水电站自动控制配置典型方案42Word下载.docx
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深圳智能公司
杭州华隆仪表厂
3
机组测温制动控制屏
WJCK-2000
3.8
浙江慈溪温度仪表厂
厂用电屏
保护RSP1020G
双电源切换GX-81
1.2
上海凯立电控
4
直流系统屏200AH
1（2面）
充电器ZX-3
微控电脑WK-3
绝缘监测XJV-6
电池巡检KTA-6
松下电池200AH
5.6
5
通迅及公用屏
通迅控制CK-1
时钟：
GPS-T3
6
后台综合计算机系统
1套
联想P-5110M/2M
17寸/1M3台
HP-A3喷墨打印机壹台
2.3
北京联想集团
含网络板控制软件系统
合计一：
人民币39.9万元
7
备品备件
一批
待第一次设计联合会后确定
2.8
8
专用工器具
见标书内容
0.5
9
计算机监控系统
全面板，见标书内容
送
合计二：
人民币3.3万元
三、计算机监控系统技术要点
3.1标准与规范
提供的货物符合相关行业的标准、规范及技术条件的一般要求。
选用的标准优先采用中华人民共和国标准的最新版本。
3.2一般技术性能
（1）按技术规范提供计算机监控系统满足一般技术要求。
（2）计算机监控系统概况
1）水电站装机2×
17MW，计算机监控系统可与电站的三台机组同步投入运行。
水电站按无人值班、少人值守的原则设计，监控系统采用计算机监控为主，简易常规控制设备为辅的配置方式。
2）水电站由中控室的值班人员通过操作员工作站的人机接口设备进行监控。
正常情况下，中控室有操作人员24小时全日值守。
计算机监控系统应保证电站稳定运行下实现自动控制。
操作人员只要校验运行条件和进行某些关键的操作。
3）正常时，计算机监控系统接受电站所需的功率信号、母线电压信号、频率信号和调度中心要求的旋转备用信号，在线自动控制发电机的负荷/频率和电压/无功，满足电站调峰、进相的要求。
4）监控系统完成与电力调度系统等的数据通信。
5）故障情况：
通信通道故障或上位机失控时，LCU可用现场自动方式独立工作维持机组正常运行，或在手动方式下，直接通过LCU屏上的控制开关或控制面板进行集中控制，完成机组起、停，有功、无功调整及110KV开关设备的操作。
6）监控系统完成对火灾报警系统、保护装置系统等的监控。
（3）电气环境
1）满足水电站现场环境中可能存在的电磁的、静电的和感应的暂态电压，以及电站处于雷击区，且现场湿度大的特殊情况。
确保所有硬件在高静电、高噪音环境下的安全运行，并具有足够的抗雷电干扰措施及设备防潮措施。
2）在连接I/0装置的电源端子、控制电缆、电路和电源发生对地共模干扰、差模干扰时，能正确完成其规定的功能而无输入信号的误解，无错误输出信号或控制，不损坏内部元件。
3）提供作为设备的完整部分的任何附加硬件，电路、组件或扩展组件，或为预防正常运行时的干扰或在工厂电路或电源上的感应暂态电压的破坏所要求的特殊电路的设计。
如：
屏蔽、缓冲器，旁路元件，暂态抑制器，浪涌放电器或衰减器、防雷保护器、凝露控制器，这些电路能克服环境或电路和电源中产生的感应暂态电压。
（4）设备电源：
提供交直流双供电源为主站设备和LCU1-LCU5供电。
（5）设备的接地：
本计算机监控系统和电站设备公用一接地网，不考虑计算机监控系统采用单独的接地方式。
接地电阻计算值4.0欧姆。
（6）中文的使用
为了给使用中文的操作人员和技术人员提供一个有用的系统，人—机接口的程序部分，为国标简体中文符号。
人机接口系统采用下列原则：
●CRT显示包括图象显示和辅助显示应采用中文。
●记录和报告应采用中文。
（7）系统响应
在“系统正常负荷”下数字量或模拟量在LCU上变化至CRT屏幕显示变化的时
间不超过2s。
在正常负荷条件下（假设外部设备的操作相应时间为0）从操作人员通过控制台CRT控制开始到CRT显示的状态变化（包括LCU输出设备的起动）的总的作用时间不超过3s。
（8）显示响应时间
系统对90%的显示画面的呼叫能在2s内提供一个新的显示画面，这种召唤显示的时间即使在每个2s内连续地召换不同的显示画面也是有效的。
但是，在上述非正常条件下，召换时间长一些，但不超过5s。
（9）事件顺序记录（SOE）的时间分辨率≤5ms。
（10）计算机监控系统的可利用率
1）计算机监控系统的设计，包括选择硬件、开发计算机程序，开发计算机程序接口并把硬件及程序组成一个操作系统以提供高的利用率。
定义如下：
主站设计为冗余配置以满足99.9%的最小理论利用率和99.7%的测试利用率。
此利用率分析中的分系统包括主站实时组件，LCU和通讯连接设备。
软件不包括在此理论利用率的计算中，但包括在测试利用率的要求中。
2）实时系统部件的MTBF（平均故障间隔时间）
系统＞20000h
工作站（含磁盘）＞20000h
LCU和PLC＞40000h
MTTR平均维修时间：
诊断（或检查）及更换故障插板时间应小于0.5h。
系统可利用率（AP）＞99.96%。
（1）可维护性
监控系统的结构设计考虑维修方便，以便缩短平均修复时间。
●系统具有自诊断和寻找故障程序，指出具体故障部位，在现场更换故障部件后即恢复正常；
●有便于试验和隔离故障的断开点；
●充分考虑硬件的代换能力；
●配备合适的专用安装拆卸工具；
●预防性维护不引起磨损性故障；
●可通过系统编程修改和增加软件。
（2）安全性
1）操作安全性
监控系统对每一功能操作提供检查和校核，当操作有误时能自动或手动被禁止并报警。
任何自动或手动操作可作存储记录或作提示指导。
在人机通信中设操作员控制权口令。
按控制层次实现操作闭锁，其优先顺序为：
现地控制层第一，电站控制层第二。
2）监控系统的设计保证信息中的一个错误不会导致系统关键性的故障。
主控层和现地控制单元LCU的通信涉及控制信息时，对响应有效信息或没有响应有效信息有明确肯定的指示，当通信失败时，2～5次重复通信并发出报警信息。
3）硬件、软件及固件安全性
监控系统采取以下措施保证其安全性：
具有电源故障保护和自动重新启动；
能预置初态和重新预置；
设备本身具有自检能力并能故障报警；
设备故障能自动切除或切换并能故障报警；
系统中任何地方单个元件的故障不造成生产设备误动；
在失电状态下，被控设备保持在原来的状态。
（3）可扩性
监控系统硬件配置有一定的裕度。
备用点不少于使用点的20%，CPU负载也留有适当裕度，其平均负载率不超过40%，最大负载率不超过60%；
主计算机的内部存储器选择偏大，内存空间留有40%以上的区域给用户自己使用，通道利用率留有足够的余度，根据实时响应规定和所传送最长报文或信息计算的数据率，不宜超过通道利用率的50%；
考虑与水情测报计算机监控系统的接口。
本监控系统预留可扩展的接口和设备容量，具备能够与其他供应商提供的控制和保护设备相连接的能力。
（4）LCU名称
每个LCU（现地控制单元）由本技术条款中的LCU序号及名称来定义。
LCU序号及名称列于下表。
LCU序号LCU名称数量
LCU1一号机LCU1
LCU2二号机LCU1
LCU3三号机LCU1
LCU41#变压器开关站及公用设备LCU1
LCU52#变压器开关站及公用设备LCU1
3.3监控系统结构及硬件配置
（1）概述：
本电站采用开放式环境下全分布计算机监控系统，以保证系统中选用不同计算机时的互操作性，系统扩展和设备更新时的可移植性。
开放式环境包括应用开发环境、用户接口环境和系统互连环境，并符合国际开放系统组织推荐的开放环境规范。
电站计算机监控系统从功能上分为：
电站控制层和现地控制层。
1）电站控制层
●主要功能：
是电站的实时监控中心。
负责全厂的自动化功能（AGC、AVC）、采集和处理来自现地控制层的数据（制作各种运行报表、重要设备的运行档案、各种运行参数等）、全站的人机对话（全站设备的运行监视，事故和故障报警，对运行设备的人工干预及监控系统各种参数的修改和设置等）、与现地控制层和区调电厂管理系统、水情测报系统的通讯。
●电站控制层设备组成。
主计算机采用双机互为冗余热备用系统方式，相互切换无扰动。
同时配置与电站计算机监控系统独立的通信打印工作站。
●两个冗余的操作员工作站设置在中控室双席运行人员操作台上，每席一台工控机，配置CRT等设备。
两个操作台均接至网络，可任选其一台作操作运行，完成监控任务。
另一台备用，同时可供监视用。
配置记录打印机，供运行操作记录和事件顺序记录用。
2）现地控制层
现地控制层按被控对象性质分为：
●机组现地控制单元。
（3个）
●开关站及公用设备现地控制单元。
（2个）
各现地控制单元能对所管辖的生产过程进行完善的监控。
它们经过输入、输出接口与生产过程相连；
通过通信接口与继电保护设备、故障录波器交换信息，在上位机画面上实时反映所测的电气参数及继电保护动作情况；
通过通信接口接到网络总线上，与电站控制层交换信息，同时现地控制单元彼此间亦可交换信息。
现地控制单元对电站控制层有相对独立性，它们能脱离电站控制层独立核算完成生产过程的实时数据采集及予处理，单元设备状态监视、调整和控制等功能。
（2）硬件设备
1）操作员工作站
提供二台带有全图形彩色显示器、键盘、鼠标器（或跟踪球）的工作站，用作主控制台的人—机接口，每个工作站配一个LCD显示器，其主要性能要求如下：
●CPU字长：
≥32位。
●时钟频率：
≥2.4GHz。
●片上高速缓冲区尺寸：
（指令）64KB。
（数据）64KB。
●板上的高速缓存：
2MB。
●内存：
≥256MB。
●硬盘容量：
≥80GB
●软盘驱动器：
≥1.44MB。
●可读写光驱DVD-RW：
≥600MB，8倍读、写。
●操作系统：
符合开放系统标准的实时多任务多用户操作系统。
●网络支持：
IEEE802.3，TCP/IP
●LCD：
20”双轴工业彩色液晶显示器（如SONY）。
●显示分辨率：
≥1280×
1024×
256，彩色。
2）操作台
a.提供1套双席或三席运行人员操作台，每席装1台工作站，一台CRT，1套通用键盘，一个鼠标器（或跟踪球）以及必需的按键、配电盒、小型断路器、指示灯和带灯（或不带灯）按钮等。
b.设备布置美观大方、布局合理，符合水电站运行人员的操作习惯，操作控制采用选择控制方式，即先选操作对象，后选执行目标，最后经核查确认后，发出执行命令。
功率调整采用一对一方式。
3）通讯服务器
a.提供一套通信工作站与电力调度系统、大坝闸门LCU、水情测报系统、电厂管理系统之间采用双工通信。
其主要性能要求如下：
b.其主要性能要求如下：
≥2.8GHz。
●光驱：
48X CD-ROM
●17”双轴工业彩色液晶显示器（如SONY）
●10/100M以太网卡
c.计算机接口包括：
●电力调度计算机，接口一个（包括电力MODEM）。
●水情测报系统计算机，接口一个。
●大坝闸门LCU，接口一个（包括MODEM）
●电厂管理系统，接口一个。
●火灾报警系统，接口一个。
●保护装置系统，接口一个。
●备用接口二个。
d.通信接口与电力线载波通道连接；
通信接口及通道误码率小于10-6。
e.本系统通信应满足水情测报系统和区调计算机之间通信接口规约要求（通信规约和具体要求在协调会上确定）。
4）局域网络
a.局部区域网络必须符合工业通用的国际标准IEEE802.3以及TCP/IP规约，数据传输速率为100/10Mbps。
采用（如美国3-COM）交换机及100M的光纤收发器，具体数量由双方协定方案。
b.本计算机监控系统采用总线结构，数据传输线采用光纤传输。
c.全部硬件连接装置、网络分配器以及备品备件等。
5）语音报警、电话自动报警及查询系统
提供一套联结在电站局部区域网络上的电话语音报警系统，该系统作为电站监控系统的一部分，当电站设备发生事故或故障时，自动进行普通话语音报警，启动电话或传呼系统报警。
系统还应具有电话查询功能，当电站无人值班时，被呼叫的运行人员可通过电话查询当前电站设备的运行情况。
系统应具有完整的调音和测试功能。
6）打印机
中文打印机，主要性能要求：
a.最小打印速度：
8页/分钟；
b.打印方式：
激光式；
c.打印纸尺寸：
A3
7）LCU1～4
a.提供伍套LCU，LCU应是智能型和具有可编程的能力。
LCU由可编程控制器LCD显示器、智能输入/输出接口及相应硬软件组成，主要性能要求：
●PLC：
主频：
≥10MHz
布尔运算速度：
≤0.4ms/K
内存容量（字节）：
≥50K
有硬件中断功能。
●电量交流采集装置（如PM130或PMAC9900多功能仪表）：
通过直接接入CT、PT的三相交流量，完成被测量单元的A、V、P、Q、Hz、Wh、Varh、COS的数据采集及运算，并具有故障录波功能，通过串口通信与监控系统交换信息。
●电能采集装置
LCU1－3各装设一只电子式电能表，采集发电机的正向有功、正反向无功电能，通
过串口通信与监控系统交换信息；
LCU4装设三只电子式电能表，分别采集110KV线路、1－2＃厂变回路的正向有功、正反向无功电能，通过串口通信与监控系统交换信息。
b.提供实时时钟，用以记录过程输入状态发生变化的时间。
这个实时时钟能定期与主控站的实时时钟调整同步。
c.I/O接点配置要求及I/O点具体技术要求由生产过程接口设备完成，细节协商，d.LCU1-3，还包括微机自动准同期装置。
e.机组LCU实现与以下装置的串行通信：
调速器、励磁装置、继电保护装置和温度巡测装置等。
开关站和公用设备LCU实现与以下装置的串行通信：
继电保护装置、故障录波器、直流系统等。
f.开关站和公用设备LCU完成排水泵、空压机等公用设备的运行控制。
根据公用设备的水位或压力信号（即模拟量），控制相应设备的投入或退出工作。
对于两台泵组，能实现轮换工作。
8）生产过程接口设备（I/O模块等）
提供带有插件的安装在标准机架上的I/O模块，各种类型的I/O模块安排在一插入式印刷电路板上，该板发生故障，所涉及的I/O接口数最少，更换一块I/O板涉及最少的I/O接口。
任一路I/O应有LED状态显示。
各种类型的I/O接口板至少有20%可供扩展。
I/O模块按交流和直流电源分开，以防止电气干扰和混淆。
接口使用的电源可以是AC220V或DC220V。
各种类型的输入/输出模块还满足以下的特性和功能要求。
a.模拟量输入
●采用差分连接方式。
●对模拟量输入口提供模数变换精度自动校验或校正。
●每个模拟量输入口均采取有效的抗干扰措施。
●电信号范围：
电流4～20mA或4～12～20mADC
●输入阻抗：
电流回路≤250Ω
电压回路≥5kΩ
●温度电阻探测器由温度巡测装置采集显示，并通过串行口送计算机系统。
测温电阻是铂电阻，在0℃时其电阻值为100Ω。
●模数转换分辨率：
不低于12位（含符号位）
●转换精度：
±
0.25%（包括接口）
●共模抑制比：
≥80dB（直流到交流50Hz；
测试信号从端子加入）
●冲击耐压水平：
1～1.5MHz振荡峰值电压2500V，持续时间不低于2s。
b.开关量输入
●LCU能检测来自现场设备的A型和B型接点的不连续输入，这两种开关量输入是DI和SOE型，除了识别时间的分辨率不同外，两种类型的要求是一样的。
每种类型的点数具体设计时协商确定。
●各种开关量（DI）和事件顺序量（SOE）输入接点检测电源由LCU提供。
●所有的接点状态改变应有时间定标，并提供给CRT显示和打印输出。
事件顺序记录的时间定标分辨率应符合3.3.1款的要求。
●LCU开关量输入电路之间的噪音隔离应采用光隔离器和浪涌抑制器，光隔离器的隔离电压应不小于有效值1500V。
●应提供接点抖动过滤，使状态改变要在新的状态保持4～6毫秒后才反应。
●每个开关量输入点包括LED指示器，当输入接点闭合时提供一个直观的指示。
c.脉冲量输入
●LCU能检测并累计从有功电度和无功电度表来的A型和C型接点的闭合数，LCU能向主计算机报告当前的累计数值，主计算机将该数值转换成MWh/Mvarh用于显示和运行记录。
在显示和记录中不存在脉冲丢失，主计算机发出“冻结指令”能冻结当前的数值，主计算机发出的“清零指令”能清除各自的计数器。
●脉冲量输入采用空接点和光电隔离器，光隔离器的隔离电压不小于有效值1500V。
●脉冲量的过程单位转换将在协调会上提供给我方。
●最小变态检测时间：
30ms
●最小计数范围：
999999
d.模拟量输出
●模拟量输出信号为4～20mA，负载能力≥500Ω。
●输入从数据库到输出，其转换误差不大于满刻度的±
0.5%。
●模拟输出口的耐压水平为500V，1min。
●每个模拟输出都有一路单独的12位以上D/A转换器。
10）GPS同步时钟
采用BSS标准卫星同步时钟，接受GPS的授时标准时间，并通过对时装置的串行接口与各工作站相连发送对时信号，使全厂同步在同一时间内，时钟的同步精度为±
1ms。
监控系统应负责其它与之通讯的设备的时钟同步，如微机保护等。
表3.3-1水电站微机综合自动化系统I/O总表
LCU1-3
LUC4
开关量输入
120
168
开关量输出
48
模拟量输入
脉冲量输入
注：
表中I/O的数量为初步统计量，I/O的最终数量待设计联络会时确定。
由于采用交流采样，电量模拟量不在表中统计。
d.开关量输出
●开关量输出信号到小功率或近距离负载设备采用光电隔离，到大功率或高电压的负载设备采用继电器输出。
●信号电压：
光电隔离接口为24VDC。
●继电器输出为空接点，继电器接点容量，在电压不超过DC220V，电流不大于
2A的直流有感负荷（电路时间常数为5×
10-3s）中，断开容量为50W；
在380V以下的交流回路中为500VA。
e.现地/远方操作开关
LCU都配备现地/远方转换开关，可用它将主控站进行远控的功能切换到现地操作。
所有转换开关的位置（现地/远方）都在主控站显示。
f.同期装置
●LCU1、2、3各配一套微机型自动准同期装置和一套手动同期装置。
正常时自动准同期装置，机组启动后能自动并网运行。
该同期装置应具有可调的动作时间，动作电压和相角差。
并能在110%的额定电压下连续工作。
同期回路应装设同步检查继电器，防止非同步合闸。
●LCU4配一套手动准同期装置，用于110KV线路断路器同期。
●LCU5配一套手动准同期装置，用于110KV线路断路器同期。
g.通信接口
●LCU有与调速器、励磁、继电保护设备、温度巡测装置、直流系统和故障录波器等进行通讯的接口，还提供1套网络接口用来联系主站，另有1套RS232用来与可携式工作站配套作为LCU调试、维护和故障检测。
●LCU与调速器、励磁、温度巡测装置、直流系统和故障录波器等的通信协议由各生产厂家提供。
（3）电源采用交直流双供电源。
本电站计算机监控系统电源采用交直流双供电源供电。
●供电电源装置输入电源为两路AC220V±
10%，50Hz±
5%；
DC220V±
10%。
两路电源应自动切换，也可以手动切换。
●供电电源装置的输出电压AC220V±
2%，50Hz±
1%。
●供电电源装置的总输出容量，它将是系统负荷的150%，以备将来负荷增加。
●供电电源装置的输出谐波失真＜5%，噪音＜60dB。
●供电电源装置在额定负载下，效率至少为85%。
●供电电源有失电报警功能。
●供电电源装置具有冲击电压保护，短路保护、冲击电流保护等必要的保护措施。
（4）机柜
1）监控系统设备所用机柜适合水电站使用环境。
放于现场的机柜有防尘、防潮、屏蔽和通风设施。
2）结构：
●LCU柜外形尺寸为H2260×
W800×
D600mm。
●中控室控制台、打印机台结构及外形尺寸待定。
●全部设备表面清理干净，并涂保护层。
最后一道保护层颜色在第二次设计联络会上确定。
●涂保护层在合适的气候条件和充分干燥的表面上进行，并涂二层标准防护涂层。
●每块屏（柜）的内、外表面，均进行磷化处理或用其它办法作处理，以真正达到防蚀目的，然后涂一层底漆，一层填嵌，最后涂上两薄层指定颜色的漆。
●屏（柜）体为钢支架金属外壳封闭式结构、防护等级IP42，能独立支承，采用前后开门，屏（柜）后必须用双扇门，前门为单扇玻璃门，所有的门有把手，能锁死，并带限位装置，屏（柜）前高为2200+60mm，其中60mm为屏（柜）顶装饰。
屏（柜）宽800mm，屏厚600mm。
屏（柜）由螺栓与预埋的基础槽钢固定（槽钢不属本供货范围）。
屏（柜）顶有吊环。
屏（柜）体用防锈涂层保护。
屏（柜）面平整，不眩眼。
颜色由发包单位选定。
●屏（柜）内主回路带电部分应与接地部分隔离，屏（柜）体内保证通风充分，并能防腐，防小动物侵入。
屏（柜）内设有接地铜排。
●屏（柜）内端子排布置在屏（柜）后两侧，端子排位置便于接线，要求设置塑料走线槽，槽盖可以分段拆。
●屏（柜）面布置均匀、整齐和对称。
便于操作、监视、维护和检修。
屏（柜）面布置图交发包单位批准。
●所有额定参数和结构相同的部件能互换。
●屏（柜）面下部按需要设置试验部件和连接片，采用屏（柜）面安装结构、屏（柜）后结线。
正面带有能取下的外罩。
每个
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