EDCS-6000電力綜合自動化系統(tǒng)在木浪河下游水電站的應(yīng)用

朱德劍 岑明周

貴州省興義市水電開發(fā)公司

EDCS-6000電力綜合自動化系統(tǒng)在木浪河下游水電站的應(yīng)用

朱德劍 岑明周

貴州省興義市水電開發(fā)公司

基于貴州木浪河下游水電站EDCS-6000電力綜合自動化計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、配置、功能及特點，淺析了微機綜合自動化技術(shù)在小型水電站的應(yīng)用，以實現(xiàn)電站的遙控、遙調(diào)、遙信和遙測等遠動功能。從而達到電站的無人值班或少人值守的目的。

EDCS-6000微機綜合自動化；監(jiān)控功能；故障處理

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和自動化程度的日益提高，微機綜合自動化在小型水電站電力生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。貴州省興義市木浪河水庫的二期工程——木浪河下游水電站也于2001年建成投運并網(wǎng)發(fā)電，而電站微機綜合自動化的應(yīng)用經(jīng)過十一年的運行，已顯現(xiàn)出了其優(yōu)越性，結(jié)合電站的實際情況，現(xiàn)就該站微機綜合自動化在電站實際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題一些故障及相應(yīng)的處理方法作淺析和探討。

1 電站概況

2 EDCS-6000系統(tǒng)電力系統(tǒng)綜合自動化裝置的配置

2.1 電站主控層配置

電站主控層設(shè)備設(shè)在中央控制室，主控層由主機操作員工作站、通訊工作站、主控制臺、漢字打印機、語音報警裝置、通訊管理器、UPS電源等組成。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊與現(xiàn)地單元層聯(lián)接，實現(xiàn)全站的管理，人機對話與調(diào)度中心通訊功能。

電站主控層負責(zé)協(xié)調(diào)和管理各現(xiàn)地控制層的工作；收集有關(guān)信息并作相應(yīng)處理和存儲；迅速、準(zhǔn)確、有效地完成對本站被控對象的安全監(jiān)視和控制。操作員可以在主控制室通過人機接口對數(shù)據(jù)庫和畫面在線修改，進行人工設(shè)定、設(shè)置監(jiān)控狀態(tài)、修改限值、事故處理指導(dǎo)和恢復(fù)操作指導(dǎo)等功能，并可下傳至LCU.監(jiān)控命令輸出只有監(jiān)控主機取得控制權(quán)的工作執(zhí)行，作為另一臺工作站只作監(jiān)測、數(shù)據(jù)通信而無控制輸出，兩機可互相跟蹤，系統(tǒng)軟件根據(jù)監(jiān)控主機的運行和通信、硬件、軟件等狀態(tài)，進行跟蹤判別，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)自動給出切換信號，由另一臺工作站代替主機的工作，同時給出主機故障提示，主機修復(fù)啟動后，自動監(jiān)測轉(zhuǎn)到主機并將數(shù)據(jù)輸入，并重新處于監(jiān)控狀態(tài)。

2.2 現(xiàn)地控制層（LCU）配置

現(xiàn)地控制層分機組LCU和公共LCU 兩部分，由人機界面終端、EDCS-6310發(fā)電機組主保護單元、EDCS-6320后備保護單元用于發(fā)變電組的后備保護，EDCS-6330監(jiān)控單元控件用于電氣測量、狀態(tài)監(jiān)視、自動準(zhǔn)同期合閘，自動解列，運行參數(shù)點動調(diào)節(jié)，自動發(fā)電控制，穩(wěn)壓穩(wěn)頻控制、EDCS-6001通訊轉(zhuǎn)換單元用于監(jiān)控單元與機組自動控制PLC之間的通訊轉(zhuǎn)換、溫度測量裝置、轉(zhuǎn)速信號測量裝置、數(shù)字式測量儀表和交直流雙供電源等設(shè)備組成。如下圖

機組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機、發(fā)電機、進水口主閥和機組附屬設(shè)備。通過工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各現(xiàn)地控制層與全站控制層連接交換信息，實現(xiàn)現(xiàn)地設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)共享。當(dāng)電站控制層因故退出運行時，現(xiàn)地控制層可以獨立運行而不受影響。

微機保護裝置、轉(zhuǎn)速、溫度巡檢、調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)等設(shè)備通過現(xiàn)地LCU與以太網(wǎng)聯(lián)接，實現(xiàn)相應(yīng)參數(shù)的監(jiān)視和控制。部分沒有通訊接口的設(shè)備則通過現(xiàn)地控制單元的I/0模塊實現(xiàn)設(shè)備的控制和狀態(tài)檢測。

大型系統(tǒng)或者管徑在DN150及DN150以上時，排氣裝置宜采用集氣罐與自動排氣閥結(jié)合的形式，以利于更好地收集管路中的氣體并及時排出。也可以使用大排氣量的自動排氣閥來實現(xiàn)這一功能。大排氣量自動排氣閥的材質(zhì)應(yīng)為黃銅，排氣控制零件一般為浮球。

3 微機監(jiān)控程序說明

微機監(jiān)控程序由組態(tài)程序與監(jiān)控程序組成，組態(tài)負責(zé)對整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控單元、畫面進行配置及管理。監(jiān)控程序是以EDCS-6000系統(tǒng)形單元結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電力綜合自動化系統(tǒng)專用軟件包，它是根據(jù)組態(tài)程序配置的組態(tài)數(shù)據(jù)，畫面要求進行實時監(jiān)控、歷史查詢、數(shù)據(jù)備份等現(xiàn)就兩部進行簡要說明。

3.1、組態(tài)程序

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：在系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中進行組建選擇綜合自動化系統(tǒng)為單機系統(tǒng)、單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和雙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，木浪河下游電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所以需要建立計算機的IP地址和所該機所起的作用，在刻站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中建立了服務(wù)器、工作站、3臺現(xiàn)地機。

3.1.2 普通單元：對電站內(nèi)的各單元（如機組的主保護、后備保護、監(jiān)控單元、PLC、通訊轉(zhuǎn)換單元）的單元號、單元類型、單元名稱、電壓等級、二次電壓額定值、單元的模擬量、單元的開關(guān)量等進行配置。

3.1.3 畫面組態(tài)：主要功能對電站所需的畫面進行繪制與配置，由文件、畫面管理、編輯、排列、圖塊、查看、窗口功能組成。

3.2、監(jiān)控程序操作說明

3.2.1 文件菜單：其主要功能是打印設(shè)置可能打印機紙張大小、來源、打印方向進行設(shè)置，使其能打印也滿足需求的圖形。

3.2.2 事件菜單：其主要功能是查詢和確認電站異常報警信息，由事件窗口、確認事件、確認斷路器變位，清除事件窗口等組成。

3.2.3 畫面菜單：其主要功能是對系統(tǒng)內(nèi)服務(wù)器、工作站、現(xiàn)地機上的畫面進行管理，由進入退出框選放大可對框選區(qū)域進行放大、顯示全貌、指定比例縮放從10%至400%、打印當(dāng)前畫面的黑白版和彩色版等等組成。

3.2.4 操作菜單：其主要功能是操作電站設(shè)備或復(fù)歸單元控制箱操作及報警狀態(tài)。由進入/退出控制操作狀態(tài)、機組調(diào)節(jié)、電動機控制、調(diào)壓和無功補償綜合控制、自動重合器控制、校時、單元復(fù)位、單元操作復(fù)歸、模擬屏控制等組成。

3.2.5 參數(shù)菜單：其主要功能是負責(zé)管理電站設(shè)備運行參數(shù)的實時數(shù)據(jù)、機組準(zhǔn)同期時的實時數(shù)據(jù)、保護采樣的實時數(shù)據(jù)及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實時通訊狀態(tài)。由模擬量、開關(guān)量、電度量、通訊狀態(tài)、保護采樣、模擬信號精校定值、準(zhǔn)同期參數(shù)、實時通訊幀、局域網(wǎng)通訊等組成。

3.2.6 設(shè)定菜單：其主要功能是對電站設(shè)備的實時數(shù)據(jù)的計算系數(shù)，保護定值及監(jiān)控定值，用戶的密碼進行管理。由開關(guān)掛牌、電流變比設(shè)置、零序電流系數(shù)、機組勵磁系統(tǒng)、電度計算方式、脈沖電度變比、分時計度設(shè)置、度底底設(shè)置、功率方向校正、保護定值、監(jiān)控定值、用戶密碼管理、更改操作員密碼等組成。

3.2.7 查詢菜單：其主要功能管理電站的各樣記錄（如保護動作、斷路器分合）并運行參數(shù)曲線棒圖，并可升成操作票及相關(guān)查詢。由順序事件記錄、保護動作記錄、斷路器分合記錄、定值修改記錄、運行參數(shù)數(shù)據(jù)、運行參數(shù)曲線、電度棒圖、恢復(fù)曲線默認量程、自動記錄保作操作票查詢和非自動記錄操作票查詢等組成。

4 故障及其處理方法

本節(jié)就電站運行以來監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)的一些故障及我們當(dāng)時所采用處理方法進行探討，由于本身水平所限不足之處來望諒解。

4.1、現(xiàn)地1＃機組LCU與1＃機自動化屏PLC通訊故障

現(xiàn)象：

（1）在上位機顯示的通訊狀態(tài)信息中現(xiàn)地機1:1#機PLC的通訊狀態(tài)異常。

（2）上位機及現(xiàn)地機顯示的PLC控制狀態(tài)均為分閘時的綠色。

（3）1＃機自動化屏PLC輸出狀態(tài)指示燈與機組的實際狀態(tài)一致。

（4）1＃機組的通訊轉(zhuǎn)換單元EDCS－6001的指示燈中COM3沒有亮。

（5）在將1＃機組的通訊轉(zhuǎn)換單元換至2＃機組時其工作正常。

處理：

根據(jù)以下現(xiàn)象判斷1＃機組的通訊轉(zhuǎn)換單元工作正常，故障原因可能出地通訊轉(zhuǎn)換單元與現(xiàn)地1＃機組LCU這間。經(jīng)過檢查故障原因為通訊轉(zhuǎn)換單元與現(xiàn)地1＃機組LCU之間的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)線損壞導(dǎo)致，更換損壞網(wǎng)線后PLC與現(xiàn)地1＃機組LCU之間恢復(fù)正常。

4.2、上位機不能修改保護定值

現(xiàn)象：

（1）在中控室上位機修改并下發(fā)保護定值會出現(xiàn)以下報警信息：目標(biāo)機接收數(shù)據(jù)包長度不對。

（2）在現(xiàn)地LCU上有出現(xiàn)了報警信息：收到結(jié)點的數(shù)據(jù)包本機所存的結(jié)點單元為0，而收到的為5，不一致。

處理:

在此之前的一個月由于中控室微機故障，在微機修好后請廠家技術(shù)人員對中控室微機重新安裝監(jiān)控程序，是不是兩個監(jiān)控程序不相同所導(dǎo)致的。所以對上位機與現(xiàn)地LCU上的監(jiān)控系統(tǒng)程序Prun.exe進行比較發(fā)現(xiàn)兩個的大小不樣，在與廠家技術(shù)人員聯(lián)系后得到回復(fù)是上位機安裝的改進版監(jiān)控程序與原來的有所不同，所以將電站三臺機組現(xiàn)地LCU的監(jiān)控程序后，就能在上位機正常修改保護定值。

4.3、35KV線路遭雷擊后35KV出線A相與主變高壓側(cè)A相電壓相差8KV。

現(xiàn)象：

（1）35KV線路遭到雷擊后35KV避雷器A相動作一次，35KV線路PTA相高壓熔斷器熔斷。

（2）在35KV線路復(fù)電后，并更換熔斷高壓熔斷器，發(fā)現(xiàn)上位機顯示的35KV出線A相與主變高壓側(cè)A相電壓相差8KV。

（3）在線路PT箱及保護單元箱上測量35KVPT二次值均在100V左右。

處理：

（1）在做好相應(yīng)的安全措施后，對35KV線路保護單元箱進行檢查。發(fā)現(xiàn)單元箱輸入板的電壓變換器有一只己經(jīng)明顯鼓起，更換相同型號的電壓變換器后35KV線路與主變高壓側(cè)顯示的電壓值基本一致。

（2）對全站的接地網(wǎng)及避雷器進行檢查以杜絕類似故障的發(fā)生。

[1]重慶新世紀(jì)公司.EDCS-6000電力系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng)用戶手冊

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.043

朱德劍，男，漢族，貴州省興義市人，本科學(xué)歷，助理電氣工程師，貴州省興義市水電開發(fā)公司從事水電站技術(shù)管理；

岑明周，男，漢族，貴州省興義市人，大專學(xué)歷，助理電氣工程師，貴州省興義市水電開發(fā)公司從事水電站技術(shù)管理。