综述水电站自动监控系统.docVIP

综述水电站自动监控系统 　　摘要：加强水电站自动监控系统的研究是十分必要的，本文作者结合多年来的工作经验，对水电站自动监控系统进行了研究，具有重要的参考意义。 　　关键词 水电自动监控；电气自动化； 　　中图分类号：F407.67 文章标识码：A文章编号： 　　PLC；分布式系统 　　1 引言 　　水电站常规的自动控制系统，运行人员必须进行操作，对机组进行调节，对设备进行巡视检查，在中控室进行监盘，在整点时对电站设备的运行状态及运行参数进行记录。常规控制系统不能把运行人员从重复的机械操作中解脱出来。为了更加有效地保障发电站安全可靠运行，就需要在电厂内利用 Internet 网或工业控制网络将各台机组本地控制单元、励磁调节器、调速器等连接起来，利用光缆等现代通讯技术将相距很远的梯级电站计算机系统相连接，在调度中心集中监控各水电厂及各台机组的运行。本文主要对某小型水电站的监控系统进行分析研究。 　　2 系统的核心 LCU 　　LCU 布置在机旁，其监控对象为水轮发电机组及其辅助设备，它向电厂级发送采集的各种数据和事件信息，并接受电厂级的命令对设备进行监控，同时又能脱离电厂级独立工作。LCU 主模件是LCU 的心脏，它通过总线获取 I/O 模块采集到的数据，并对这些数据进行处理，以前常规回路实现的逻辑控制全部由 LCU主模件中的 CPU 运算实现，同时它还负责 　　与外界的通讯，将数据上送到主站，并接受主站下发的控制命令执行操作。 　　3基于分布式的架构系统 　　由于水电厂自动控制设备涉及面广，设备分布遍及整个水电厂房，再考虑到机组 LCU 装置在可靠性上的不断进步，这里采用分布式的模式来布置水电厂的整体监控布局，即 LCU 可脱离主站独立运行。它强调以控制对象在现场分散布置为基础，设置有主控计算机。分布即站级和现地监控层的功能可以分布进行。采用分层分布式结构、现地单元控制层能脱离上位机独立工作，具有自治性、模块性、并行性三大特性。分布式监控系统以功能的分散为主要特征，根据水电厂监控系统的功能设立多套相应的设备，独立完成各自的功能。系统的具体架构组成为：调度中心和电站级计算机网络采用 100Mbps 快速Internet 网，物理结构为星型结构，网络协议采用 TCP/IP。在调度中心和电站各配置一台交换机，利用 5 类双绞线连接各台主计算机。在每台交换机上配置一台NBASE 光纤收发器模块，连接单模光纤，将其连接成一个网络。在机组控制现场，采用PLC 设备所支持的工控网络。 　　4 系统的主要组成模块 　　系统通过计算机系统的人机接口，完成实时的监视、控制调节和参数设置。监控系统实时监视电厂各类设备的运行状态和参数，根据采集的数据，系统通过更新显示器画面的数据实时显示机组的运行状态、设备的操作动态过程，当运行状态发生变更或参数超越设定限值等时，监控系统立即报警，并推出相应事故、故障显示画面，供运行人员分析参考。为了达到这个目的，该系统主要包含如下模块：励磁子系统：对电厂励磁实行自动监控。水文子系统：利用超短波无线通道，遥测水电厂库区内的各水文站降雨量、水位变化，库容、流量等，为水电厂提供水情资料。运行子系统：为水轮发电机组及其辅助设备的工况监视，可采集水轮机各种非电量参数，如：温度参数、压力参数（包括气压、水压、油压）、水轮机大轴摆度，水轮机顶盖水位与集水井水位。微机调速子系统：对水轮机进行自动监控。闸门子系统：系统可遥测多个闸门的开度，以及根据调度端命令自动启闭各扇闸门。 　　以上系统可实现了的具体功能如下：水情采集：实时采集库区、流域内的降雨量、水位、流量、库容。显示功能：水位雨量关系曲线；群闸开度模拟图，动态闸门开度坐标图；电厂动态电气主接线图；电厂动态供电系统图；电厂动态油、水、汽系统图；动态日、月负荷曲线图；动态入库流量、引用流量、泄洪量旬月曲线图；各水文站水位、流量关系曲线。电量采集：模拟量包括有功功率、无功功率、电流、电压、频率、湿度、顶盖水位、前池水位、尾水水位、落差、压力、时间等；状态量主要为开关（断路器）。分析处理：自动查询负荷―水头―流量表；开度―水头―流量表；根据设定值，达到预警数据自动报警；定时打印各种报表。 　　5系统软件分析与设计 　　5.1 系统软件 　　UNIX 是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统。Unix 因为其安全可靠、高效强大的特点在服务器领域得到了广泛的应用。直到 GNU/Linux 流行开始前，Unix 也是科学计算、大型机、超级计算机等所用操作系统的主流。 　　5.2 系统通信 　　通讯软件的研制基于 TCP/IP 网络接口和标准 UNIX IPC 接口。它采用 Clien（t客户）/Serv