1 / 61

水电厂计算机监控系统

水电厂计算机监控系统. 主讲：贾振国. 长春工程学院能源动力工程学院 电站控制教研室. 现地控制单元（ LCU ）概述. LCU 典型应用实例. 三峡右岸电站 LCU 系统简介. 一. 三. 五. LCU 的结构类型. LCU 的机组顺控操作. 二. 四. 第三章：现地控制单元（ LCU ）. §3.1 LCU 概述. 一、 LCU 在监控系统中的地位 --- 监控系统的基础 1 、 LCU: Local Control Unit 2 、 RTU: Remote Terminal Unit 二、 LCU 的发展阶段

feryal
Download Presentation

水电厂计算机监控系统

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 水电厂计算机监控系统 主讲：贾振国 长春工程学院能源动力工程学院 电站控制教研室

  2. 现地控制单元（LCU）概述 LCU典型应用实例 三峡右岸电站LCU系统简介 一 三 五 LCU的结构类型 LCU的机组顺控操作 二 四 第三章：现地控制单元（LCU） 长春工程学院能源动力工程学院

  3. §3.1 LCU 概述 一、LCU 在监控系统中的地位---监控系统的基础 1、LCU: Local Control Unit 2、RTU: Remote Terminal Unit 二、LCU 的发展阶段 1、由继电器构成的机组自动屏 2、采用固态元件构成的布线逻辑 3、以计算机为基础的LCU 三、LCU 的基本功能 1、数据采集与处理---正常状态、事故状态 2、控制与调节---设备运行方式控制、机组控制调节 3、通信---与电厂级通信、与智能化单元装置通信 4、时钟同步---保证事件顺序记录的统一时钟 5、自诊断---在线自诊断、离线自诊断 6、人机接口---运行人员进行监视、控制的桥梁 长春工程学院能源动力工程学院

  4. §3.2 LCU 的结构类型 一、以PLC为基础的LCU （一）基本结构： 长春工程学院能源动力工程学院

  5. §3.2 LCU 的结构类型 （二）基本组成：CPU 存储器 控制器： 通信模块 电源模块 内部总线 CPU PLC-Based LCU: 智能I/O模块： I/O组件 内部总线 电量采集装置 温度量采集装置 智能单元装置： 微机励磁调节器 微机调速器 微机同期装置 …… 长春工程学院能源动力工程学院

  6. §3.2 LCU 的结构类型 丰满水电厂计算机监控系统结构 长春工程学院能源动力工程学院

  7. §3.2 LCU 的结构类型 特点： ①机组的数据采集、控制调节功能全部由PLC完成 ②主站用于连接实时性要求高的点，如水机回路输入与控制信号 ③远程站用于连接实时性要求不高的点，如部分压力量、液位量 ④现地计算机主要用于通信和人机联络 长春工程学院能源动力工程学院

  8. §3.2 LCU 的结构类型 中型水电厂 PLC-Based LCU 实例---福建永安安砂水电厂 （1）安砂水电厂概况： 安砂水电厂位于福建沙溪上游九龙溪中段永安市安砂镇，为沙溪流域的 龙头电站，装机容量11．5万kW。1975年电厂投产发电。1999年3月，电 厂实现“无人值班”（少人值守）。 长春工程学院能源动力工程学院

  9. §3.2 LCU 的结构类型 （2）安砂水电厂计算机监控系统结构： 长春工程学院能源动力工程学院

  10. §3.2 LCU 的结构类型 ★安砂水电厂控制室： 长春工程学院能源动力工程学院

  11. §3.2 LCU 的结构类型 ★计算机监控控制室与常规控制室对比： 安砂水电厂控制室： 三明东牙溪水库坝后电站控制室 （115MW） (2 x 1250+630=3130KW) 长春工程学院能源动力工程学院

  12. §3.2 LCU 的结构类型 （3）安砂水电厂LCU配置： 配置原则： ①按“无人值班”（少人执守）要求设计，实现对机组、主变及辅助设 备的全自动化监视、控制和操作。 ②取消原水轮机及其公用辅助设备的常规集中控制部分，机组顺控全 部由LCU的PLC完成. ③每台机组一套LCU,公用系统一套LCU,开关站一套LCU。 ④中型电厂LCU可非冗余配置。 ⑤LCU能够与调速器、励磁调节器等进行通信。 硬件配置： ①每台LCU的主控制器均为 MODICON 的 984-685 系列PLC。 ②I/O接口采用 MODICON 的984-800 系列PLC模块。 软件配置： LCU采用MODSOFT PLC 编程软件。 长春工程学院能源动力工程学院

  13. §3.2 LCU 的结构类型 （4）LCU主要功能： ①数据采集及分析处理功能：周期<50ms,重要量1ms ②事件顺序记录功能:时标分辨率 1ms ③事故追忆功能：事故前30s:60点/s；事故后：120点/s ④辅助设备集中控制功能:油、水、风系统设备 ⑤人机联系功能：现地可以进行操作 （5）主要效益： ①缩短开机时间—节约水能 ②提高劳动生产率—减人增效 长春工程学院能源动力工程学院

  14. §3.2 LCU 的结构类型 ★安砂水电厂机组LCU: 长春工程学院能源动力工程学院

  15. §3.2 LCU 的结构类型 小型水电厂 PLC-Based LCU 实例---黑龙江黑河象山水电厂 （1）象山水电厂概况： 象山水电厂位于黑龙江省黑河市附近，装有3台6MW的机组，装机容 量18MW,属小型水电站。其自动化水平在我国小水电站中处于领先地位。 （2）计算机监控系统结构： 长春工程学院能源动力工程学院

  16. §3.2 LCU 的结构类型 （3）LCU配置方案选择： ①对 LCU 的基本功能要求 ☆自动开机、停机 ☆有功功率、无功功率闭环调整 ☆高速脉冲测机组转速 ☆机组温度量巡回检测 ☆采集机组所有电气、机械事故及故障信号 ☆事故停机 ②LCU的I/O测点统计 长春工程学院能源动力工程学院

  17. §3.2 LCU 的结构类型 ③ 硬件方案比较 长春工程学院能源动力工程学院

  18. §3.2 LCU 的结构类型 （4）PLC 在小型水电厂 LCU 应用中存在的问题 ① 模拟量输入成本高 ② 中断型开关量输入能力差 ③ 通信组网方式不灵活 长春工程学院能源动力工程学院

  19. §3.2 LCU 的结构类型 二、以 IPC 或 MPU 为基础构成的LCU (一）以IPC 或 MPU 加一般I/O加智能I/O结构 1、结构图： 长春工程学院能源动力工程学院

  20. §3.2 LCU 的结构类型 2、基本组成： （1）主控制器：由CPU、存储器、通信模块、I/O模块构成。 ◆CPU:一般采用16位以上，冗余配置 ◆ 通信模块：与电厂网络采用冗余配置，与现场总线可 非冗余配置。 ◆I/O模块：根据I/O点数配置 ◆ 存储器：按40%以上裕度配置 （2）子控制器：指远程I/O、微机调速器、微机励磁调节器、微机 保护装置、微机温度采集装置、微机电量采集装置 （3）现场总线：连接主控制器和子控制器，双总线配置，一般采用光缆 长春工程学院能源动力工程学院

  21. §3.2 LCU 的结构类型 (二）以IPC 或 MPU 加一般 I/O 结构 1、结构图： 2、特点：①无智能I/O接口 ②所有模拟量通过变送器接入模入通道 长春工程学院能源动力工程学院

  22. §3.2 LCU 的结构类型 3、提高LCU可靠性的途径 ①配置两台工控机的LCU结构 ②配置一台工控机的LCU结构 长春工程学院能源动力工程学院

  23. §3.2 LCU 的结构类型 三、以 IPC + PLC 构成的LCU 1、基本结构： 长春工程学院能源动力工程学院

  24. §3.2 LCU 的结构类型 2、产生原因： （1）对微机可靠性的担忧 （2）早期PLC组网功能弱 （3）早期PLC模入成本高 3、基本组成： （1）工控机 （2）PLC机组顺序控制器 （3）微机单元装置 长春工程学院能源动力工程学院

  25. §3.3 LCU 的结构实例 典型实例1—新丰江电厂(3*72.5+1*85=302.5MW)LCU 长春工程学院能源动力工程学院

  26. §3.3 LCU 的结构实例 典型实例2—大广坝电厂（4*60MW)LCU 长春工程学院能源动力工程学院

  27. §3.3 LCU 的结构实例 典型实例3—三峡水电厂LCU 长春工程学院能源动力工程学院

  28. §3.3 LCU 的结构实例 典型实例4—南瑞LCU—工控机直接接入方式 长春工程学院能源动力工程学院

  29. §3.3 LCU 的结构实例 典型实例5—南瑞LCU—触摸屏+PLC方式 长春工程学院能源动力工程学院

  30. §3.3 LCU 的结构实例 典型实例6—南瑞LCU—控制面板+PLC方式 长春工程学院能源动力工程学院

  31. §3.3 LCU 的结构实例 典型实例7—南瑞LCU—SJ600双机双网模式 长春工程学院能源动力工程学院

  32. §3.4 LCU 的机组顺控操作 一、水轮发电机组的运行工况及其转换流程 1、常规机组 （1）运行工况：停机 发电 调相 （2）工况转换：六种 停机状态 ① ⑥ ② ⑤ ③ 发电状态 调相状态 ④ 长春工程学院能源动力工程学院

  33. §3.4 LCU 的机组顺控操作 2、抽水蓄能机组 （1）抽水蓄能机组的特点 （2）运行工况：停机 发电 发电调相 抽水调相 抽水 （3）常用运行工况转换： 发电方向 发电状态 抽水方向 发电调相状态 停机状态 抽水调相状态 发电方向 抽水状态 抽水方向 长春工程学院能源动力工程学院

  34. §3.4 LCU 的机组顺控操作 二、机组及其辅助设备自动化的内容 1、对机组润滑系统的自动化要求 （1）需要润滑的部件 ①推力轴承 ②发电机导轴承 ③水轮机导轴承 （2）润滑油循环方式 ①自循环式润滑系统 ② 强迫油循环式润滑系统 特征： A、一般用于大轴卧式机组。 B、需要设置高位油箱、回油箱、油泵和冷却水系统。 （3）对润滑系统的自动化要求 ①双轴承油泵以主、备方式工作。 ②轴承油槽油位监视，不正常时发出故障报警信号。 长春工程学院能源动力工程学院

  35. §3.4 LCU 的机组顺控操作 2、对机组冷却系统的自动化要求 （1）对轴承的冷却系统自动化要求 ① 装设冷却水示流信号器 ②在轴承处设置温度信号器和温度传感器 （2）对水轮发电机冷却系统自动化要求 冷却方式：空气冷却式 水冷却式 蒸发冷却式 要求： A、开机时投入冷却水电磁阀，示流信号器监视水流量 B、设置温度传感器监视冷却系统的进出口温度。 C、设置温度传感器监视定、转子及铁芯等部位温度。 3、对水轮机密封装置的自动化要求 （1）对主轴密封的要求 （2）对检修密封的要求 4、对水轮发电机制动系统的自动化要求 （1）对机械制动的要求 （2）对电气制动的要求 长春工程学院能源动力工程学院

  36. 三、LCU 机组顺序操作程序的设计原则 §3.4 LCU 的机组顺控操作 1、在操作人员发出机组操作命令后，LCU可以自动按预先设定的流程完成全部的操作，也可以在操作人员的干预下进行单步操作。 2、停机命令优先于发电和调相命令，在开机过程中、发电状态和调 相状态均可以执行停机命令，一旦停机命令被选中，其它控制均 被禁止。 3、操作过程中的每一步操作，军设置启动条件或以上一步操作成功 为条件，仅当启动条件具备后，才解除对下一步的操作闭锁，允 许下一步操作。若操作条件未具备，发出故障信号。 4、对每一步操作命令，均需检查其执行情况。 5、操作过程中(除停机过程)，若机组设备发生事故或运行状态发生 变化，不允许操作继续进行时，应自动中断过程使程序退出。 长春工程学院能源动力工程学院

  37. 四、竖轴反击式水轮发电机停机转发电操作程序流程四、竖轴反击式水轮发电机停机转发电操作程序流程 一、开机条件检测 开机令 1、进水口闸门全开 2、机组无事故 3、导叶锁定拔除 4、断路器在开断位置 5、制动闸落下 开机条件 具备？ STEP1 N 故 障 1 Y STEP2 投高压减载油泵 投密封水电磁阀 投冷却水电磁阀 二、开辐机 1、工作油泵故障时，延时后投备用油泵，两泵故障转停机。 2、出现冷却水中断信号后经延时发冷却水故障信号。 3、若开启密封水电磁阀并经过延时后，无密封水信，发密封水故障信号。 高压减载 油泵运行？ N N T≥T1? ② ① 长春工程学院能源动力工程学院

  38. ② ① 停机转发电 操作程序流程 Y 故 障 2 高压减载 油泵已运行 投备用油泵 Y 备用油泵 运行？ N N T ≥T2? Y Y 故 障 3 N N 有冷却水？ T ≥T3? Y Y 故 障 4 N N 有密封水？ T ≥T4? Y Y ③ 故 障 5 长春工程学院能源动力工程学院

  39. 停机转发电 操作程序流程 ③ 有密封水 STEP3 Y 三、启动调速器 投入调速器 1、启动调速器，将开度 限制开至空载开度。 2、当导叶位置在空载位 置时，程序自动解除 对下一步的闭锁。 导叶在空载开度？ N N T ≥T5 Y Y 故 障 6 四、投励磁装置 转速>80% 额定转速？ 1、如采用准同期方式，当 转速上升至80%额定转 速时，投入励磁装置。 2、检测发电机端电压，在 故障判断时间T7内，使 发电机端电压升至90% 额定电压。 N T ≥T6 Y STEP4 Y 故 障 7 投励磁装置 ④ 长春工程学院能源动力工程学院

  40. ④ 励磁装置已投入 停机转发电 操作程序流程 N N 90%端电压 ？ T ≥T7? Y Y 故 障 8 N N 转速>95%？ T ≥T8? Y 五、停高压减载油泵 STEP5 Y 故 障 9 六、投准同期装置 切除高压减载油泵 1、电压 >90% 额定电压 2、转速 >95% 额定转速 Y N N 泵停运？ T ≥T9? STEP6 Y Y 投入准同期装置 故 障 10 ⑤ 长春工程学院能源动力工程学院

  41. ⑥ 投准同期装置 停机转发电 操作程序流程 N N 准同期投入 ？ T ≥T10? 七、合发电机断路器 N Y 故 障 11 1、同期装置自动调节电 压和频率，监视相角 差，自动发断路器合 闸信号。 2、断路器合闸后，程序 自动解除对 STEP8的 闭锁。 STEP7 N N 断路器合闸？ T ≥T11? Y STEP8 Y 故 障 12 打开开度限制至全开 八、打开开度限制至全开 1、调速器自动打开开度 限制至全开，为机组 带负荷创造条件。 2、停机转发电过程完成 开度限制 全开位置？ N N T ≥T12? Y Y 故 障 13 开 机 完 成 长春工程学院能源动力工程学院

  42. 五、竖轴反击式水轮发电机发电转调相操作程序流程 发电转调相令 一、减负荷： STEP1 1、接到调相令后自动 减有机组功、无功 功率为最小。 2、机组有功、无功功 率为最小时自动解 除对STEP2的闭锁 减有功、无功功率为最小 有功、无功 功率为最小？ N N T≥T1? Y 二、关闭开度限制 STEP2 故 障 1 1、关闭开度限制为全关。 2、导叶全关时，机组 进入调相运行状态 解除对STEP3闭锁 开度限制至全关 N N 导叶全关？ T≥T2? Y ① 故 障 2 长春工程学院能源动力工程学院

  43. 发电转调相 操作程序流程 导叶已全关 ① 三、调相压水给气电磁阀和调 相压水补气电磁阀操作 STEP3 Y 1、调相压水给气电磁阀操作 （1） 转轮室水位超过设定上 限水位时，开启调相压水给气电磁阀，将转轮室水位压下。 （2）转轮室水位低于设定下限水位时，关闭调相压水给气电磁阀。 2、调相压水补气电磁阀操作 为弥补压缩空气的逸出， 当进行调相运行时，开启 调相压水补气电磁阀，持 续给转轮室补气。 开补气电磁阀 补气阀打开？ N N T ≥T3 Y Y 故 障 3 调 相 状 态 长春工程学院能源动力工程学院

  44. §3.5 三峡右岸电站LCU系统 一、三峡右岸电站LCU系统简介 1、LCU设置 机组LCU 12套：#15--#18 LCU （东方电机厂机组）#19--#22 LCU （法国ALSTOM机组）#23--#26 LCU （哈尔滨电机厂机组） 开关站LCU 2套：#33--#34 LCU 10KV 厂用电LCU 1套：#35LCU 400V 厂用电LCU 1套：#36LCU 辅助系统LCU 1套：#37LCU 模拟屏驱动LCU 1套：#38LCU 长春工程学院能源动力工程学院

  45. §3.5 三峡右岸电站LCU系统 一、三峡右岸电站LCU系统简介 1、LCU设置 （1）GPS时钟部件 （2）PLC主备CPU机箱 （3）本地采集RIO机箱 （4）工控机 （5）交流采样百抄表 （6）变送器 （7）电度表 （8）同期装置 （9）水机保护回路 （10）操作把手 （11）通讯设备 （12）电源回路 （13）开出继电器等 机组LCU控制柜配置 本地柜3面 远程测温柜5面 技术供水远程柜1面 长春工程学院能源动力工程学院

  46. §3.5 三峡右岸电站LCU系统 一、三峡右岸电站LCU系统简介 2、LCU的硬件设备配置 （1）施耐德PLC （2）工控机或触摸屏 （3）操作控制面板 （4) 准同期装置 （5）转接端子 （6）接口电路 （7）电源 （8）机柜等 长春工程学院能源动力工程学院

  47. §3.5 三峡右岸电站LCU系统 长春工程学院能源动力工程学院

  48. §3.5 三峡右岸电站LCU系统 一、三峡右岸电站LCU系统简介 3、LCU的配置特点 （1）双CPU主/热备用方式运行 （2）双电源模块 （3）双网络 （4）热备方式 （5）一体化工控机及触摸屏 （6）掉电保护功能 （7）电源恢复自动重启功能 （8）时钟同步 长春工程学院能源动力工程学院

  49. §3.5 三峡右岸电站LCU系统 4LCU 人 机 界 面 长春工程学院能源动力工程学院

  50. §3.5 三峡右岸电站LCU系统 长春工程学院能源动力工程学院

More Related