900水電站綜合自動化系統

900水電站綜合自動化系統


900系列水電站微機綜合自動化控制系統是集計算機監控、數據采集與處理、順序控制、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一體的綜合發電控制裝置。PLC以及現場總線網絡等先進技術,優化了系統結構,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優選擇。研發生產的900水電站綜合自動化系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。
水電站自動化水電站自動化
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系統特點

該系統集多種功能于一體,采用分層分布式結構,模塊化設計,以工業級微機為上位機,以可編程序邏輯控制器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)等構成當地控制測量單元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系統的靈活性和可靠性。

  系統優點:

2.1 水電機組自動化全面集成
在本系統中,數據采集與處理、順序控制、勵磁調節、轉速調節、自動準同期、機組測速、功率調節、水機控制等多項功能集為一體。在結構上,做到獨立與分散相結合。
一臺發電機組的全部自動裝置僅占兩面屏,設備投資降低。由于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)”創造了更好的條件。
2.2結構合理
900系統軟硬件根據中小型電站的實際情況,采用控制理論中先進的分層分布式智能結構,整個系統層次清晰、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,900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?,F場總線的應用,使得控制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、順控流程編制、參數設置、報警定義等組態工作。
2.5 開放式系統
既便于功能和硬件的擴充,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,使系統能適應功能的增加和規模的擴充;
2.6 擴展靈活
900系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,并留有充足的備用和可擴充容量,該系統還能與調度系統聯網通訊,實現更高層次上的擴展。
2.7 高度可靠的電源系統
每一功能結構均采用雙路電源輸入,各功能單元的電源互相獨立。開入、開出、通訊等方面用到的所有輔助電源全部冗余配置。

  系統功能

主控層為電站實時監控中心,負責全廠自動化功能、歷史數據處理以及全廠的人機對話等。
3.1 其功能分配及實現
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制;
④運行日志、電能量、故障次數、操作次數的統計和報表;
⑤主設備參數設置及修正;
⑥系統故障在線診斷;
⑦與上級部門通信及信息交流。
現地控制層所負責的是,本單元生產過程的實時數據采集及預處理、狀態監視、調整和控制、操作以及與上位機的通信等 。功能分配及實現:
①本單元生產過程的實時數據采集及預處理;
②通過現地人機接口對本單元生產過程進行就地調整和控制、操作;
③對本單元生產過程歷史事件進行記錄;
④自診斷及自恢復;
⑤與上位機通信中斷時獨立報警;
⑥與勵磁裝置、調速器、微機保護裝置以計算機通信接口方式交換信息;
⑦采集到的數據和信息傳送給上位機,同時接受上位機的命令。
3.2 順序控制操作
順序控制操作功能可實現一鍵完成機組自動開機或停機、各種工況的轉換、緊急停機,以及開關、刀閘、閘門以及各種輔助設備的操作。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、無沖擊的自動準同期并網操作;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
通過連接的勵磁柜,可實現自并勵機組或帶直流勵磁機的同步發電機組的勵磁調節控制功能。
3.5 調速功能
通過連接的的調速器柜,可實現對水輪發電機組的調速控制。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、導葉開度調節等控制功能。
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面的P 、Q 設值,進行有功功率、無功功率的自動調節,并具有必要的有功功率、無功功率調節的保護、限制功能。
3.7 保護功能
綜合自動化系統中中包括發電機、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、發電機后備保護、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 發電機后備保護單元(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、主變高后備保護、主變低后備保護;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/低后備保護單元(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
綜合控制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、并能輸入控制和負荷調節命令。
3.10 自診斷
綜合控制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警信息。

  系統結構與配置

900系列水電站微機綜合發電控制系統既可作為發電機組LCU(現地控制單元)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共同組成一套完整的水電廠計算機監控系統。
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 路開關量空接點輸入,負邏輯,采樣電平DC24V 。
64 路開關量輸入模塊。64 路開關量空接點輸入,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。

 

主要技術指標
 

電源

交流/直流220V 或110V,允許偏差+20%,-15%。
 

工作環境

海拔高度:≤5000 米
環境溫度:0 °C ~50 °C
相對濕度:20%-90%(無凝結)
振動:振動頻率在10Hz~150Hz 范圍內,加速度幅度值≤10.0 m/s 

 

絕緣電阻

交流回路外部端子對地的絕緣電阻不小于10MΩ
不接地直流回路對地的絕緣電阻不小于1MΩ
 

介電強度

500V 以下,60V 以上端子與外殼間應能承受2000V,1min
 

開關量輸入

事件分辨率:<5mS
現場信號:無源空接點
 

開關量輸出

繼電器接點輸出,接點容量:220VDC/5A
 

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
 

溫度量輸入

測溫電阻類型:Pt100,Cu50,Cu53 等
測量精度:0.5%
采集周期:2s
 

自動準同期

允許電壓差:<10%(范圍可設)
允許頻率差:0.2Hz(范圍可設)
合閘誤差角:<3 o
 

保護定值

1 定值誤差
電流/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
2 精確工作范圍
保護電流:0.5A ~100A
保護電壓:1V ~120V
監控電流:0.05A~6A
監控電壓:0.5V ~120V
頻率:45Hz ~55Hz
 

測量精度

(1)模擬量精度
電流、電壓、功率因數 <<0.2%
功率 <<0.5%;
頻率 <<0.01Hz
(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)控制操作正確率100%
(6)遙控動作成功率 100%
 

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 電快速瞬變脈沖群抗擾度:3 級(電壓峰值2kV;重復頻率5kHz)
(5)GB/T17626.12 振蕩波抗擾度:3 級(共模2.5kV;差模1Kv)
 

系統平均無故障間隔時間(MTBF)

現地控制裝置 >50000 h 

 

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