越南BANCHAT水电站洪水报警系统技术方案08531Word文档格式.docx

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无线网络系统最大的优势是能够实现快速覆盖。

采纳点对多点无线通信方式，一样只需要安装一个或多个无线中心站设备，就可成立覆盖整个城市区域的宽带无线接入网络系统。

3、灵活性高：

具有散布范围广、地理位置分散的特点。

采纳有线网络缺少灵活性，必需尽可能地考虑以后进展的需要，这就必需预设大量利用率较低的信息点。

而无线网络建成后，在无线信号覆盖区域内的任一个位置架设无线终端站，就能够够实现网络接入，具有很高的灵活性。

4、扩展性强：

当需要增加业务点时，无需进行大面积的网络改造，只要增加或减少被监控点的无线设备，就能够够完成被监控点的增加或减少。

第2章无线数据搜集监控系统

系统整体设计及功能

2.1.1系统整体设计

系统的组网规模为1:

3。

即系统由1个中心站，3个监控分站组成，其当选用1个监控分站兼做中继站（视现场情形而定）。

整体方案是中心站报警点在主厂房面向下游面，第一个报警点距中心站约2.5Km,第二个报警点距中心站点约为3.5Km，第三个报警点距中心站点约为4.5Km。

系统是以超短波通信进行组网，选用400M频段的频点进行通信。

将系统内的3个监控分站的信息实时地传送到中心站，其中假设干个分站点要通过中继站中转到中心站，中心站接收到数据后，由运算机系统进行数据分析、处置和存储。

端站采纳太阳能和蓄电池相结合的供电方式。

2.1.2系统整体功能

系统整体功能是自动搜集、传输和处置监控分站点的实时开关量数据，及时了解现场设备运行情形，并即时下发操纵命令，保证现场异样时发出语音报警信号。

1）系统需实现数据自动搜集、传输、处置、存储和输出等实时作业。

2）搜集监控分站是本系统的重要组成部份，现场设置数据处置单元对数据进行处置，预留12路遥信开关量，6路遥控接口，实时搜集各开关量状态。

3）中继站是连接监控分站及中心站的纽带，接收各级监控分站的信息，实时接收下属分站的信息，并向中心站转发所接收的信息；

本系统拟利用全双工中转基地台作为中继系统。

4）中心站是系统的中枢，接收、处置、存储数据信息，为搜集监控系统提供决策依据；

中心站能存储工程情形、系统特性及历史资料等各类数据、文件和图表；

随时接收系统内各站发送的信息，并能对数据进行合理性检查、检错、纠错、分类、存储、成立数据库和形成统计报表等，同时具有检索、查询等功能；

能实时模拟现场电力参数动态转变；

对开关量等要素的变位信息监测、报警；

对系统设备故障监测、报警；

显示、打印各类文件图表及各项电力参数的实况散布图和转变进程。

2.1.3系统要紧技术指标

1）直流电压精度应优于%；

2）其它电量精度应优于2%；

3）非电量精度应优于5%；

4）开关量应100%准确；

5）监控中心数据响应时刻应小于10秒；

6）历史数据存储：

单基站1天，监控效劳器1年；

7）硬件平均无端障距离时刻MTBF>

100000小时

2.1.4系统组网方式

目前国内无线搜集监控系统的组网方式要紧有点对点、点对多点、有中转、多基站和线条行三种。

一、点对点

这是最基本的通讯方式，如下图所示，相当于将一条上位机与终端之间的连接线用两台无线电台替代。

无线电台与上位机或PLC/RTU连接图 

点对点示用意

二、点对多点

这是最常用的组网方式，如下图所示，若是数据采集系统多采用轮循（Polling）方式。

若是报警系统多采用主动上报（Report）方式，亦可以采用轮循和主动上报相结合的方式。

利用轮循方式时，轮循周期T（秒）或系统容量N（个）取决于单点的数据量D（bit）、电台传输速度S（b/s）和电台收发转换时刻t（秒），它们之间有如下关系：

T≈N*（D/S+t）

利用主动上报方式时，可能会碰到两个报警同时上报发生发射冲突的情形。

幸免冲突的唯一方法确实是用载波侦听DCD（发以前查看信道占用情形）再配高速数字电台（即快速传输）。

3、有中转（一级或多级）

当地形环境较差或通讯距离要求较远时，选用中转是解决问题的唯一办法。

4、多基站

城市面积大、建筑多，靠一个主站组成的点对多点网络往往不能有效的覆盖整个效劳区域。

这时应将整个效劳区域划分为假设干个小型区域，在小区内由电台组成点多点的网络，小区与小区间再通过无线链路进行连接。

如以下图所示。

五、线条形

在实际应用中，有很多的通信地域非常狭长而中心控制室又在狭长地形的端点，如河流水文情况的检测、铁路沿线信号的采集、电力输送线路的报警、石油管线流量的控制等等。

这种应用必须用线条形的组网形式，如下图所示

在线形的网络中每一个分站的数据均需要上一级分站进行差转。

如分站D的数据要抵达总站A需要通过D发送至C、C发送至B、B发送至总站A。

这种方式的要点是电台或电台所接的RTU需要有存贮转发的功能。

系统拟采纳第三种有中转的组网方式，在现场监控分站当选用2个作为测站兼中继，具体中转几个分站数据视现场情形而定。

系统设备配置要求

系统实施时期设计应知足国家及行业有关标准、标准和规程要求，并知足系统招标文件的要求。

同时系统建设应知足以下几点要求：

一、系统平安靠得住、技术先进、功能齐全、配置经济合理、保护方便、具有良好的稳固性和可扩充性。

二、搜集监控分站点能够自动、实时搜集数据，并通过超短波通信信道直接将信息传送到中继站或中心站。

3、搜集监控分站都向中心站报告本站运行状态信息，测站发出的每一条信息，都自带站点本身的地址码和信息搜集时刻标识及电源状态，说明该信息的来源和搜集时刻。

4、考虑到设备的互换性和可扩展性，要求系统可进行多种通信方式可混合组网，只要增加相应设备即可实现数据传输和扩展。

五、测站各类设备结构简单、性能靠得住及低功耗，并有防潮湿、防盗、放火、无雨衰、防雷电、抗干扰、抗暴风等方法，所有测站都能够在无人值守的条件下长期持续正常工作。

中心站系统设备配置

搜集监控设备选型的原那么是：

具有系统所需要的各项功能，知足系统的技术指标；

选择设计定型的，经太长期应用考核证明是靠得住的产品；

测站尽可能的选用优质产品；

尽可能选用低功耗的产品。

依照系统的需求，其中心站配置由运算机、打印机（选配）、数字数传电台、稳压电源（选配）、电源避雷器（选配）、蓄电池组（选配）、UPS和配套的天馈系统等组成，其结构示用意如以下图所示。

中心站选用的警报器是电动警报器，其特点是能够发出有节拍的警报声，传输范围远。

图2.3.1中心站设备示用意

2.3.1中心运算机

用于水情数据接收、处置、入库和上报等工作。

其要紧设备技术指标如下：

CPU：

P43.0G

内存：

512M

显示器：

17英寸液晶显示器

硬盘：

80GUITRAATA100（7200RPM）EIDE硬盘

光驱：

16×

DVD

串口：

1个以上

网卡：

10/100M自适应卡

2.3.2UPS

容量：

2KVA

监控分站设备

搜集监控分站设备由数字数传电台、数据处置单元（RTU）、高响度报警喇叭、外场防水操纵箱、免保护蓄电池、太阳能电源板和配套的天馈系统等组成，其结构如图2.4.1所示。

测站兼中继站设备由全双工中转基地台、数据处置单元（RTU）、高响度报警喇叭、外场防水操纵箱、免保护蓄电池、太阳能电源板和配套的天馈系统等组成，其结构如下图。

图2.4.1监控分站设备组合结构图

图2.4.2测站兼中继站设备组合结构图

分站搜集操纵设备选型的原那么是：

具有系统所要求的各项功能，知足系统的技术指标；

符合国家相关专业标准；

选择设计定型的，经太长期应用考核证明是稳固靠得住的产品；

尽可能选用优质品；

尽可能选用低功耗的产品；

有必然的平安保障方法，能避免一样的破坏，在无人值守和就近治理相结合的条件下，保证整个系统长期稳固运行。

2.4.1数据处置单元LSA900（RTU）

LSA900采纳单片机作为操纵芯片，可依照具体需要对单片机编程以概念输入输出接口的具体功能，知足不同的需要，利用超级方便。

光纤接口能够知足电磁干扰强的场合的利用要求，而RS485通用数据通信接口能够在不是必需利用光缆作为通信线路的场合利用，能够为用户节省本钱。

本产品有电磁滤波模块，具有很强的抗电磁干扰能力，使其具有很高的稳固性。

采纳220V/50交流电源，能够经受较大的电压浮动，从160V到265V的电压范围内都能够稳固工作，没必要再配备专门的电源，使其能够在利历时不受电源的限制。

性能特点：

1）具有12路遥信开关量输入，能够操纵多路开关量。

2）具有6路遥控继电器输出。

3）具有符合国际标准的光纤接口，能够在需要光缆作为通信线路的场合方便的连接光缆。

4）具有RS485通用光电隔离接口。

5）能够方便的进行多级串联，以组成具有更多的开关量输入接口及输出接口。

6）采纳单片机作为操纵芯片，能够方便的依照应用需要编写操纵程序。

7）采纳标准的运算机通信接口，不用A/D采样。

8）具有滤波模块，有很强的抗电磁干扰能力

2.4.2高响度报警喇叭Eas2KW

工作电压：

交流220V

工作电流：

18A。

响度：

大于126dB（5m）

声响频率：

800±

20Hz

启动时刻：

≤1S

2.4.3超短波电台WDS4710

性能特点

技术指标高：

DSP电台，前向纠错信道编码，CPFSK数字调制解调，Viterbi译码，均衡软裁决，尾噪声抑制

运行靠得住：

发射启动快，收发转换快，能够持续发射，功耗低，工作温度范围广，能在各类极为恶劣环境下工作

设置灵活：

所有参数包括频率、功率、接口格式等通过软件设置

功能齐全：

电台自带电压表、温度计、功率计、场强及干扰测试仪、误码统计、软件RTU等目前市场上其它品牌电台所不具有的功能。

电台故障告警如温度太高太低、供电电压超范围、异步串口数据格式不匹配等自动提示输出。

有网管：

远程空中设置电台参数或监视电台状态及告警。

2.4.4同轴避雷器

传统的同轴避雷器采纳一段四分之一短线路，通过一个三通（要求匹配）接入馈线中，关于接入点来讲，这段四分之一短线路是开路的。

如此馈线的芯线和屏蔽层就连在一路，如将同轴避雷器接地，由天馈线引入的雷电便由同轴避雷器通过接地网导入大地，而可不能对终端设备造成破坏。

为了提高终端抗拒雷电冲击的能力，要求同轴避雷器具有插入损耗小、响应速度快、泄流容量大、性能稳固等特点。

系统当选用的日本原产的同轴避雷器CA-23R，采纳优质铜材制作，表面镀银，中心频率可调，是专为遥测系统设计的，是遥测系统同轴避雷器的首选产品，具体指标如下：

工作频率范围：

230MHZ

电压驻波比：

<

插入损失：

泻流能力：

>

10KA（温升不超过50C）

2.4.5天线

为了提高天线的利用寿命，可采纳增强防风型不锈钢质的定向天线和全线天线。

1）定向天线

在监控分站通常利用的天线为定向天线，一样应按以下指标并依照电测结果进行选择：

（1）增益：

6~12dB。

（2）接口：

采纳L16系列接插件，输入阻抗为50Ω。

（3）电压驻波比：

天线和50Ω阻抗电缆连接时，其电压驻波比（VSWR）应不大于。

（4）带宽：

所用天线带宽∆f应覆盖所用收发信机工作频率范围。

应知足的要求是：

单频收发信机：

∆f/f0>

%

双频收发信机：

%（f0为收发信机中心频率）

（5）极化：

垂直极化形式。

（6）天线能防水、强风暴雨等环境条件下正常工作。

本系统中将要用的TDJ-400型八木天线的要紧规格和技术参数：

单元数：

八（五）单元

频率范围：

400-470MHz

带宽：

25MHz

输入阻抗：

50Ω

≤

增益：

12dB

最大功率：

150W

长度：

<

1.8M

抗风强度：

60M/S

插座型号：

SL16或L16型

2）全向天线

在中心站和中继站利用的天线为全向天线，一样应按以下指标并依照电测结果进行选择：

400-470MHz

25MHz

50Ω

≤

150W

<

3.6M

60M/S

SL16或L16型

第3章搜集监控软件设计

系统应用软件功能要求

3.1.1数据搜集与处置方面

（1）能够搜集系统数据信息，并对其进行数据合理性检查、纠错处置和自动分类并存入数据库。

（2）对接收到的数据进行实时计算，并将处置成时段数据存入数据库，数据库别离设立实时数据库和历史数据库。

（3）实时监测开关量要素，如有开关变位等。

（4）测报系统畅通率统计，通信次数、原始数据及各类组合查询。

（5）遥测站设置、故障监视、报警及工作状态监控、信号减少或中断告警。

（6）数据的网络存贮和平安治理。

（7）各类图形、报表的生成、显示、打印和打印和报表治理。

（8）用户人工修改、输入数据接口。

3.1.2数据库治理与保护应用方面

（1）各站点的属性概念，各站点的添加、修改、删除，系统接口的概念和过滤参数的概念。

（2）通过人机对话的方式方便地对数据进行查询、检查、人工修改（设权限）、数据的人工输入、插补、备份及装载等。

应用系统软件方案

其系统软件功能要紧表此刻以下几方面：

●操纵和调剂

●事故追思（PDR）

●事件与事故报警处置

●数据库系统功能（包括实时数据库和历史数据库）

●人机界面，打印图形、曲线、报表功能

●通道监视、统计及系统自诊断功能

●系统平安治理

●系统治理功能

●系统保护功能

1）数据搜集

数据来源：

各个搜集监控分站的电力设备监控单元，人工置入，通信运行参数等。

搜集方式：

具有轮询和主动上报两种方式，正常情形下监控主机采纳轮询方式，当有重要事件发生（如故障信息或开关变位）时，现场监控终端（RTU）采纳主动上报方式，保证重要事件的实时性。

支持全双工方式通信，传输速度为300、600、1200、2400、4800、9600bps;

支持数字和模拟通道；

有对通道监视诊断和运行统计功能

在线打开和关闭指定通道，可动态复位通信口

2）数据处置

数据处置要紧包括模拟量处置、数字量处置和数据统计计算等

模拟量处置

条件归零、零漂处置、数字滤波；

死区检查，死区阀值整定可依照需要设定；

人工置数和封锁，遥测接收数据可人工置数，解除后恢复自动更新

积分值和平均值计算，依照功率计算出相应的电量

最大值及最小值计算，将指定的遥测（包括功率、电压、电流等）在指按时刻段内显现的最大值及最小值和显现的日期和时刻存入数据库

公式计算与统计，概念公式对模拟量和开关量进行各类计算，对每一计算公式应可概念其计算时刻、计算周期及启动计算的条件。

状态量处置

合理性检查：

状态量的属性可概念

处置后的信息以下述方式进一步处置：

告警系统、历史数据库保留、事故打印及表格显示、事故追思等

状态量的人工操作：

“遥控封锁”、“许诺遥控”、“人工设定”等，以上标志在图形上有明确的图符及颜色标志。

开关动作次数统计：

统计变位次数并按事故变位和操作变位分类存入数据库，对应检修的开关能自动提示。

数据统计计算

在SCADA系统中除大量的实测点外，还有大量的计算点。

数据统计计算是在线方式下需完成的所有计算任务的综合，依照数值转变和规定的时刻距离不断处置计算。

总加计算、电压合格率计算

开关变位次数的分类统计

统计计算：

最大、最小、平均值、负荷的最大、最小显现时刻等

自概念计算：

用户自概念计算公式，包括逻辑和条件、计算对象、周期、触发条件等

3）操纵与调剂

操纵对象：

现场预留6路操纵或复位功能，配合相应继电器或接触器利用。

4）事故追思（PDR）

可通过模拟量、开关量及其逻辑关系启动或依据值班员命令产生事故追思；

系统可概念的事故追思触发点数很多于16个，每一个触发点可概念一组对应的数据追思对象，每组追思数据对象很多于100个；

多个触发点能够对应同一组追思数据、被追思的点能够重复概念在不同的追思数据中

被追思的遥测点取触发前N帧，触发后M帧的值（N、M可概念）

知足同时处置10个事故的要求

事故追思被触发时，自动打印事故追思报表，也能够将报表的内容保留在数据库中。

事故追思进程呢感在画面上从演。

事故重演：

选择事故画面

选择事故触发条件

设定重演的速度

设定重演的起始时刻

随时暂停正在进行的事故重演，并可继续进行或从头开始其他事故重演

选择事故分析对象按时刻段打印

5）事件与事故报警处置

系统中某一特定事件显现时，搜集监控系统应能当即给出相应的指示并对其进行记录（存入数据库或打印输出）

特定事件

电力监控系统状态转变：

如开关变位等

越限：

遥测量超出指定的限值（如电流、电压、温度等）

设备不正常工作

通道不正常

系统进程、硬件故障（如数据搜集进程故障、TERMINALSERVER通信犯错等）

用户概念事件

变位，事故总信号，爱惜动作信号等区别事故变位和正常变位

报警方式

图形报警：

推出监控分站图（多子站发生时可推出多幅）

文字报警：

出此刻报警窗口，显示时刻、告警点、类型

音响报警：

对不同性质的报警产生不同频率的鸣叫和语音

打印报警：

打印机及时打印出告警点、时刻、类型

报警类型

越限报警

变位告警

事故告警

遥控操作错误及操作失败告警

自动化系统故障告警

用户自概念告警

报警记录：

自动记录所有告警信息及发生时刻

所有报警都带时标实时打印并存入系统数据库

告警信息分类归档，可按时刻及类型等条件别离检索、处置、打印。

事故响应

提供方便的报警确认和抑制报警的方式。

值班员确认了报警后，相应的警标志（闪烁、音响等）均自动或由值班员清除

6）数据库系统功能（包括实时数据库和历史数据库）

实时数据库功能：

保留各监控子站搜集上来的实时数据，刷新周期与实时数据扫描周期一致。

并可保留计算量、操纵量、设定点操纵量等多种类型的数据。

数据查询：

通过人机界面及图表系统可对实时数据库进行查询、显示；

人工屏蔽/设置功能，设置的类型应在图表界面上有明显的标志

每一个实时数据表建有索引表，以加速定位速度

每一个实时数据表均建在内存区内，以加速访问速度

为画面提供所需的所有操纵和显示信息

可在线动态扩充，并保证全网数据的一致

支持散布式系统

支持SQL语句、API接口

系统将搜集的各类遥测、遥信值送入实时数据库，实现实时数据的计算和显示，并将实时数据转存入历史数据库，为历史数据的统计、分析、存储和设备治理功能所利用。

实时数据库中的数据可用多种方式显示出来，例如数值、棒图、趋势图、表格、饼图，并具有越限报警功能，越限报警数值可由系统保护人员输入设定。

历史数据库功能

需长期寄存的重要数据，通过概念可存入历史数据库，数据归档的概念和修改能够通过相应程序在线进行，不阻碍系统的运行。

对每一个实时数据库中的点，选定采样周期实现历史数据记录，并可随时查询和利用，以实现报表、曲线功能，并用与统计分析

数据库内容包括：

正常记录（动态曲线，日曲线，时、日、月、年报表），异样记录（各类报警信息、事故追思信息，平安自动装置信息），值班人员操作信息等。

历史数据库中的数据可用多种方式显示出来，例如数值、棒图、趋势图、表格、饼图。

提供数据统计功能，对历史数据进行自动统计加工处置，以便系统治理人员能随时对所关切的历史数据进行查询、计算和记录。

历史数据库自动保留在硬盘上，也能够卸到光盘或其他存储介质上长期存档。

也能够把已存档的历史数据装回系统，做分析处置。

7）人机界面，打印图形、曲线、报表功能

界面友好，风格统一

多幅图形画面可同时显示

实时态和编辑态二者合一，切换方便

开放式的图元符号库：

具有标准的图元库，并可对其修改和增加，提供利用方便的图元编辑工具。

依照需要，用户可概念各类图元，在图形显示时，各图元的显示依如实际的数值动态转变。

系统接线图的编辑和生成：

提供十分丰硕的图素、功能，编辑图形要方便（导航、漫游、缩放、旋转、拷贝、组合、点、线、圆等）

对编辑的图形可当即进行测试，查询连接有问题的动态点；

图元与数据关联，依照数据、状态值决定显示图元的颜色、状态、内容

具有图层功能，可将不同的数据对象概念在不同的层面（P、Q、I、V，接线层等），

图层可选择显示，用户可自概念图层

在线运行监控界面和实时信息的显示

画面支持线路动态着色功能，颜色代表了电力系统设备的运行状态。

通过颜色设置，系统可对各类对象设置需要的颜色，如：

开关不同状态的颜色、刀闸不同状态的颜色、各类标志的颜色、线路带电和不带