关于坝后式电站监控系统的改造分析论文

2019-12-16 12:15:03 112

概述

潮州凤凰水电站位于广东省潮安区北部山区。它由凤凰水库，一级电站和二级电站组成。一级电站位于潮安区凤凰镇。它是一个大坝发电站，装机容量为2×1600kW。该电站建于1978年。自投产以来一直使用常规的电磁保护控制系统。稳定的全功率运行以及提高电站的经济运行水平，需要对系统进行改造。

1微型计算机监控系统

电站的改造基于“无值班人员，减少值班人员”的原则。改造后的电站控制系统采用完整的计算机监控系统，并通过控制室控制台。操作员工作站可以实现整个电站主要设备的一对一控制操作。

电站计算机监视系统被设计为完整的计算机监视方法。该系统由一个64位UNIX操作系统和一个用于水电站的SJK-3000微机监控系统组成。计算机监控系统分为两层：电站控制层和本地控制单元层。两层通过100Mbps快速光纤以太网总线连接。整个系统是分布式星形网络结构。电站控制层负责整个电站电气设备的实时控制以及其运行状态的监视。它的主要功能包括实时数据收集和处理以及警报。 ，事件显示记录，通讯控制，生产管理和指导，系统诊断，应用软件开发和培训等。本地控制单元层负责水轮发电机组及其辅助设备，开关的实时控制和监视。电站设备和电站公共设备。当电站控制层由于事故而无法运行时，本地控制单元层可以独立运行。影响。

2监视系统的配置

2.1电站控制层的配置

（1）选择了两个SWR-1002逆变器电源，每个单元的容量为3kVA / 1小时。工作模式是彼此待机的；

（2）采用光纤100Mbps快速以太网，带有24端口，3COM，100M网络交换机；

（3）两个操作员工作站，使用“ COMPAQ ALPHASERER DS10”服务器，工作模式彼此为热备用，每个工作站配备了两组COMPAQ 21英寸显示器；

（4）使用美国ICS，PIV工业计算机的工程师工作站，配备了一套NEC21英寸显示器；

（5）使用美国ICS和PIV工业控制计算机的通讯工作站，配备了一组NEC 21英寸监视器；

（6）EPSON LQ1600K打印机，HP 5100LB打印机，HP3256A打印机共享设备；

（7）一种TP-2000标准卫星时钟，可提供准确的时间校准；

（8）一组智能模拟返回屏幕。

2.2本地控制单元层的配置

全站仪具有三个本地控制单元，其中包括两个单元LCU和一个交换站公共设备LCU，均使用AWS-8420TP集成工业计算机。它配备有GE90-30可编程控制器，PM130P集电装置，DAS-IA微电脑温度装置和SID-2H单对象自动同步装置。本地控制单元由SWR-1002（1kVA）逆变器单独供电。

2.3软件组态

操作员站的系统软件使用64位UNIX操作系统，监视软件使用NSPOWR800；其他主机和LCU系统软件使用WINDOWXP操作系统进行监视。该软件使用NSPRO2.0的配置软件。

3系统的主要功能

3.1数据采集和处理

系统自动收集实时数据，例如主机的主要设备的运行状态和运行参数发电厂，并提出必要的先决条件。处理过程存储在计算机系统的实时数据库中，以显示屏幕，打印选项卡以及进行计算和控制。

电厂现场各种数据的收集基本上由相应的LCU单元和视频监控点完成。现场数据包括：数字，模拟，脉冲，视频等。不同的数据收集和处理方法是不同的。

（1）模拟量的收集和处理：模拟量包括电量模拟量，非电量模拟量和温度量。经过有效性检查，比例转换，梯度计算，超限判断等处理后，收集到的数据将被处理到实时数据库中并存储在实时数据库中。

（2）开关量信号的收集和处理：计算机状态监视平台可以以中断的方式快速响应开关量信号，并进行一系列必要的响应和自动操作。信号处理包括光电隔离，接触式抗抖动处理，软硬件滤波，参考时间补偿和数据有效性检查等，最后将其格式化并存储在实时数据库中。

（3）视频数据采集与处理：计算机视频监控平台从9个视频采集点采集数据，并进行分析形成视频流数据，可以由视频图像管理系统进行显示和管理。数据通过硬盘视频记录系统进行存储和备份，并且数据可以通过以太网总线传输到计算机状态监视平台。

（4）手动获取：对于无法收集的信号，允许值班操作员和系统操作员手动设置它们并进行相应标记。

3.2控制和调整

（1）控制和调整对象：＃1，＃2单元及其辅助设备和线路。

（2）控制和调整方法：包括远程控制方法和本地控制方法。远程控制方法可以完成自动起停，自动准同步电网连接，负载增加和减少，频率和电压调整，给定负载或负载曲线，给定发电机出口电压，给定系统频率等。本地控制模式完成操作例如自动启停，自动准同步并网，运行条件​​转换和负载调整。

3.3操作安全监视和事件警报

操作安全监视和事件警报包括：

（1）操作实时监视：监视系统可以使操作人员完成工作站的每个主设备均进行实时监控。

（2）参数超限报警和记录：包括超限报警，自动显示，超限记录和打印；用于重要参数和数据，数据存储和超限召唤显示；启动相关的数量分析功能，以提示故障原因。

（3）事件序列记录和警报：当电站事故导致断路器跳闸和重合闸等时，监视系统立即以中断的方式做出响应，并自动显示，记录和打印事故的名称和时间。 ，操作相关设备，并自动启动相关屏幕，用于事故原因分析和及时处理方法。

（4）故障状态显示记录：监视系统定期扫描和监视每个故障状态信号。一旦状态发生变化，它将立即显示在CRT上，并记录故障及其时间，并使用语音警报。

（5）事故召回和相关数量记录：在电站发生事故时，有必要记录事故前后的一些重要参数和相关数量，以供操作人员随后进行分析。

（6）温度检查：除了数字温度表（与主机配套，安装在设备的温度测量制动屏上），该设备还配备了一个温度检查装置，用于测量轴承衬套，定子铁心的温度，空气冷却等。它们具有诸如超限警报，重要瓦特温度变化率趋势警报以及实时显示当前最大瓦特温度和温度平均值的功能。等，并通过RS232或RS485端口与本机的LCU单元交换信息。

3.4人机界面屏幕

在线显示实时图形，使操作员可以安全监控整个工厂的生产过程，并通过该功能浪费功率并降低功率状态工作站和视频工作站的键盘或PLC负载能力，通信系统中的干扰，引起系统共振等。为了解决电力电子设备和其他谐波源的谐波污染问题，需要抑制谐波。

抑制谐波的具体措施有：

（1）变压器采用Δ/ Y结线，可以消除3的整数倍的高次谐波；

（2）增加整流变压器次级侧的相数；

（3）使用无谐波污染的绿色逆变器；

（4）使用无源滤波器或有源滤波器；

（5）改善三相不平衡；

（6）安装交流滤波器。

5平衡的三相负载以实现节能

在低压线路中，由于单相和高次谐波的影响，三相负载不平衡，这将给供电和配电网络带来以下主要问题危害：

（1）影响变压器和电动机的安全经济运行；

（2）导致电力供应和配电网络的相线和零线的电力损耗增加；

（3）导致照明设备（高电压）或低照度（低电压）寿命缩短，并损坏电视；

（4）对于通信系统，它将增加干扰并影响正常通信。质量。

为了减少由三相负载不平衡引起的能耗，应及时调整三相负载，以使配电变压器出口处的电流不平衡不大于10％，并且主线和支线头的不平衡不平衡。中性线电流超过20％时，不超过额定电流的25％。三相配电干线的各种负载应保持平衡，最大相负载应不超过三相平均值的115％，最小相负载应不小于平均值的85％。三相负载的值。

6优化照明设计以实现节能

照明节能作为建筑物供电和配电节能的重要组成部分，在提高能源效率和节约电力方面发挥着非常重要的作用。有关详细信息，请参阅相关标准和规范，例如《 GB50034-2004建筑照明设计规范》。以下是节能照明设计中应注意的几个方面：

（1）合理选择和布置灯

过去，普通的白炽灯，荧光灯，水银灯等。光效率低，显色性差和寿命短。三基色紧凑型荧光灯是一种小直径，高效的绿色照明光源，通常称为节能灯。它含有较少的汞并减少污染。 LED节能灯是继紧凑型荧光灯之后的新一代光源。它们环保，无汞，可回收，低功耗，高光效，寿命长，随时可用，频繁开关电阻，光衰减小，颜色丰富，可调光和多变，这是一般情况取代传统光源的趋势。

（2）高质量电子镇流器的应用

传统电感镇流器具有较大的功率损耗，闪烁，低功率因数和高噪声。电子镇流器可使照明系统的光效率提高15％，节电率通常在20％以上，从而提高了功率因数，减少了发电量，减少了烟尘排放量，并且改善环境污染。同时，由于不使用电感镇流器，减少了硅钢片和铜线的消耗，减少了钢和铜的冶炼量，节约了能源，并且减少了冶炼过程中的废气和粉尘。被淘汰。因此，它被广泛应用于实际照明中。进行中。

（3）充分利用自然光

充分利用自然光，这是节约能源的重要途径之一。在设计中，电气设计师有必要与建筑师紧密合作，充分合理地利用自然光，将其与室内人工照明有机地结合在一起，从而大大节省了人工照明的能源。白天，您可以使用顶部或侧面照明代替或部分代替人造照明。对于不能投射室外光的地方（例如地下车库），可以通过照明井或通过使用光导管（光纤）照明来使用自然光。

7应用建筑设备监控系统以实现节能

建筑设备监控系统始于1970年代的能源危机，并且经过长期发展，尤其是在计算机网络技术的推动下，自动控制技术和通信技术的发展，建筑设备的监控系统变得越来越完善。它可以全面控制建筑物中的各种设备，并在满足建筑物功能的前提下实现最大程度的节能。

（1）供配电监控系统

供配电监控系统基于现场总线技术，由计算机，通信网络和控制设备组成。通信网络将计算机，控制设备和交换机与供电和配电系统中的通信接口相连。它可以检测电压，电流，有功功率，功率因数和设备是否运转良好。最后，工人可以在计算机上执行操作，并且管理部门可以确保能源节约和供电和配电系统的安全运行。

（2）照明监控系统

尽管在一些大型的公共建筑中，尽管照明的功耗非常大，但为了满足建筑功能，无法降低单边照明以节省能源。应采用科学的节能方法。照明监控系统将不同时间和地点的照度转换为数字形式的预设参数，并将其存储在EPROM中。通过将设定值与实际值进行比较，可以控制照明以实现节能。照明监控系统的应用不仅可以节省大量电能，而且可以延长灯具的使用寿命并节省运行成本。同时，不同的照明控制方法可以增强建筑物的视觉效果。

8结论

全世界都存在能源短缺和能源危机。为了响应国家关于建设节约型社会和发展节约型经济的号召，实现建筑节能和建筑供配电节能已成为当务之急。针对建筑物的结构和功能复杂多样，进行节能优化设计，提高综合能源利用效率非常必要。采取合理的电气节能技术措施，不仅可以给建筑电气系统带来巨大的经济效益，而且可以有效利用有效资源，最大限度地减少电气系统运行对环境的影响，为建筑行业实现绿色环保。低成本可持续发展为节能减排提供重要的技术支持。