2022年某水电站一水轮机机组现场LCU的设计 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 某水电站一水轮机机组现场 LCU的设计 摘 要：水电站运算机监控系统利用自动掌握、运算机技术实现整个电站的 自动化监测和掌握目标,提高电站掌握的安全性、牢靠性,实现工程治理的科学 化、现代化,充分发挥枢纽工程经济效益和社会效益；本文通过对于丹竹水电 站现地掌握单元的讨论,确保系统的经济有用、安全牢靠、技术先进、易于维护键,提升地自动化元、信息化水准平；关词：现控制单；顺序控制；同期1 前言广东省梅县丹竹水电站位于梅州市境内,是梅江干流中的一个梯级；电站内装设 4 台灯泡贯流式水轮发电机 组；单机容量为8500KW,发电机额定电压6.3KV,额定

2、功率因素0.9 ,电站采纳扩大单元（两机一变）接线方案；电站共装设 2 台主变压器,高压侧电压为 110KV,两回 110KV线路接入梅州 110KV电网；该电站机组已经投产发电；配置五套 LCU,分别为机组 LCU1, 机组 LCU2, 机组 LCU3, 机组 LCU4,和公用 / 厂用电 / 开关站 LCU；全部 LCU均以 GE90-30PLC为核心进行实时数据采集和处理,次序掌握,和供应（机组）有 / 无功调剂,事故追忆和供应现地 人机界面 等功能；在 PLC梯形规律编写和调试过程中,充分考虑了软件的可移植性和通用性,软件按功能划分,既为一个整体又相互独立；系统接受梯调的调度指令,实现

3、AGC、AVC、厂内经济运行、自动监测和闭环控制,提高电厂运行经济效益,提高电厂安全运行水平,改善职工运行条件及提高电能生产的质量；现地级监控层LCU直接掌握和监视主设备的运行,在整个系 统 中 , 它 作 为 一 个 智 能 终 端 , 但 也 可 以 作 为 独 立 的 装 置 单 独 运 行 ；2 现开数地关级量机组集LCU及及的功能2.1 据采采集处理1 处理状态开关量的采集及处理：机组LCU 按周期扫查全部开入量,进行状态检查,更新数据库,在开关量发生变位时,可以产生大事记录,并依据掌握流程进行 动作处理或接点复归处理；处理内容事先由设计人员依据机组的运行要求编写在掌握流程之中；当事

4、故类信号变位时,LCU 依据流程掌握机组进行事故停机；如属于故障类信号变位时,LCU 就进行登录和报警处理；全部大事记录,流程的执行情形不仅储存于机组 LCU,仍全部送厂级监控层；在状态开关量中,有一种综合开关量,这实际是一种如干个开入量按肯定规律关系得到的一个中间变量,此量可供其他LCU或装置使用,如机组空载状态,机组发电状态等即属于这一类,往往以开出的方式引出,或仅作为 LCU 本身内部的一个宏变量供流程使用；机组 LCU状态开关量共有 90 多个,这些量包括：断路器的开 /合 , 导 叶 的 位 置 , 油 位 的 高 低 , 油 泵 的 启 、 停 等 ；中断开关量的采集与处理：中断开

5、关量具有中断才能,响应速度快（10ms）,可按其变位发生时间的先后形成大事次序记录；水轮机、发电机、瓦温过高、压力油泵、过速信号、机组的励磁、爱护等事故信号作为中断开关量输入,共20 多点；机组 LCU一旦收到这些说明机组发生事故的信号,会立刻中断当前的工 作 , 快 速 转 到 事 故 流 程 进 行 处 理 ； 并 按 要 求 形 成 事 件 顺 序 记 录 ；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 脉冲量采集与处理：每台机组LCU为 2 路脉冲量,分别采集机组有功和无功电度；脉冲信号分别取自有功及无功脉冲电度表,依据

6、每台机组的 PT/CT 变比和 脉冲电度表每度的脉冲个数,即可运算出每台机组的电度累加值；运算结果可 与 电 磁 式 电 度 表 计 值 进 行 比 较 和 修 正 , 以 保 证 计 量 的 准 确 性 ；2 模拟量采集与处理沟通模拟量：通过GE程 90-30 的 PTM模块实现机组的沟通采样,采集参数包括 ： 电 压 、 电 流 、 有 功 、 无 功 、 频 率 、 功 率 因 素 等 电 量 ；一般模拟量：主要包括直流电量及非电量性模拟量（温度量除外）,主要有：转子电流及电压、导叶开度、差压、机组的工作水头等信号；这些信号由变送器转换为420mA信号供PLC采集；温度量：温度量将采纳4

7、8 路智能温度巡检装置进行采集,采纳二线制接线方式输入,测温电阻为 PT100,采集对象包括水轮发电机空气冷却器、发电机定子、轴承等共计 30 多路；温度巡检装置依据测温电阻在不同的温度下具有不同电阻值的原理,将电阻转换成相应的电量供运算机处理；PLC 将通过 RS485 接口定时进行采集；依据运行需要,设置以上模拟量低低限（LL）、低限（ L）、高 限 （ H） 、 高 高 限 （ HH） 报 警 值 , 系 统 提 供 越 复 限 报 警 及 处 理 功 能 ；2.2 控制与操作机组 LCU可以接受上位机或LCU操作面板上的输入命令,执行相应操作；机组LCU 都是通过其开出继电器的空接点去

8、动作现场设备,共使用单接点形式的开 出点 50 多点,分别作用于各种管路的电磁阀、电路的断路器、高压油泵、润滑油泵 、 漏 油箱油 泵 的电 动 机等现 地 设 备输 入 点 ；机组的控制操作需要编写以下主要流程：1 机组次序掌握流程；该流程包括以下几种工况：停机空载；空载发电；发电空载；故空载停机；2 发紧急停机流程程；3 电组事报警流；4 发电组事故报泵警及停机流程；5 高压顶起油泵控制流程；6 润滑油泵控制流程；7 漏油箱油控制流程；8 故障、事故音响处理流程；9 机其它功流程调；2.3 组的有和无功节LCU 装置对机组有功（ P）、无功（ Q）调剂是依据LCU 掌握面板或主机设置的P、

9、Q 值,通过对机组的导叶开度和励磁电压进行调剂,使机组按给定的 P、Q值运行；对于 P、Q 的调剂, LCU输出的调剂量采纳脉宽的方式,调剂脉冲均通过中间继电器输出给微机调速器和微机励磁调剂器,在P、Q的调剂中仍设立了名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 发电机电压、电流、 P、Q 负荷差等多种调剂爱护,确保P、Q 调剂在安全的范围内进行； PLC 直接通过以太网与厂级网络进行通讯,可确保当现地 LCU 中操作面板显现故障,监控系统仍能从远方监控所控设备（包括机组开、停机控制、增减有、机无功率接等）；2.4 人口机组 L

10、CU配置操作面板作为人机交互的窗口；运行人员通过操作面板可以进行机组的启、停,断路器的分、合,有功、无功的给定等多种操作；对于操作中的错误或不合法的命令,LCU 拒绝掌握命令的执行；对合法的命令,显示掌握的过程及最终结果；在操作面板上可对机组的动作情形和当前的工作状态以及各种电流、电压量、温度量、有功、无功值进行监视,LCU 的这种完整的操作显示功能使它即使脱离上位机仍能独立运行；操作面板发生故障,不影响系统的正常运行,主机仍能对机组LCU进行监控；2.5 诊断功能机组 LCU具有对本身的硬件及各掌握单元进行全面的爱护性自我检验功能,并依据检验结果实行相应的爱护性措施,防止显现不良结果；告诊断

11、的结果,依据自诊断记录,值班爱护人员可以明白LCU 同时向主机报 LCU装置工作是否良好,指通导处理异常功情况；2.6 信能1 机组 LCU与厂级监控层的通信；通过以太网实现,通信的主要内容有：将LCU 采集到的各种信息、正在执行的掌握操作、内部自诊断结果即时送上主机；接受主机的时间设定值和 GPS时钟同步信号；接受主机的 P、Q设定值及控制 命 令 等；2 机组 LCU与微机爱护装置的通信；通过 RS485总线将运行状态、报警等 信号 采 集 并 传 送 到 厂 级 监 控 层 主 机；3 与其他设备的通信； LCU 能够通过硬布线的方式,将调速器、励磁装置的运行 状 态 、 报 警 等 信

12、 号 采 集 并 传 送 到 厂 级 监 控 层 主 机 ；2.7 准同期功能机组 LCU上装的微机准同期装置可以万无一失地捕获到第一次显现的准同期时机,而且能肯定保证发电机在无相差的情形下并入电网；由于采纳深圳智能公司生产的最新型的SID-2CV 全中文智能准同期装置,主机和LCU可通过 RS485接口与准同期装置直接通信,实行远程监视；3 公用和开关站LCU功能由于公用和开关站LCU采纳与机组 LCU相同的掌握结构及设备,因此,其数据采集与处理,掌握与操作,人机接口,自诊断,通信等方面的基本功能,与机名师归纳总结 组 LCU 大致相同；公用LCU 有两面盘柜,第一面盘柜主要安装PLC、操作

13、面第 3 页,共 4 页板,完成数据采集和掌握；其次面盘柜主要安装全部开出量中间继电器、GPS、线路准同期装置等；综合电量变送器安装在开关站现地屏上；UPS及电池安装于计算机室；3.1 公用LCU监控工程- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1） 2 台厂用变高低压侧断路器；主变的高低压侧断路器、隔离开关及隔离刀闸； 2 回 110KV断路器、隔离开关及隔离刀闸；400V厂用电 I -II 段母线联络开关；厂用电至闸坝的电源断路器；6.3KV 母线至船闸的电源断路器；10KV外 接 电 源 变 压 器,高 低 压 侧 断 路 器；2） 12 号技术供水水泵

14、； 12 号渗漏水泵； 12 号消防泵； 12 号中压气机；12 号低压气机；火灾报警掌握器总火警信号；对12 号技术供水水泵、 12号渗漏水泵、 12 号中压气机、 12 号低压气机等公用设备的数据采集,公用LCU可通过 Genius 总线和以上设备相联；在公用 LCU的 I/O 点设计时暂不考虑；3 ）上 下 游 水 位 ； 上 下 游 水 位 差 ； 直 流 母 线 电 压 ；4） 12 号厂变； 12 号船闸变的有功电度；110KV 线路的有功及无功电度；12 号主变高压侧有功及无功电度；有功及无功电度的测量方法同机组 LCU；3.2 公 用 LCU 控 制 流 程主 要 控 制 流

15、程 有 以 下 几 个：厂 变 高 压 侧 断 路 器 控 制 流 程；厂 用 电 I、II 分 段,断 路 器 控 制 流 程；110KV 线 路 断 路 器 控 制 流 程；110KV 线 路 隔 离 刀 闸 控 制 流 程；主 变 110KV 高 低 侧 断 路 器 控 制 流 程；主 变 110KV 高 低 侧 隔 离 刀 闸 控 制 流 程；故 障、事 故 音 响 处 理 流 程；4 结 束 语广东省梅县丹竹水电站运算机监控系统在系统实施过程中广泛应用了自动掌握技术、运算机技术、数据库技术、总线技术等,提升了整个水电站的自动化监测和掌握水平,提高了系统掌握的安全性、牢靠性,实现了工程治理的科学化、现代化,充分发挥了工程经济效益和社会效益；从现在已投入的系统运行来看,技术先进、可行、稳固,为国内外同类型的水电站工程运算机技术推广应 用 提 供 尝 试；参 考 文 献：1 计 算 机 控 制 技 术 与 系 统 吕 振 中 中 国 电 力 出 版 社 , 2000 2 水 电 厂 计 算 机 监 视 与 控 制 王 定 一 中 国 电 力 出 版 社 , 2001, 8 3 网络交换 Karen Webb人民邮电出版社, 1998名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页