水电站监控系统学习教案.pptx

《水电站监控系统学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水电站监控系统学习教案.pptx（141页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1水电站监控水电站监控(jin kn)系统系统第一页，共141页。主要主要(zhyo)组组成部分成部分n n1，水电站的类型；，水电站的类型；n n2，水电站综合自动化系统的，水电站综合自动化系统的组成；组成；n n3，上位机系统的组网类型；，上位机系统的组网类型；n n4，下位机系统组成（，下位机系统组成（LCU）；）；n n5，计算机监控，计算机监控(jin kn)软软件介绍；件介绍；n n6，触摸屏监控，触摸屏监控(jin kn)软软件介绍；件介绍；第1页/共141页第二页，共141页。一、水电站的一、水电站的类型类型(lixng)第2页/共141页第三页，共141页。一、水电站的

2、类型(lixng)1、坝式水电站、坝式水电站2、河床式水电站、河床式水电站3、引水式水电站、引水式水电站4、储能、储能(ch nn)水电站水电站5、潮汐电站、潮汐电站6、虹吸式水电站、虹吸式水电站第3页/共141页第四页，共141页。坝式水电站n n坝式水电站靠坝来集中水头(shutu)；n n水电站厂房位于非溢流坝坝趾处。n n如丹江口水电站、三峡水电站丹江口水电站丹江口水电站第4页/共141页第五页，共141页。坝式水电站坝式水电站结构结构(jigu)第5页/共141页第六页，共141页。三门峡水电站三门峡水电站第6页/共141页第七页，共141页。三峡三峡(sn xi)水电站水电站第7页

3、/共141页第八页，共141页。河床(hchung)式水电站n n位于河床(hchung)内的水电站厂房本身起挡水作用，从而成为集中水头的挡水建筑物之一；n n一般见于河流中、下游，水头较低，流量较大；n n如广西西津水电站 第8页/共141页第九页，共141页。西津（河床西津（河床(hchung)(hchung)式）水电式）水电站站第9页/共141页第十页，共141页。西津（河床西津（河床(hchung)(hchung)式）水电站平式）水电站平面布置图面布置图第10页/共141页第十一页，共141页。西津（河床西津（河床(hchung)(hchung)式）水电站式）水电站厂房横剖面图厂房横剖

4、面图 第11页/共141页第十二页，共141页。葛洲坝水电站（河床(hchung)式）第12页/共141页第十三页，共141页。引水(ynshu)式水电站 引水式水电站的引水道较长，并用来集中水电站的全部或相当大一部分水头。根据(gnj)引水道中的水流是有压流或明流，又分为有压引水式水电站及无压引水式水电站这种水电站常见于流量小、坡降大的河流中、上游或跨流域开发方案，最高水头已达1767m（奥地利莱塞克水电站），我国广西天湖水电站最大静水头也达1074m。第13页/共141页第十四页，共141页。有压引水有压引水(ynshu)式水电站示意图式水电站示意图 第14页/共141页第十五页，共141

5、页。无压引水(ynshu)式水电站示意图 第15页/共141页第十六页，共141页。广西天湖水电站（引水(ynshu)式）第16页/共141页第十七页，共141页。北京(bi jn)下马岭引水电站第17页/共141页第十八页，共141页。储能(ch nn)水电站1 1，抽水蓄能电站是抽水蓄能电站是以水体为储能介以水体为储能介质，起调节作用。质，起调节作用。主要解决电力系主要解决电力系统的调峰问题；统的调峰问题；2 2，建筑物组成包括：，建筑物组成包括：上下两个水库，上下两个水库，用引水建筑物相用引水建筑物相连，蓄能电站厂连，蓄能电站厂房建在下水库处，房建在下水库处，采用采用(c(c iyng)

6、iyng)双双向机组；向机组；第18页/共141页第十九页，共141页。储能电站(din zhn)的工作过程 抽水蓄能和放水发电两个过程：抽水蓄能和放水发电两个过程：抽水蓄能和放水发电两个过程：抽水蓄能和放水发电两个过程：抽水蓄能：系统负荷低时（一般为夜晚），利用系统多余的电能带动泵站机组抽水蓄能：系统负荷低时（一般为夜晚），利用系统多余的电能带动泵站机组抽水蓄能：系统负荷低时（一般为夜晚），利用系统多余的电能带动泵站机组抽水蓄能：系统负荷低时（一般为夜晚），利用系统多余的电能带动泵站机组(jz(jz)将下库的水抽到上库将下库的水抽到上库将下库的水抽到上库将下库的水抽到上库(电动机电动机电动机

7、电动机+水泵水泵水泵水泵)，以水的势能形式贮存起来；以水的势能形式贮存起来；以水的势能形式贮存起来；以水的势能形式贮存起来；放水发电：系统负荷高时（白天），将上库的水放下来推动水轮发电机组放水发电：系统负荷高时（白天），将上库的水放下来推动水轮发电机组放水发电：系统负荷高时（白天），将上库的水放下来推动水轮发电机组放水发电：系统负荷高时（白天），将上库的水放下来推动水轮发电机组(jz(jz)()(水轮机水轮机水轮机水轮机+发电机发电机发电机发电机)发电，以补充系统中电能的不足。发电，以补充系统中电能的不足。发电，以补充系统中电能的不足。发电，以补充系统中电能的不足。第19页/共141页第二十页

8、，共141页。潮汐(chox)电站 利用潮水涨、利用潮水涨、利用潮水涨、利用潮水涨、落产生的水位落产生的水位落产生的水位落产生的水位差所具有势能差所具有势能差所具有势能差所具有势能来发电的，也来发电的，也来发电的，也来发电的，也就是把海水涨、就是把海水涨、就是把海水涨、就是把海水涨、落潮的能量变落潮的能量变落潮的能量变落潮的能量变为机械能，再为机械能，再为机械能，再为机械能，再把机械能转变把机械能转变把机械能转变把机械能转变(zhu(zhu nbin)nbin)为为为为电能（发电）电能（发电）电能（发电）电能（发电）的过程。的过程。的过程。的过程。第20页/共141页第二十一页，共141页。最

9、大的最大的最大的最大的潮汐潮汐潮汐潮汐(chox(chox)电站电站电站电站法国法国法国法国朗斯电朗斯电朗斯电朗斯电站站站站第21页/共141页第二十二页，共141页。江厦潮汐江厦潮汐(chox)电站电站第22页/共141页第二十三页，共141页。虹吸式水电站 由前池底部通过拦污栅进入由前池底部通过拦污栅进入(jnr)(jnr)虹吸式虹吸式流道，越过驼峰后经过渐变段进入流道，越过驼峰后经过渐变段进入(jnr)(jnr)压压力水管，然后接入水轮机。力水管，然后接入水轮机。第23页/共141页第二十四页，共141页。虹吸式水电站工虹吸式水电站工作作(gngzu)原理原理 打开充水阀给压打开充水阀给

10、压力水管充水，同时打力水管充水，同时打开真空阀排出压力管开真空阀排出压力管内空气，待水管中水内空气，待水管中水位与前池水位相同位与前池水位相同（水轮机压力表指示）（水轮机压力表指示）时，关闭时，关闭(gunb)(gunb)充充水阀和真空阀，充水水阀和真空阀，充水结束。结束。开启水轮机导叶，开启水轮机导叶，水轮机旋转，使虹吸水轮机旋转，使虹吸管中形成水流，随着管中形成水流，随着导叶开度增大，虹吸导叶开度增大，虹吸管中水流增大，逐渐管中水流增大，逐渐形成虹吸。形成虹吸。第24页/共141页第二十五页，共141页。虹吸式水电站模型虹吸式水电站模型(mxng)第25页/共141页第二十六页，共141页

11、。二、水电站计算二、水电站计算机监控机监控(jin kn)系统的组成系统的组成第26页/共141页第二十七页，共141页。计算机监控计算机监控(jin kn)系统的组成系统的组成n n从结构上分：从结构上分：n nA A、上位机系统、上位机系统n n包含操作员工作站、数据服务器、包含操作员工作站、数据服务器、WebWeb服务器、调度服务器、服务器、调度服务器、通信工作站、工程师站、通信工作站、工程师站、On-callOn-call系统、通讯设备系统、通讯设备n nB B、下位机系统、下位机系统n n主控制器、同期装置、交流主控制器、同期装置、交流(jioli)(jioli)采样装置、开入开出采

12、样装置、开入开出设备、电源、按钮指示灯设备、电源、按钮指示灯n nC C、网络系统、网络系统n n包含交换机、路由器、防火墙、物理隔离装置等包含交换机、路由器、防火墙、物理隔离装置等第27页/共141页第二十八页，共141页。n n从产品功能上分：从产品功能上分：n nA A、硬件系统、硬件系统n n完成测量、运算、控制的一系列设备完成测量、运算、控制的一系列设备n nB B、软件、软件(run jin)(run jin)系统系统n n系统软件系统软件(run jin)(run jin)：Windows2000Windows2000、xpxp、unixunix、linuxlinuxn n应用软

13、件应用软件(run jin)(run jin)：数据库软件：数据库软件(run(run jin)jin)、监控软件、监控软件(run jin)(run jin)、通讯软件、通讯软件(run jin)(run jin)、调度软件、调度软件(run jin)(run jin)第28页/共141页第二十九页，共141页。计算机监控系统的发展计算机监控系统的发展(fzhn)历史历史n n1、1952年首先在工业生产自动化中实现自动测量(cling)和数据处理。n n2、1954年开始使用计算机进行闭环控制。n n3、1958年开始水电站计算机闭环定值控制。n n4、1966年开始试验计算机对生产过程的

14、最优控制。n n5、1974年美国大古力电站（600万千瓦）实现计算机闭环控制。第29页/共141页第三十页，共141页。n n6 6、我国、我国7070年代中期，首先在新安江电站对水轮发年代中期，首先在新安江电站对水轮发电机进行开机电机进行开机(ki j)(ki j)检测，最早实现计算机闭环控检测，最早实现计算机闭环控制的是广东流溪河电站。制的是广东流溪河电站。n n7 7、19841984年自动同期装置和微机调速器研制成功并年自动同期装置和微机调速器研制成功并投入运行。投入运行。第30页/共141页第三十一页，共141页。计算机监控系统计算机监控系统(xtng)的作用的作用n n1 1、自

15、动控制；发电、空转、空载、停机各状态转换、并、自动控制；发电、空转、空载、停机各状态转换、并网控制、自动负荷调节、辅助设备的控制。网控制、自动负荷调节、辅助设备的控制。n n2 2、最优发电控制；保证各机组合理的负荷分配、母线电、最优发电控制；保证各机组合理的负荷分配、母线电压控制、在高效率区间运行（压控制、在高效率区间运行（AGCAGC、AVCAVC）n n3 3、自动事故处理；通过编写的程序保证机组在非正常工、自动事故处理；通过编写的程序保证机组在非正常工况下的安全，如出现过速、过压、电气况下的安全，如出现过速、过压、电气(dinq)(dinq)保护、保护、机械事故等情况时的机组自动停机。

16、机械事故等情况时的机组自动停机。n n4 4、安全检测；对机组状态、水工建筑物等重要设备进行、安全检测；对机组状态、水工建筑物等重要设备进行安全检测、在线分析。安全检测、在线分析。n n5 5、经济运行；通过水文资料，进行正确的负荷预报。、经济运行；通过水文资料，进行正确的负荷预报。第31页/共141页第三十二页，共141页。如何学习如何学习(xux)计算机监控系统计算机监控系统n n如何学习本专业：如何学习本专业：n n1 1、熟悉主设备的工作原理。监控系统是为主设备服务、熟悉主设备的工作原理。监控系统是为主设备服务的。的。n n2 2、学会看二次图纸。原理图、接线图。不但要能看懂，、学会看

17、二次图纸。原理图、接线图。不但要能看懂，最主要的是能看出问题。最主要的是能看出问题。n n3 3、掌握相关硬件、掌握相关硬件(yn(yn jin)jin)的工作原理、接线方式。的工作原理、接线方式。n n如如PLCPLC、自动化元件、同期装置、交流采样装置。、自动化元件、同期装置、交流采样装置。n n4 4、掌握一定的软件技术。、掌握一定的软件技术。n n5 5、学习一定的理论知识，如自动控制原理、电力系统、学习一定的理论知识，如自动控制原理、电力系统自动装置。自动装置。n n6 6、学会自学。知识是不断进步的。、学会自学。知识是不断进步的。第32页/共141页第三十三页，共141页。n n对

18、于水电站这样一个具体的控制对象来水，计算机监控系统不能独立的来学习，我们常说的计算机监控不能仅仅是电脑、PLC之类的东西，实际上是计算机软件技术(jsh)和调速器、励磁、自动装置、自动化元件等共同构成的一个大的闭环控制系统，任何一个设备都会对计算机监控系统的功能产生影响。第33页/共141页第三十四页，共141页。三、上位(shn wi)机系统第34页/共141页第三十五页，共141页。监控系统监控系统监控系统监控系统(xt(xt ng)ng)分布方式分布方式分布方式分布方式n n1、集中控制。由一台或两台计算机完成对所有被控设备的远方集中控制和监视。n n2、分层分布式系统。整个系统从结构上

19、分为两层，电厂控制层和现地控制单元，现地控制单元负责数据采集和控制调节操作，电厂控制层则注重于统计分析和全厂性的控制。n n3、全分布式系统。在该系统中，网络上的所有设备被认为是一个个独立的结点(ji din)，该结点(ji din)存放与完成其结点(ji din)功能相关的数据库，不再设置一个总的数据库，某一结点(ji din)故障，不会对整个系统产生影响。第35页/共141页第三十六页，共141页。监控监控(jin kn)系统组网方式系统组网方式n n1、总线型（RS232、RS485、RS422)n n2、工业(gngy)以太网n na、单网n nb、双网n nc、单环网n nd、双环网

20、第36页/共141页第三十七页，共141页。现场现场(xinchng)总线网水总线网水电站系统图电站系统图第37页/共141页第三十八页，共141页。n n这种网络结构都采用这种网络结构都采用RS485RS485通讯接口，通讯波通讯接口，通讯波特率多在特率多在4800480019200bps19200bps之间，最远传输距之间，最远传输距离为离为10001000米左右，一般采用屏蔽双绞线或同米左右，一般采用屏蔽双绞线或同轴电缆作通讯介质。如果要将数据上传到调轴电缆作通讯介质。如果要将数据上传到调度中心，一般通过计算机上的度中心，一般通过计算机上的RS232RS232口，连接口，连接ModemM

21、odem（调制解调器），再远传到调度中心。（调制解调器），再远传到调度中心。n n对于某些小型水电站，由于被控制对象对于某些小型水电站，由于被控制对象(duxing)(duxing)的规模较小，所需实现功能也比的规模较小，所需实现功能也比较简单，另外投资额也较低，因此计算机监较简单，另外投资额也较低，因此计算机监控系统的设备尽可能地采用简化配置方式。控系统的设备尽可能地采用简化配置方式。第38页/共141页第三十九页，共141页。双前置双前置双前置双前置(qin zh)(qin zh)机现场总线网的结构机现场总线网的结构机现场总线网的结构机现场总线网的结构 第39页/共141页第四十页，共14

22、1页。这种网络结构也是采用RS485现场总线网，为了提高可靠性，采用了双前置机的通讯网络，两台前置机的数据是一样的，互为备用，即使有一台前置机出了故障，仍有另一台前置机工作，保证(bozhng)了数据的传输，提高了网络的可靠性。（如浪石滩电站采用单前置机）第40页/共141页第四十一页，共141页。以太网加现场以太网加现场(xinchng)总线网的总线网的结构结构 第41页/共141页第四十二页，共141页。目前，许多智能化产品如微机调速器、微机励磁系目前，许多智能化产品如微机调速器、微机励磁系目前，许多智能化产品如微机调速器、微机励磁系目前，许多智能化产品如微机调速器、微机励磁系统、全电子式

23、电度表、温度巡检仪、转速信号装置、统、全电子式电度表、温度巡检仪、转速信号装置、统、全电子式电度表、温度巡检仪、转速信号装置、统、全电子式电度表、温度巡检仪、转速信号装置、直流电源的通讯管理单元、各种直流电源的通讯管理单元、各种直流电源的通讯管理单元、各种直流电源的通讯管理单元、各种(zhn)(zhn)(zhn)(zhn)保护测控保护测控保护测控保护测控单元等等都采用单元等等都采用单元等等都采用单元等等都采用RS485RS485RS485RS485接口的通讯规约，没有以太网接口的通讯规约，没有以太网接口的通讯规约，没有以太网接口的通讯规约，没有以太网接口，这些装置要接以太网，必须用智能通讯设备

24、作接口，这些装置要接以太网，必须用智能通讯设备作接口，这些装置要接以太网，必须用智能通讯设备作接口，这些装置要接以太网，必须用智能通讯设备作规约转换，设备才能联网。规约转换，设备才能联网。规约转换，设备才能联网。规约转换，设备才能联网。该方案的特点是成本较低、性能可靠、系统响应速该方案的特点是成本较低、性能可靠、系统响应速该方案的特点是成本较低、性能可靠、系统响应速该方案的特点是成本较低、性能可靠、系统响应速度快。适用于通信协议复杂，协议数较多而度快。适用于通信协议复杂，协议数较多而度快。适用于通信协议复杂，协议数较多而度快。适用于通信协议复杂，协议数较多而PLCPLCPLCPLC通信通信通信

25、通信接口数较少，对监控系统要求较高的中小型水电站综接口数较少，对监控系统要求较高的中小型水电站综接口数较少，对监控系统要求较高的中小型水电站综接口数较少，对监控系统要求较高的中小型水电站综合自动化系统。（程江口合自动化系统。（程江口合自动化系统。（程江口合自动化系统。（程江口)第42页/共141页第四十三页，共141页。PLC直接(zhji)上单以太网的结构 第43页/共141页第四十四页，共141页。n n 这种网络的这种网络的PLCPLC均采用以太网接口，传输均采用以太网接口，传输(chun sh)(chun sh)速度为速度为10Mbps10Mbps100Mbps100Mbps，传输，传

26、输(chun sh)(chun sh)速度快，可靠性高。通讯介质可以速度快，可靠性高。通讯介质可以采用专用的以太网多股线，其传输采用专用的以太网多股线，其传输(chun sh)(chun sh)距离约为距离约为100100米左右；如果加一个光电转换器，米左右；如果加一个光电转换器，将电信号转换成光信号，就能采用光纤传输将电信号转换成光信号，就能采用光纤传输(chun sh)(chun sh)。光纤传输。光纤传输(chun sh)(chun sh)的距离远，而的距离远，而且不怕雷电干扰，可靠性高。且不怕雷电干扰，可靠性高。n n系统可靠性极高、性价比高，设备直接上网便系统可靠性极高、性价比高，设

27、备直接上网便于网络控制和管理，系统响应速度大大提高。于网络控制和管理，系统响应速度大大提高。适用于通信协议较少，对监控系统要求较高的适用于通信协议较少，对监控系统要求较高的中小型水电站综合自动化系统。中小型水电站综合自动化系统。第44页/共141页第四十五页，共141页。PLC直接直接(zhji)上双上双以太网的结构以太网的结构 第45页/共141页第四十六页，共141页。n n双以太网工作非常可靠，两网同时工作，互为双以太网工作非常可靠，两网同时工作，互为热备用，一个网络出了故障，另一个网络仍能热备用，一个网络出了故障，另一个网络仍能正常工作，并会发出告警信号，提醒维护人员正常工作，并会发出

28、告警信号，提醒维护人员进行维护。进行维护。n n采用采用(c(c iyng)iyng)智能嵌入式双以太网的切换时间智能嵌入式双以太网的切换时间约为约为150mS150mS。n n由于要组成双以太网，要求每一个设备都要有由于要组成双以太网，要求每一个设备都要有双以太网口，用此设备投资较大；双以太网软双以太网口，用此设备投资较大；双以太网软件要求更高，费用也较高，故一般适用于要求件要求更高，费用也较高，故一般适用于要求高的大中型水电站。高的大中型水电站。第46页/共141页第四十七页，共141页。单环冗余单环冗余(rn y)以太网以太网 第47页/共141页第四十八页，共141页。环行网络由多台交

29、换机连接成环行，设备连接到交换机上，在以太网交换机上配置生成(shn chn)树协议（）或快速生成(shn chn)树协议（）。安装了该协议后，环上的一个网段会自动从逻辑上阻塞变成一个备用的网段。如果某一个运行的网段出现故障，则阻塞的备用网段将会运行起来，使网络继续正常运转。（长潭河、浪石滩）第48页/共141页第四十九页，共141页。双环双环双环双环(shun(shun hun)hun)冗余以太网冗余以太网冗余以太网冗余以太网 第49页/共141页第五十页，共141页。单环拓扑只能提供传输媒体的冗余。双环拓扑单环拓扑只能提供传输媒体的冗余。双环拓扑可以建立一个具有冗余的网络设备的完全的冗余可

30、以建立一个具有冗余的网络设备的完全的冗余系统。例如，一个具有以太网冗余接口的工业控系统。例如，一个具有以太网冗余接口的工业控制制(kngzh)(kngzh)设备可以分别连接到两个以太网环上，设备可以分别连接到两个以太网环上，实现了以太网接口、交换机和媒体的完全冗余。实现了以太网接口、交换机和媒体的完全冗余。一旦检测到网络中断，将重新构建整个网络，一旦检测到网络中断，将重新构建整个网络，将网络切换到备份的通道上，保证数据交换不会将网络切换到备份的通道上，保证数据交换不会中断。网络重构时间小于。中断。网络重构时间小于。第50页/共141页第五十一页，共141页。大型大型(dxng)水电站计算机网络

31、结构水电站计算机网络结构 第51页/共141页第五十二页，共141页。大型大型(dxng)水电站计算机网络水电站计算机网络 北京中水科北京中水科 是一个大型水电站计算机监控系统，是一个大型水电站计算机监控系统，LCULCU采用了可编采用了可编程控制器直接上双以太网的方式，使程控制器直接上双以太网的方式，使LCULCU的可靠性大幅度提高，基本的可靠性大幅度提高，基本上可以满足下一阶段水电厂无人上可以满足下一阶段水电厂无人(w rn)(w rn)值班运行的要求。（长潭河）值班运行的要求。（长潭河）GE IFIX GE IFIX 在电力行业应用的非常广泛的工业控制软件（程江口）在电力行业应用的非常广

32、泛的工业控制软件（程江口）国电南自、南瑞等公司的监控系统国电南自、南瑞等公司的监控系统 系统支持系统支持DL476-92DL476-92、SC 1801SC 1801、CDC 8890 Type IICDC 8890 Type II、CDTCDT等传统远动等传统远动规约，而且研制开发了规约，而且研制开发了IEC 870-5IEC 870-5、TASE-2TASE-2规约通讯软件，形成了规约通讯软件，形成了较为完善的通讯软件包。较为完善的通讯软件包。第52页/共141页第五十三页，共141页。数字化水电站计算机网络结构数字化水电站计算机网络结构(jigu)第53页/共141页第五十四页，共141

33、页。数字化水电站计算机网络数字化水电站计算机网络1 1、数字化变电站、数字化水电站系统、数字化变电站、数字化水电站系统(xt(xt ng)ng)该由该由 ：智能化的一次设备；智能化的一次设备；网络化的二次设备；网络化的二次设备；自动化的运行管理系统自动化的运行管理系统(xt(xt ng)ng)组成。组成。2 2、一次设备（变压器、发电机、励磁设备、调速、一次设备（变压器、发电机、励磁设备、调速器、各种阀门、电动机、电容器、断路器、隔器、各种阀门、电动机、电容器、断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器等等）的信号回路和控制驱动回路均采

34、避雷器等等）的信号回路和控制驱动回路均采用微处理器和光电技术设计，并设有以太网通用微处理器和光电技术设计，并设有以太网通讯口。讯口。第54页/共141页第五十五页，共141页。数字化水电站计算机网络数字化水电站计算机网络3 3、电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防、电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防、电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防、电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及录波装

35、置、电压无功控制、同期操作装置以及录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的以太网网络通信，所有的连接全部采用高速的以太网网络通信，所有的连接全部采用高速的以太网网络通信，所有的连接全部采用高速的以太网网络通信，所有设备都

36、采用设备都采用设备都采用设备都采用IEC61850IEC61850变电站网络和系统通变电站网络和系统通变电站网络和系统通变电站网络和系统通讯规约。讯规约。讯规约。讯规约。4 4、电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行、电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行、电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行、电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；电站运行发生故障时能即时分流交换自动化；电站运行发生故障时能即时分流交换自动化；

37、电站运行发生故障时能即时分流交换自动化；电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出电站设备检修报告，处理意见；系统能自动发出电站设备检修报告，处理意见；系统能自动发出电站设备检修报告，处理意见；系统能自动发出电站设备检修报告，即常规的电站设备即常规的电站设备即常规的电站设备即常规的电站设备“定期定期定期定期(dngq)(dngq)检修检修检修检修”改变为改变为改变为改变为“状态检修状态检修状态检修状态检修”。第55页/共141页第

38、五十六页，共141页。水电站的水电站的ON-Call系统系统(xtng)第56页/共141页第五十七页，共141页。水电站的水电站的ON-Call系统系统(xtng)水电厂On-Call系统是近年来人们逐渐发展起来的技术，它与水电厂计算机监控系统相结合，利用无线寻呼技术、电话电信技术，将生产运行信息远传到相关人员的BP机、手机及固定电话上，并支持电话查询功能，从而克服了传输生产运行信息的时空限制，给水电厂的“无人值班(zh bn)”(少人值守)、安全生产，提供了有力的保证。第57页/共141页第五十八页，共141页。四、下位四、下位(xi wi)机系统机系统第58页/共141页第五十九页，共1

39、41页。机组(jz)LCU屏的作用n n现地控制单元：现地控制单元：n n1 1、完成原始数据采集、完成原始数据采集n n2 2、输出、输出(shch)(shch)逻辑控制逻辑控制n n3 3、当上位机系统故障或退出、当上位机系统故障或退出运行后能单独运行运行后能单独运行第59页/共141页第六十页，共141页。机组(jz)LCU的组成1 1 1 1、PLCPLCPLCPLC（可编程控制器），核心部件；完成机组的开、停机操作；（可编程控制器），核心部件；完成机组的开、停机操作；（可编程控制器），核心部件；完成机组的开、停机操作；（可编程控制器），核心部件；完成机组的开、停机操作；机组运行方式的

40、选择；机组有功、无功的增减；全厂总有功、机组运行方式的选择；机组有功、无功的增减；全厂总有功、机组运行方式的选择；机组有功、无功的增减；全厂总有功、机组运行方式的选择；机组有功、无功的增减；全厂总有功、总无功的增减；总无功的增减；总无功的增减；总无功的增减；断路器断路器断路器断路器 控制、事故紧急停机。控制、事故紧急停机。控制、事故紧急停机。控制、事故紧急停机。2 2 2 2、交流采样装置，完成电气、交流采样装置，完成电气、交流采样装置，完成电气、交流采样装置，完成电气(dinq)(dinq)(dinq)(dinq)参数的采集（或配功率变送参数的采集（或配功率变送参数的采集（或配功率变送参数的

41、采集（或配功率变送器）器）器）器）3 3 3 3、同期系统，完成机组与系统的并列、同期系统，完成机组与系统的并列、同期系统，完成机组与系统的并列、同期系统，完成机组与系统的并列4 4 4 4、辅助设备（、辅助设备（、辅助设备（、辅助设备（24V24V24V24V电源、指示灯、按钮、继电器）电源、指示灯、按钮、继电器）电源、指示灯、按钮、继电器）电源、指示灯、按钮、继电器）5 5 5 5、触摸屏，人机界面、触摸屏，人机界面、触摸屏，人机界面、触摸屏，人机界面6 6 6 6、通讯设备（与调速、励磁、温度巡检、交流采样等设备的通讯）、通讯设备（与调速、励磁、温度巡检、交流采样等设备的通讯）、通讯设备

42、（与调速、励磁、温度巡检、交流采样等设备的通讯）、通讯设备（与调速、励磁、温度巡检、交流采样等设备的通讯）7 7 7 7、其他智能仪表（可选）如测温、测速等设备、其他智能仪表（可选）如测温、测速等设备、其他智能仪表（可选）如测温、测速等设备、其他智能仪表（可选）如测温、测速等设备 前四项为最基本配置，不可缺少，后三项根据具体情况配置。前四项为最基本配置，不可缺少，后三项根据具体情况配置。前四项为最基本配置，不可缺少，后三项根据具体情况配置。前四项为最基本配置，不可缺少，后三项根据具体情况配置。以上设备和相关自动化元器件即可构成一个闭环自动控制系以上设备和相关自动化元器件即可构成一个闭环自动控制

43、系以上设备和相关自动化元器件即可构成一个闭环自动控制系以上设备和相关自动化元器件即可构成一个闭环自动控制系统。统。统。统。第60页/共141页第六十一页，共141页。PLC的常用模块的常用模块(m kui)组成组成n n电源模块电源模块n nCPUCPU模块模块n nDIDI（开入量）输入模块（开入量）输入模块n nDODO（开出量）输出模块（开出量）输出模块n n有有AIAI采集模块，接收采集模块，接收4 420mA20mA信信号号n n智能智能(zh nn(zh nn)通讯模块（可选）通讯模块（可选）n n温度采集模块（可选）温度采集模块（可选）n n机架机架第61页/共141页第六十二页

44、，共141页。常用常用常用常用(chn(chn yn yn)PLC)PLC品牌品牌品牌品牌n nGE90-30 GE90-30 ：程江口：程江口(jin(jin k k u)u)、龙家山、龙家山n nGE Versamax GE Versamax 平游桥平游桥n n施耐德昆腾系列：施耐德昆腾系列：浪石滩、长潭河、凤发浪石滩、长潭河、凤发n n三菱系列：主要用于调速器。如长潭河、程江口三菱系列：主要用于调速器。如长潭河、程江口(jin(jin k k u)u)、龙家山均采用该、龙家山均采用该品牌品牌n n欧姆龙系列：炎能公司（洋溪、三级）欧姆龙系列：炎能公司（洋溪、三级）第62页/共141页第六

45、十三页，共141页。电量采集电量采集(cij)单单元元 测量发电机的电测量发电机的电流、电压、有功功流、电压、有功功率率(gngl(gngl)、无功、无功功率功率(gngl(gngl)、功、功率率(gngl(gngl)因数等因数等电气参数；电气参数；将测量值输入将测量值输入PLCPLC，作为功率，作为功率(gngl(gngl)调节、程调节、程序的控制参数序的控制参数有功、无功功率有功、无功功率(gngl(gngl)变送器变送器第63页/共141页第六十四页，共141页。微机微机(wi j)同期装同期装置置 同期装置是水电站非常重要的一个自动装置，同期装置是水电站非常重要的一个自动装置，同期装置

46、是水电站非常重要的一个自动装置，同期装置是水电站非常重要的一个自动装置，和调速器、励磁、自动重合闸、低周减载等设和调速器、励磁、自动重合闸、低周减载等设和调速器、励磁、自动重合闸、低周减载等设和调速器、励磁、自动重合闸、低周减载等设备一并称为电力系统自动装置。备一并称为电力系统自动装置。备一并称为电力系统自动装置。备一并称为电力系统自动装置。能自动调频、调压，完成自动准同期操作；能自动调频、调压，完成自动准同期操作；能自动调频、调压，完成自动准同期操作；能自动调频、调压，完成自动准同期操作；自动调整因接线方式不同而产生的固定压差和角自动调整因接线方式不同而产生的固定压差和角自动调整因接线方式不

47、同而产生的固定压差和角自动调整因接线方式不同而产生的固定压差和角差；差；差；差；可自动计算断路器合闸时间；可自动计算断路器合闸时间；可自动计算断路器合闸时间；可自动计算断路器合闸时间；具有具有具有具有(jy(jy u)u)断线闭锁功能、低压闭锁。断线闭锁功能、低压闭锁。断线闭锁功能、低压闭锁。断线闭锁功能、低压闭锁。具有具有具有具有(jy(jy u)u)无压合闸功能。无压合闸功能。无压合闸功能。无压合闸功能。第64页/共141页第六十五页，共141页。微机微机(wi j)自动自动准同期的条件准同期的条件第65页/共141页第六十六页，共141页。微机微机微机微机(wi j)(wi j)自动准同

48、期的原理自动准同期的原理自动准同期的原理自动准同期的原理第66页/共141页第六十七页，共141页。机电式手动同期机电式手动同期机电式手动同期机电式手动同期(tngq)(tngq)表表表表MZ-10MZ-101 1、用手动调节、用手动调节、用手动调节、用手动调节(tioji)(tioji)发发发发电机的频率和电压；电机的频率和电压；电机的频率和电压；电机的频率和电压；2 2、等待相位条件；、等待相位条件；、等待相位条件；、等待相位条件；3 3、用手动同期；、用手动同期；、用手动同期；、用手动同期；4 4、作为微机自动准同期、作为微机自动准同期、作为微机自动准同期、作为微机自动准同期装置的后备。

49、装置的后备。装置的后备。装置的后备。第67页/共141页第六十八页，共141页。电子式手动同期电子式手动同期(tngq)表表1 1、采用单片机作电压、采用单片机作电压、采用单片机作电压、采用单片机作电压、频率采样，发光二频率采样，发光二频率采样，发光二频率采样，发光二极管显示极管显示极管显示极管显示(xi(xi nsh)nsh)同期条件；同期条件；同期条件；同期条件；2 2、有同期闭锁继电、有同期闭锁继电、有同期闭锁继电、有同期闭锁继电器，可防止误操作；器，可防止误操作；器，可防止误操作；器，可防止误操作；3 3、手动调节发电机、手动调节发电机、手动调节发电机、手动调节发电机频率、电压；频率、

50、电压；频率、电压；频率、电压；4 4、手动同期操作。、手动同期操作。、手动同期操作。、手动同期操作。第68页/共141页第六十九页，共141页。触触 摸摸 屏屏n n是一种只能运行程序，不能是一种只能运行程序，不能编程的计算机；编程的计算机；n n显示尺寸有显示尺寸有5.4”5.4”、6.5”6.5”、7.7”7.7”、10.4”10.4”、12.1”12.1”、15”15”、17”17”、21”21”等；等；n n分单色与彩色；分单色与彩色；n n用触摸用触摸(ch m)(ch m)方式输入信息，方式输入信息，并显示图像与文字。并显示图像与文字。第69页/共141页第七十页，共141页。24