安哥拉玛布巴斯水电站综合自动化系统设计简介

【摘要】介绍了安哥拉玛布巴斯水电站工程微机综合自动化系统的系统结构，硬件配置、软件配置及功能设计。

【关键词】全分布式 微机综合自动化系统 工业以太网

中图分类号： TM622 文献标识码： A 文章编号：

工程概况

安哥拉玛布巴斯水电站工程位于安哥拉共和国罗安达市东北方向70km的Dande（丹德）河上。电站装机4×6.4 MW， 1#、2#机组与1台16MVA双圈变压器组成扩大单元接线，3#、4#机组与1台16MVA双圈变压器组成扩大单元接线，电站高压侧采用60kV电压向外送电，采用单母线接线，二进和一出。

本电站计算机监控系统根据安哥拉国家电网公司的要求，按“无人值班，少人值守”的方式进行设计。

系统结构及硬件配置

安哥拉玛布巴斯水电站微机综合自动化系统采用的是全开放、分布式控制系统，由电站控制级和现地控制级组成。电站控制级和现地控制级采用交换式以太网通信，采用光纤通信介质，各节点通过光纤电缆连接到以太网交换机上。局域网按IEEE802.3设计，通信规约采用 TCP/IP，网络的传输速率不小于100Mbps。[1] [2]

安哥拉玛布巴斯水电站的全分布开放式微机综合自动化系统采用国电南京自动化股份有限公司研发的SD8000型发电厂综合自动化系统。系统硬件配置如下：

2.1电站控制级硬件配置

电站控制级的主要配置有：2套HP Z600主机工作站、1套HP Z600工程师工作站、1套HP Z600通信处理站、1台ML2400以太网交换机、1台HP 5200dn激光打印机、1套HY5222 GPS时钟装置、1台HP便携式计算机等。

2.2现地控制级硬件配置

现地控制级主要包括4套机组LCU、1套升压站/公用LCU。主要配置如下：

每套机组LCU的硬件配置为： 1台HP PACSystems RX3iPLC（160DI/ 24AI/48DO）、1台TPC1262H 12"彩色液晶触摸屏、1套SID-2AS型微机自动准同期装置、1套手动准同期装置、1套DGT-801发电机保护测控装置、1套机组有功功率/无功功率变送器、1套DSP-2000温度巡检装置、1套YD2020交流采样装置、1台SDX800 串口服务器等。

升压站/公用LCU的硬件配置为：1台HP PACSystems RX3iPLC（192DI/8AI/48DO/8RTD）、1台TPC1262H 12"彩色液晶触摸屏、1套SID-2CT型微机自动准同期装置、6套YD2020交流采样装置、2套DGT-801双圈变压器保护测控装置、1套PLS621D线路保护测控装置、1台SDX800 串口服务器、9套计量装置及2套用于辅机设备的远程智能I/O等。

系统功能

3.1电站主控级的功能

（1）数据采集和处理功能。微机综合自动化系统自动实时采集电站主要电气量、非电气量及有关过程参数，包括温度量、模拟量、状态量、报警量、SOE量和电度量等。系统对采集的数据进行必要的处理计算，存入实时数据库，并用于画面显示、刷新、控制调节、记录检索、统计、操作、管理指导等。

（2）安全运行监视功能。安全运行监视包括状态监视、越限监视、过程监视和微机综合自动化系统异常监视。

（3）控制与调节功能。微机综合自动化系统能根据电站当前运行情况和远方及当地的控制命令、自动发电控制（AGC）及自动电压控制（AVC）的计算，按预定的步骤，对电站设备进行控制和调节，包括机组状态转换、机组有功功率、无功功率的闭环调节；断路器的分/合操作；辅助设备及公用设备的开/停操作等。

（4）人机接口功能。电站值守人员通过显示器、键盘、打印机、报警装置等设备实现人机联系，对电站生产过程进行安全监控、在线诊断，对微机综合自动化系统进行调试、参数设定、程序修改、技术开发和技术培训等。

（5）运行维护管理功能。系统应在实时采集全站各设备的运行参数和工况的基础上，进一步完成统计制表等一系列运行管理的工作，为提高电站运行、维护水平提供依据。

（6）系统通信。微机综合自动化系统应实现与电力调度的通信。

3.2现地控制级的功能

（1）数据采集及处理功能。包括采集被控设备各种运行数据，对数据进行一定的处理，并按要求完成数据的上传。

（2）监视显示功能。包括对被控设备运行状态及运行参数的监视、各种事故及故障报警显示等。

(3)控制与调节功能。完成对被控设备的操作或控制，LCU接受电站控制级或LCU面板上的控制命令或自动程序命令，对机组及所有辅助设备、开关站设备进行控制和调节。

(4)通信功能。完成与电站控制级的数据交换，实现与微机调速器、微机励磁装置及保护设备间的数据交换。

（5）自动记录本单元所属设备的继电保护动作信号，断路器的变位信号，并将事件的性质与时间等依次检测、归类存档，并上送电站控制级。[1] [2]

3.3微机保护功能

根据电网结构、运行要求，按照相关规程进行配置，完成发电机、主变压器、线路等设备的保护。

（1）发电机主要保护功能：差动保护、带电流记忆的低电压过电流保护、失磁保护、定子接地保护 、转子一点接地保护、过负荷保护、过电压保护等。

（2）主变压器主要保护功能：差动保护、复合电压过流保护、零序电流保护、过负荷保护、瓦斯保护、温度保护等。

（3） 60kV线路主要保护功能：分相电流差动保护、三段式相间距离和接地距离保护、三段式零序电流方向保护等。

系统的软件配置

微机综合自动化系统的软件采分为下列几种：

操作系统软件：包括主机工作站、工程师工作站、通信工作站采用WINDOWS 2000操作系统软件；语言及编译软件；通讯软件。

基本软件：包括数据采集及处理软件、实时数据库管理软件、人机联系软件、历史数据软件、通信软件、双机切换及诊断软件。

应用软件：系统AGC/AVC高级应用软件包括梯调经济运行软件、厂内经济运行软件、自动调功软件、开/停机过程监视软件、自动电压控制软件、水电站运行指导、运行管理支持软件。

工具软件：包括图形开发工具软件、数据库开发调试工具软件、系统管理工具软件、报表生成工具软件、周期数据综合计算支持软件、开关联锁操作指导支持软件、数据工程软件、应用扩充接口函数库、PLC编程工具软件、远方诊断工具软件等。

系统技术特点

采用全开放、全分布式系统结构，便于功能扩展。网络上的每一个设备都具有各自的功能，实现功能的分布。

整个系统的重要设备采用了冗余技术，如主机工作站、网络、数据库冗余技术、冗余逆变器电源等。

任何系统设备冗余及切换均由软件实现，取消硬件切换装置，将系统硬件故障点减少至最少。

系统中的工作站和现地LCU直接接入以太网交换网络，可获得高速通讯能力和资源共享能力。

采用100M光纤以太网构成系统的主干网通道，进一步保证了整个上层系统的实时性、可靠性与抗干扰能力；基于成熟的RS485现场总线保证了下层网络的高速、实时性、可扩展性。[1] [2]

结语

安哥拉玛布巴斯水电站微机综合自动化系统自投运以来，运行稳定可靠，达到了设计的要求，并成功通过了安哥拉国家电网公司的验收和好评，取得了良好的社会和经济效益。

[作者简介]许鹏（1980-），男，山东博兴人，广西水利电力勘测设计研究院工程师，主要从事电气设计工作。

[参考文献]

[1] DL/T5065-2009，水力发电厂计算机监控系统设计规定

[2] DL/T578-2008，水电厂计算机监控系统基本技术条件