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峡口电站自动化监控系统更新改造

来源:-- 作者:-- 浏览:1042

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摘要: 1 引言   峡口电站位于浙江省江山市峡口镇,距江山市区约42公里。电站于73年投产,原装机为2×4000kw(下称1、2#机),97年进行增机扩容 2×2000kw(下称3、4#机),总装机容量为12000kw。   2002年初,因73年投产的1、2#机严重老化,已不能满足安全运行要求,为此电站决定对其进行报废重建,并将单机容量由4000kw扩至 5000kw。同时把1

  1 引言

  峡口电站位于浙江省江山市峡口镇,距江山市区约42公里。电站于73年投产,原装机为2×4000kw(下称1、2#机),97年进行增机扩容 2×2000kw(下称3、4#机),总装机容量为12000kw。

  2002年初,因73年投产的1、2#机严重老化,已不能满足安全运行要求,为此电站决定对其进行报废重建,并将单机容量由4000kw扩至 5000kw。同时把1、2#机组及全厂公用设备的测量、控制、保护由常规控制改为自动化监控系统。

  由于3、4#机组的自动化监控系统将在第二期实现,因此在本期除实现对1、2#机进行自动化监控外,还要求能将3、4#机的遥测、遥信等信息量在操作员工 作站中显示、监测,其远动信息通过通讯机发送至地调。

  2 厂家的选择

  通过对几个自动化监控厂家的综合比较及其在同类型电站的应用情况,最后峡口电站选择了南京南瑞自动化控制公司的ec2000自动化监控系统。

  3 ec2000自动化监控系统简介

  ec2000的完整名称为easy control 2000,意为一种易于操作和掌握的计算机监控系统, ec2000基于windows nt操作系统,采用面向对象的技术和方法进行系统设计和软件实现,使用sql server7.0、visual c++5.0、office97等被广泛使用的开发平台和软件工具,此系统主要实现了以下功能:

  (1) 数据采集:主要采集模拟量、数字输入状态量、数字输入脉冲量、数字输入事件顺序量,支持模拟量和数字量的输出。它自动采集各现地控制单元的各类实时数据并放入实时数据库,自动将控制调节命令下行到各现地控制单元,控制调节现场设备。

  (2) 数据处理:对于模拟数据,主要有合理性检查、工程单位变换、模拟数据变化以及越限检测等,并根据规定产生报警;对于状态数据,主要包括输入变化检测,并根 据规定产生报警;计算处理综合数据,主要包括功率总加、脉冲累计、电度量或分时电度量的累计;记录各个重要事件的动作顺序、事件发生时间、事件名称、事件 性质,并按照规定产生报警。

  (3) 控制调节:即按照电力系统当前运行控制方式和预定决策参数进行控制调节以满足电力系统各项要求。主要有发电机组的工况倒换,开关、刀闸的分合,变压器分接头位置调整,机组有功功率、无功功率、母线电压的调节,机组紧急停机,低频自启等保护动作。

  (4) 人机界面:良好的人机界面是ec2000的一大特色,它拥有丰富的图元和多种可方便调用的控件,支持三维动画显示,功能强大。作为运行人员监视和控制运行 的主要手段,它通过实时监控画面显示可以出色的完成设备状态监视、运行参数及实时时钟刷新、报警与操作信息报告显示等任务,并可以通过菜单操作启动各种控制、调节流程。

  (5) 历史数据库:它收集实时系统的实时数据和各种报警信息,利用odbc接口存放在商用关系数据库中,并对存入的数据进行各种统计,提供历史数据库的查询。查 询方式有测点检索,历史趋势以及各种一览表。利用电子表格,它可以按照用户的报表格式显示、打印报表。历史数据库中的历史数据可备份到光盘、磁带或其它介质,并能恢复到历史库供查询统计。

  (6) 远程浏览服务:随着internet技术的日益成熟,实时监控系统的部分功能得以在internet上实现,这是为了适应信息时代的需要而新增加的功能,通过远程浏览服务,可以在远方实时浏览系统监控画面和查询历史报表、一览表,使在家里值班成为可能,这也是ec2000的一大特色。

  4 ec2000监控系统功能实现

  4.1 系统结构、配置以及监控系统基本功能的实现

  系统分为上位机和下位机两部分,以100m光纤以太网连接。gps对上位机系统及现地plc系统对时,保证系统时间的一致性。系统结构配置如图1所示。

  图1 系统结构配置

  上位机配置2台dell服务器作主机用,互为热备用,实现站级控制子系统的全部功能;2台主机服务器每台都配有双显示器,作为监控系统运行人员主要的人机 接口。2台dell工作站,其中1台作通讯工作站用,将地调要求的数据通过cisco路由器传送出去,同时预留接口以便和其他系统通讯。另外一台作工程师 工作站用,实现系统软件开发与维护,画面、数据库、顺控文件的增删与修改,同时作为历史数据站和web工作站用,配可读写光驱,实现系统的数据管理及历史 数据的存储等功能。服务器与工作站全部采用windows nt操作系统,与其他操作系统相比,windows nt操作系统安全稳定。上位机同时配置有3台contec一体化机,安装在机柜上,作现地控制单元用,通过八串口板实现与外系统如励磁、保护、调速器的通讯,通过以太网跟主机服务器和工作站建立连接。运行人员可以通过触摸屏上的键盘来进行控制开停机以及开关的合分,同时通过键盘可以监视监控单元所有数据, 便于现地检测及操作。

下位机由2套机组lcu以及公用lcu组成,通过modicon prenmium plc来作为智能分布式控制单元,完成数据采集、流程处理、现场设备 控制等功能。为了保证监控系统安全稳定运行,每台lcu都配置有交直流双供电插箱。机组lcu配置有南瑞自动控制公司生产的sj-40c型温度巡检及保护装置,每个装置可采集48个温度量信号。该装置以每秒16点速度循环扫描,并通过串口将数据送到contec一体化机。每个温度点都可以设置高限、高限并 根据越限情况上送报警信息。每个温度装置上有两个空接点开出,可根据用户需要对温度保护输出进行组态。峡口电站根据实际需要每台机组采集了39点作为监视 点,2点作为高温报警启动事故停机用。每台机组lcu同时配置有南瑞自动控制公司生产的sj-12c型双微机自动准同期装置。通过把手切换,实现自准和手 准切换,同时有同期闭锁继电器防止误动作。自动准同期装置为双微机系统,两系统之间相互独立,因而具备很高的可靠性。同期装置采用现代控制理论对合闸相角差进行预测控制,对被选中的同期对象实行变参数调节,同期精度高并网速度快。该装置可支持多达16组对象,同期参数可分别设定,能够满足开关站的多对象要求并支持机组及线路的无压合闸。每台机组lcu中同时安装有加拿大生产的acm3720智能交流量采集装置,该装置采集一路pt、ct信号,计算出有功、 无功以及功率因数等。具有反映速度快、数据精确等优点,通过通讯口与contec一体化机进行通讯,将数据传送到上位机,便于分析和控制。

  4.2 峡口电站监控系统特色功能的实现

  (1) 监控系统的防雷

  峡口电站位于多雷区,因此为了实现监控系统的避雷,确保监控系统的安全稳定的运行,特作了如下处理:

  主机房的防雷 对计算机主机机房(厂房机房、办公楼机房)进行装修,按照设计规程,加装了金属屏蔽网,以防止雷电产生的电磁场对主机的辐射影响。

  对传导 途径产生的防雷问题采取如下措施:

  电源部分

  在30kva稳压电源前加装了4只德国产防雷保护器,型号为dehn900600,分别加装于稳压电源入口a、b、c、n的进线与地之间,作为第一级保护。

  在两台ups、三台现地控制单元(lcu)的交直流双供电源装置的交流电源输入端分别加装了5只南瑞公司生产的防雷保护器sdy-pp1220v。

  gps 同步时钟系统的防雷 选用了1只德国产dehn929010同轴电缆保护器。

  在调制解调器的出口侧加装2只sdy-a型防雷器。

  水位仪的防雷 在水位仪主机前加装了5只南瑞公司生产的sdy-d防雷器,以防止电缆(水位仪传感器至水位仪主机间)串入的雷电影响,并在水位仪主机前加装刀闸,需要时 可将水位仪传感器与水位仪断开。

  接地措施 通过增设辅助接地网将两台厂用电的接地系统合并,形成全厂统一接地系统,并在施工中敷设降阻剂以尽可能的降低接地电阻。

  (2) 监控系统与原远动rtu的衔接

  峡口电站共有机组4台,本期已将其中的1、2号机组改造为自动化监控系统,3、4号机组仍然为常规控制方式,为了能将4台机组的数据全部通过网络的方式上 送给地调,南瑞自动控制公司作了如下处理:

  断开原有常规方式下上海申贝公司生产的rtu终端与衢州地调通讯接口。

  由公用lcu建立与上海申贝产的rtu终端的连接,采用cdt规约不丢包处理的方式,将3、4号机组的数据写到公用lcu数据库当中来。

  通讯工作站通过网络获取3、4号机组的数据,并结合1、2号机组以及线路的数据通过网络上送到衢州地调。传送方式如图2所示:

  图2 传送方式

(3) 监控系统如何适应电力市场考核

  南瑞自动控制公司为峡口电站监控系统增加了如下功能:

  运行人员只需输入全厂有功设定、全厂功率因数设定,并投入全厂调节使能,监控系统就会自动根据当前电站机组的运行方式,计算出1、2号机组应带负荷和无 功,计算方法如下:

  由于3、4号机组没有改造,监控系统对3、4号机组不能进行控制,要保持全厂功率因数和全厂有功设定恒定,只能调节1、2机组的有功、无功。在运行人员输 入全厂有功设定和全厂功率因数设定后,计算机会自动计算出全厂无功总设定,将全厂有功设定和全厂无功总设定减去3、4号机组的有功、无功,剩下来的按比例 分配给1、2号机组,并投入调节。这样就能保证全厂功率因数和全厂实发有功恒定了。

  5 结束语

  峡口电站自动化系统投产运行后表明,该系统处理速度快,调节控制灵活方便,各项功能完善可靠、<

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67