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1、 附件 1（C）综合自动化监控保护系统技术规范 1.1 电站概述精河三级水电站共安装 2 台机组，总容量 1.6MW。电气主接线为：发电机二台，容量（20.8）MW，出口电压 6.3kV，主变设置一台，容量为 12MVA，电压等级为 38.5/6.3kV，35kV 出线一回，送至精河 35kV 中心变电所。6.3kV直配线一回。35kV 侧采用线路-变压器组接线形式，6.3kV 采用单母线接线形式。电站厂用变接于 6.3kV 母线侧。 （详见“电气二次保护监控配置图” ） 。为使电站建成后整个系统安全、稳定、可靠，使用、维护方便。该电站采用综合自动化监控保护系统，以实现无人值班，少人值守的现代
2、化管理的要求。水电站综合自动化监控保护系统能达到以下目标：接受电 力 调 度 系 统 的调度指令，实现厂内经济，自动监测和自动控制，提高电厂的经济效益，提高电厂安全运行的水平，提高劳动生产率、减轻运行人员的劳动强度，实现无人值班，少人值守。水电站综合自动化监控保护系统能满足以下主要功能：（1）监视控制：水轮发电机组的起动、停止、同期并列，发电、运行方式的转换；功率、频率和电压的调整；35kV、6.3kV 线路断路器、主变压器、厂用变压器高压侧断路器的控制；电站综合自动装置的投入、切除和整定值的改变；电站上、下游水位、水头、闸门位置及拦污栅压差的测量与监视。（2）自动检测：需要检测的设备包括机组
3、及其辅助设备、变电和开关设备、电站的公用设备、水工建筑物及工作操作设备等，检测的电量有电流、电压、功率、电能、频率、功率因数等，非电量有温度、转速、液位、压力、流量、振动、转角等。（3）自动操作：机组的自动操作，要求自动按照预定的顺序完成机组自动开机到并网、停机等操作；电站公用设备的自动操作包括压缩空气系统、技术供水系统、直流电源系统、厂用电系统等；电站厂房进水阀的自动操作；全厂性操作，如报警信号系统、远动、通信系统，开关设备的操作等。（4）自动控制：励磁和调速器控制。（5）自动保护：动作于报警，如发电机定子温度超限、推力轴承温度升高、油槽油温过高或过低、机组冷却水源中断等，保护自动发出警告或
4、同时投入备用设备；动作用于跳闸停机，当机组发生推力轴承、导轴承温度过高或压油装置油压过低等不允许继续运行的事故情况时，保护就自动断开断路器并停机；动作于快速关闭进水阀；在事故停机时遇上导水叶剪断销剪断，机组过速且调速器失灵，或压力钢管破裂等，自动保护除断开断路器并停机外，还要关闭机组的进水阀或动作事故配压阀。 水电站综合自动化系统能完成的基本任务如下：（1）实现机组的自动起、停、自动并网和带负荷。（2）根据电力系统的要求，自动改变机组的运行工况和自动投入备用机组；（3）进行有、无功功率、频率和电压的调节。（4）完成水力机械系统的安全监视与保护。（5）实时采集电站主要设备的运行状态、参数，对电站
5、各控制点和 监 视 点进 行 自 动 安 全 检 测 、 越 限 报 警 、 事 件 顺 序 记 录 、 事 故 、 故 障 原 因 提 示 。（ 6） 具 有 灵 活 、 友 好 的 人 机 接 口 界 面 以 及 各 种 运 行 数 据 统 计 和 报 表 的 生成 。（ 7） 实 现 全 厂 优 化 的 自 动 发 电 控 制 （ AGC） 和 自 动 电 压 控 制 （ AVC） 。（ 8） 实 现 水 轮 发 电 机 组 的 自 动 顺 序 起 、 停 控 制 等 ； 断 路 器 、 隔 离 刀 闸 等重 要 电 气 设 备 的 投 、 切 操 作 以 及 辅 助 设 备 的 自 动
6、 控 制 监 视 功 能 等 。（ 9） 实 现 电 气 设 备 的 保 护 功 能 。（ 10） 实 现 电 站 直 流 系 统 正 常 运 行 。2 水电站综合自动化监控保护系统引用的规范和标准SDJ337-89 小型水力发电站自动化设计规程DL/T578-95 水电厂计算机监控系统基本技术条件GB14285-93 继电保护和安全自动装置技术规程T15145-94 微机线路保护装置通用技术条件DL5002 地区电网调度自动化设计规程DL478-92 电力系统继电保护及安全自动装置评价规程GB7261-87 继电器及继电保护装置基本试验方法GB6162 静态继电器及保护装置的电气干扰实验GB
7、7260 不间断电源设备GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范DL 45191 中华人民共和国行业标准DL/T5081-1997 水力发电厂自动化设计技术规范GB/T151451994 中华人民共和国国家标准GB/T13926 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性DL5002-1991 电力系统自动化设计技术规程DL/T578-1995 水电厂计算机监控系统基本技术条件DL5003-1991 电力系统调度自动化设计技术规范GB9361-88 计算机场地安全要求DL5002 地区电网调度自动化设计技术规程IEEE 730.1-1989 软件质量保证设计标准CCIT
8、T X.25 通信协议DL482-1992 静态继电器保护及安全自动装置通用技术条件DL 476-92 电力系统实时通信应用层协议DL/T720-2000 电力系统继电保护柜、屏通用技术条例IEC 807-5-1992 远动传输规约DL/T634-1997 问答式传输规约DL451-1991 循环式远动规约DL/T822-2002 水电厂计算机监控系统试验验收规程DL-478 绝缘耐压行业标准JB/T5234 工业控制计算机系统验收大纲GB-6162 抗干扰国家标准DL/5137-2001 电测量仪表装置设计规程DL476 电力系统实时数据通信应用层协议GB3453 数据通信基本型控制规程GB
9、50168-92 电气安装工程电缆线路施工及验收规范GB3454 数据终端(DTE)和数据电路终端设备(DCE)之间的接口定义GB2318 操作系统标准GB/T7408-1994 数据元的交换格式、信息交换、试运行、日期的时间表示法IEEE 802.3 网络技术标准GB2887-89 计算机场地技术条件GB7450-92 电子设备雷击保护导则DL/T5065-1996 水力发电厂计算机监控系统设计规定GB9813-88 微型数字电子计算机通用技术条件 （1）3 水电站综合自动化监控保护系统设计原则根据本站“无人值班,少人值守”的原则，结合当前水电站计算机监控系统的发展现状，本站按全计算机监控的
10、方式进行总体设计和系统配置，采用最新的计算机硬件、软件及网络技术。系统为符合国际开放系统标准的分层分布式结构，本系统具有相互可操作性，系统的可扩展性及设备更新时的可移植性。系统可通过电站控制层的网络通信服务器与上级调度中心进行通信，完成对本站的遥控、遥调、遥信、遥测等所有远动功能。各间隔层相互独立，互不影响，能在电站控制层故障或退出运行的情况下，不会影响各间隔层控制的功能和可靠性，系统采用模块化计算机为基础的全分布开放式监视、控制及通信系统。本系统按以下主要原则设计：（1）实现本站计算机监控系统与上级调度中心之间的通信。（2）系统采用通用化、标准化的设计与软件开发，模块化、分层分布式结构。（3
11、）系统配置和设备选型符合计算机发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，由标准化、结构化的软硬件组成，系统组态灵活，兼容性、扩充性、互换性好。（4）系统采用信号隔离技术，软、硬件滤波，防雷击、屏蔽接地等一系列抗干扰措施齐全。（5）系统的人机接口功能强，操作简单、方便、灵活、易学。（6）系统的软件采用开放性的设计思想，具有标准、开放的现场总线接口，可将通讯协议不同的其它公司设备的信息接入本系统。（7）系统具备防误操作功能和完备的自诊断、自恢复功能。（8）系统所有的交流和直流输入量进系统前均有完善的抗干扰措施。（9）系统高度可靠、冗余，其本身的局部故障不影响现场设备的正常运行，系统的 MTBF
12、、MTTR 及各项可用性指标均达到部颁 DL/T578-95水电站计算机监控系统基本技术条件及 DL/T5065-1996水力发电厂计算机监控系统设计技术条件的规定。4 水电站综合自动化监控保护系统的结构及配置4.1 水电站综合自动化监控保护系统的结构按照本站的规模，为达到安全可靠、先进实用、经济合理的目的，本电站选用分层分布式计算机监控系统结构，分为现地控制层（LCU）和电站控制层。电站控制层与现地控制层之间采用 100Mbps 工业光纤以太网进行连接。详见“计算机监控系统结构图” 。系统结构及配置特点：（1）采用全分布的开放系统采用全分布开放系统结构。各计算机采用开放 Windows 20
13、00 系统，网络采用工业以太网络。监控系统的全部计算机及 PLC 直接接入网络，系统具有高速的通讯能力和信息资源共享能力。PLC 直接入网使系统具有更高的可靠性。（2）分布式技术，可靠性的保证网络上接入的每一设备都具有自己特定的功能，实现功能的分布，既保证了某一设备故障只影响局部功能，又利于今后功能的扩充，这一技术的采用使系统变成总是可控的，使系统具有极强的可用性。（3）冗余技术为了满足“无人值班（少人值守） ”对系统可靠性的要求，整个系统的重要设备采用冗余技术，如：操作员工作站为冗余配置，机组、开关站、公用系统等现地控制单元(LCU)采用了冗余电源的结构等。（4）采用成熟、可靠、标准化的硬件
14、设备各硬件设备要求估通用性强，维护方便的设备。采用较高档次的计算机配置，使得系统运算速度快，实时性高，能保证系统的各方面性能要求。PLC 设备选用成熟可靠设备，以确保现地 LCU 单元控制的可靠性。（5）多种通讯功能的实现系统具有与调度系统、厂内系统的通讯能力。现地 LCU 控制单元通过智能多串口通讯装置 NC608 实现与其它系统，如：保护装置、励磁调节器、调速器、温度巡检装置、交流采样装置、辅助控制系统等的通讯。4.2 水电站综合自动化监控保护系统的配置4.2.1 电站控制层全站控制层为水电站的实时监控中心，负责整个电站的主要电气设备的实时控制和调节、数据采集及处理、安全运行监视、数据通信
15、、电站运行维护管理、系统诊断等功能。同时通过 GPS 卫星时钟同步装置实现全系统的时钟同步。正常情况下，电站设备的运行监视和控制在中控室的主机兼操作员工作站上进行。由值班人员用计算机系统的显示器和键盘、鼠标进行人机对话，对电站的水轮发电机组、主变压器、线路、厂用电、进水阀等主要设备进行控制和监视，可由计算机监控系统按运行值班人员设定的负荷、负荷曲线、母线电压自动进行开机、停机、并网操作、分配负荷、调整电压、频率、监视电站主要设备的运行。各现地控制层 LCU 通过人机联系终端实现对所监控设备进行监视和控制。各系统的现地控制柜上设有控制开关以及操作按钮，以实现设备的现地和远方的切换。这样在充分发挥
16、计算机监控系统自动化程度高、可靠性高的优势外，在某些环节故障时，仍可进行监控，提高电站的系统可靠性。考虑到计算机系统的可靠性，由三台研华工业控制计算机组成主机兼操作员工作站和通讯工作站。其中操作员工作站计算机两台，互为热备用，通讯工作站计算机一台。4.2.1.1 主机兼操作员工作站及通讯服务器计算机监控系统设置两套监控工作站，采用主/备热备用工作方式，运行值班主机可以任意设定，双机通过以太网进行通信。正常情况下，监控命令输出只由一台取得控制权的主机工作执行，作为热备用的另一台主机兼操作员工作站只做监测而无控制输出,工作机与备用机互相跟踪，控制权可在工作机和备用机之间手动或自动切换，保证在一台监控工作机故障或退出运行的情况下，另一台
