对广西那板水电厂综合自动化设计的几点考虑

电力18讯：    摘  要：介绍了那板综合自动化系统的设计原则、结构配置特点以及相关功能。

关键词：自动化  设计   

1 概述

广西那板水电厂已运行30年,多数设备已经老化，结合改造并按无人值班，少人值守进行设计。

1.1 那板综合自动化的要求

广西那板水电站共四台机组4x3200kw，发电机出口电压6.3kv，电站采用6.3kv母线和35kv母线，两台主变，35kv出线5回。设计要求那板电站实现电站无人值班，少人值守和安全经济运行。

1.2 设计那板综合自动化范围

计算机综合自动化系统的工作范围：

4台发电机组的监控、保护及自动化；

5回35kv出线、1回6.3kv出线及2台主变的监控与保护；

全厂共用设备的监控

1.3 那板综合自动化的任务

实现电站少人值班并逐渐过渡到“无人值班（少人值守）”,综合自动化系统应完成以下任务：

（1）对全厂设备实现自动监视与纪录。（2）对电站设备实现自动控制。（3）对发电机组、35KV线路及变压器等一次设备进行监控和保护。（4）实现电站运行管理的自动化。（5）实现与国际互联网+的通信连接，达到在全球范围内使用微机通过任一部电话均能实现对电站的监控。（6）实现远程电话报警。（7）实现电站自动语音报警并保持传统的声光报警。（8）时钟同步管理。

2 对那板自动化系统结构及配置的考虑

2.1 系统设计结构及特点

系统采用全开放全分布式网络系统结构。

整个系统分为二层：主控层、现地单元LCU层。两层之间采用10/100Mbps以太网总线及10/100Mbps多端口集线器构成物理连接、逻辑总线式的高可靠以太通信网络系统。LCU层中又由管理层及直接控制层两层构成，LCU管理层与直接控制层各单元之间经RS232、RS485通讯总线联接。

2.2 那板主控层结构及配置

主控层采用通讯速率达100Mbps的以太网，传输介质采用同轴电缆，主设备有一台现地工作站，一台网络服务器（兼工程师工作站）设备，辅助设备有GPS卫星时钟等设备。

以太网上还预留其它功能计算机的网络接口，并配置相应的输入输出外部设备，如语音事件报警部件等。

系统具有经通信工作站与调度中心进行通信的能力。网络具有与MIS系统及Internet的连接接口。并在网络服务器留有系统与梯级调度中心、水情测报等计算机系统之间的通信接口，作为水库、水电站梯级调度、多站经济运行使用。

2.3 系统网络结构及配置

系统网络结构是整个系统安全可靠运行的基础，电站计算机综合自动化系统要求网络系统具有高安全可靠性、较强的数据吞吐能力、合理的带宽以及通信的开放性、集成性、易用性和可维护性，保证系统的实时通信与信息交换。根据以太网在水电厂计算机综合自动化系统中的应用经验，及水电站的规模和要求，采用10/100Mbps以太总线网络。为提高系统的抗干扰能力，采用10/100Mbps多端口集线器，构成星型以太通信网。

2.4 那板自动化现地控制层结构及配置

以结构图表示


广西那板机组LCU单元硬件图


广西那板水电场开关站/公用设备LCU硬件结构图

3 对那板自动化系统功能的分析

3.1 那板自动化系统功能有

数据采集和处理/运行监视和事件报警/生产过程的控制操作/功率闭环调节/自动发电控制(AGC)及经济运行/自动电压控制(AVC)/自动调频运行/低频自起动与高周减出力/统计记录/显示功能/制表打印/人机接口/通讯/保护功能/实时在线自诊断。

3.2 主控层功能有

运行监视和事件报警,控制和调节,自动发电控制功能(AGC),自动电压控制及无功调节功能(AVC),运行方式,运行管理和统计,人机接口,在线编辑及软件开发,实时在线自诊断功能,再启动功能,通信功能。

3.3 现地控制单元层功能有

数据采集功能,数据处理功能,控制和调整功能,人机接口功能,与主控制层通信功能,自诊断和自恢复功能,报警功能。

3.4 对广西那板水电厂自动化继电保护的设计

（1）基本要求

①继电保护装置均为全微机式的继电保护装置。

②所有保护装置均适合于电流互感器二次额定电流为5A，电压互感器二次额定电压为100V或100/  。

③保护装置的直流电源电压为220V，由电站直流系统供给。

④保护装置均采用标准尺寸机箱和插件板设计。

⑤监控系统与保护接口为通信方式和硬件接点方式两种。

（2）对设置保护的考虑

发电机保护功能：①发电机主保护单元设置了纵差保护；励磁消失保护；水机轴承温度过高、油压事故降低、机组过速保护；②发电机后备保护单元设置了复合电压闭锁过流<