水布垭电站计算机监控系统总体设计（宋远超 黄天东）

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1、水布垭电站计算机监控系统总体设计（宋远超黄天东）　　摘要:水布垭电站计算机监控系统在硬件配置和设备选型上采用了计算机领域的先进技术及产品，数据库服务器选用SUN公司的UltraSPARC-IIIi产品，其它工作站选用SUN公司的Ultra45产品。网络交换机选用具有高可靠性的赫斯曼公司的工业级以太网交换机。现地控制单元PLC采用施耐德公司的ModiconTSXQuantum系列产品。电站首台机组将于XX年7月1日并网发电，计算机监控系统作为电站自动化系统的核心，系统设计的好坏，对水布垭电站的安全稳定运行起着十分关键的作用。 　　关键词:计算机监控;系统设计;系统结构;硬件配置;水布垭

2、水利枢纽 中图分类号:TP273文献标识码:A 1工程概况 　　水布垭水利枢纽主要由混凝土面板堆石坝、引水发电建筑物、泄洪建筑物等组成。电站引水发电建筑物包括:引水渠、进水口、引水隧道、地下主厂房、500kV变电所及母线竖井、尾水洞、尾水渠、交通洞、通风洞及母线洞和厂外排水洞等。地下厂房安装4台水轮发电机，单机额定容量为400MW，总装机容量1600MW。 　　电站主体工程已于2002年10月截流，机组尾水管底板于XX年1月开始浇筑。第1台机组计划于XX年7月1日并网发电，以后每间隔6个月投运1台，于XX年1月全部机组并网发电，工程于XX年6月竣工。 2设计原则 　　水布垭电站计算机

3、监控系统的设计遵循以下原则: 　　按“无人值班”的原则进行设计和配置，采用全计算机控制，不设常规布线逻辑控制设备。 　　系统结构采用分层分布式模块化冗余结构，以保证系统中任何局部设备的故障不影响监控系统总体功能的实现。 　　系统的配置和设备选型符合计算机技术迅速发展的特点，充分利用计算机领域的先进技术。软硬件均采用模块化结构，使之具有良好的开放性和可扩展性，便于实现系统功能及硬件设备的扩充，更好地实现运行管理智能化。系统还应具有高度的可靠性、实时性和实用性，使其技术性能达到国内先进水平。 　　电站自动化系统应满足清江梯级调度和华中网调的实时监控功能。 　　计算机监控系统的人机接口功能

4、强、界面友好、操作维护方便，适合现场运行操作习惯。 3系统监控对象 　　4台套水轮发电机组等设备，每台套设备主要包括:①机组进水口快速闸门;②发电机及辅助设备;③水轮机及辅助设备;④主变压器及辅助设备;⑤主变高压侧4个断路器、隔离开关及接地开关设备;⑥机组出线2个断路器。 　　500kV开关站设备，主要包括:①2回500kV出线;②2段500kV母线;③4套500kV断路器、隔离开关及接地开关设备;④2套500kV出线隔离开关及接地开关设备;⑤2套母联隔离开关及接地开关设备。 　　10kV及0.4kV厂用电系统，包括:①厂内10kV系统配电设备;②1、2号机组用电0.4kV配电设备;

5、③3、4号机组用电0.4kV配电设备;④1号厂内公用及照明用电0.4kV配电设备;⑤2号厂内公用及照明用电0.4kV配电设备;⑥500kV变电所10kV负荷开关柜及0.4kV配电设备;⑦进水口10kV负荷开关柜及0.4kV配电设备。 　　辅助设备系统，包括:①机组检修排水系统;②厂房渗漏排水系统;③低压空压机系统;④中压空压机系统;⑤厂外排水系统;⑥电站暖通空调系统。 4系统结构 4.1分布式结构 　　为了提高系统的实时性及可靠性，系统采用全分布式体系结构，即功能分布和分布式数据库系统。整个系统分成厂站层和现地控制单元两层。全厂数据库和历史数据库分布在厂站计算机中，各单元数据库分布在

6、各个LCU中，系统各功能分布在系统的各个节点上，每个节点严格执行指定的任务并通过系统网络与其它节点进行通讯。 4.2网络结构 　　水布垭计算机监控系统网络采用单层网络结构配置方案，监控系统的所有节点均连接至同一个网络上。为提高系统可靠性，该网络采用双冗余交换式以太网总线结构或双冗余以太环网结构，采用TCP/IP协议，遵循IEEE802.3标准，传输速率不低于100Mbps，传输介质采用光纤及双绞线。 　　在LCU以下将采用现场总线用以连接远程I/O及现地智能监测设备。现场总线采用开放、通用的协议;传输介质采用光纤。为了提高系统的可利用率，现场总线采用双冗余结构。传输速率不小于1.5M

7、bps。 4.3LCU结构 　　现地控制单元采用主备冗余控制器结构，每个控制器配置有独立的CPU模块、电源模块和双以太网模块，I/O模板机架设置有独立的双电源。控制器、本地I/O及远程I/O设备之间通过冗余现场总线连接。 　　对于机组LCU1～LCU4，为了确保机组事故时能够自动、安全、可靠停机，在设计时对一些重要的操作采取双输出通道，而且将2个输出通道分布在2个不同的模块上，以免单个模块或通道故障影响机组紧急停机。此外，机组LCU还保留了必要的简化水机后