水利工程論文-微機綜合自動化在中小型水電站的應用摘要：基于青海黑泉水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計、配置、功能及特點，淺析了微機綜合自動化技術在中小型水電站的應用，以實現(xiàn)電站的遙控、遙調、遙信和遙測等遠動功能。從而達到電站的無人值班或少人值守的目的。關鍵詞：微機綜合自動化系統(tǒng)配置監(jiān)控功能1前言二十一世紀是信息時代，隨著科學技術的不斷進步和自動化程度的日益提高，微機綜合自動化在電力生產中得到了廣泛的應用。但在我們青海，由于種種原因，經濟還比較落后，科技不甚發(fā)達，微機綜合自動化技術只在幾個大型水電站得到應用，而在中小型水電站的應用受到了制約。1996年，隨著國家西部大開發(fā)政策的實施，青海省有史以來最大的水利工程黑泉水庫開工建設，其附屬工程黑泉水電站（寶庫河一級站）也于2002年建成投運并網發(fā)電，而該電站微機綜合自動化的應用，也是我省中小水電站的第一家，經過三年多的運行，已顯現(xiàn)出了其優(yōu)越性，結合該電站的實際情況，現(xiàn)就微機綜合自動化在中小型水電站的應用問題作一淺析探討。2電站概況黑泉水庫位于青海省大通縣寶庫河上，距省會西寧市75KM，是一座大（）型綜合水利樞紐工程，庫容1.82億M3,主要功能為灌溉和城市供水，兼顧防洪和發(fā)電，大壩為混凝土面板砂礫石壩，壩高123.5M，其壩后引水式電站黑泉水電站，是寶庫河梯級電站的第一級電站，設計水頭80M,最大水頭100M，裝機容量為34000KW12500KW,計14500KW(二級電站為33200KW,三級電站為35000KW,寶庫河梯級電站總裝機容量為39100KW)，通過兩回35KV輸電線路并入西寧電網。3計算機監(jiān)控系統(tǒng)的配置3.1電站控制層配置電站控制層設備設在中央控制室，由主機操作員工作站、通訊工作站、主控制臺、漢字打印機、GPS時鐘同步裝置、語音報警裝置、UPS電源等組成。電站控制層負責協(xié)調和管理各現(xiàn)地控制層的工作；收集有關信息并作相應處理和存儲；迅速、準確、有效地完成對本站被控對象的安全監(jiān)視和控制。操作員可以在主控制室通過人機接口對數(shù)據(jù)庫和畫面在線修改，進行人工設定、設置監(jiān)控狀態(tài)、修改限值、事故處理指導和恢復操作指導等功能，并可下傳至LCU。監(jiān)控命令輸出只有監(jiān)控主機取得控制權的工作執(zhí)行，作為另一臺工作站只作監(jiān)測、數(shù)據(jù)通信而無控制輸出，兩機可互相跟蹤，系統(tǒng)軟件根據(jù)監(jiān)控主機的運行和通信、硬件、軟件等狀態(tài)，進行跟蹤判別，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)自動給出切換信號，由另一臺工作站代替主機的工作，同時給出主機故障提示，主機修復啟動后，自動監(jiān)測轉到主機并將數(shù)據(jù)輸入，并重新處于監(jiān)控狀態(tài)。3.2現(xiàn)地控制層（LCU）配置現(xiàn)地控制層分機組LCU和公共LCU兩部分，由人機界面終端（液晶觸摸屏）、智能I/O控制器、I/O模塊、輸出繼電器、準同期裝置、溫度測量裝置、轉速信號測量裝置、數(shù)字式測量儀表和交直流雙供電源等設備組成。機組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機、發(fā)電機、進水口主閥和機組附屬設備?，F(xiàn)地控制層負責對水輪發(fā)電機組、電氣一次設備及公用設備等實時監(jiān)控，通過工業(yè)以太網絡實現(xiàn)各現(xiàn)地控制層與全站控制層連接交換信息，實現(xiàn)現(xiàn)地設備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)共享。當電站控制層因故退出運行時，現(xiàn)地控制層可以獨立運行而不受影響。微機保護裝置、轉速、溫度巡檢、調速器、勵磁系統(tǒng)等設備通過現(xiàn)地LCU與以太網聯(lián)接，實現(xiàn)相應參數(shù)的監(jiān)視和控制。部分沒有通訊接口的設備則通過現(xiàn)地控制單元的I/0模塊實現(xiàn)設備的控制和狀態(tài)檢測。3.3通訊網絡及設備配置網絡結構形式采用工業(yè)以太網，網絡通信介質為多模光纖和屏蔽雙交電纜線。網絡傳輸采用Modbus協(xié)議，網絡傳輸速率為100Mbit/s，節(jié)點數(shù)可達340個，網絡上的任一節(jié)點可以實時向網絡上其它節(jié)點和網絡上發(fā)送信息，某一節(jié)點故障，自動從網絡上退出，不影響網絡上的其它節(jié)點傳輸信息。網絡系統(tǒng)完成電站控制層各工作站之間和來自現(xiàn)地控制層（LCU）的全部數(shù)據(jù)的傳輸和各種訪問請求。其網絡協(xié)議符合國際標準化組織OSI模型。具有良好的開放性。計算機監(jiān)控系統(tǒng)不會因任何一個元器件發(fā)生故障而引起系統(tǒng)的誤操作。網絡成熟可靠，符合國際標準。3.4系統(tǒng)軟件配置(1)系統(tǒng)軟件：采用中文版的美國微軟WindowsNT軟件，具有良好的實時性、穩(wěn)定性、可靠性，NT系統(tǒng)管理保密性好。用于操作系統(tǒng)，它管理整個計算機系統(tǒng)的所有資源，包括CPU、存儲器、外部設備等，提供其它軟件與系統(tǒng)資源的接口，是其它軟件運行的環(huán)境。(2)應用軟件：采用FIX7.0開發(fā)軟件、3D圖形軟件和PLC編程軟件，用于程序的編輯、編譯、軟件連接等。具有良好的人機界面和全開放特性。它是可以運行多種通訊協(xié)議的監(jiān)控軟件，與網上有不同通訊協(xié)議的設備交換數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)庫生成、監(jiān)控畫面、控制流程、報表等配置靈活，使用和維護方便。3.5繼電保護系統(tǒng)的配置采用美國ABB公司生產的微機綜合繼電保護裝置。發(fā)電機、變壓器和線路保護裝置均有8個開關量輸入和7個開關量輸出，一個用于變化自檢的轉換接點輸出。輸入與輸出可以邏輯編程用于控制斷路器的分合閘或者發(fā)信號。有多種通訊協(xié)議可供選擇，ABB2000R型微機保護選用ModbusPlus通訊協(xié)議，可以通過該協(xié)議向系統(tǒng)傳送和存儲保護內測量記錄的數(shù)據(jù)。保護的配置整定：對于保護裝置的使用，首先要進行配置整定，輸入相關參數(shù)，保護裝置通過這些參數(shù)進行保護功能和測量功能的計算，配置整定可以通過前面板的MMI或者ECP軟件進行操作。微機保護裝置還有故障錄波，故障、運行和操作記錄，測量等功能。接入保護裝置的輸入信號和保護裝置內所有數(shù)據(jù)都有數(shù)據(jù)可能通過網絡接口傳送到網絡上的其它設備內。4計算機監(jiān)控的功能4.1監(jiān)控畫面功能（1）電氣主接線狀態(tài)畫面畫面顯示電氣主接線所有開關的狀態(tài)，發(fā)電機出口的電氣和勵磁參數(shù)，主變壓器高、低壓側的電氣參數(shù)，35KV線路出口的電氣參數(shù)，6KV和35KV母線的電氣參數(shù)，廠用變壓器的電氣參數(shù)，電氣主接線上所有開關的分、合閘操作按鈕狀態(tài)。主接線的運行狀態(tài)和操作均在該畫面上進行。當運行參數(shù)超出正常范圍或開關跳閘時，相應的數(shù)值和開關顏色變化，語音設備報警。（2）機組工藝系統(tǒng)狀態(tài)畫面畫面顯示機組及其氣、水、油等主要設備的狀