电站计算机监控系统方案.docx
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电站计算机监控系统方案
电站计算机监控系统、电能量计量系统、在线监测系统设备
1、概述
糯扎渡电站计算机监控系统是由南瑞公司生产，主要包括电站监控系统、电站在线监测及故障诊断系统、电站电能量计量系统。
1.1电站计算机监控系统：
电站计算机监控系统监控围包括水轮发电机组及辅助设备、公用设备、厂用设备和500kV开关站设备及坝区泄洪设备等。
计算机监控系统设有与上级调度计算机监控系统的通信接口，接受集控、省调、南方电网调度指令，实现“四遥”功能。
此外，还设有与厂消防报警系统、工业电视系统、电站MIS系统、水情测报系统等设备之间的通信接口，以实现与这些系统之间的信息交换。
电站计算机监控系统采用分布式体系结构。
整个系统分电站级和现地控制单元级两层。
控制网络采用冗余交换式快速以太网，传输介质采用光纤，现地控制单元采用现场总线连接远程I/O及现地智能监测设备。
现地控制级设备包括机组现地控制单元LCU1至LCU9、500kV开关站现地控制单元LCU10、公用设备现地控制单元LCU11、厂用设备现地控制单元LCU12、坝区设备现地控制单元LCU13。
每套LCU由主机架、双CPU模块、双网络接口模块、现场总线模块、双电源模块、本地I/O模件、远程I/O模件、电气量测量单元、同期装置（LCU11、LCU12、LCU13除外）等组成。
上述模件中除远程I/O模件组盘布置于所对应被测设备的附近外，其余模件均装于LCU盘。
公用及辅机控制系统包括对机组辅助设备及电站公用设备的控制。
1.2电站在线监测系统：
在线监测系统自动采集、记录、分析水轮发电机组振动、摆度、轴位移、局放、气隙、变压器油中气体、温度、油中微含水量等主要状态参数。
电站在线监测系统由传感器、监测屏柜及后台机构成，其监测信息除采用直接采样获取外，部分信息量通过与电站监控系统通信方式实现信息共享。
1．3电能量计量系统
电能量计量系统由电子式电度表及电能量采集装置构成，电能量计量系统的设置满足国家及电网相关规定
2、主要设备及布置
计算机监控系统、电站在线监测及故障诊断系统及电能量计量系统的主要设备见表一。
表一计算机监控、电站在线监测及电能量计量等系统主要设备
序号
名称
安装位置或型号
单位
数量
备注
一
计算机监控系统
套
1
1
主控级及网络设备
1.1
调度通信服务器及外围设备
地面计算机室
套
3
服务器组屏安装，包括集控、省调、网调。
1.2
报表及语音报警服务器及附设
地面计算机室
套
1
1.3
厂通信服务器及附设
地面计算机室
套
1
1.4
生产查询服务器及附设
地面计算机室
套
1
1.5
DLP拼接大屏幕
地面中控室及计算机室
套
1
按2X5块屏幕考虑
1.6
网络设备
地面中控室及地下简易中控室各1套
套
2
1.7
操作员工作站及附设
地面、地下中控室及计算机室
套
4
其中2套在地下简易中控室
1.8
数据服务器及附设
地面计算机室
套
4
1.9
工程师/培训工作站及附设
地面计算机室
套
1
1.10
微机五防工作站
套
1
1.11
GPS时钟装置（含天线）
地面、地下计算机室
套
2
1.12
打印设备
地面、地下中控室及计算机室
台
4
一台在地下简易中控室
1.13
控制台
地面、地下中控室及计算机室
套
2
一套在地下简易中控室
1.14
UPS电源
地面、地下计算机室
套
2
2
现地控制单元设备
2.1
机组现地控制单元（含远程I/O）
机旁及现地设备附近
套
9
每套暂按12块盘考虑
2.2
公用设备现地控制单元（含远程I/O）
地下简易中控室及现地设备附近
套
1
每套暂按6块盘考虑
2.3
厂用设备现地控制单元（含远程I/O）
地下简易中控室及厂用电开关柜盘
套
1
每套暂按12块盘考虑
2.4
500kV开关站现地控制单元（含远程I/O）
GIS继电保护盘室
套
1
每套暂按8块盘考虑
2.5
坝区设备现地控制单元（含远程I/O）
坝区值班室
套
1
每套暂按14块盘考虑
二
电站电能量计量计费厂站系统
地面控制楼及机旁
套
1
三
电站在线监测及故障诊断系统
地面控制楼及机旁
套
1
3、通讯
3.1电站级计算机监控系统将与下列系统进行通讯：
1、上级调度中心计算机监控系统；
2、电站MIS系统；
3、电站消防报警系统；
4、电站工业电视系统；
5、水情测报系统；
6、通风空调监控系统。
7、继电保护及故障信息处理子站。
8、电站在线监测及故障诊断系统。
上述系统通过以太网接口、串行通信接口或视频接口与计算机监控系统连接。
3.2机组现地控制单元主要与下列系统或现地设备连接：
1、发变组继电保护系统；
2、机组调速系统；
3、机组励磁系统；
4、辅机控制系统（包括：
机组技术供水控制系统、调速器油压装置控制系统、圆筒阀油压装置控制系统、顶盖排水控制系统等）；
5、机组进水口闸门控制系统；
6、发电机仪表柜、端子柜；
7、水轮机仪表柜、端子柜；
8、发电机中性点接地装置；
9、机组高压油泵控制柜；
10、发电机机械制动柜；
11、机组制动粉尘收集装置；
12、机组在线监测及故障诊断系统设备；
13、其他。
3.3500kV开关站现地控制单元主要与下列系统连接：
1、500kVGIS控制系统；
2、500kV开关站保护系统；
3、开关站直流电源系统；
4、500kVGISSF6气体密度在线监测系统；
5、其他。
3.4公用设备现地控制单元主要与下列系统连接：
1、公用直流电源系统；
2、公用设备控制系统（包括：
高/低压空压机系统、检修及渗漏排水系统等）；
3、通风空调监控系统。
4、电能量计量系统。
5、其他。
3.5厂用设备现地控制单元主要与下列系统连接：
1、厂用电备自投装置；
2、厂用电力变压器、联络线保护装置；
3、柴油发电机设备；
4、其他。
3.6坝区设备现地控制单元主要与下列系统连接：
1、溢洪闸门现地控制系统；
2、冲沙闸门现地控制单元；
3、水位测量系统；
4、坝区220V直流电源系统；
5、其他。
3.7电站公用及辅机设备监控系统采用可编程控制器为基础，全厂油、气、水系统按各自单元设置独立的监控设备，公用及辅机设备的自动控制由现地PLC闭环完成，各现地控制设备间采用总线方式联接，并与电站计算机监控系统实现数据通信，对重要信号量还采用I/O方式与电站计算机监控系统连接。
3.8机组在线监测系统主要与下列系统通信：
与电站计算机监控系统实现数据通信，对重要信号量还采用I/O方式与电站计算机监控系统连接。
3.9在中控室设置一面DLP拼接大屏幕，大屏幕的显示信息来自计算机监控系统及工业电视系统。
4、主要技术特性
4.1可靠性
计算机监控系统设备的平均无故障时间MTBF应满足如下要求：
厂站控制级计算机设备（含硬盘）大于30000h；
现地控制单元级设备大于40000h。
4.2可利用率
计算机监控系统可利用率指标应达到99.99%。
4.3实时性
1、数据采集周期
●开关量：
＜1s；
●电气模拟量：
＜2s；
●非电气模拟量（不包括温度量）：
＜5s；
●温度量：
1-5s；
●事件顺序记录分辨率：
≤2ms；
●实时数据库刷新周期：
＜2s；
2.控制响应
●现地控制单元级接受控制命令到开始执行不超过1秒；
●厂站控制级发出命令到现地控制单元级接受命令的时间不超过1秒；
●操作员执行命令发出到现地控制单元回答显示的时间不超过2秒；
3.人机接口
●调出新画面的时间不超过1.5秒；
●画面上实时数据刷新时间从数据库刷新后算起不超过1秒；
●报警或事件产生到画面刷新和发出音响的时间不超过2秒。
4.时间同步精度
●节点间时间同步分辨率1ms。
5.AGC/AVC计算周期
●AGC及AVC运算周期不超过5秒。
6.双机切换
热备用时保证任务不中断。
5、现场检查、试验和验收
在计算机监控系统、电站在线监测系统设备及电能量计量系统设备在厂家的监督、指导下进行系统的硬件安装，配合厂家进行系统的调试。
在完成安装工作后，应根据合同规定、设计人提供的图纸和设备厂家提供的技术资料等进行检查和试验。
现场接收试验应有监理人目击。
任何部件不能满足技术规要求以及设备厂家的保证性能时，应作好记录并报请发包人进行处置。
计算机监控系统设备的现场试验应满足GB50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、DL/T578《水电厂计算机监控系统设备基本技术规》以及设备供货合同中规定的试验项目，现场检查、试验应至少包括以下项目：
1、现地监测、控制单元硬件验收
硬件组装和工厂试验记录及技术文件评审；
设备外观及接线检查；
配置检查；
诊断软件可用性检查；
安全地检查；
信号地检查；
接地绝缘检查；
通电检查；
直流电源输出电压检查；
电源功能检测；
手动/自动切换操作检查；
同期检查；
电气表计校验检查；
温度表计校验检查；
变送器校验检查；
模拟量通道校验检查；
跳闸输出检查；
抗干扰测试；
耐压检查；
其他检查。
2、厂站硬件验收
硬件组装和工厂试验记录评审；
设备外观检查；
配置检查；
诊断软件可用性检查；
安全地检查；
信号地检查；
接地绝缘检查；
通电检查；
直流电源输出电压检查；
电源功能检测；
控制台检查；
打印设备检验；
网络通信设备检验；
GPS时钟检验；
功能模块检验；
抗干扰试验；
耐压检查。
3、软件功能及性能验收
3.1显示器显示功能
1、显示调用方式；
2、显示屏调用；
3、单线图调用；
4、报表显示。
3.2管理命令功能
1、登录和注销；
2、控制安全。
3.3报警功能
1、报警产生与发布（包括语音报警）；
2、报警等级修改；
3、报警汇总；
4、操作活动登录；
5、SOE汇总；
6、报警历史记录。
3.4操作员监控功能
1、设标志操作；
2、人工设点；
3、操作允许/禁止；
4、报警允许/禁止；
5、改变报警限值；
6、异常报警显示；
7、数字设备控制；
8、开限控制；
9、设点值控制；
10、机组开/停控制。
3.5打印功能
1、各种报警报表打印；
2、操作记录打印；
3、报表打印；
4、画面和屏幕拷贝。
3.6高级应用功能
1、联合控制功能检验；
2、AGC/AVC功能检验；
3、单独设点控制检验。
3.7数据显示功能
1、模拟量趋势曲线；
2、报告接口；
3、历史数据编辑；
4、历史数据处理。
3.8系统服务管理功能
1、系统配置；
2、计算机时钟；
3、应用软件监视管理。
3.9数据库实用程序
1、数据库生成；
2、数据库编辑。
3.10画面编辑功能
3.11报表编辑
3.12梯级调度功能
3.13系统性能测试
3.14LCU软件测试
1、数据库编辑；
2、记录；
3、设点控制；
4、单台设备控制；
5、顺序控制；
6、双CPU切换；
7、SOE时钟校正。
6、与其他系统联合调试项目
7．1按照监控系统的功能要求完成下列系统联合调试项目：
1、与机组调速器系统、励磁系统、保护系统及进水阀控制系统等联调；
2、与厂用电各系统等联调；
3、与电站直流系统联调；
4、与空压机系统、渗漏检修排水、油压装置控制系统、机组技术供水系统等电站公用及辅机设备控制系统联调；
5、与GIS控制设备（包括断路器同期等）联调；
6、与500kV保护及安全自动装置系统联调；
7、与泄洪闸门控制系统联调；
8、与电站消防、录波、工业电视、水情测报系统、水位测量系统、上级调度等系统的联合调试。
9、电站计算机监控系统、电站在线监测系统、电站电能量计量系统之间的联调。
在所有现场试验、系统联调完成后，经监理人确认该系统已符合部标和国标以及定货合同的要求，并在技术资料、文件和备品备件齐全时方可验收。
系统设备验收要求应满足设计图纸、随机安装说明书，并应符合GB50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、GB50171《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规》标准和设备厂家相关标准的要求。
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