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正文內(nèi)容

xx水電站廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-06-12 20:10 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 升壓站不僅設(shè)備繁雜,日常檢修維護(hù)多,操作量大 ,工作環(huán)境復(fù)雜,而且還是全廠電能外送的樞紐,一旦發(fā)生事故,輕則導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)、線路跳閘,重則導(dǎo)致全廠停電 ,危及設(shè)備、人身和電網(wǎng)的安全。特別是一些大型、老發(fā)電廠的升壓站,由于設(shè)備技術(shù)水平低、老化嚴(yán)重、設(shè)計(jì)理念落后,往往會(huì)存在許多安全隱患,因此對(duì)升壓站的電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告 第 頁(yè) 共 25 頁(yè) 11 布置就提出了要求: ( 1) 升壓站(或主變壓器)要盡可能靠近發(fā)電機(jī)或電機(jī)電壓配電設(shè)備,以縮短昂貴的發(fā)電機(jī)電壓母線; ( 2) 主變壓器要便于運(yùn)輸、安裝及檢修。要考慮可將任一臺(tái)變壓器 運(yùn)出來(lái)檢修而不影響其它各臺(tái)變壓器的正常運(yùn)行 。 ( 3) 要求高壓進(jìn)出線及低壓控制電纜安排方便而短,便于維護(hù)、巡視及排除故障。 ( 4) 土建結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理,符合防火保安的要求。 ( 5) 當(dāng)高壓出線有不止一個(gè)電壓等級(jí)時(shí),可分設(shè)兩個(gè)或更多的高壓開關(guān)站。 第 四 章 XX 水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 水電站自動(dòng)化 水電站 電氣自動(dòng)化采用機(jī)械、電子設(shè)備、按預(yù)定要求代替人工進(jìn)行水電站生產(chǎn)作業(yè)的技術(shù)。它自動(dòng)地對(duì)水電站進(jìn)行控制、 監(jiān)視、調(diào)節(jié)和管理,達(dá)到提高水電站運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)效益、勞動(dòng)生產(chǎn)率和供電質(zhì)量為目的。水電站自動(dòng)化主要包括 單水輪機(jī)自動(dòng)化、公用設(shè)備自動(dòng) 化、 全廠綜合自動(dòng)化和梯級(jí)電站自動(dòng)化。 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 水電站計(jì)算監(jiān)控系統(tǒng) 根據(jù)不同電站在在安全性能(包括可靠性、可維護(hù)性等)、應(yīng)用功能、控制規(guī)模、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 等方面的實(shí)際需求,系統(tǒng)具有的功能包括: 一、 數(shù)據(jù)的采集與處理 二、 實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)視 三、 控制和調(diào)節(jié) 四、 系統(tǒng)記錄和制表打印 五、 自動(dòng)發(fā)電控制( AGC) 六、 自動(dòng)電臺(tái)控制( AVC) 七、 系統(tǒng)授權(quán) 八、 系統(tǒng)自診斷和遠(yuǎn)方診斷 九、 事故順序記錄 十、 趨勢(shì)分析 電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告 第 頁(yè) 共 25 頁(yè) 12 十一、 數(shù)據(jù)通信 十二、 時(shí)鐘同步 十三、 人機(jī)接口 十四、 自動(dòng)尋呼 ONCALL 十五、 免維護(hù)設(shè)計(jì) XX 水電站監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) XX 水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控 系統(tǒng)特點(diǎn) ( 1) 技術(shù)先進(jìn),結(jié)構(gòu)合理 采用分層分布式結(jié)構(gòu),先進(jìn)的冗余光纖環(huán)形以 太網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),主控層采用原裝工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),所有的現(xiàn)地 LCU 單元直接連在網(wǎng)上,層次簡(jiǎn)化,可靠性高,擴(kuò)展性強(qiáng),通訊速度快。 ( 2) 安全性和高可靠性 針對(duì) XX 水電站的自然條件特點(diǎn), CSCS 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要硬件采用國(guó)外進(jìn)口原裝設(shè)備,包括可編程控制器( PLC)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、工業(yè)控制機(jī)等,在同條件下投運(yùn)電站的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看 ,該系統(tǒng)具有較高的可靠性和安全性。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上主控工作站采用雙機(jī)熱備,網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用原裝進(jìn)口品牌,現(xiàn)地 LCU 單元 PLC 采用雙以 太網(wǎng)卡直接上網(wǎng)傳輸介質(zhì)為光纖,組成 100M 光纖以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),另外除了微機(jī)操作外,保留手動(dòng)把手及一些表記,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓情況下,機(jī)組仍然可以開停機(jī),不影響 發(fā)電生產(chǎn),以上這些措施有效的保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行。 ( 3) 維護(hù)方便 綜合設(shè)計(jì)思想合理,集中組屏,集監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)、計(jì)量保護(hù)的通訊與一體,減少建設(shè)投資和維護(hù)費(fèi)用 。 第五章 XX 水電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置 總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)配置及結(jié)構(gòu) 電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告 第 頁(yè) 共 25 頁(yè) 13 xx 水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為分層式結(jié)構(gòu),由主控級(jí)和現(xiàn)地控制級(jí)二部分組成 .主控級(jí)配置包括 2 臺(tái)主計(jì)算機(jī)、 2 套操作員 工作站、 1 套工程師 /培訓(xùn)工作站、 1 套通訊服務(wù)器、 1 套 ON 一 CALL 語(yǔ)音報(bào)警工作站、 1 套廠長(zhǎng) /總工程師終端、 1 套 GPS 同步時(shí)鐘裝置、 1 套冗余 UPS 電源裝置、 1 套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、 1 臺(tái)調(diào)度 MODEM箱、 1 套中控室操作臺(tái) .?,F(xiàn)地控制級(jí)配置 3 套機(jī)組以和 1 套公用開關(guān)站 LCU 共 4 套現(xiàn)地 LCU 控制單元。為了提高系的實(shí)時(shí)性及可靠性,系統(tǒng)采用全分布式體系結(jié)構(gòu),即功能分布和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分成主控級(jí)和現(xiàn)地控制級(jí)兩層,兩層之間采用透明開放的 冗余光纖環(huán)形以太網(wǎng)絡(luò),各單元數(shù)據(jù)庫(kù)分布在各個(gè) LCU 中,每個(gè)節(jié)點(diǎn) 嚴(yán)格執(zhí)行指定的任務(wù)和通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊。 電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能由主控級(jí)及現(xiàn)地控制級(jí)共同完成??刂坪驼{(diào)節(jié)方式分為現(xiàn)地控制方式、電站控制方式和上級(jí)調(diào)度部門控制方式和現(xiàn)地調(diào)節(jié)方式、電站調(diào)節(jié)方式和上級(jí)調(diào)度部調(diào)節(jié)方式。在現(xiàn)地控制單元中設(shè)有 “ 現(xiàn)地 /遠(yuǎn)方 ” 切換開關(guān);主控級(jí)設(shè)有 “ 電站控制 /上級(jí)控制 ” 軟切換開關(guān)和 “ 電站調(diào)節(jié) /上級(jí)調(diào)節(jié) ” 軟切換開關(guān)。控制調(diào)節(jié)方式的優(yōu)先級(jí)依次為現(xiàn)地控制級(jí)、電站控制級(jí)和上級(jí)調(diào)度級(jí)。 現(xiàn)地控制單元( LCU) 現(xiàn)地單元 LCU 包括 3 套機(jī)組 LCU(LCULCU3)和 1 套開關(guān)站和公用 LCU( LCU4)。現(xiàn)地控制單元 LCU 設(shè)置人機(jī)界面,界面介質(zhì)采用 寸液晶觸摸屏。既可用來(lái)作為現(xiàn)地參數(shù)監(jiān)視的顯示窗口,又可用來(lái)作為在現(xiàn)地對(duì)現(xiàn)地設(shè)備進(jìn)行控制的控制臺(tái)。每臺(tái)LCU 留有專用的接口,以便能使便攜式計(jì)算機(jī)接入,對(duì) LCU 進(jìn)行更深一步的調(diào)試和監(jiān)控。 CPU 負(fù)載率不大于 50%(負(fù)荷率統(tǒng)計(jì)周期為 15)。在具體配置每個(gè) LCU 時(shí),或在考慮 LCU 與其它智能設(shè)備連接時(shí),盡可能的使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。使轉(zhuǎn)換設(shè)備盡可能的少,以提高 LCU 的可靠性。 LCU 具有掉電保護(hù)功能和電源恢復(fù)后的自動(dòng)重新啟動(dòng)功能。 LCU 能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步校正,其精度與時(shí)間分辨率配合。 可編程控制器 PLC 構(gòu)成的現(xiàn)地控制單元壓 LCU 有許多的優(yōu)點(diǎn): (1)克服了常規(guī)繼電器邏輯電路接線復(fù)雜、工作可靠性低、反應(yīng)速度慢、檢修維護(hù)量大的缺點(diǎn); (2)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、維護(hù)工作量小; 電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告 第 頁(yè) 共 25 頁(yè) 14 (3)具有計(jì)算處理和存儲(chǔ)的功能,并具有現(xiàn)地監(jiān)控功能,可脫離上位機(jī)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行; (4)控制功能的修改和擴(kuò)充,可以用改變程序的方法來(lái)實(shí)現(xiàn),而不必重新講行電路設(shè)計(jì); (5)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障自診斷,及時(shí)發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)中的故障,以便采取措施并加以排除; ( 6) PLC 可以直接控制電磁閥和接觸器等執(zhí)行機(jī)構(gòu),省掉了中間環(huán)節(jié)。 微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 . 根據(jù)水電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求,各 LCU 有自動(dòng)準(zhǔn)同期及手動(dòng)同期兩種同期方式,能連續(xù)完成選擇合閘斷路器、自動(dòng)切換電壓、捕獲同步、合閘一系列操作。同期作為水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)操作的一部分,不需要為并列在二次回路中進(jìn)行切換操作,給進(jìn)一步提高水電站的自動(dòng)化水平或?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)控制創(chuàng)造條件,當(dāng)執(zhí)行自動(dòng)準(zhǔn)同期操作時(shí),手動(dòng)同期操作將被閉鎖。在進(jìn) 行機(jī)組準(zhǔn)同期過(guò)程中,能有效地進(jìn)行頻率電壓的檢測(cè),盡快促成準(zhǔn)同期條件的到來(lái)。在進(jìn)線路同期過(guò)程中,如斷路器兩側(cè)系統(tǒng)已解列,控制器將在解列后的第一次出現(xiàn)的零相角差時(shí),將斷路器立即重合上。如斷路器兩側(cè)系統(tǒng)并未解列,此時(shí)在斷路器兩端將出現(xiàn)一個(gè)功角和電壓差,控制器將在整定的功角及電壓差值的范圍內(nèi)將斷路器立即重合上;條件不符時(shí)將發(fā)出遙信信號(hào)。 (1)機(jī)組 LCU 配置可編程序控制器,完成機(jī)組的狀態(tài)采集與處理、順序控制、控制操作和功率調(diào)節(jié)等任務(wù)。 (2)網(wǎng)絡(luò)通訊。 (3)機(jī)組 LCU 設(shè)有機(jī)組事故停機(jī)按鈕、事故緊急停機(jī)按鈕。 (4)交流采樣。 (5)機(jī)組 LCU 與調(diào)速器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備、機(jī)組輔機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊;機(jī)組 LCU 與主控級(jí)進(jìn)行通訊。 (6)機(jī)組同期:每個(gè) LCU 內(nèi)配微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期和手動(dòng)同期裝置各一套,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同期以及手動(dòng)同期,兩種模式之間互相閉鎖。 公用及開關(guān)站現(xiàn)地控制單元 電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告 第 頁(yè) 共 25 頁(yè) 15 xx 水電站共配置一套開關(guān)站及公用 LCU,布置于控制室內(nèi)。對(duì)開關(guān)站及公用輔機(jī)設(shè)備的進(jìn)行監(jiān)淵、控制。 LCU 完成本單元的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理功能,同時(shí)也具有控制、操作 及監(jiān)測(cè)功能。 LCU 完成如下功能: (1)采集主變、 330kV 開關(guān)站各電氣量和工作狀態(tài)及保護(hù)動(dòng)作信號(hào),并上傳至主控級(jí)。 (2)完成與電站控制層的數(shù)據(jù)交換,實(shí)時(shí)上送電站控制層所需的過(guò)程信息,接收電站數(shù)據(jù)交換。 (3)開關(guān)站設(shè)備現(xiàn)地控制單元 LCU4 配有一套微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置及一套 手動(dòng)同期裝置,用于 220kV 線路斷路器、主變壓器高壓側(cè)斷路器的同期操作。屏內(nèi)并配有手動(dòng) /自動(dòng)同期選擇開關(guān),可閉鎖準(zhǔn)同期
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