FB体育 FB体育平台第六章 小型发电站综合自动化系统

　　第六章 小型发电站综合自动化系统第六章 小型发电站综合自动化系统 第六章 小型发电站综合自动化系统 第六章 小型发电站综合自动化系统 小型发电站综合自动化系统适用于单机容量1,10MW，对自动化水平要求不高的小型发电站。其结构与超小型发电站综合自动化系统基本相同，其主控层仍采用单主控机方式，但对容量较大的电站可能采用双主控机互为热备用的方式。 小型发电站的现地LCU层一般有两种LCU，即机组LCU与升压站及公用设备LCU，机组LCU采用EDCS-6300B型LCU，在容量较大(如单机超过5MW)且升压站较复杂时，公用LCU增加管理机。对于...

　　第六章 小型发电站综合自动化系统 第六章 小型发电站综合自动化系统 第六章 小型发电站综合自动化系统 小型发电站综合自动化系统适用于单机容量1,10MW，对自动化水平要求不高的小型发电站。其结构与超小型发电站综合自动化系统基本相同，其主控层仍采用单主控机方式，但对容量较大的电站可能采用双主控机互为热备用的方式。 小型发电站的现地LCU层一般有两种LCU，即机组LCU与升压站及公用设备LCU，机组LCU采用EDCS-6300B型LCU，在容量较大(如单机超过5MW)且升压站较复杂时，公用LCU增加管理机。对于水电站若闸门控制较复杂，且对闸门控制要求较高时，可设独立的大坝LCU，完成闸门的监控。 6.1 EDCS-6300B小型机组LCU EDCS-6300B型小型机组LCU适用于容量1,10MW的小型机组的保护、监控及机组自动化，其电气结构框图如图【6-1】所示。整个LCU由机组管理机，一个EDCS-6310发电机主保护单元，一个EDCS-6320发电机后备保护单元，一个EDCS-6330发电机监控单元和PLC机组控制单元，对于容量较大的(5MW)以上的机组，根据用户需要，可配两个EDCS-6310主保护单元，实现主保护的重复配置。PLC配有通讯模块，经通 6 讯转换器与CAN总线相接，实现PLC与机组管理机间的信息交换。 6.1.1 机组管理机 a( 机组管理机的配置:机组管理机是一台PC总线工控机，为便于安装，可选 用一体化工控机，其配置如下: , CPU:Pentium?-500 , 主频:500MHz , 内存:64M , 硬盘:20G , CAN总线M软驱 , 标准键盘 , 17″高分彩显 (采用一体化工控机时可不配键盘和显示器) 6-1 第六章 小型发电站综合自动化系统 电 气 RS-485 辅事 机故 辅控机制 励故磁 Pentium?-500 障 励屏 磁控 励工控机 屏制磁 故 水屏障PLC机组控制单元 机状 水 控态机制水机自动化元件、调速器、 水故 CAN通讯总线 机障励磁屏及辅机设备 状 态运 行 参数调节 气电非 事故, 断合分 闸路中 开器性关 分点, 励电状电磁流态 系流EDCS-6330 电统压 机电 发电机监控单元 端压 电 压CAN通讯总线 测 电量 机气电端 分事流智智微电 灭故 【6-1】 EDCS-6300B小型机组LCU电气结构框图 断能能机压磁 路温非调开 励器关度电速磁分 EDCS-6320 停 机巡量器电闸机端检变励流 电发电机辅保护单元 仪 送磁电发电机(发变组)电气设备 压压器 屏 电 气通讯转换器 过 分事流灭 故 风电磁扇流开 启断关停路停 器机EDCS-6310 分 闸 机发电机主保护单元 端 电瓦流 斯、 温度 6-2 第六章 小型发电站综合自动化系统 b( 机组管理机的功能: 数据采 , 经CAN总线总线采集机组运行的电气参数、开关状态、水机及励磁屏、调集功能 速器、辅机的运行状态及事故、故障信号、非电模拟量等数据。 数据处 , 将采集的数据进行滤波、分类及按规定的运算处理，形成历史及实时数据库，供本机理功能 显示、存储及主控机调用。 显示 , 管理机显示器能显示机组运行的实时参数、实时状态、事故及故障信息、各种运行报功能 表、运行曲线、历史数据、控制参数及保护整定值等。 控制 , 根据主控机命令、键盘命令及存入的运行计划，完成机组的启动、合灭磁开关、启励、功能 调压、调频、同期并网、机组运行有、无功调节、甩负荷、停机等控制。 参数整 , 经管理机键盘及主控机通讯命令、可修改机组的控制参数、各参数越限值、各保护单定功能 元的保护整定值。 通讯 , 经CAN总线与主控机通讯、将本机组运行的各种数据信息上传给主控机;接收主控机功能 下传的控制命令、参数修改命令。 6.1.2 发电机保护 发电机保护由EDCS-6310和EDCS-6320两个单元完成，其功能如下: 6 EDCS-63, 差动速断保护、差动保护、过电压保护、过流及低电压启动的过流保护、基波零序电 10 压型定子一点接地保护(保护机端的90,95%接地)。如为发变组，还可配置:瓦斯、单元 温度保护、冷却风扇启、停控制。 EDCS-63, 单元件横差保护、负序功率方向、复合电压启动的过流保护、负序过流保护、三次谐 20 波型定子一点接地保护(中性点30%以内接地保护)、过励磁保护、转子一点接地保护、单元 失磁保护，如用户需要。 6.1.3 发电机电气监控 采用一个EDCS-6330单元实现发电机电气参数测量、状态监视及分、合闸控制等监控功能，监控的功能与EDCS-6300A型机组LCU中的功能完全相同。 6.1.4 PLC机组控制单元 采用一台60,128点的小型PLC构成机组自动化系统，PLC根据原动机自动化元 6-3 第六章 小型发电站综合自动化系统 件、调速器、励磁屏、辅机设备的状态及故障信息、人为命令等，控制机组的运行，同时实现原动机及励磁事故保护。 6.1.5 智能设备 机组LCU中的智能设备有微机温度巡检仪、智能变送器、微机调速器、微机励磁屏等，如有这些设备，便能经RS-485总线通讯，将机组各点温度、调速器油压，冷却水压力、流量等非电量信号、调速器开度、开限等位置信号传送到机组管理机，有了这些信号、机组管理机能对机组实现全自动控制。 6.2 升压站及公用设备LCU 6.2.1 35kV出线 单机容量较小，出线KV时，升压站及公用设备LCU的结构与超小型发电站升压站及公用设备LCU相同，选用相应的EDCS-6100系列单元和一台小型PLC构成LCU，各单元直接与主控机交换信息。 6.2.2 110kV出线KV且升压站设备较少时，LCU的构成形式仍可不采用LCU管理机，但110KV部分的保护与监控应选用EDCS-6200系列单元，其配置原则如下: , 1条110KV输电线单元，完成线kV 线路 段式相间距离保护、三段式接地距离保护、四段式方向零序过电流保护、重合闸及后保护 加速跳等保护功能及监控功能。 110kV, 一台110KV升压变，选用一个EDCS-6230单元实施:差动速断、差动、温度、瓦斯等升压变主保护功能。每侧选用一个EDCS-6240单元完成复合电压过流、低压过流、零序过流、保护 间隙过流等后备保护及监控功能。 6.2.3 PLC公用设备监控装置 采用一台小型PLC与接口器件，构成公用设备监控装置，用以监视油、水、气(或汽)等公用设备的运行状态和故障，如公用设备配有非电量变送器，如油压、气压、水压、流量、水位等变送器，PLC应配A/D模块，以监视公用设备运行参数，如电站公用设备未采用常规自动控制装置，也可由PLC进行自动控制。PLC配有通讯接口，经通讯转换器转换成CAN总线信号后与主控机或LCU管理机通讯。 6-4 第六章 小型发电站综合自动化系统 6.2.4 LCU管理机 如发电站的升压站部分及公用设备部分比较复杂，所接的升压站保护、监控单元较多，如各单元直接接到主控机，则主控机通讯总线上的负担较重，影响通讯可靠性，这时可增加一台公用LCU管理机，升压站各单元和公用设备监控PLC与LCU管理机通讯，公用设备信号经LCU管理机处理后，再与主控机通讯，减轻主控机的负担，提高总体性能。公用LCU的管理机的配置与机组LCU管理机完全相同。 6.3 主控层 6.3.1 主机配置 小型发电站综合自动化系统的主控层根据电站容量，升压站设备复杂程度不同，有下列三种方式: , 电站容量较小(总容量

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　　20MW)出线KV且升压站设备复杂，升压站及公用方式二 设备配LCU配管理机时，主控机仍可采用单主控机，但主控机与各LCU管理机通讯时， 可采用通讯速率更高的以太网通讯。 , 电站容量较大，升压站设备复杂，对综合自动化系统要求较高时，可采用双主控机，6 方式三 这种情况下，打印机应采用网络打印机，远程通讯增加一个通讯转换器(Nport)，将 以太网信号转换成标准的RS-232C信号。 6.3.2 监控软件 小型发电站综合自动化系统的监控软件与超小型发电站的监控软件相比，主控机部分完全相同，但增加了LCU管理机的软件，LCU管理机的软件也是基于Windows NT 4.0中文版的组态软件，硬件配置和功能配置等均由组态决定。 6.4 小型发电站综合自动化系统实例 6.4.1 电站规模及综合自动化系统的构成 A. 电站接线:某小型水电站的主接线】所示，电站装机容量为2 ×5000+7500KW。主接线为一个扩大单元，一个发变组，两台5000KW机组 与升压变1TM构成扩大单元。7500KW发电机与升压变2TM构成发变组。电 6-5 第六章 小型发电站综合自动化系统 站出线KV，出线TM低压侧母线接有一台近区变， #发电机出口将6.3KV电压升至10.5KV，供近区负荷，同时6.3KV母线KV S 10.5KV O 1TM 41TV 2TM 12.5MV10MVA 3TM A 2MVA 42TV O 0.4KV 7.5M5MW 1GS 2GS 5MW 3GS W 【6-2】 某小型水电站简化主接线图 B. 综合自动化系统的结构:根据用户要求，其系统结构可采用两种结构形式， 综合自动化系统结构框图如图【6-3a、b】所示，其中结构形式(二)中的 结构与前面的标准结构略有不同。 , 由于电站装机容量较大，主控层采用双主控机系统，以提高可靠性。两台主机一主 一备。运行中，备用机接收并处理备LCU数据，同时监视主控机的工作，当主用机主控层 故障时，备用机自动接替管理工作。通讯采用变速度的以太网，打印机采用网络打 印机，直接挂在以太网上，远程通讯经通讯转换器完成。 , 1号、2号机组LCU采用标准的EDCS-6300B小型机组LCU的结构。3号为发变组，机组 #且容量较大，因为3机组LCU的发电机保护采用两个EDCS-6310发电机主保护单元，LCU 使主保护重复配置。 升压站 , 因升压站设备较多，因此，升压站及公用设备配置一台LCU管理机，以便于减轻主及公用 控机的负担。 设备LCU 6-6 第六章 小型发电站综合自动化系统 公用 设备 及 单元 6150 EDCS 闸门 站用 CAN总线 EDCS 管理 配电 变 6240 EDCS 打 单 主变 印 机 元 后备 6230 EDCS modem 保护 主变 单元 主 6220 EDCS (2) 保护 110KV 单元 线KV 单元 线 ” # 度拟端 # (2) 保护 机组 3 主 控 机 中屏 机组 (比1心 6 LCU 单元 Pentium?-500 LCU 1多一个工 控 机 (2) #EDCS #2 (设 机组 【6-3a】 小型水电站综合自动化系统结构(一)框图 6310 机 通讯 , 备 LCU 单元 组 转换器 同 其余 LCU) 相同)1水机 通讯 PLC 转换器 自动 6330 EDCS 化 发电 装置 机组管理机 # 机 6320 EDCS Pentium?-500 监控 发电 工控机 单元 机辅 6310 EDCS 机组 # 1 LCU 保护 发电 CAN通讯总线 保护 单元 第六章 小型发电站综合自动化系统 通讯转换器 6150 EDCS , 站用 电 6160 EDCS 管理 配电 单元 调模终管理机 变 6240 EDCS 端 度拟 21 ” Pentium?-500 主控机 单元 主变 屏 中#LCU2心 工控机 Pentium?-600 后备 6230 公用工控机 EDCS 保护 主变 单元 主 6220 EDCS (2) 通讯转换网 保护 110KV 器(Nport) 络 升压站与公 线路 打 单元 CAN通讯总线 EDCS modem 印 用设备LCU 监控 110KV 机 单元 线单元 LCU LCU (2) 多一个 #公用 #2 EDCS (设 机组 机 设备 6310 备 LCU 组 主控机 单元 及 21 ” # 同 1 Pentium?-600 其余 LCU) 闸门 通讯 1工控机 相同) 转换器 监控 EDCS , 6330 发电 机组管理机 以太网 # 6320 机 EDCS Pentium?-500 发电 监控 工控机 6310 机辅 EDCS 机组 单元#CAN通讯总线 LCU 发电 保护 机主 单元 6-8 保护 单元 PLC 水机 自动 化 装置 【6-3B】 小型水电站综合自动化系统结构(二)框图 第六章 小型发电站综合自动化系统 6.4.2 小型发电站综合自动化系统的二次设备及布置 采用综合自动化系统的小型发电站，其二次设备除各现地LCU及主控机系统外，还需计量、电源等辅助设备，才能正常工作。以下以6-4.1节所述的小型水电站综合自动化系统为例，说明系统的设备及布置原则。 二次系统的主设备 A. 考虑到在综合自动化系统故障时，也能在中控室对电站运行实行控制，一般均配有 简化常规操作系统。简化常规操作系统和主控机安装在一个小型控制台上，常规操作系主控统的操作器件安装在台面上，其它设备(接口继电器等)及两台主控机装于控制台内，层主CRT放置在台面正后的仪表安装室上方。键盘在台前沿的抽屉内，鼠标置于前台面上。打设备 印机则放于左端的侧翼上，台右端侧翼放值班电话。控制台内设备布置示意图如图 【6-4】所示。 3, 机组LCU为屏式结构，屏体采用800(宽)×600(深)×2260(高)mm的 配置 标准密封仪表屏。机组LCU为两面屏，屏内主要设备的布置如图【6-5】所 示。 发电机 , 发电机保护、监控屏内安装机组LCU管理机，两个发电机保护单元和发电机机组保护 监控单元。 6 监控屏 LCU , 机组自动化屏内安装PLC机组自动化系统的设备及常规监视仪表。即PLC控设备 机组 制器、接口继电器、指示灯，常规操作器件及温度巡检仪、转速测控仪等。 自动化 常规监视仪表有发电机的电流、电压、频率，有功及无功功率等仪表。因一 屏 般励磁屏上有励磁电压、电流表，故置于机旁的机组LCU屏上可不再装设励 磁电压、电流表。 升压, 一般机组容量较小且升压站主接线较简单时，升压站保护、监控单元较少，升压站和公站及用设备LCU的全部设备可装于一面屏内。若升压站主接线较复杂，保护、监控单元较多， #公用则采用两面屏。图6-4.1节所列电站的升压站及公用设备LCU，采用两面屏。其中1屏设备内装升压站保护、监控设备，即2条110KV出线 #LCU设个保护、监控单元、近区变保护、监控单元和站用电管理单元。2屏内安装PLC公用设备 备监控设备、LCU管理机及接口继电器及非电量变送器。 6-9 第六章 小型发电站综合自动化系统 , , 电 话 电 话 鼠 ？ 标 键 盘 Hz V Mz-10 V Hz 电站主接线号机组 操 作 器 件 1号 CRT 2号 CRT 操作器件 操作器件 操作器件 , 鼠 标 【6-4】 小型水电站控制台内设备布置示意图 ,？ 键 盘 1 号 主 控 机 2 号 主 控 机 6-10 第六章 小型发电站综合自动化系统 机 组 自 动 化 屏 发 电 机 保 护 监 控 屏 机组LCU管理机 电流 电压 频率 有功 无功 温度巡检仪 转速测控仪 EDCS-6330 水 机 控 制 励 磁 控 制 机组监控 单 元 EDCS-6310 EDCS-6320 发电机主 发电机后备 保护单元 保护单元 6 PLC 【6-5】 小型机组LCU主要设备布置示意图 辅助设备: B. 小型水电站的二次控制设备除上述综合自动化系统设备外，还需以下辅助 设备的配合，才能正常工作。 6-11 第六章 小型发电站综合自动化系统 , 为保证系统的可靠性，水电站的分、合闸操作，励磁系统的控制，水机自动化设备的直流 控制均采用直流操作设备。因此，水电站均需有可靠的直流电源。目前水电站的直流电源 电源广泛采用免维护蓄电池屏。小型水电站直流电源的蓄电池容量在80,160Ah左右， 一般装于2,3面屏内。 站用 , 站用交流配电屏是全站交流供电设备。根据电站的装机容量、机组辅机及公用设备的交流 布置、照明要求等来

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　　配电系统，小型水电站交流配电屏一般为2,3面标准低压配配电屏 电屏。 , 计量屏内安装计量电能的电度表。电度表的类型根据需要来选择。综合自动化系统可 选择的电表类型有脉冲电度表，可分时计度并带脉冲或通讯接口的复费率表，智能式计量屏 多功能电子电度表等。电度表的精度一般要求为:有功1.0级，无功2.0级。 , 计量屏的面数根据表的个数来决定，一般一面屏可装15只电度表，最多可装20只表。 , 综合自动化系统的各控制单元，均采用直流电源供电。而主控机、LCU管理机、打印 机、显示器等均为交流供电的，为保证站用交流电源失电时，综合自动化系统能正常逆变 工作，全站应设一台2KVA左右的UPS或逆变电源。逆变电源由直流屏供电。综合自动电源 化系统的交流电源，经双投开关切换，使系统可选择站用交流电源供电和逆变电源供 电。逆变电源故障时，由站用交流电源供电，平时则由逆变电源供电。 C. 小型水电站综合自动化系统的设备布置 , 中控室内的设备有操作台(含主机系统)，升压站及公用设备LCU，直流电源，计量屏， 站用交流配电屏(一部分)及逆变电源等。 , 操作台为值班人员的主要监视和操作场所，一般应布置在中控室中央。升压站及公用 设备LCU的屏为操作员应经常监视的设备，应安装在控制台的正后方，距操作台的距中控室 离为1,2m。 , 交、直流电源屏和计量屏分别布置在公用LCU的两边，如屏数较多，一排放不下，可 在操作台左、右侧各布置1,2面屏。屏面均朝向控制台，形成一个“冂”字形，屏 后与墙的距离应在800mm以上，以便今后维修。 , 机组LCU的两面屏布置在主机房的机旁，与机组的励磁屏、测温制动屏及机组辅机供主机房 电的交流配电屏等并列放置。 6-12

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