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1、浅谈小水电站机组综合自动化系统改造摘要:在对小水电机组综合自动化系统总体结构进行了认真研究后,对小水电机组综合自动化系统功能进行了详细的分析讨论。 关键词:小水电卧式机组综合自动化化系统改造 :TM5:A:1672-3791(2011)01(c)-0067-01 电力电子技术、通信技术、计算机技术、以及传感器技术等研究的不断加深,建立集数据采集、发电机组自动控制、远程通讯等功能为一体的自动化系统已成为小水电站机组综合自动化系统改造的重要研究课题。小型发电机组综合自动化系统具有结构简洁、可靠性高、操作简单、检修维护方面等优点,有效提高了小水电站运
2、行的综合效率,在确保机组安全稳定运行的基础上,大大减少了日常运行维护工作量和成本,促进了小水电站“无人(或少人)值班值守”信息化运行管理系统的建设[1]。 1小水电卧式机组综合自动化系统总体结构 小水电卧式机组自动化系统主要涉及到水轮机、发电机、卧式机组调速系统、励磁系统、油气水系统等诸多系统。自动化系统首先通过内部程序控制实现对机组开停机的自动控制、运行的实时调节、以及机组运行工况的自动转换。内部自动化控制程序在设计时,除了要确保机组发生故障时,能够通过声光报警提示运行人员外,还能够通过内部程序判断自动生成控制命令,可靠起动机组事故停机程序,保
3、障整个机组安全稳定、节能经济的运行[2]。 在对小水电机组进行综合自动化系统改造时,应该按照国家相关无人(或少人)值班值守的运行管理信息化系统要求进行总体设计。为了提高自动化系统运行可靠性,常常采用采用分层分布式逻辑控制结构,即为每台机组配置1套由独立PLC上位机系统为控制核心的机组LCU,实现机组现地自动控制。在现地LCU中为了防止人为误操作事故发生,均采用软电子按键代替传统的开关按钮,且在LCU触摸屏中仅保留现地紧急事故停机回路,以确保当机组发生紧急事故而通讯系统出现问题时,可以通过现地操作实现可靠停机[3]。 机组现地LCU通过相应的通讯接口实
4、时采集机组运行的电参量数据信息。机组运行的模拟信号和数据信号分别通过电量输入和非电量输入端子引入模拟量多路开关中,然后经6路并行A/D模数转换电路转换成计算机能够识别的数字信号,供DSP数据处理单元进行智能分析运算,并将运算分析结果通过R485或以太X接口与上位机PLC系统进行实时通信,形成相应的控制命令通过PLC输出端子操作相应的执行机构实现对机组的自动运行调节的自动控制。测温制动系统、电气测量系统、电度计量系统、油气水系统、调速器控制系统、以及励磁系统等是小水电机组高效稳定运行的重要辅助系统,自动控制系统通过遥信输入将机组运行控制的分散数据信息通过信
5、号电缆远传到光电隔离电路中,经信号过滤放大处理后,进入系统EPROM数据存储单元中。系统中的DSP数据处理单元在内部程序控制下定期扫描数据存储单元中的机组运行控制数据信息,并进行实时分析运算[4]。 2小水电卧式机组综合自动化系统功能介绍 2.1机组运行控制功能 当自动化系统在接收到上位机或现地控制单元的开机命令后,就会自动进行机组开机流程。自动化控制系统通过内部检测控制单元完成开机过程的自动控制,即:首先检查开机条件满足情况(开机控制命令、机组有无事故、出口断路器是否处于分闸位置、机组刹车是否松开);当一切开机条件均满足时,就会自动打开机组冷
6、却水系统,然后控制调速器系统将开度限制机构打开,直至机组转速上升到95%为止;当自动化系统通过测温制定系统检测到机组转速达到95%时,就会自动控制励磁系统合上励磁开关,实现机组励磁调压操作;当机组极端电压到达95%额定电压时,就会自动投入自准同期装置,在系统判断机组运行工况满足并X条件时,自动操作机组出口断路器执行机构完成并X操作;最后机组自动化控制系统将转入机组有功和无功负荷容量自动调节程序。自动化系统中,机组正常停机程序与正常开机程序一样,是按照小型水电机组开停机规范流程通过内部程序逐一判断而形成对应的控制调节命令,保证机组正常开停机的准确操作。
7、机组在运行过程中,当自动化控制系统检测到机组有水机事故、电气事故或有紧急事故按钮脉冲信号时,就会通过PLC上位机系统遥控输出端子直接操作机端出口断路器执行机构,完成出口断路器跳闸操作,同时触发调速器控制系统中事故紧急电磁阀,将调速器控制系统自动转入事故紧急停机控制程序中[5]。 2.2状态模拟自检试验功能 为了保证机组高效稳定的运行,运行人员可以通过机组现地综合自动化控制系统中脱机试验功能,检查控制系统开机、停机、事故紧急停机等分项功能内部程序的完整性和准确性,并可以分析各阶段输出逻辑调节控制是否科学合理。 2.3远方/现地互为备用功能 运行管理
8、人员不仅可以在中控室通过人机互通的液晶显示系统实时了解和分析机组的运行工况,同时
