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2016微机综合自动化在中小型水电站的应用四

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  ①直接采集的信号有:

  电气量:发电机定子电压、电流,励磁电流、电压、频率、有功功率、无功功率和功率因数等。

  非电量:机组油、气、水系统的压力、压差、流量、液位、温度。

  开关量:发电机断路器位置、继电保护电气事故信号、故障分类信号;励磁系统工作方式设置、灭磁开关位置、故障信号;调速器工作方式设置、故障信号;油压装置压力、油位信号;油泵运行方式、设置信号、运行状态信号;机组各温度信号、转速位置信号、导叶开度位置信号、接力器锁锭投切信号、制动闸块位置信号、制动气压位置信号、剪断销剪断信号、油槽油位信号;进水口阀门位置信号、机组冷却水信号;水机保护动作信号等。

  脉冲量:发电机有功电能、无功电能等。

  ②通信采集的信号数据有:

  机组各部位温度、测温电阻断线及装置故障,以及有关机组轴温温度信号和交换控制、状态和报警信息。励磁系统、调速器系统、同期系统、发电机及主变和线路微机保护装置的通讯。

  4.4 综合参数统计、计算与分析功能

  计算机监控系统根据实时采集到的数据进行周期、定时或召唤计算与分析,形成计算数据库与历史数据库,帮助运行人员对电厂设备的运行进行全面监视与综合管理,可及时发现故障征兆,提高机组运行的安全性。对现成的计算数据列出作为实时数据处理,存入相应的实时数据库和历史数据库,进行越限报警、启动相关处理程序等操作。

  (1)温度量分析计算

  LCU周期获得温度测量装置采集的温度数据,进行预处理,并作计算后将数据存入LCU数据库,实现全系统数据共享,可显示、制表打印。

  ①温度最高值、最低值:温度画面的实时值现示和历史曲线现示。②温度变化趋势分析:实时和历史变化曲线。③温度越限追忆记录:历史变化曲线。④正常值与实测值的比较分析:温度画面中温度现示值变色,正常温度为白色、报警温度为黄色、停机温度为红色。

  (2)电量累积计算

  计算机监控系统对全厂有功电度量、无功电度量进行周期分项分时累加,并存入数据库,供显示并制表打印。

  ①单台发电机的发电有功、无功电量累加。②单回送电线路的送电有、无功电量累加。③全厂发电机总发电量累加,全厂线路总送电量累加。④全厂总厂用电量累加。

  (3)设备运行统计计算

  对机组、断路器、机组油压装置等重要动力设备,以及间歇运行的辅助设备的运行工况(包括启动次数据、运行时间、间歇时间等)进行统计,对继电保护及自动装置动作情况进行统计。

  4.5 定值管理功能

  计算机监控系统对所有定值作统计,定值修改、变更情况统计,并存入数据库,以备查询。

  4.6 生产报表功能

  计算机监控系统进行电气量参数报表,非电气化量参数报表,温度、日发电量、厂用电量统计报表,生产综合统计报表等。

  4.7 安全运行监视及事件报警功能

  (1)主要设备安全运行实时监视

  计算机监控系统可以使运行人员通过主机兼操作员工作站显示器屏幕对全厂主要设备运行状态和运行参数进行实时监视,包括状态变化监视、越限检查、过程监视、历史趋势分析和监控系统异常监视。

  ①越限检查:主要针对主机定子电流、油温、冷却水压力、定子线圈和铁心的温度计及其它被监视参数,检查设备异常状态并发出报警。

  ②过程监视:监视机组开停机条件、开停机进程、状态转换过程的顺序及转换时间等,并上送至电站控制层。监视机组各种运行工况的转换过程所需要的操作步骤,在发生过程阻滞时,显示阻滞原因,并由机组现地控制单元将机组转换到安全状态。(如开机、停机、冷却水状况等)

  ③趋势分析:分析机组运行参数的变化。(如机组轴承温度趋势监视、发电机温度变化趋势监视、机组电压和负荷变化、励磁电压和电流变化等)

  ④监控系统异常监视:对机组现地控制单元硬件、软件故障自动监视,报警并上送数据信息给电站控制层。实时监视监控系统本身的工作状况,通信状态等。

  (2)事件报警

  ①故障报警记录

  计算机监控系统周期性扫描故障信号,故障发生时,立即响应并处理,同时记录故障发生时间(时、分、秒)、动作设备器件名称、事故内容等信息,并显示、打印故障报警语句,发出声光报警信号,按故障发生的先后次序排列,形成故障记录并存入数据库。故障记录表格为故障汇总记录表,可供值班人员查寻,并定时打印,也可召唤打印或显示。

  ②参数越限、复限报警记录

  计算机 监控系统在设备运行参数超越其限值时,立即报警,越限值恢复正常值时,进行复限提示。参数越、复限时,记录发生时间(时、分、秒)、参数名称、参数值勤等信息,并显示打印故障报警语句,发出音响报警信号,形成全厂参数越看待线记录并存入数据库。

  ③事件顺序检测

  机组现地LCU自动检测本单元所监视的设备、继电保护和自动装置的动作情况,当发生状态变换时,对于事故信号自动产生中断,检测事件性质、发生时间,并顺序记录,上送电站控制层,计算机监控系统立即响应中为信号,同时记录事故发生时标(时、分、秒、)、动作设备器件名称、事故内容等信息,并显示、打印事故报警语句,发出声光报警信号,按事故发生的先后次序排列,形成事件记录并存入数据,可按设备进行搜索记录。

  (3)事故追忆及相关量记录

  电站发生事故时,需对事故发生前后的某些重要参数进行追忆记录,以供运行人员事故分析。事故发生时,计算机将按顺序将事故报警信息、事故的名称及这些追忆数据保存于磁盘中,形成历史数据。并自动显示、打印这些数据。事故追忆的重要参数有:线路三相电流和电压(正常值和故障值);主变的电流和温度(正常值和故障值);发电机定子三相电流和电压(正常值和故障值)、机组推力轴瓦最高温度等。

  (4)机组开、停机过程监视

  机组开、停机时(命令发出),计算机监控系统自动推出相应机组的开、停机过程监视画面。画面包括:机组编号、自动/手动标记、开(停)机条件、用流程图表示的开(停)机步骤、每步操作的时间及总时间。实时显示全部开、停机过程中每一步骤及执行情况,并按设备实际动作状态自动改变步序框的颜色,以区分已操作、正在操作、待操作及操作受阻部位。并提示在开、停机过程受阻的受阻部位的原因,进行开环运行指导甚至闭环自动控制操作。

  4.8 控制、操作与调节功能

  根据电厂设备运行的情况和有关计算结果,按预定步骤远方及现地的控制命令对全厂设备的运行进行控制与调节。运行设备控制方式设置,自动/手动控制、远方/现地操作,均可在操作画面中点击实现,有功功率、无功功率调节以及机组开停机的控制操作也可在操作画面中点击实现。控制优先权为:现地控制层单元、电站控制层单元。

  可实现设备运行方式设置与转换;机组有功、无功的调节操作;断路器、隔离开关投、切操作;机组开、停机操作及紧急停机操作;机组压油装置和公用设备电动机启停操作;闸门开/闭操作;各种整定值、限制修改操作;报警信号复归。

  (1)电站主接线图上的断路器和开关的控制。

  主接线图上的断路器和开关的控制通过微机保护的开关量输入和输出实现。在出现故障时,由相应的保护装置动作于跳闸;正常的分合闸操作,既可以在控制屏上通过控制开关操作,也可以通过上位微机用鼠标操作来实现。

  (2)机组顺序控制

  机组通过各自的现地LCU实现开停机过程顺序控制及水轮机事故保护。机组开停机指令由电站级操作员工作站自动或手动发出,也可在现地触摸屏上执行。

  运行人员通过专用操作控制画面,以人机对话方式选择机组号,设置有功功率或无功功率给定值,当运行人员确认后,上位机发出命令,机组LCU执行。可实现机组转速及有功功率调节;机组电压及无功功率调节。

  (3)机组开停机过程的控制

  机组开机、停机和故障停机过程的自动和手动控制,通过每台发电机组自动屏内的PLC来实现,在机组自动屏上可以通过模拟屏上的操作显示接口进行手动和自动开机,也可以由上位微机进行手动和自动开机,二处均在软件上设置切换功能,不能同时操作。开机和运行过程的控制包括投入、关闭冷却水,打开、关闭制动闸和碟阀,调节导水叶的开度,控制水轮机的转速,投入、断开励磁和调节励磁电压和电流、发电机出口开关合闸、分闸等操作。水机故障跳开发电机出口开关,通过软件由发电机保护跳闸执行。

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