蔡家洲电站计算机监控系统浅析

蔡家洲电站计算机监控系统浅析

王慕锴

长沙市湘江综合枢纽工程办公室 湖南省长沙市 410200

监控系统控制方式

长沙综合枢纽水电站工程装设六台9.5MW灯泡贯流式水轮发电机组，两台主变，一回110kV出线。蔡家洲水电站按照“无人值班(少人值守)”的运行管理模式，为提高电站运行管理水平，电力系统的安全经济运行水平，保证供电电能质量，保证设备运行的可靠性，提高电站经济效益，改善运行人员的工作生活条件，减少运行值班人员，减轻运行值班人员的工作强度，采用全计算机监控的控制方式。蔡家洲水电站设置中央控制室。

计算机监控系统

1）计算机监控系统结构

蔡家洲水电站计算机监控系统采用符合国际标准的开放、分层分布式结构，以保证今后各子系统选用不同计算机时的兼容性，系统扩展和设备更新时的可移植性。电站计算机监控系统要求能够实现与电力调度中心、水情测报、大坝监测、泄洪闸门、梯级调度中心等系统的通讯。监控系统分两个层次对全站进行监控，即现地控制层，中控室站控层。现地控制层要求实现实时控制和调节，数据采集及处理，安全运行监视，事件顺序检测，数据通信，系统自诊断等主要功能；站控层应能实现实时控制和调节，数据采集及处理，安全运行监视，柜幕显示，数据通信，电站运行维护管理、系统诊断，软件开发及培训等功能；计算机监控系统网络采用100Mb/s光纤环网连接电站级控制层和现地控制层。

2）计算机监控系统组成

电站的计算机监控系统由厂站级控制层和现地控制层组成。

厂站控制层设备主要采用工作站，包括两套系统工作站、两套操作员工作站、一套工程师工作站、一套厂内通信工作站、两套调度通信工作站、网络设备、电力专用在线式UPS、打印机、电视墙等。

现地控制单元层包括：6套机组LCU，1套开关站设备及公用设备LCU。LCU主要由高性能的可编程控制器组成。主控层与现地控制层之间采用100Mbit/s光纤以太环网连接，网络连接采用以太网交换机。

计算机监控系统实现的主要功能包括：数据采集和处理、安全运行监视、实时控制和调节、事件顺序记录、打印记录、事故追忆、ON-CALL、事故处理指导和恢复操作指导、系统通信、系统自诊断与自恢复、电站运行维护管理、系统授权管理等。

主控层负责对全站电气设备的运行进行实时监控和管理。现地控制单元（LCU）负责对其控制范围内的机组、配电装置、公用设备等进行实时监控和管理。当主控层因故退出运行时，现地控制单元（LCU）能独立运行。

电站控制级

电站控制级包括两套系统工作站、两套操作员工作站、一套工程师工作站、一套厂内通信工作站、两套调度通信工作站、网络设备、电力专用在线式UPS、打印机、电视墙等。现分述如下:

a.系统工作站

系统工作站两套,采用双机冗余,互为热备用。功能包括全厂计算机监控系统的管理、历史数据管理和存储，系统时钟校时，操作票和操作指导，AGC/AVC等。

主计算机为高性能、多任务、多用户型。每套配备21″高分辨率彩色液晶显示器一台，作为人机联系的界面。

b.操作员工作站

操作员工作站两套,负责全厂运行监视和控制操作。运行人员可以通过操作员工作站进行控制操作，有功/无功值调整，报表召唤打印等。

操作员工作站为高性能、多任务、多用户型。每套配备21″高分辨率彩色液晶显示器两台，作为人机联系的界面。

c.工程师工作站

工程师工作站一套，采用64位工作站，主要用于系统工程师进行系统维护，软件开发以及系统的诊断，数据库变量的定义，修改画面等；另外还可以向运行人员提供操作培训、仿真和软件开发的培训等。

操作员工作站为高性能、多任务、多用户型。每套配备21″高分辨率彩色液晶显示器一台，作为人机联系的界面。

d.厂内通信工作站

厂内通信工作站一套,功能包括通过计算机接口接收水情测报、大坝监测、泄洪闸门、火灾报警、工业电视等监控系统送来的信息；通信工作站为高性能、多任务、多用户型。配备21″高分辨率彩色液晶显示器一台，作为人机联系的界面。

e.调度通信工作站

调度通信工作站两套,功能包括直接向长沙地调传送规定的数据和信息；通信工作站为高性能、多任务、多用户无盘工作站。配备21″高分辨率彩色液晶显示器一台，作为人机联系的界面。

f.打印机设备

监控系统共设网络打印机三台。

g.GPS时钟系统

监控系统配备GPS时钟一套，采用高精度GPS时钟系统，时钟系统以每天计时（时，分，秒），时钟误差为24小时不超过±0.001秒。时钟系统应使主控级和LCU时钟与卫星时钟同步，时钟精度满足事件顺序记录分辨率的要求。

h.主控级UPS

计算机监控系统采用电力专用在线式冗余配置的10KVA UPS两套。UPS应配备相应的配电柜向主控级供电，配电柜内应设有主电源进线开关，馈线自动开关等。

i.系统网络

监控系统采用传输速率为100Mb/s高速光纤以太环网，由具有高可靠性的网络通信设备和光纤组成。网络通讯介质采用四芯多模光纤，遵循TCP/IP规约。

j.电视墙

配置大柜幕显示系统一套，包括50"投影单元10块及相关控制硬件和软件，可实现电站主接线以及断路器、隔离开关、接地开关、手车位置的状态显示、各主要电气设备运行参数和故障状态的显示、上、下游水位显示、时钟、安全运行天数显示及电站总有功、总无功显示等，以及工业电视监视信号。