主机监控.docx

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主机监控

大通河朱岔峡水电站工程

计算机监控系统设备

技术协议

合同编号：

ZCX-SB-CXX

发包单位：

甘肃电投大容电力有限责任公司

设计单位：

中国水电顾问集团西北勘测设计研究院

承包单位：

上海申瑞电力科技股份有限公司

2007年3月

一、电站工程概况

二、供货范围及界限

三、监控对象

四、电站环境条件

五、设备运行条件

六、技术标准

七、材料与电气盘柜要求

八、设备颜色

九、备品备件和专用工器具

十、铭牌

十一、电缆及连接导线

十二、卖方提交的图纸和技术文件

十三计算机监控系统技术规范

一、电站工程概况

朱岔峡水电站位于甘肃省天祝县与青海省互助县交界的大通河干流扎隆口，是大通河青岗峡～金沙峡河段水电梯级开发的第三级电站，工程区右岸有省级公路S202通过，坝址左岸有通往天祝县的简易公路，该工程距兰州市约200km，距天祝县约100km，对外交通较为便利。

枢纽工程主要任务是发电，工程规模为四等小

（1）型工程。

枢纽主要建筑物由挡水建筑物、泄洪排沙建筑物、引水建筑物、发电厂房及开关站等组成。

水库正常蓄水位2211.00m，电站水头范围33.8～43.2m，额定水头38m，设计引用流量约102m3/s，电站安装2大1小共3台立轴混流式水轮发电机组，单机容量分别为13.5MW、7MW，总装机容量34MW，多年平均发电量1.434亿kW.h，年利用小时数4218h。

二、供货范围及界限

2.1电站层设备

1.主机/操作员工作站2台

2.工程师工作站1台

3.培训工作站1台

4.ON-CALL、语音报警、大屏幕显示及打印机工作站1台

5.厂内通信工作站1台

6.远动通信工作站2台

7.打印机（包括打印机台）

8.A3黑白激光打印机2台

9.A4彩色激光打印机1台

10.GPS时钟系统1套

11.UPS电源（包括配电柜）　1套

12.网络通信设备（包括网络柜）1套

13.大屏幕显示系统1套

2.2现地级设备

（1）机组现地控制单元（机组LCU）3套

（2）公用及开关站现地控制单元（公用及开关站LCU）1套

（3）现场总线电缆3km

2.3备品备件及专用工具

备品备件及专用工具1套

三、监控对象

3台水轮发电机组及附属设备

2台主变压器

110kV开关站

厂用电系统

交直流控制电源系统

机组技术供水系统

厂内渗漏排水系统

机组检修排水系统

中压空压机系统

低压空压机系统

生活及消防供水系统

通风系统

闸门控制系统

全厂继电保护系统

火灾报警系统

上、下游水位及拦污栅压差监测系统

坝上枢纽系统

其它有关系统

四、电站环境条件

4.1自然环境

多年平均气温3°C

多年平均最高气温8.5C

多年平均最低气温-2.4C

多年极端最高气温30C

多年极端最低气温-28.3C

多年平均相对湿度59％

4.2海拔高度

厂房运行层高程2174.50m

4.3交通运输与通讯

1）飞机场

离电站最近的飞机场是兰州中川机场，有民航班机前往。

2）铁路

距电站最近的铁路货运车站是海石湾站。

本工程不设铁路转运站，大宗设备可由海石湾货站卸货，汽车直接运至工地存放。

3）公路

工程区右岸有省级公路S202通过，坝址左岸有通往天祝县的简易公路，该工地距兰州市约200km，距天祝县约100km，对外交通较为便利。

工程对外交通运输方式采用公路运输。

厂址对外交通沿线桥涵设施等均可满足施工期间外来物资的运输要求。

工地至海石湾为100km沥青路，海石湾至兰州为100km高速公路。

4）电站交通

设备进厂内安装间交通与右岸永久道路直接相接，对外交通方便。

五、设备运行条件

5.1厂用电源

•厂用交流电源电压380V／220V±15%

•厂用交流电源频率三相／单相50Hz±3%

•厂用直流电源电压220V+15%～220V-20%

5.2设备使用环境条件

5.1.1主厂房发电机层

•气温0～42℃

•相对湿度10～90%

•电磁场：

距离大电流母线3m左右

5.1.2中控室及计算机室

•温度：

夏季23±2℃

•冬季20±2℃

•相对湿度45～65%

•尘埃：

粒度≥0.5μm的尘埃个数≤3500粒/升

六、技术标准

6.1本技术协议范围内的设备应首先采用中华人民共和国国家标准及行业标准，也可采用相应的国际标准（如IEC、IEEE等）中最适宜的条款或双方认定的其他国家标准。

所采用的标准必须是最新版本。

6.2提供的所有正式文件除图纸和技术文件应使用中文外，产品的铭牌、运输包装等均使用中文版本。

6.3提供的所有设备及元器件应按国际标准化组织ISO9000质量体系制造，图纸和文件均应采用国际度量制单位（SI）和IEC规定的图例符号表示。

6.4引用标准（但不限于）

中华人民共和国国家标准/电力行业标准GB/DL

DL/T578-95水电厂计算机监控系统基本技术条件

DL/T5065-1996水力发电厂计算机监控系统设计规定

水电水利规划设计院关于大中型水电厂计算机监控工程设计的若干意见（1999年4月）

水电水利规划设计院水力发电厂值班方式工程设计导则

GB2887计算机场地技术要求

DL5003电力系统调度自动化设计技术规范

GB6162静态继电器及保护装置的电气干扰试验

GB7450电子设备气击保护导则

GB7260不间断电源设备

DL476电力系统实时数据通信应用层协议

JB/T5234工业控制计算机系统验收大纲

国家电力监管委员会文件电监安全[2006]34号文件关于电力二次系统安全防护总体方案（2006年11月10日）

国际电工委员会IEC

电气和电子工程师协会IEEE

国际电报和电话咨询委员会CCITT

美国国家标准局ANSI

美国信息交换标准码ASCII

美国国家电气制造商协会NEMA

绝缘电缆工程师协会标准ICEA

6.5上述标准与技术协议有矛盾的地方，以技术协议为准。

如果在上述标准之间存在矛盾，而在本技术协议中并未明确规定，则应以买方的决定为准。

七、材料与电气盘柜要求

7.1材料

设备制造选用的材料应是新的、适用的优质产品，并且无缺陷。

材料的规格、包括等级应符合相应的标准，以提交买方审批。

所有合同设备的元器件应经买方审批后购置。

7.2工艺

1.制造工艺

合同设备应在良好的工艺条件下进行制造，制造工艺应是经实践证实是最先进的。

全部设计和制造工作应由专业技术人员和经训练的熟练技工担任。

所有元器件应严格按规定的标准加工，元器件可互换，便于修理。

设备的生产过程应进行严格质量控制，确保提供设备的质量。

所有的配合件，应按其用途选择合适的机械制造公差，公差应符合国际标准协会（ISO）标准。

2.保护涂层

3.含有铅或其它重金属或危险的化学物质不得用于保护涂层。

4.全部设备表面应清理干净，并应涂以保护层或采取防护措施。

在进行清理和上涂料期间，对不需要涂保护层的表面应保护其不受污染和损坏。

5.表面涂层应采用喷塑工艺。

7.3电气盘柜的一般要求

a.柜体

盘柜应是外表美观的符合防护等级要求的钢壳体。

盘面应平整。

应至少涂两层底漆，面漆用亚光漆。

电气盘面板由薄钢板制成，盘高为2260mm，其中60mm为盘顶档板的高度，盘宽为800mm，盘深为600mm。

壳体应有一定的刚度和强度，盘柜的正面和背面均应开门。

每扇门应装有带钥匙的安全锁，只有在门锁好时，钥匙才能拔出。

壳体内应有内安装板以便安装电气设备。

电气盘防护等级应不低于IP31。

为方便运行和维修，柜内应装有一盏照明灯和一个插座，照明灯应设计成由封闭门的开关控制，插座应为10A、多联（两极和三极至少各2个）式并带有熔断器和开关。

灯和插座的动力电源为单相交流220V。

b.接地及屏蔽

柜内应装有接地铜母线和接地端子，该铜母线截面应不小于100mm2并安装在柜的宽度方向上。

柜的框架和所有设备的其它不载流金属部件都应和接地母线可靠连接，柜体的接地端子应以截面不小于4mm2的多股铜线和接地母线直连。

柜内应设置测试计算机系统设备接地所需的接地端子。

为防止电磁干扰，还应采取屏蔽措施以确保监控系统在规定的环境条件下能稳定地运行。

c.柜内设备

（1）柜内设备的布置应充分考虑安装、调试、维护、更换及保护投、退运行的要求，端子排最低位置距地面不小于400mm，留给用户接电缆的一侧距柜边的距离应不小于100mm。

（2）接插件和继电器应动作可靠、接触良好，不松动。

（3）印刷板采用标准化产品，以便更换。

板面应光洁、平整、无划伤和破损缺陷。

（4）柜内配线使用配线槽，不同电压等级的配线槽分别设置，配线牢固抗震动，能保证设备在运到现场后不会出现接线脱落或断线现象，配线的线径、颜色和标记符合国内有关规定，互连标志取两连接点的部件代号和端子号。

（5）柜内设备及元器件每一个端子最多只允许接2根导线。

每根导线的两端均应标示本端和远端端子代号。

柜内端子应选用魏德米勒端子，每组端子排应预留有15%～20%空端子，端子排应带有保护罩。

八、设备颜色

设备表面颜色为GSBG51001－94标准的宝石蓝色。

九、备品备件和专用工器具

卖方应按合同要求提供必要的备品备件和专用工器具。

备品备件应能互换，并保证与原设备的材料、元器件和质量相同。

维护和测试使用的专用工器具应便于携带，操作简便且不易磨损。

备品备件和专用工器具的包装箱上应有明显的标记。

当其在规定的条件下保存时，应保证设备在5年的保存期内其技术性能指标不会改变。

十、铭牌

每一面盘柜及其柜内辅助设备均应有一个永久固定的铭牌，其位置应清楚易见。

铭牌应标出设备编号、型号、制造厂家的名称、规格、出厂日期等数据。

为了工作人员操作的安全，应提供专门的标牌以表明主要的操作说明、注意事项或警告。

电气接线和仪表（包括继电器）也应标有编号并与电气控制图上的编号相对应。

装设在供货设备上的铭牌的清单及图样应提交买方审查。

十一、电缆及连接导线

供货范围内设备间所使用的电缆和连接导线由卖方提供。

系统对外连接所使用电缆除现场总线电缆由卖方供货外，其余有特殊要求的电缆由卖方提出后，由工程设计单位提出相应电缆的规格、型号和电缆长度，由买方负责。

十二、卖方提交的图纸和技术文件

12.1供第一次设计联络会使用的图纸资料

卖方应在2007.3.31前向买方及工程设计单位提供下列图纸和资料供在第一次设计联络会上使用：

（1）计算机监控系统结构框图；

（2）计算机监控系统硬件配置图；

（3）各盘柜、控制台外形尺寸及安装开孔位置图；

（4）计算机监控系统功能配置；

（5）系统各设备的工作条件、要求及说明；

（6）其它卖方认为必要的说明文件。

上述各项图纸资料，卖方应向买方提供5套及一套电子版，向工程设计单位提供2套及一套电子版。

12.2供第二次设计联络会使用的图纸资料

卖方应一联会后20天内同时向买方及工程设计单位提供下列图纸和资料供在第二次设计联络会上使用：

（1）经确认后的第一批图纸和资料；

（2）计算机监控系统结构详图；

（3）计算机监控系统各功能单元硬件结构配置图；

（4）LCUI/O点配置表；

（5）控制台、计算机工作台、打印机工作台尺寸及布置图；

（6）各盘柜内部设备配线布置图、盘面布置图及端子图；

（7）计算机监控系统软件系统结构设计文件；

（8）各盘柜对外连接图；

（9）设备接地连接图；

（10）计算机监控系统功能流程图；

（11）计算机监控系统画面显示及报表格式；

（12）详细的设备清册及使用说明书；

（13）全部拟外购设备所附的文件；

（14）厂内调试试验大纲；

（15）其它认为必要的说明文件。

上述各项图纸资料，卖方应向买方提供5套及一套电子版，向工程设计单位提供2套及一套电子版。

12.3第三批图纸和资料

卖方应在第二次设计联络会后的30天内向买方和工程设计单位同时提交经审查确认后的图纸和资料，供工程设计单位施工设计。

卖方应将上述每项图纸资料向买方提供18套及配套U盘1套，向工程设计单位提供3套及配套U盘1套。

12.3随设备到货提供的图纸和资料

下列图纸和资料应随设备到货；卖方应向买方提供18套图纸资料及配套光盘1套：

（1）设备安装说明书；

（2）现场调试试验大纲；

（3）最终确认的图纸资料；

（4）技术协商成果；

（5）买方及工程设计单位需要的其它图纸和资料；

（6）各参数整定范围说明书；

（7）设备运行和操作说明书；

（8）详细的设备清册及使用说明书；

（9）故障检查及修复说明书；

（10）厂内产品检查及设备试验记录；

（11）按规定应随设备到货的有关图纸资料。

12.4图纸资料的有效性

1.除本节所列图纸资料外，随工程进度或电站需要所必须的其它图纸资料应随时填补，所增加的部分，卖方有义务提供并不得另增费用。

2.卖方所提供的最终图纸资料必须加盖卖方单位公章。

过期交图将按违约处理。

3.对于卖方提交的不符合要求的图纸，买方将书面通知卖方，并要求卖方修改后重新提交。

4.由于重新提交图纸而推迟了交图时间，进而影响工程进度时，卖方应支付违约金。

5.卖方对已提交的图纸资料不得随意改动。

十三计算机监控系统技术规范

13.1总则

13.1.1设计原则

1.朱岔峡水电站采用“无人值班”（少人值守）的值班方式，全厂只设置一套统一的全厂计算机监控系统，不再设置独立的常规集中监控系统设备。

当计算机监控系统因故退出时，通过设置一些简单的独立于计算机监控系统的常规设备仍可实现紧急停机、事故停机等最基本的安全保护控制功能。

2.计算机监控系统应采用开放式的分层分布系统结构，当系统中任何一部分设备发生故障时，系统整体以及系统内的其他部分仍能继续正常工作且功能不会减少。

3.计算机监控系统应与电站被控设备同步投运，并保证投运一次成功。

13.1.2调度方式

朱岔峡水电站发电机组由甘肃省调调度管理，朱岔峡水电站110kV上网线路间隔由武威地调调度管理。

朱岔峡水电站的远动信息直送甘肃省调，朱岔峡水电站110kV上网线路间隔远动信息直送武威地调。

朱岔峡水电站参加区域电网自动发电和自动电压控制，接受上级调度中心自动发电控制（AGC）和自动电压控制（AVC）命令。

13.1.3控制方式

（1）可设置以下控制方式：

a.远方调度端/电站层控制方式。

b.电站层/现地层单元控制方式。

c.自动/手动控制方式

d.机组单机/联合控制方式

（2）控制调节方式的优先级依次为现地层控制单元、电站层和远方调度端；手动、自动；单机、联合控制。

13.1.4系统结构

1.本电站计算机监控系统分为电站层及现地层两级。

2.电站层设备包括：

主机/操作员工作站、工程师工作站、培训工作站、厂内通信工作站、远动通信工作站、ON-CALL、语音报警、大屏幕显示及打印机工作站、GPS装置、电站层网络设备、电站层UPS设备、大屏幕显示系统及打印机等。

3.现地层设备包括：

3套机组现地控制单元（LCU1～LCU3）、1套公用及开关站现地控制单元（LCU4）。

4.电站计算机监控系统功能由电站层及现地层设备共同完成。

13.1.5设备布置

1.计算机监控系统主要设备按功能以及被控对象的位置就地布置。

2.电站层设备布置在中控室层。

其中主机/操作员工作站，ON-CALL、语音报警、大屏幕显示及打印机工作站的多媒体音箱、GPS卫星时钟、全厂光纤网络设备、电站层UPS、电站层设备配电盘、大屏幕系统设备以及打印机等布置在中控室内，其它的电站层设备如工程师工作站、培训工作站、ON-CALL、语音报警、大屏幕显示及打印机工作站、厂内通信工作站、远动通信工作站等设备布置在计算机室内。

3.现地控制单元LCU大部分布置在现地。

其中3套机组LCU布置在主厂房发电机层相应机组段。

公用及开关站LCU布置在中控室内。

机组LCU与电站层计算机的联络由光纤通道实现。

13.2系统功能

13.2.1电站层功能

1.数据采集

（1）自动采集各现地控制单元的各类实时数据，对于固定周期采集的数据，其采集周期应为可调；

（2）自动采集来自调度中心的数据；

（3）自动采集厂内的外接系统的数据信息；

（4）接收由操作员向计算机监控系统手动登录的数据信息。

2.数据处理

数据处理应包括如下内容：

（1）数据处理应满足实时性要求；

（2）对采集的数据进行可用性检查，对无效的数据给出不可用信息，并禁止系统使用；

（3）对接收的数据进行报警处理检查，对采集的数据进行数据库刷新；

（4）形成各类报警记录并发出报警音响；

（5）生成各类运行报表；

（6）形成历史数据记录；

（7）数据趋势分析并生成趋势曲线图记录；

（8）计算数据：

a.功率总加。

b.电能分时分类累计。

c.机组温度综合分析计算。

d.水量、耗水量、效率计算。

e.发电机内功角、运行阻抗以及在发电机电量综合测量装置失效时的定子电流计算。

（1）具有事件顺序记录及处理能力；

（2）事故追忆数据处理能力（事故追忆的总点数待定，每点至少应记录事故前后各10个实时数据，电气量记录时段应不少于事故前t1、事故后t2，非电气量记录时段应不少于事故前t3、事故后t4。

t1、t2t3、t4及采样间隔可调整；

（3）主、辅设备动作次数和运行时间的统计处理能力；

（4）向调度中心发送其所需要的信息。

3.控制与调节

运行人员可通过电站层人机接口设备，完成对全厂被控设备的控制与调节。

本电站计算机监控系统电站层应具备下列控制和调节功能：

（1）一般控制与调节

手动发出机组工况转换控制指令、手动单机调节机组的有功功率及无功功率、手动联合调节机组的有功功率及无功功率、断路器以及刀闸的合闸／分闸手动操作、闸门的提升／降落手动操作、泵以及阀门的启动／停止或打开／关闭手动控制等。

（2）自动发电控制（AGC）

a）调节准则

按甘肃省电力调度中心给定的日负荷曲线调整功率。

按甘肃省电力调度中心给定的实时有功功率定值调整功率。

按运行人员手动给出总功率定值调整功率。

在厂内按等有功功率比例或等开度比例方式联合运行，对各台机组自动分配有功功率并进行调整，达到经济运行的目标。

b）电站的自动发电控制应该充分考虑电站运行方式，应具有有功联合控制功能。

其中：

有功联合控制系指按一定的全厂有功总给定方式，在所有参加有功联合控制的机组间合理分配负荷。

c）自动发电控制应根据全厂总有功功率值（调功方式），在遵循最少调节次数、最少自动开机、停机次数并满足机组各种运行限制条件的前提下确定最佳机组运行台数、最佳运行机组组合，实现运行机组间的经济负荷分配。

在自动发电控制时，能够实现电站机组的自动开、停机功能。

d）自动发电控制应能实现开环、闭环两种工作模式。

其中开环模式只给出运行指导，由运行人员以手动方式给出开机、停机指令和有功功率调节指令（或定值）；闭环模式系指所有的功能均自动完成。

e）AGC自动发电控制应能对电站各机组有功功率的控制分别设置“联控／单控”控制方式。

某机组处于“联控”方式时，该机组参加AGC联合控制；处于“单控”方式时，该机组不参加AGC联合控制，但可接受操作员对该机组的其它方式控制。

（3）自动电压控制（AVC）

自动电压控制能根据电站110kV母线电压，对全厂无功进行实时调节，使110kV母线电压维持在给定范围内运行，并使电站无功在运行机组间平稳、合理地分配。

AVC对电站各机组无功功率的控制，应按机组分别设置“联控／单控”方式。

当某机组处于“联控”时，该机组参与AVC联合控制，当某机组处于“单控”时，该机组不参与AVC联合控制，但可接受其它方式控制。

5.人机接口

电站层设备的人机接口应能使电站的运行操作人员、维护人员和系统管理工程师等通过主机/操作员站、工程师站等的显示器、键盘、鼠标及打印机等设备实现对电站的监视、控制及管理功能。

其基本要求包括：

（1）人机接口原则

•不同职责的运行管理人员有不同安全等级的操作权限。

•操作员只允许完成对电站设备进行监视、控制调节等操作，而不允许修改或测试各种应用软件。

•人机接口应具有中文显示和打印功能。

•人机接口操作方法应简便、灵活、可靠，对话提示说明应清楚准确，在整个系统对话运用中保持一致。

•画面调用方式灵活可靠、响应速度快；画面的调用应有自动和召唤两种方式，自动用于事故、故障及过程监视等情况，召唤方式为运行人员随机调用。

•操作过程中操作步骤应尽可能少，但应有必要的校验及闭锁功能。

•任何人机联系请求无效时应显示出错信息。

•任何操作命令进行到某一步时，如不进行下一步操作（在执行以前）则应能自动删除或人工删除。

•被控对象选择和控制中的连续过程只能在同一个主机/操作员工作站上进行。

•运行人员应能根据操作权限在操作台方便准确地设置或修改运行方式、负荷给定值等。

•运行人员应能根据操作权限完成I/O点状态设置。

（2）画面显示

运行人员应能通过键盘或鼠标选择画面。

画面显示功能应做到组织层次清晰明了，信息主次分明，美观实用；画面图符及显示颜色定义应符合有关规定的要求。

屏幕显示画面的编排应至少包括时间显示区、画面静态及动态信息主显示区、报警信息显示区及人机对话显示区。

显示的主要画面种类应包括单线图类、棒形图类、曲线类、表格类、信息类、运行指导类。

画面应是实时动态的，同一显示器上，能实现多窗口画面显示，对画面能实现无级缩放功能。

主要画面种类

•各类菜单（或索引表）显示。

•电站电气主接线、厂用电接线总图、分部（或单元）详图以及隔离开关操作联锁用详图。

•控制电源接线。

•机组主要运行参数及运行方式实时三维模拟图。

•机组辅助设备各系统实时系统图。

•机组测温实时数据及温度实时数据分析模拟图或表图。

•机组状态检修相关运行参数及分析表图。

•全厂公用设备系统实时系统图。

•机组运行工况转换顺序流程图，带转换时间及受阻指示。

•事件顺序显示、故障显示语句图。

•事故、故障、自动装置动作时软光字牌显示。

•各类棒图。

•各类曲线图。

•各类表图。

•各类记录报告。

•各类运行报表。

•操作指导。

•操作票。

•状态检修指导。

•计算机监控系统设备运行状态图，当自诊断设备有故障时，自动调出相关的系统设备运行状态画面，并定位故障点。

•各类维护管理报表。

•用户认为需要的其他画面。

（3）报警

•当出现故障和事故时，应立即发出语音报警及音响信息和显示信息，报警音响应将故障和事故区别开来。

音响应可手动或自动解除。

•报警显示信息应在当前画面上显示报警语句（包括报警发生时间、对象名称、性质等），显示颜色应随报警信息类别而改变。

若当前画面具有该报警对象，则该对象标志（或