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  • 產品名稱: 水電站綜合自動化監控係統
  • 產品編號: 4-004
  • 上架時間: 2014-07-15
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一、概述
    我國小水電資源非常豐富,居世界第,全國近1/2地域、1/3縣和1/4人口主要靠中小水電供電。但多數小水電站沿襲幾十年來的貫模式,采用常規設備與技術,自動化程度低下,元器件繁多,體積龐大,操作複雜,維護困難,發揮不了應有的生產效益,也實現不了中小電阿或地方電網的調度自動化。
    發達國家小水電站技術和設備先進可靠,自動化程度高,實現無人值班。發展中國家由於經濟等原因,小水電站很少采用自動控製技術,即使有也大多從美國或歐洲國家進口。近幾年,國內不少廠家開發了小水電站的自動控製係統,並在經濟發達的東部沿海地區得到了大力推廣應用,但是,自動化這先進的技術卻無法在經濟欠發達的西部地區得到推廣,主要原園還是自動控製係統價格偏高。分析價格,在目前采用的集成型自動控製係統模式下,降價空間已非常小,必須從設計的理念上進行創新,開發擁有自主知識產權且適合我國特點的小水電站新型監控設備,使性能和價格都可以滿足經濟欠發達的西部地區的小水電站要求,並為小水電代燃料生態保護工程和農村水電現代化提供技術支持。
    二十世紀九十年代,隨著計算機和信息產業技術的進步以及電力事業的蓬勃發展,對水電站自動化提出了越來越高的要求。“無人值班(少人值守)”的工作自1994年開展已有十年,並取得了很大的成績,30多個大中型水電廠已通過原國電公司組織的無人值班驗收,電廠技術和管理水平大大提高,減人增效成果顯著。但對於國內已建和正在建設的大批中小型水電站由於資金原因以及缺乏可供選用的性能價格比合適的自動化設備,其自動化水平的提高和“無人值班(少人值守)”的實現還有很多工作要做。
  水電站自動控製功能包括機組的數據采集和順序控製、勵磁、調速、自動準同期等,以及各設備的保護,再加上風、水、氣、油、廠用電等輔設係統,中小水電站提高自動化水平,實現無人值班有重大的意義。
    63C10係列水電站微機綜合發電控製係統就是在這樣的背景下研製開發的,它是集計算機監控、數據采集與處理、順序控製、勵磁、調速、自動準同期、測速、功率調節、水機及電氣保護等多項功能為體的綜合發電控製裝置。PLC以及現場總線網絡等先進技術,優化了係統結構,大大降低了投資成本,是中小型水電站自動化改造和建設的最憂選擇。
    6300係列水電站微機綜合發電控製係統已經在國內雲南、廣西、四川、重慶、甘肅、浙江、江蘇、山東、遼寧等多個省在運行;穩定的性能、可靠的質量、良好的服務得到了業主的一致肯定。
    6300係列水電站微機綜合發電控製係統以其全新的理念和優越的結構、性能,已經成為中、小型水電站的首選產品。

 

二、係統特點
    該係統集多種功能於體,采用分層分布式結構,模塊化設計,以工業級微機為上位機,以可編程序邏輯控製器PLC、微機保護裝置、智能采集與遠傳裝置RTU(如智能電參數測量儀、溫度巡檢儀及其它的智能采集與遠傳裝置)等構成當地控製測量單元LCU,以此作為下位機主體設備單元,這種配置極大地提高了該係統的靈活性和可靠性。
  6300係列水電站微機綜合發電控製係統具有以下特點:
2.1水電機組自動化全麵集成
  在本係統中,數據采集與處理、順序控製、勵磁調節、轉速調節、自動準同期、機組測速、功率調節、水機控製等多項功能集為一體。在結構上,做到獨立與分散相結合。
    台發電機組的全部自動裝置僅占兩麵屏,設備投資降低。由於各功能單元有機結合,其性能得到充分發揮,為“無人值班(少人值守)”刨造了更好的條件。
2.2結構合理
    6300係統軟硬件根據中小型電站的實際情況,采用控製理論中先進的分層分布式智能結構,整個係統層次清晰、結構靈活、實用性強、擴展方便、性能價格比高。
2.3現場總線技術
    結合中小型水電站的特點,6300采用現場總線技術實現模塊的互連和信息共享,物理上僅需兩根信號線。現場總線的應用,使得控製設備之間的互連變得很簡單,大大節省設備之間的連接電纜,提高了可靠型。簡化了工程設計和現場施工及調試工作,縮短了工期。

2.4強大的組態和調試軟件
    用戶可以通過交互式軟件方便地實現硬件配置、數據庫生成和修改、順控流程編製、參數設置、報警定義等組態工作。
2.5開放式係統
    既便於功能和硬件的擴充,又能充分保護用戶的投資。分布式數據庫及軟件模塊化、結構化的設計,使係統能適應功能的增加和規模的擴充;
2.6擴展靈活
    6300係統的軟硬件均采用模塊化設計,可依據電站實際規模,靈活配置,並留有充足的備用和可擴充容量,該係統還能與調度係統聯網通訊,實現更高層次上的擴展。
2.7高度可靠的電源係統
    每功能結構均采用雙路電源輸人,各功能單元的電源互相獨立。開人、開出、通訊等方麵用到的所有輔助電源全部冗餘配置。
 

三、係統功能
  主控層為電站實時監控中心,負責全廠自動化功能、曆史數據處理以廈全廠的人機對話等。
 

3.1其功能分配殛實現
    1)全廠生產過程的運行參數的采集、處理
    2)全廠生產過程的安全監視和實時報警,
    3)主設備運行狀態的監視和主設備生產過程的遠方控製
    4)運行日誌、電能量、故障次數、操作次數的統計和報表
    5)主設備參數設置廈修正
    6)係統故障在線診斷
    7)與上級部門通信及信息交流。

 

3.2順序控製操作
  輔助設備的操作。該功能還包括對操作閉鎖條件的檢查、操作受阻時的自動處理和操作記錄。
 

3.3自動準同期功能
  能實現機組或線路開關的快速、準確、無衝擊的自動準同期並網操作支持多對象同期能自動記錄同期過程的波形。
 

3.4勵磁調節
  通過連接的勵磁櫃,可實現自並勵機組或帶直流勵磁機的同步發電機組的勵磁調節控製功能。

3.5調速功能
    通過連接的的調速器櫃,可實現對水輪發電機蛆的調速控製。調速單元采用變結構、變參數PID調節算法,具有頻率跟
蹤、負荷調節、導葉開度調節等控製功能。
3.6有功功率和無功功率的自動閉環調節功能
    可根據上位機或當地人機界麵的P、O設值,進行有功功率、無功功率的自動調節,並具有必要的有功功率、無功功率
調節的保護、限製功能。
3.7保護功能
    綜合自動化係統中中包括發電機、變壓器和線路的電氣事故保護及機組的溫度過高、過速、蠕動、事故低油壓等水機保
護功能。
    上述電氣事故保護功能由保護單元完成.水機保護功能則分別由其他單元完成。
 3.7.1發電機保護部分
    完整的發電機保護分三個單元發電機差動保護、發電機後備保護、發電機接地保護保護功能如下
  3.7.1.1發電機差動保護單元(詳見相關說明書)
  3.7.1.2發電機後備保護單元(詳見相關說明書)
  3.7.1.3發電機接地保護單元(詳見相關說明書)
 3.7.2主變保護部分
  完整的主變保護分三個單元.主變差動保護、主變高後備保護、主變低後備保護保護功能如下.
  3.7.2.1主變差動保護單元[詳見相關說明書)
  3.7.2.2主變高/低後備保護單元(詳見相關說明書)
 3.7.3線路保護單元(詳見相關說明書)
 3.7.4站用變保護單元(詳見相關說明書)

3.8通信功能
    綜合控製裝置配置了以太網接口和多個串行口,具有與上位機或其他智能設備通信的功能。
3.9人機接口
    通過液晶觸摸屏可顯示主要參數、狀態和報警信息、並能輸^控製和負荷調節命令。
310自診斷
    綜合控製器各功能單元都具有智能自診斷功能,當出現硬件或軟件故障時將產生自診斷和報普信息。
 

四、係統結構與配置
  6300係列水電站微機綜合發電控製係統既可作為發電機組LCU(現地控製單元)也可作為開關站/公用設備LCU或壩區/閘門LCU,與上位機和網絡設備其同組成套完整的水電廠計算機監控係統。其中各LCU的功能單元可以根據需要配置。當地人機接口單元可選配6英寸或10英寸液晶觸摸屏。
  典型配置各個模塊配置說明
  12路模擬量輸入(量程:0mA~20mA,0V~5V)
  12路RTD輸入
  36路開關量輸入模塊。32路開關置空接點輸入,負邏輯,采樣電平DC24V。
  64路開關量輸入模塊。64路開關量空接點輸^,負邏輯,采樣電平DC24V。
  36路開關量輸出模塊32路光隔輸出,負邏輯,負載電平DC24V。
  帶開出返讀功能,具有開出電源自動投切功能。
  根據各項目具體要求以上配置可做相應調整。

 

五、主要技術指標
5.1電源
    交流/直流220V或11V,允許偏差+20%,-15%。
5.2工作環境
  海拔高度≤5000米
  環境溫度-0℃~50℃

  相對濕度20%-90%(無凝結)
  振動振動頻率在10Hz~150Hz範圍內.加速度幅度值≤10.0m/s
5.3絕緣電阻
    交流回路外部端子對地的絕緣電阻不小於10MΩ

    不接地直流目路對地的絕緣電阻不小於1MΩ
5.4介電強度
    500V以下,60V以上端子與外殼間應能承受2000V,1min
5.5開關量輸入
  事件分辨率:<5mS
  現場信號無源空接點
5.6開關量輸出
  繼電器接點輸出,接點容量:220VDC/5A

5.7模擬量輸入
  直流信號:0mA~20mA,0V~5V等
  交流信號:PT:0V~100V,CT 0A~5A(或0A~1A)
  測量精度:交流量及直流量電流、電壓0.5%,交流功率1%,頻率0.02Hz
  采集周期:1s~2s
5.8溫度量輸入
  測溫電阻類型:Ptl00,Cu50,Cu53等
  測量精度:0.5%
  采集周期:2s
5.9自動準同期
    允許電壓差:<10%(範圍可設)
    允許頻率差:0.2Hz(範圍可設)
    合閘誤差角:<3。
5.1.0保護定值
  5.10.1定值誤差
  電澍電壓定值誤差:≤±3%整定值或±0.01額定值
  頻率定值誤差:≤±0.02Hz
  定時限時間誤差:≤±50ms
  反時限時間誤差:≤±3%或±50ms
  5.10.2精確工作範圍

保護電流O.5A~160A
保護電壓1v~1 20V
監控電流0.05A~6A
監控電壓0.5V~120V
頻率45Hz~55Hz
5.11測量精度
    (1)模擬量精度
    電流、電壓、功率因數<<O.2%
    功率<<O.5%.
    頻率《《O.01 Hz
    (2)順序記錄分辨率(SOE):<1ms
    (3)遙脈分辨率:≤2ms
    (4)遙測刷新率:≤2s
    (5)控製操作正確率:100%
    (6)遙控動作成功率:100%
5.12抗擾度
    (1)GB/T17626.2靜電放電抗擾度(接觸放電):3級(4kV)
    (2)GB/T17626.6射頻場感應的傳導騷擾抗擾度:3級(10V)
    (3)GB/T17626.3射頻電磁場輻射抗擾度:3級(10V/m,80MHz~1000MHz)
    (4)GB/T17626.4電快速瞬變脈衝群抗擾度:3級(電壓峰值2kV重複頻率5kHz)
    (5)GB/T17626.12振蕩波抗擾度:3級(共模2.5kV;差模1Kv)
5.13係統平均無故障間隔時間(MTBF)
  現地控製裝置>50000h

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