二龙山水库二级电站计算机监控及保护系统方案.doc
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1、二龙山水库二级电站计算机监控及保护系统方案 二龙山水库二级水电站增效扩容改造项目技术方案及报价文件报价单位:杭州国望科技有限公司公司地址:杭州市西湖区西斗门路3号天堂软件园A幢联系方式:(Tel/Fax)目 录一 计算机监控系统21.1 综合技术要求21.2系统功能要求81.3系统性能要求181.4系统硬件要求211.5 软件要求25二 微机保护系统282.1 发电机组保护282.2 主变保护282.3 35kV线路282.4 水机保护29三 公司业绩30四 报价表35一 计算机监控系统1.1 综合技术要求1.1.1 工程概况电站总装机容量1630kW,为一台630kW和两台500kW的混流卧
2、式水轮发电机组。其主接线为:3台机组经过一台两圈主变升压至10kV后出线接入电力系统。1.1.2计算机监控系统的系统结构及配置原则1.1.2.1 概述电站计算机监控系统采用全计算机监控方式,按少人值班控制方式设置。整个系统采用开放式全分布结构。电站计算机监控系统由上位机和现地控制单元等组成,操作员工作站为主备冗余方式。上位机和现地控制单元采用以太网通信。1.1.2.2系统结构及配置原则电站计算机监控系统采用开放式全分布系统,软件适合开放系统环境下运行,并具有成熟的运行经验。操作系统采用Windows操作系统,用户界面及网络接口均符合开放系统有关标准。计算机监控系统控制中心设备包括二台主计算机兼
3、操作员工作站,二机互为冗余热备用,作为电站的控制中枢;另设一台通信工作站供系统维护、软件开发和人员培训之用。控制中心还设有打印机1台、GPS卫星时钟1套。厂房设4套现地控制单元, 3台机组对应于3套现地控制单元,变电开关站及全厂公用设备共用1套现地控制单元。电站控制中心设备之间及其与现地控制单元之间的通信采用星型以太网。我方所供设备包括计算机监控系统的所有通信网络、接口设备。计算机监控上位机放在控制室控制台内。1.1.3计算机监控系统的监控对象1.1.3.1 三台水轮机、球阀及辅助设备1.1.3.2 三台三相同步发电机及其辅助设备1.1.3.3 一台10kV主变压器 1.1.3.4 三套发电机
4、机端电压设备1.1.3.5 10kV变电开关站设备1.1.3.6 全厂公用设备:(1) 厂用交流电源系统的监控;(2) 厂用直流电源系统;(3) 全厂公用辅助系统;1.1.4环境条件电站为本监控系统设备提供下列电源:三相交流380V15, 50Hz2,中性点接地电源。单相交流220V15,50Hz2电源。直流220V电源(80115)。1.1.5 标准和规程除另有说明外,我方提供的所有设备、器件都符合下列最新版本的标准和规程。DL/T 578 水电厂计算机监控系统基本技术条件DL5003 电力系统调度自动化设计技术规程DL5002 地区电网调度自动化设计技术规程GB3453 数据通信基本控制规
5、程GB3454 数据终端(DTE)和数据电路终端设备(DCE)之间的接口定义IEEE 802.3 网络技术标准GB23128 操作系统标准DL476 电力系统实时数据通信应用层协议JB/T5234 工业控制计算机系统验收大纲DL/T5065 水力发电厂计算机监控系统设计规定DL/T5081 水力发电厂自动化设计规范相关的GB、IEC、IEEE、ISO、ANSI、DIN、JH、JIE标准当各标准不一致时,以标准高的为准。1.1.6工艺1.1.6.1装配设备在出厂前装配好,并进行相应的检测。1.1.6.2绝缘强度和绝缘阻抗本系统的所有设备的电源接口、数据和控制接口、通信接口、人机联系及电缆等能承受
6、规定的试验电压。未接地的接口与地之间满足规定的绝缘阻抗值。1.1.6.3屏、柜屏、柜适合水电厂使用环境。屏、柜由钢架和光滑钢板构成。结构牢固、有适当刚度、自支持。易于维修和更换内部元器件。屏柜深600mm,高2260mm,宽800mm,操作手柄、仪表、指示器在地面以上0.6至1.8m,所有屏柜的门锁是同一型号的。屏柜的基座设计,使得屏柜能固定在地板上,且易于安装。除非另有说明,屏柜面上的所有仪表、器具和装置采用嵌入式安装,其布置清晰合理。为方便运行和维修,屏柜内提供照明装置和电源插座。1.1.6.4 内部接线设备的内部接线在工厂完成,发货前进行检查。所有的接线用防火型槽管保护,如果是外露的导线
7、束在一起,用适当的夹具固定或支持,走向水平或垂直。导线在槽管中所占空间不超过70。所有的导线中间不得有接头,导线在屏柜内的连接均经端子板或设备接线端子。一个接线端子的连接导线不超过两条。屏内端子板为内凹式,螺丝固定型。各端子间有隔板。控制和动力回路的端子板用分隔板完全隔开或位于分开的端子盒内,端子板有标志带并根据要求或接线图进行标志。电流互感器的二次侧引线接于具有极性标志和铭牌的电流型试验端子上。导线用导线鼻子与端子板或设备连接。1.1.6.5接地系统接地使用本电站公用接地网接地。公用接地网接地电阻1。设备外壳接地、交流电源中性点接地、直流工作接地和电缆屏蔽层接地在同一机柜中采用一个公共接地端
8、子。机柜接地端子便于引出与电站地网连接。1.1.6.6 标志(1) 识别标志每台设备都加上易于辨认的识别标志,以便与说明文件对照。分布于不同部分的同型号设备识别标志保持一致。(2) 铭牌本系统的每个独立的设备都备有铭牌,其内容包括:设备名称、型号、制造厂名、主要技术参数、出厂编号及出厂日期等。字迹清楚、耐久。(3) 标签框标签框采用中文标识,作为图纸复核过程的一部分,买方将在相应图纸上指定标签框上的镂刻内容。1.1.7 电气设备性能1.1.7.1概述除非另有规定,电气设备符合1.1.5所列的所有适用的标准。1.1.7.2 控制设备的电气额定值(1) 电气额定值:控制设备设计在下列电压等级下运行
9、:直流电压额定值220V(80-115),来自厂内直流电源;单相220V交流,50Hz,运行范围220V15。(2) 电气接点额定值:为买方所使用的接点或者买方外部控制电路里预计要使用的接点,为电气上独立、不接地、现场从常开可改为常闭的干式接点。该接点具有下列额定值:设计电压:交流220380V或直流220V。持续工作电流:交流或直流5A。最大开断电流:交流220V,5A;直流220V,0.5A。最大闭合电流:交流或直流220V,5A。1.1.7.3 电线及电缆(a)本合同设备内部的连接电缆由我方提供。该电缆在使用环境、载流量及电压等级等方面满足设备的要求。(b) 我方提供设备与买方提供设备之
10、间的连接电缆由其它承包商提供并安装。1.1.7.4 电气指示仪表仪表为嵌入式仪表,盘后接线。仪表经过校准并适合于所用场合。1.1.7.5 指示灯安装在屏上的指示灯采用嵌入式节能型指示灯,具有合适的有色灯盖。有色灯盖是透明材料并不会因为灯发热而变软。所有有色灯盖具有互换性,而且所有的灯为同一类型和额定值。1.1.7.6 交流采样装置本站交流电气量的采集使用交流采样装置,精度为1级。装置能耐受交流 V电压1min而不发生击穿、飞弧等现象,在外界电场、磁干扰下输出值变化不超过基本误差绝对值。1.1.8 备品备件所提供的全部备品备件及消耗品能与原有的部件互相替换,其材料、工艺及构造均相同。备品备件和消
11、耗品同设备一起运到工地。1.1.9维修和试验设备我方提供维修和试验必须的专用工具。1.1.10现场试验和验收在计算机监控系统安装完成后,我方监督、指导安装承包商和负责对系统进行调整、校正和测试,以证明整个系统的性能达到本技术规范的要求。我方提供一个完整的现场试验报告,以表明整个系统完全符合规定的性能要求。现场验收试验在安装完毕的设备上进行,并有买方及工程师见证。1.1.11协调1.1.11.1 我方的设计责任我方对规定的全部合同设备的协调和合理设计承担全部责任。保证设备在规定的运行情况下,符合最好的工程实际。根据买方的要求,我方提供全部资料如功能、特性和接口要求以及在设计中所使用的其它标准。1
12、.1.11.2 与其它承包商的协调为了保证正确地完成所有与系统相连的或有关的部件的设计、制造、安装和试验,以及系统本身组装、安装、调试与验收试验,我方与其它设备的供方或安装承包商(其它承包商)交换图纸、尺寸、接口要求及其它必须的资料。1.1.11.3与地调的协调在业主协调下,我方与地调联系,协调与地调远动系统之间的通信接口及规约的配合问题,通信软件的编制。1.1.11.4 与买方的协调(1) 由买方组织召开设计联络会议以协调双方的设计工作。(2) 我方与买方协调有关技术培训、应用软件开发等事项。(3) 我方与买方协调各电气屏柜的颜色。1.1.12技术文件的提交1.1.12.1范围本节包括本项目
13、全部制造图纸、文献及小册子的编制和提交。1.1.12.2 供设计用的图纸和资料(1) 装置外形图我方提交合同设备的外形图,同时提出估计重量、锚固详图和总体尺寸,以便对安装这些设备的结构进行设计。(2) 屏面布置图屏面布置图展示安装在各LCU柜以及其它屏体上的设备详细布置情况。图上有比例标记。(3) 端子接线图该图展示监控系统与被监控设备点对点的相互连接,端子排的一侧清楚地表明外部导线的连接,并不允许制造厂在该侧接线。(4) 外部电源监控系统各设备外接电源的型式及监控系统配电图。(5) 接地监控系统各设备的接地方法和要求。(6) 设备接线方式监控系统内部配置的一些设备如:交流采样装置、微机自动准
14、同步装置的接线原理图。1.1.12.3硬件资料我方随机提供下列资料:(1) 操作员工作站、工程师工作站、打印机等详细的使用说明书、维护说明书等资料;(2) GPS的技术性能和详细资料;(3) 各LCU内设备的技术特性及详细资料(包括:PLC各种模块、交流采样装置、微机自动准同步装置、输出继电器等);(4) 系统内各屏柜的内部接线图;(5) 主要组件或部件设备清单,设备清单包括产品和与工作有关的辅助设备的制造商的名字,说明,元器件数量,额定值,性能指标以及买方为获得替代元器件的其它重要资料。1.1.12.4软件资料我方提供下列软件资料:(1) 系统软件(包括:操作系统、监控程序)光盘版和工作手册
15、;(2) 应用软件清单和工作手册;1.1.13 培训我方负责为管理单位和买方进行免费现场操作培训,使被培训人员达到具备熟练操作运行、系统维护和简单故障处理的水平。培训目的是使受训的工程技术人员了解和熟悉整个监控系统的硬件和软件,学习维护和排除故障的技术和技巧。1.1.14安装、调试在计算机监控系统的安装过程中,我方有责任进行技术指导;我方负责系统的现场调试、投运及售后技术服务。1.2系统功能要求1.2.1 概述电站控制中心由两套厂级工作站兼作操作员工作站、一套工程师工作站以及外围设备等组成。厂级工作站兼操作员工作站(两套),主要完成全厂的运行自动化及其管理,包括AGC,AVC,历史数据存档、归
16、类、检索和管理,运行报表生成与打印;人机接口功能,即完成设备运行的实时监视与控制,来自现地控制单元LCU的实时信息直接在LCD上显示刷新。工作方式为两套互为热备用。工程师工作站作为系统和LCU软件开发、编制和修改应用软件等工作使用,并作为运行人员操作培训使用。处于下一级的是现地单元控制级,共设有3个现地控制单元(LCU);对机组附属设备系统和电站公用设备系统进行控制和监视。1.2.2 计算机监控系统控制权控制权分远方、中控室、现地三级,能够进行切换。远方控制指地调的操作,中控室控制指在监控系统的操作员工作站上的操作,现地控制指在现场LCU上的操作。控制权由电厂端设置,优先顺序为“现地、中控室、
17、远方”,经过电厂的运行值班人员能够将控制权移交给上级调度和管理部门。当有事故发生或其它原因需电厂运行值班人员进行干预时,控制权将能自动切换到电厂端。监控系统将保证在进行控制权切换时电厂运行无扰动。1.2.3 电站控制中心功能电站控制中心设备分别布置在中央控制室等地,至少具有下列功能;(1) 数据采集与处理;(2) 安全运行监视;(3) 实时控制和调整;(4) 监视、记录、报告;(5) 事件顺序计录;(6) 正常操作指导和事故处理操作指导;(7) 数据通讯;(8) 屏幕显示;(9) 电站设备运行维护管理;(10) 系统诊断;(11) 事故、故障音响(12) 其它;1.2.3.1 数据采集与处理主
18、控级自动采集和处理电站设备的运行参数,主要采集的数据及处理要求:(1) 电气量:主控级收集由现地控制单元采集的各电气量,并作如下处理和计算。(a) 机组及输电线路三相电气参数;(b) 全站各机组有功功率总加和无功功率总加计算;(2) 电度量:各现地控制单元对采集到的电度量进行累计,上送主控级进行处理:(3) 非电量:主控级自动从各现地控制单元采集各非电量,供数据分析和定期制表打印。(4) 数字量:主控级自动从各现地控制单元采集各数字量,掌握主、辅设备动作情况,收集报警信息。(5) 数据压缩精简对实时数据和历史数据按要求进行筛选整理,去处无用的数据后,才将“压缩”了的数据存入数据库。1.2.3.
19、2 安全运行监视安全运行监视包括全厂运行实时监视及参数在线修改、状变监视、越限检查、过程监视、趋势分析和监控系统异常监视。(1) 全厂运行实时监视及参数在线修改:运行值班人员经过LCD对全厂各主设备及辅助设备的运行状态进行实时监视控制及在线修改参数。对职责不同的各级运行人员,其操作权限的内容也各不相同。对监控系统监控的所有设备,具有一定操作权限的运行值班人员能在线修改运行参数。(2) 状变监视:状变分成两类。一类为自动状变即自动控制或保护装置动作所导致的状变,如断路器事故跳闸,机组的自动起动等,另一类为受控状变,即由来自人工控制的命令所引起的状变。发生这两种状变时,均在LCD上显示。状变量以数
20、字量形式采入。(3) 越限检查:检查设备异常状态并发出报警,异常状态信号在LCD上显示并记录。同时,主控级还接受现地控制单元的越限报警信号。(4) 过程监视:监视机组各种运行工况(发电、停机)的转换过程所经历的各主要操作步骤,并在LCD上显示;当发生过程阻滞时,在LCD上给出阻滞原因,并由机组现地控制单元将机组转换到安全状态或停机。(5) 间歇运行的辅助设备的运行监视和分析:监视机组及电站各间歇运行的辅助设备(如压油泵、排水泵、空压机、供水泵等)起动次数、运行时间和间歇时间。在机组及电站不同运行方式下,其起动及运行间隔有一定的规律,经过分析这些规律的变化情况,监视间歇运行设备及其对应的主设备是
21、否异常。(6) 监控系统异常监视:监控系统的硬件或软件发生事故则立即发出报警信号,并在LCD及打印机上显示记录,指示故障部位。1.2.3.3 实时控制和调节(1) 操作员经过操作员工作站的显示器、键盘等,对监控对象进行下列控制与调节,但不限于此。(a) 机组启动、停机;(b) 同步并网;(c) 机组运行方式选择;(d) 机组有功功率、无功功率增减;(e) AGC的投切;(f) AVC的投切;(g) 6kV隔离开关、6kV及以上的断路器及0.4kV厂用电的进线开关的合分及闭锁;(h) 蝴蝶阀的操作(i) 各种整定值和限值的设定;(j) 显示器的显示图形、表格、参数限值、报警信息、 状态量变化等画
22、面和表格、报表的选择与调用;(k) 在各个LCD屏间实行主操作屏和画面显示屏的分配;(l) 打印记录;(m) 计算机系统设备投切;(n) 报警复归:当电站设备发生事故或事件后,在LCD上自动推出事故或事件画面发出报警信号,当运行人员已了解事故或事件的情况后,可对报警信号手动复归;(o) 在电站控制中心对监控对象进行操作控制时,在屏幕显示器上应显示整个操作过程中的每一步骤和执行情况;(p) 提供设备安全标记系统, 可由操作员手动或应用程序自动实现禁止对被选中设备的控制。(2) 自动发电控制(AGC)和经济运行本站运行以发电为主,正常运行时以调峰方式为主,其给定方式有全厂总有功功率给定及全厂日负荷
23、曲线给定二种。(3) 自动电压控制(AVC)因本电站容量较小,不参与AVC控制。1.2.3.4 监视、记录、报告(1) 监视:在中控室装有LCD显示器,用于显示电站的运行情况。主要的监视内容有:(a) 发电机运行工况(b) 发电机组辅助设备运行情况(c) 变压器运行工况(d) 6kV隔离开关、接地开关、6kV及以上的断路器及0.4kV厂用电的进线开关位置。(e) 线路运行工况(f) 公用设备运行工况(g) 蝴蝶阀位置(h) 厂用电运行方式(i) 越复限、故障、事故的显示、报警并自动显示有关参数并推出相关画面。(j) 过程监视:监视机组运行工况的转换过程,并在LCD上显示。当发生过程阻滞时,在L
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