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1.概述
象山水電站位於黑龍江省黑河市,電站裝機容量為3×6MW,1996年nian設she計ji時shi以yi計ji算suan機ji監jian控kong為wei主zhu,常chang規gui控kong製zhi為wei輔fu,主zhu要yao實shi現xian對dui機ji組zu部bu分fen的de監jian控kong,開kai關guan站zhan以yi及ji公gong用yong輔fu助zhu設she備bei未wei考kao慮lv在zai內nei,由you於yu係xi統tong的de結jie構gou和he功gong能neng不bu十shi分fen完wan善shan同tong時shi由you於yu設she備bei都dou已yi進jin入ru老lao化hua期qi,設she備bei陳chen舊jiu技ji術shu落luo後hou為wei電dian站zhan的de管guan理li和he維wei護hu,以yi及ji係xi統tong的de正zheng常chang運yun行xing都dou帶dai來lai隱yin患huan。為wei保bao證zheng電dian站zhan的de正zheng常chang運yun行xing,提ti高gao電dian站zhan的de管guan理li水shui平ping和he經jing濟ji效xiao益yi,因yin此ci對dui電dian廠chang現xian行xing的de監jian控kong設she備bei進jin行xing全quan麵mian的de技ji術shu改gai造zao。
電站新的計算機監控係統按“無人值班”(少人值守)運行方式設計。采用北京中水科水電科技開發公司的H9000shuidianzhanjisuanjijiankongxitong,zhenggexitongyingcaiyongquanfenbukaifangshixitongjiegou。dianzhanjisuanjijiankongxitongyoudianzhankongzhizhongxinxitonghexiandikongzhidanyuandengzucheng。xitongcaiyongzuixindejisuanjiyingjian、軟ruan件jian及ji網wang絡luo技ji術shu,全quan站zhan按an全quan計ji算suan機ji監jian控kong進jin行xing總zong體ti設she計ji和he係xi統tong配pei置zhi,達da到dao國guo內nei同tong類lei型xing水shui電dian站zhan計ji算suan機ji監jian控kong係xi統tong先xian進jin水shui平ping,係xi統tong投tou入ru運yun行xing後hou,使shi全quan站zhan運yun行xing管guan理li達da到dao無wu人ren值zhi班ban(少人職守)。係統高度可靠,各項技術性能指標均達到部頒DL/T578-95《水電站計算機監控係統基本技術條件》及DL/T5065-1999《水力發電廠計算機監控係統設計技術規定》的要求,選擇較高的MTBF指標,從部件、單機和係統多層次保證高可靠性要求。係統配置和設備選型應符合計算機發展迅速的特點,硬件、軟件采用模塊化、結(jie)構(gou)化(hua)的(de)設(she)計(ji),以(yi)便(bian)於(yu)硬(ying)件(jian)設(she)備(bei)的(de)擴(kuo)充(chong),又(you)可(ke)適(shi)應(ying)功(gong)能(neng)的(de)增(zeng)加(jia)和(he)係(xi)統(tong)規(gui)模(mo)的(de)擴(kuo)展(zhan)。實(shi)時(shi)性(xing)好(hao),抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang),適(shi)應(ying)電(dian)站(zhan)的(de)現(xian)場(chang)環(huan)境(jing)。人(ren)機(ji)接(jie)口(kou)功(gong)能(neng)強(qiang),操(cao)作(zuo)控(kong)製(zhi)簡(jian)潔(jie)、方便、靈活。在保證係統的實時性和可靠性等技術指標的同時,係統應具有可維護性好,保證較小的MTTR指標。
2.計算機監控係統結構配置
電站以計算機監控係統為基礎。電站設備的運行監視和控製在中控室的操作員工作站上進行,同時也可在各LCU上通過觸摸屏和開關按鈕實現對其所控設備運行的監視和控製。機組單元及開關站/gongyongdanyuantongguoguangxianwangluoyuquanchangjisuanjijiankongxitonglianjiebingjieshouqijiankong,tongshizaizhexiexitongdexiandikongzhiguishangsheyoukongzhikaiguanyijicaozuoanniu,keyishixianshebeidexiandijiankong。
係統包括係統主機兼操作員工作站、辦公樓監視終端、通訊服務器、網絡設備、GPS 時鍾、打印機等
現地控製單元(LCU)包括三套機組LCU (LCU1-LCU3)、一套開關站及公用設備LCU (LCU4) 、一套小機LCU (LCU5)。 LCUwanchengduijiankongduixiangdeshujucaijijishujuyuchulijiyuqitadianzhanshebeidetongxun,fuzexiangwangluochuansongshujuxinxi,bingzidongfucongtiaoducengshangweijideminglingheguanli。tongshigeLCU也具有控製、調節操作和監視功能,配備有本地操作按鈕和指示元件,當與上位機係統脫機時,仍具有必要的監視和控製功能。LCU采用PLC直接上以太網的方案。
現地控製單元包括:可編程序控製器、現地人機接口、同期裝置、交流采樣設備、轉速裝置及多功能電度表、嵌入式通信控製器、溫度采集設備、電源、機櫃、繼電器及按鈕開關、光字等
LCU可編程序控製器完成係統的數據采集及設備的調節與控製(包括順控)。控製器不僅實時性指標高,還應具有可靠性高等特點。LCU采用BITC MX9300係列PLC。該係列PLC針對水電需求,由BITC與惠朋公司(VIPA GmbH)聯合設計,在德國加工生產。
各LCU 的PLC配置的I/O點設計點數如下:
以機組單元為例,具體配置如下:
主(1#)機箱(BITC MX9300)
擴展(2#)機箱(BITC MX9300)
DP: MX 353-1AG01 RTD: MX 331-7KF01 RTD: MX 331-7KF01 RTD: MX 331-7KF01 RTD: MX 331-7KF01 DO: MX 322-1BL00 DO: MX 322-1BL00 DO: MX 322-1BL00 DO: MX 322-1BL00
CPU模塊:MX315-2AG10,含以太網接口;32點開關量輸入模塊:MX321-1BL00,6塊;32點開關量輸出模塊:MX322-1BL00,4塊;8點模擬量輸入模塊:MX331-7KF01,2塊;4點溫度量模塊:MX331-7KF01,6塊;MX9300的編程軟件采用SW873,該軟件支持WinPLC7(STL,FBD,LAD) 編程。
3.係統特點及功能
LCU是一套完整的計算機控製係統。與係統聯網時,作為監控係統的一部分,實現係統指定的功能。而當LCU與係統脫離時,則能獨立運行,實現LCU的現地監控功能,並確保被控設備的安全穩定運行。LCU的基本功能如下:
PLC完成各種數據采集與預處理功能。事件順序記錄功能。數據通訊與網絡通訊功能。運行工況的轉換,LCU可完成各類設備的運行工況轉換,如機組的運行工況轉換,斷路器的分合,設備運行方式的轉換等。LCU現地人機聯係功能。係統硬件及軟件診斷與自恢複功能。時鍾同步功能。通過硬件和軟件同步手段,實現係統時鍾同步。
機組現地控製單元(LCU) 控製與調節功能:機組開、停機順序控製:包括單步控製和連續控製兩種順控方式;機組事故停機及緊急停機控製;機組輔助設備的控製;發電機出口斷路器的分/合操作;主變中性點接地開關的分/合操作;機組有功功率調節;機組無功功率/電壓調節;各種整定值和限值的設定;機組的自動/手動準同期並網操作;機組進水口閘門控製;水力機械保護功能。
公用設備/開關站現地控製單元(LCU) 控製操作功能:開關站現地/遠方控製方式的切換操作;開關站各斷路器的分/合操作;開關站各隔離開關的分/合操作;開關站各接地開關的分/合操作;開關站各斷路器的自動準同期合閘操作;廠用電進線及斷路器的分/合操作;廠用電各種運行方式的確定及備用電源自動投入。
4.係統運行
象山電廠監控係統2007年已改造完畢,H9000監控係統已全部投入使用,完全達到了設計要求,各種設備目前運行穩定可靠。
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