水电站微机自动化技术在西曲河二级水电站的应用-论文.doc

水电站微机自动化技术在西曲河二级水电站的应用（康玲 闫斌 王新忠 孙斌） 1 水电站的微机自动化装置 1.1 水电站基本情况 2×1200kW，年发电量991万kW·h。电气接线采用两机一变扩大单元接线，从发电机出口电压6.3kV升至35kV并网运行。电站实现了全微机自动监控，为西曲河梯级电站优化调度，实现远程中心控制打下良好基础，给当地小水电站建设起到带头和示范作用。自2005年10月投入运行以来，效果良好。 1. 水电站微机系统配置 SJK—3000微机监控系统，保护部分采用微机系列保护装置，励磁部分采用GEC2—A1型的PLC微机励磁装置，调速器采用TDBYWT型步进电机PLC微机调速器。 2层设备功能各自独立，互不影响，在主控层设备退出运行时，现地层能独立完成全站运行。分布结构使现地设备的控制彼此独立运行，模块化的软件结构，检修维护方便。主控层与现地层之间采用100M以太网络结构进行数据交换，数据传输速率高，实现主控层实时显示现地层的动态数据，数据库实时自动更新，历史数据库完整保存。主控层硬件由2台互为热备用的工控机组成，当主机出现故障时，能自动切换到备机工作；当主机恢复正常时，能自动切回到主机工作。2台微机均采用Windows XP操NSPR02.0组成监控系统的主控层。NSPR02.0监控系统在西曲河二级水电站的应用中，制作了运行监视、主接线图、开停机流程、保护定值、实时和历史报表、实时和历史曲线，历史事件、辅机状态等11个项目。 SATECPM130p电量采集装置，西门子S7—300可编程控制器(PLC)，康泰克CONT—ECIPC—M40一体化工控机组成。电量采集装置负责采集35kV线路有功、无功、电压、电流、功率因数、频率等量，实时显示和上传给一体化工控机；可编程控制器负责采集开关站和油、气、水保护装置等设备开关量，执行PLC程序对各辅机设备实施自动化控制；一体化工控机接收电量采集装置(PLC)、可编程控制器(PM130p)、电表和(PLC)和一体化工控机组成。电量采集装置(PM130p)负责采集机组有功、无功、电压、电流、功率因数、频率等发电机参数，实时显示和上传给一体工控机，并上传机组出力状态至PLC。PLC机组自动屏主要功能是： 1)实现机组开停机的自动控制，控制指令既可在屏上按钮发出，也可由屏上工控机遥控，或由主控层工控机遥控发出。 )实现自动调节有功功率，准确迅速执行调节命令。 )实现调速器油泵自动控制。一体化工控机负责收集PLC、PM130p、温度巡检仪的上传信息，实时显示和上传给主控层计算机，并下传控制命令(遥控或遥调)给PLC。 1. 电站微机系列保护装置 CPU并列运行的系统结构，每个CPU由单独的开关电源供电，可靠性高，检修维护方便。各模块系统相关性少，工作运行独立，单元管理机采用一体化工业控制计算机，集中人机接口和信息处理人机接口界面，可在线进行10进制方式的定值修改。故障报告及调试信息自动存人工控机硬盘，可随时查阅和打印输出，并具备软硬件自检功能，有更高可靠性。 1. 电站微机励磁系统 GEC2—A1型微机励磁装置，采用西门子全数字6RA70调节器，S7—200可编程控制器(PLC)。操作单元采用西门子6英寸触摸屏，简体中文显示各种运行状态、参数设置、报警信息、在线帮助等画面，操作直观、简便，能准确地了解励磁系统现场运行情况。通过励磁调节器上的RS—485接口，或在可编程控制器上加以扩展，既可连接PLC，也可直接连接上位机，与电站整体计算机监控系统紧密连为一体。具有恒流、恒压、恒功率因数等多种励磁方式，在恒发电机电压的运行方式中，可跟踪电网电压自动起励。 1. 电站微机调速器系统 TDBYWT型步进电机PLC微机调速器，利用美国进口步进电机，配合三菱公司的PLC进行控制工作，操作界面采用触摸屏，简体中文显示各种运行状态、参数设置、报警信息、在线帮助等画面，操作方便直观。该调速器采用交、直流两用工作电源，电网失压时工作有保证；运行调节准确，响应迅速，具有机频自动跟踪电网频率，机组起动并网迅速准确。设有RS—485接口，与上位机进行数据通讯，与电站整体计算机监控系统紧密连为一体。 自2005年10月投入运行以来，经过1a多的运行实践，微机自动化系统装置具有以下特点： 1)微机自动化程度高，运行人员每班可以减少到2人，还可以实现无人值班，大大地降低劳动强度，使电站发电成本降低，效益显著提高。 )开机条件满足后，主控机(或现地层工控机)发出开机令到成功并网不足2min，比常规的同期装置要缩短8～10min，提高了水能利用效率。 )由于采用分层式结构，主控层和现地层设备各自独立，互不影响；主控层(上位机)设备退出运行时，现地层(下位机)能独立而完全满足运行要求，并采用了避错、容错、纠错等