前已退出按设定的有功无功进行自动调节状态

部分符号说明：

符号显示为红色，表示设备处于动态，即表示机组空转、空载或发电。

符号显示为绿色，表示设备处于静态，即表示机组停机。

窗口底端为功率给定按钮，单击该按钮将进行功率给定或功率调节。

3）机组主操作画面

图10-4机组主操作画面

以#1机组为例，在画面索引窗口，鼠标单击#1机组主操作画面，弹出如图10-4窗口。

该窗口状态显示栏主要显示了一些在开停机流程中机组当前的一些比较重要的状态量的实时信息。

画面下方显示了机组电流电压及有功无功等一些比较重要的模拟量、当前的有功无功设定值以及当前自动调节AGC是投入或退出等数据和状态信息。

左边棒图表示有功或无功设定值，右边棒图表示有功或无功实际值。

该窗口右下方四个按钮分别为前幅按钮、画面索引按钮、工况转换流程按钮、2#主操作按钮，鼠标单击任一按钮，进入相应窗口。

开机准备灯为绿色表示机组开机条件未满足。

开机准备灯为红色闪烁表示机组开机条件满足。

a、空转操作：

步骤：

·

在机组操作栏中，鼠标单击空转按钮，发送机组空转命令。

进入操作员、密码确认窗口。

在指定编辑框中输入操作员代号，姓名，密码。

确认无误后鼠标单击确定按钮，完成机组（发电机组）空转操作。

其它空转、发电、停机等操作步骤同空转操作。

b、功率给定

在机组操作栏中，鼠标单击功率给定按钮，发送机组功率给定命令。

进入发电机有功无功设定窗口。

在指定编辑框中输入有功功率、无功功率设定值。

鼠标单击确定，完成机组（发电机组）功率给定操作。

#1机组有功设定范围：

100～3000kV，#1机组无功设定范围：

100～3000kVar；

#2机组有功设定范围：

100～1200kV，#2机组无功设定范围：

100～1200kVar。

对于无效的有功及无功设定（超出有功无功设定范围），系统将弹出提示对话框：

“设定值无效，请重新输入！

”。

c、紧停、紧停复归及保护复归

紧停：

单击紧停按扭，系统弹出紧停画面，单击确定按扭，则进行机组紧停操作，单击取消按扭，则取消紧停操作。

紧停复归：

机组出现紧停时，查明原因后须进行紧停复归操作后方可进行开停机等操作。

单击紧停按扭可以进行紧停复归操作。

保护复归：

进行机组的差动保护及后备保护的报警复归操作。

d、状态解释

工况转换条件：

当该状态框变红时，则表示此时可以进行机组的状态转换操作，如当前机组处于空转态时，可以进行空载、发电或停机等操作。

反之则表示工况转换条件不满足，此时不能进行状态转换操作，否则，系统会由于条件不满足而不予执行。

空转令复归：

当该状态框变绿时，则表示当前系统正在执行空转令，空转令执行完成后，则变回红色。

空载令复归、发电令复归及停机令复归状态显示与空转令复归类似。

4）机组工况转换流程

图10-5机组工况转换操作流程界面

图10-6报警光字牌窗口

在画面索引或主操作画面窗口中，鼠标单击机组工况转换流程按钮，显示图10-5所示的窗口。

机组工况转换操作流程显示机组运行状态，以及部分实时电参量包括励磁电压、励磁电流、机组三相电压、机组三相电流、机组有功功率、机组无功功率和机组功率因数。

画面中文字背景颜色显示红色，表示工况流程运行到这一步；

文字背景颜色显示绿色，表示工况流程未运行到这一步；

若鼠标单击前幅按钮，将切换到之前显示的窗口。

5）发电机有功无功设定

在画面索引或主接线中，鼠标单击功率给定按钮，显示功率给定窗口。

功率给定步骤与3）中的b点相同。

6）报警光字牌

以#1机组为例，在画面索引窗口中，鼠标单击#1机组光字牌，显示如图10-6的窗口。

窗口中文字背景显示绿色，表示该状态为正常；

文字背景显示黄色，表示该状态为故障；

文字背景显示红色，表示该状态为事故。

运行中，单击光字牌确认按扭，则系统进行光字牌报警确认操作，操作完成后，现地控制单元上的触摸屏上的处于报警状态的光字牌会停止闪烁，但其底色则还是黄色或红色。

运行中，单击光字牌复归按扭，则系统进行光字牌复归操作，此过程大概需要几秒钟时间。

操作完成后，对于当前已不存在的故障或事故报警，相应的光字牌底色会变为绿色，对于系统当前还存在的报警，其底色保持为黄色或红色。

7）发电机单元结线图

以#1机组为例，在画面索引窗口中，鼠标单击#1机单元结线图，显示如图10-7所示的窗口。

该窗口显示了相应发电机的全部电量及非电量（累积电度量，机组三相电压、机组三相电流、机组有功功率、机组无功功率、机组功率因数、机组频率）。

单元结线窗口集合了部分其它窗口按钮，单击相应的按钮将导航到对应的功能窗口。

图10-7发电机单元结线图

8）温度参数

图10-8温度参数显示窗口

在画面索引中，鼠标单击温度参数，显示窗口如图10-8所示。

该窗口监视机组所有温度实时变化，窗口左侧展示了机组结构模型。

实际温度超过预设的上限值时，窗口左上方及时弹出简报信息，同时将温度信息自动保存到数据库。

监控系统能监视的温度参数包括：

定子绕组温度、上导轴承温度、下导轴承温度、推力轴承温度、变压器温度等。

在窗口底端，鼠标单击画面索引、机组结线图分别切换到相应的窗口。

9）实时报表

在画面索引窗口中，鼠标单击实时报表，显示如图10-9所示。

该窗口集中了电站所有的实时模拟量，是监视电站参数变化最完整窗口。

鼠标单击打印按钮打印实时模拟量。

在该窗口，同样集合了部分其它窗口按钮（画面索引、主接线、机组结线图）。

10）系统配置图

在画面索引窗口中，鼠标单击系统配置图，显示如图10-10所示的窗口。

上位机分别对机组#1及#2LCU屏中的PM140E电参数测量仪、PLC、温度巡检仪、南瑞的差动及后备保护，公用LCU屏中的PLC、10kV线路电参数测量仪、35kV线路电参数测量仪、1#电度表、2#电度表、35kV线路保护、10kV线路保护及近区线路保护进行实时交互通讯。

当某个通讯仪表旁的通讯灯红色或红绿交替闪烁那表示此仪表当前通讯正常，如果是长时间绿色那表示此仪表当前通讯不正常。

当通信不正常时，应检查相应的通信线路是否连接好。

同样该窗口也集合了部分其它窗口按钮。

图10-9实时报表画面

图10-10系统配置图显示窗口

11）运行日志

图10-11运行日志

在画面索引窗口中，鼠标单击运行日志，显示图10-11所示的对话框。

首先，在复选框中选中所要打印的报表（机组运行日志或是电量日报），选择打印日期（默认为当前日期），选择打印份数（默认为一份）等。

然后，鼠标单击预览按钮，则可以预览报表，鼠标单击打印按钮，则立即打印该报表。

12）月电度量统计

在画面索引窗口中，鼠标单击月电度量统计按钮图标，显示月电度量统计窗口。

先选择欲打印的年份、月份和电度类型，然后，鼠标单击打印或预览按钮，进行直接打印输出或打印预览操作。

13）年电度量统计

在画面索引窗口中，鼠标单击年电度量统计按钮图标，显示年电度量统计窗口。

通过该窗口可以对机组年电度进行统计并打印。

具体步骤为：

a、在查询日期选择组合框中选择年份；

b、鼠标单击检索按钮；

c、内容框显示（有功电度（峰）、有功电度（平）、有功电度（谷）、无功电度（峰）、无功电度（平）、无功电度（谷）、有功电度总量、无功电度总量）记录。

d、其它操作同日、月电度量统计报表。

14）、其他查询

在画面索引窗口中，鼠标单击遥测越限记录查询、遥信变位记录查询、系统日志查询、简报信息查询，显示系统日志查询、值班记录查询等将弹出相应的窗口。

在窗口组合框中选择欲打印日期，单击检索按钮，则内容框中显示出检索到的记录并可以打印出来。

15）、峰平谷设置

图10-12峰平谷设置

在画面索引窗口中，鼠标单击峰平谷设置，显示图10-12所示的窗口。

具体操作如下：

①在起点时间栏中选择一天中的整点时间；

②在终点时间栏选择大于或等于起点时间；

③当设定成功后按确定按钮设置成功，按重新设置回到未设状态，等待用户再次设置。

④当起点时间设定值大于终点时间设定值：

设定无效，重新设定。

⑤当起点时间设定值等于终点时间设定值：

设定了一小时范围。

⑥当起点时间设定值小于终点时间设定值：

设定了数小时范围，其值最大值为24小时。

例如：

设定早上8点至晚上10点为峰电，其它时段为谷电。

在起始时间下拉框中选择0，在终点时间下拉框中选择8，在类型下拉框中选择谷值，鼠标单击确定按钮；

继续在开始下拉框中选择8，在终点时间下拉框中选择20，在类型下拉框中选择峰值，鼠标单击确定按钮；

继续在开始下拉框中选择20，在终点时间下拉框中选择24，在类型下拉框中选择谷值，鼠标单击确定按钮，完成电量类型设置。

16）操作员设置

图10-13操作员设置

在画面索引窗口中，鼠标单击操作员设置，显示图10-13所示的窗口。

具有系统管理员身份的操作员才能进行操作员设置,并可以进行操作员添加，删除操作。

17）交接班操作

图10-14交接班操作

在画面索引窗口中，单击交接班操作，显示图10-14所示的窗口。

此窗口左上角显示当前值班员，值班长信息。

交接班操作步骤如下：

a、首先指定要接班的值班长，选中当班信息栏中的值班长，单击交接班；

b、输入各自密码，进行身份、密码确认；

c、值班员交接班重复以上步骤。

完成交接班。

单击取消按钮，则返回画面索引窗口。

当密码、身份确认无效，则系统将弹出“确认无效，请重新输入！

”的提示。

18）密码修改

图10-15密码修改

在画面索引窗口，单击密码修改弹出如图10-15所示的窗口，密码修改的步骤：

a、选择自己的操作员代号，输入旧密码，然后输入新密码和确认密码；

b、单击确定按钮，系统作出密码修改成功提示。

c、鼠标单击取消按钮，密码修改无效，退出密码修改对话框。

新密码可以同旧密码一致，也即未改动密码，但新旧密码必须等于或大于4位的阿拉伯数字。

19）历史曲线-电流曲线

图10-16电流历史趋势曲线

以电流历史趋势曲线为例，在画面索引窗口，鼠标单击电流历史趋势曲线，系统弹出如图10-16所示的界面，具体操作如下：

①单击曲线操作中1小时、12小时、1天、7天、30天、120天，可以方便的观察到1小时，12小时，1天，7天，30天，120天内的三相电流曲线走势。

曲线纵坐标对应电流值；

②鼠标单击更新，机组三相电流当前值被更新；

③鼠标单击恢复，机组三相电流曲线恢复到最初值；

④曲线纵坐标对应电流值，横坐标对应时间点；

⑤鼠标单击打印按钮，进行电流历史曲线打印。

⑥其它频率，功率，温度曲线与电流历史趋势曲线操作同电流历史趋势曲线。

20）简报信息

简报信息位于窗口左上角，信息内容由信息时间和信息事件构成。

所有信息自动保存到数据库。

10.3.2现地控制单元的操作

1.现地控制单元结构与功能

（1）现地控制单元结构

现地控制单元（控制屏柜）主要由GE可编程控制器（PLC）、智能交流参数测量仪表（PM130E）、温度巡检仪（装于测温制动屏）、转速信号装置、Digital触摸屏（NT）、微机同期装置、微机保护装置、双供不间断交流电源装置、电源浪涌保护器、组合同期表、开关电源、控制开关、自动空气开关、中间继电器、指示灯、按钮等元器件组成。

（2）现地控制单元功能

在现地控制单元可通过触摸屏上的控制按钮，对蝶阀、发变组进行相关的操作。

接收现场设备（包括励磁电流变送器、励磁电压变送器、有功无功组合变送器）传来的4-20mA的电流信号，经过PLC处理转换成数字信号并在触摸屏上显示。

接收来自上位机的开停机命令及有功无功自动调节控制命令，并将采集的开关量和模拟量信息送至上位机。

2.现地控制单元的操作

（1）发变组现地控制单元的操作

这里主要介绍发变组LCU屏上各控制开关/按钮的作用、开机停机操作、发变组有功/无功功率调节操作、同期操作以及发变组触摸屏操作等。

1）发变组LCU屏控制开关、按钮的作用

①1#、2#发变组断路器“分闸/合闸”自复位控制开关

此控制开关可进行断路器的分、合闸操作（此开关装于公用LCU屏）。

②“紧急停机”按钮

使用此开关可实现在中控室手动发“紧急停机”命令。

2）开机操作

①检查并确保所有机械方面已经准备好；

检查并确保所有的交直流控制电源已经投上；

检查并确保触摸屏光字牌无任何报警。

②检查控制台下的双供电源交、直流输入的空气开关是否合上，检查发变组LCU屏DC24V电源、PLC、PM130E、电量和非电量变送器、自动准同期装置、双供电源及发变组微机保护装置、微机线路保护装置的电源是否投入。

若没有，则通过屏后的空气开关将各路电源分别投入。

③同步检查继电器控制开关是否在“投入”位置，若没有，则投入。

④检查开机准备灯是否亮，若不亮，则通过现地或上位机检查开机条件是否满足。

⑤通过触摸屏上的触摸开关，选择需要开机的目标，然后在弹出小画面上按“确认”键或通过上位机键盘操作开机（通常用上位机操作开机）。

此后PLC一步一步地执行开机流程直至发变组开启。

⑥若发变组在规定的时间内不能完成开机，则电铃报警提醒，并在上位机及触摸屏“报警列表画面”中显示“开停机未完成”信号。

3）停机操作

①通过发变组LCU屏上的触摸键选择需要操作的目标，然后在弹出小画面上按“确认”键或通过上位机选择操作目标（通常用上位机操作）。

此后，PLC一步一步地执行目标流程。

②当发变组需要紧急停机时，操作发变组LCU屏上的“紧急停机”按钮进行事故停机。

③若发变组在规定的时间内不能完成选择的目标，则电铃报警提醒，并在上位机及触摸屏“报警列表画面”中显示“开停机未完成”信号。

4）发变组有功、无功功率调节操作

①自动调节

a）条件：

发变组正处于并网发电运行状态。

b）通过操作发变组LCU屏上的“手动调节”触摸开关将发变组有功、无功调节方式设定为“自动调节”状态（默认状态为“自动调节”）。

c）通过上位机对有功及无功进行给定。

PLC将根据上位机的给定值进行自动调节。

②手动调节

b）通过操作发变组LCU屏上的“手动调节”触摸开关将发变组有功、无功调节方式设定为“手动调节”状态。

c）通过发变组LCU屏上的触摸键“功给增/减”及“励磁增/减”触摸键对发变组有功及无功进行手动调节。

5）同期操作

老石坎水电站有二种同期方式，即计算机操作自动准同期装置并网和手动并网。

计算机操作自动准同期并网即操作员操作开机命令后，若发电机建压正常，处在空载时，计算机自动投上微机准同期装置，并由此装置完成并网。

手动准同期并网即在发变组满足待并条件时由操作人员通过使用同期表手动并网。

①计算机操作自动准同期装置并网步骤：

a）确认开机准备信号灯PL亮；

b）确认蝶阀已在全开位置；

c）操作“投入/旁路”控制开关使同步检查继电器在“投入”位置；

d）执行开机操作；

e）开机过程中自动选择自动准同期装置，并由自动准同期装置自动选择并网时机，进行合闸；

f）并网后，自动复归自动准同期装置；

②手动准同期并网

b）确认进水闸阀已全开；

d）操作“复归/投入”手动同期控制开关切至“投入”位置；

e）执行开机操作；

f）将“粗调/切除/细调”同期表控制开关先切至“粗调”，通过发变组LCU屏上的触摸键对发变组的频率和电压进行调节，当同期表电压和频率指针转至平衡点附近时，将“精调/粗调”开关切至“精调”，然后观察同步表指针缓慢转至近同期点时提前操作合闸控制开关进行“合闸”；

g）并网后，手动将“粗调/切除/细调”同期表控制开关切至“切除”位置。

6）发变组触摸屏操作

触摸屏使用时应注意用手指轻按，不可用长指甲或硬物（如锣丝刀、笔等）按画面，以免划伤屏面。

触摸屏刚通电时，显示发变组LCU初始画面，在触摸屏上轻按一下，可进入主操作画面。

图10-17主操作画面

图10-17为发变组LCU主操作画面，其中“停机”、“空转”、“空载”、“发电”为操作目标，选择触摸键，选择目标后，会弹出一确认画面，按“确认”执行目标操作，按“取消”退出该操作；

中间运行参数栏中功率设定值显示上位机给定的有功、无功功率值；

当前值显示当前发电机的有功、无功功率、电压、电流及频率；

当有故障或事故发生时，“有报警”将会闪烁，触摸“有报警”将切换至光字牌画面，可看到更详细的报警信息；

状态显示栏显示的是发电机当前的工作状态；

此外，按相应的触摸键，可实现紧停后的复归，增、减有功及无功，自动调节及手动调节功率的状态转换等操作。

棒图能较直观的显示设定有