韩庄泵站工程电气运--行讲座建筑资料.pptx

工程概况工程概况韩庄泵站是南水北调东线第一期工程的第九级抽水梯级泵站，是韩庄运河段最后一级泵站，韩庄泵站是南水北调东线第一期工程的第九级抽水梯级泵站，是韩庄运河段最后一级泵站，位于山东省枣庄市峄城区古邵镇八里沟村西。第一期工程输水位于山东省枣庄市峄城区古邵镇八里沟村西。第一期工程输水125m3/s125m3/s。该枢纽工程的主。该枢纽工程的主要任务是通过韩庄运河提水入南四湖的下级湖，以实现南水北调东线第一期工程的梯级调要任务是通过韩庄运河提水入南四湖的下级湖，以实现南水北调东线第一期工程的梯级调水目标。水目标。第一部分第一部分 配电部分配电部分一、泵站与电力系统的连接一、泵站与电力系统的连接n n泵站用电负荷等级设为二级。韩庄泵站一期总用电负荷约为泵站用电负荷等级设为二级。韩庄泵站一期总用电负荷约为9000kW9000kW（流量（流量125m3/s125m3/s）。）。采用采用110kV110kV线路向泵站供电线路向泵站供电,输电线路选用输电线路选用LGJ-185LGJ-185型导线。型导线。n n泵站设泵站设110kV110kV专用变电所，设一回专用变电所，设一回110kV110kV电源线。电源由韩庄电源线。电源由韩庄110kV110kV线路线路“T”T”接。接。n n韩庄泵站设一回韩庄泵站设一回10kV10kV电源线，接自附近电源线，接自附近10kV10kV电源。电源。第一部分第一部分 配电部分配电部分 二、电气主接线二、电气主接线n n根据本泵站总装机容量、台数、根据本泵站总装机容量、台数、110kV110kV电源的进线回路数及泵站的特性，对泵站的电气电源的进线回路数及泵站的特性，对泵站的电气主接线确定如下：主接线确定如下：n n110kV110kV电源单回路进线，电源单回路进线，2 2台台10000kVA10000kVA的主变压器，变比为的主变压器，变比为110/6.3kV110/6.3kV。110kV110kV侧为侧为单母线分段接线，单母线分段接线，6.3kV6.3kV侧为单母线分段接线。侧为单母线分段接线。n n1#1#、2#2#水泵电机及水泵电机及41#41#站用变压器从站用变压器从6.3kV6.3kV段母线引接，段母线引接，35#35#水泵电机从水泵电机从6.3kV6.3kV段段母线引接。母线引接。第一部分第一部分 配电部分配电部分n n泵站设泵站设5 5台（其中台（其中1 1台备用）台备用）TYCTYC1800-481800-48型型1800kW1800kW永磁同步电动机，额定电压永磁同步电动机，额定电压6.3kV6.3kV。n n泵站运行方式：正常运行工况下，泵站运行方式：正常运行工况下，1#1#主变压器及主变压器及41#41#站用变压器投入运行，站用变压器投入运行，2#2#主变压主变压器及器及42#42#站用变压器明备，站用变压器明备，6.3kV6.3kV分段断路器闭合。当泵站水泵机组不运行时，分段断路器闭合。当泵站水泵机组不运行时，1#1#主变主变压器压器及压器压器及41#41#站用变压器停止运行，站用变压器停止运行，42#42#站用变压器投入运行。当站用变压器投入运行。当1#1#主变压器故障主变压器故障时，时，2#2#主变压器投入运行，可担负全站主变压器投入运行，可担负全站100%100%用电负荷。用电负荷。n n当当41#41#站用变压器故障时，站用变压器故障时，42#42#站用变压器可担负全站站用变压器可担负全站100%100%站用电负荷。站用电负荷。第一部分第一部分 配电部分配电部分三、站用电接线三、站用电接线n n设两台设两台315kVA315kVA变压器，变比为变压器，变比为6.3/0.4kV6.3/0.4kV，41#B41#B接在接在6.3kV6.3kV段母线上，段母线上，42#B42#B接在接在6.3kV6.3kV段母线上。低压系统为段母线上。低压系统为380/220V380/220V，动力和照明共用的三相五线制，低压母线，动力和照明共用的三相五线制，低压母线分段。分段。第一部分第一部分 配电部分配电部分四、主要电气设备选择四、主要电气设备选择 n n1 1、污秽等级、污秽等级n n泵站枢纽变电所除主变压器及泵站枢纽变电所除主变压器及110kV110kV配电装置外，其余均为户内布置。配电装置外，其余均为户内布置。n n2 2、变压器、变压器n n主变压器选用主变压器选用110kV110kV低损耗三相双绕组自冷型油浸变压器。低损耗三相双绕组自冷型油浸变压器。110kV 110kV 侧采用侧采用WSLWSL型型无载调压开关。无载调压开关。n n主变压器：三相双绕组自冷无载调压电力变压器主变压器：三相双绕组自冷无载调压电力变压器n n型号：型号：S1010000/110 S1010000/110 n n站用变压器：三相双线圈铜绕组树脂浇注干式变压器站用变压器：三相双线圈铜绕组树脂浇注干式变压器n n型号：型号：SC10-315-105%/0.4SC10-315-105%/0.4第一部分第一部分 配电部分配电部分n n3 3配电装置配电装置n n110kV110kV配电装置：配电装置：110kV110kV空气外绝缘高压组合电器，型号：空气外绝缘高压组合电器，型号：COMPASS-145COMPASS-145。110kV110kV断断路器为户外三相单断口自能灭弧原理的瓷柱式路器为户外三相单断口自能灭弧原理的瓷柱式SF6SF6断路器，配用弹簧操动机构；断路器断路器，配用弹簧操动机构；断路器内内置内内置SF6SF6电流互感器。电流互感器。n n6.3kV6.3kV配电装置：配电装置：KYN28C-12KYN28C-12型铠装中置式金属封闭开关设备，柜中配置真空断路器。型铠装中置式金属封闭开关设备，柜中配置真空断路器。低压配电装置：低压配电装置：GCSGCS型低压抽出式开关柜，无功补偿装置选择型低压抽出式开关柜，无功补偿装置选择GCSGCS型成套设备。低压动型成套设备。低压动力箱选用力箱选用XL-21XL-21型。型。第一部分第一部分 配电部分配电部分n n4 4载流导体载流导体n n110kV110kV进线选用进线选用LGJ-185LGJ-185钢芯铝绞线，钢芯铝绞线，110kV 110kV 母线选用铝管母线，母线选用铝管母线，10kV10kV高压电缆选用高压电缆选用YJVYJV型型铜芯交联聚乙稀绝缘电力电缆，低压电缆采用铜芯交联聚乙稀绝缘电力电缆，低压电缆采用NH-YJVNH-YJV耐火型铜芯交联聚氯乙稀绝缘电力电耐火型铜芯交联聚氯乙稀绝缘电力电缆，控制电缆采用缆，控制电缆采用NH-KFFNH-KFF阻燃型电缆。阻燃型电缆。n n水泵配套电机水泵配套电机n n选用卧式永磁同步电动机选用卧式永磁同步电动机n n型号：型号：TYC-1800-48TYC-1800-48，额定功率：，额定功率：1800kW 1800kW n n额定电压：额定电压：6.3kV6.3kVn n额定功率因数：额定功率因数：0.90.9（超前）（超前）第一部分第一部分 配电部分配电部分五、机组起动方式五、机组起动方式 n n采用变频降压起动方式。采用变频降压起动方式。第一部分第一部分 配电部分配电部分六、电气设备布置及电缆敷设六、电气设备布置及电缆敷设1 1、电气设备布置、电气设备布置n n本泵站变电所除本泵站变电所除110kV110kV配电装置及主变压器户外布置，配电装置及主变压器户外布置，6.3kV6.3kV开关柜等电气设备均布置在户内。开关柜等电气设备均布置在户内。n n110kV110kV配电装置及主变压器均布置在户外变电站内，配电装置及主变压器均布置在户外变电站内，110kV110kV变电所动力箱布置在户外变电站中变电所动力箱布置在户外变电站中部。部。n n副厂房一层分别设有副厂房一层分别设有6.3kV6.3kV开关室及开关室及0.4kV0.4kV配电室。副厂房二层分别布置保护室及通信室等。配电室。副厂房二层分别布置保护室及通信室等。n n6.3kV6.3kV开关柜、微机消弧消谐选线综合装置在开关柜、微机消弧消谐选线综合装置在6.3kV6.3kV配电室一字形布置。配电室一字形布置。n n站用变压器、站用变压器、0.4kV0.4kV开关柜在开关柜在0.4kV0.4kV配电室内一字形布置。配电室内一字形布置。n n6.3kV6.3kV变频装置布置在主厂房内。变频装置布置在主厂房内。第一部分第一部分 配电部分配电部分n n中控室位于副厂房与主厂房之间，室内布置计算机监控工作站、视频服务器、数据服务器、通中控室位于副厂房与主厂房之间，室内布置计算机监控工作站、视频服务器、数据服务器、通信工作站、投影仪大屏幕及操作台等。保护室内设有保护屏、计量屏、直流屏、监控设备屏、信工作站、投影仪大屏幕及操作台等。保护室内设有保护屏、计量屏、直流屏、监控设备屏、监视设备屏、变电所监视设备屏、变电所LCULCU控制屏、站用电控制屏、站用电LCULCU控制屏及电力系统通信柜等。机组控制屏及电力系统通信柜等。机组LCULCU控制屏布控制屏布置在主厂房内。置在主厂房内。第一部分第一部分 配电部分配电部分n n2 2电缆敷设电缆敷设n n110kV110kV户外变电所、副厂房之间，设有电缆沟。沟内有电缆支架，电缆沿支架敷设。户外变电所、副厂房之间，设有电缆沟。沟内有电缆支架，电缆沿支架敷设。n n副厂房一层、中控室均设电缆夹层，电缆夹层内设电缆桥架。副厂房一层、中控室均设电缆夹层，电缆夹层内设电缆桥架。n n中控室至主厂房电缆通过电缆竖井，主厂房电缆桥架，至各用电设备。中控室至主厂房电缆通过电缆竖井，主厂房电缆桥架，至各用电设备。第一部分第一部分 配电部分配电部分六、电气设备布置及电缆敷设六、电气设备布置及电缆敷设第一部分第一部分 配电部分配电部分七、过电压保护及接地装置七、过电压保护及接地装置1 1、直击雷保护、直击雷保护n n在户外变电所布置在户外变电所布置2 2支高支高30 m30 m的避雷针作为变电所的直击雷保护。泵站副厂房房顶设避的避雷针作为变电所的直击雷保护。泵站副厂房房顶设避雷带作为直击雷保护。雷带作为直击雷保护。第一部分第一部分 配电部分配电部分七、过电压保护及接地装置七、过电压保护及接地装置2 2、侵入波保护、侵入波保护n n为防止线路侵入的雷电波过电压，在为防止线路侵入的雷电波过电压，在110kV110kV进线及进线及6.3kV6.3kV每段母线上分别安装氧化锌避每段母线上分别安装氧化锌避雷器。为保护主变压器中性点绝缘，在主变压器雷器。为保护主变压器中性点绝缘，在主变压器110kV110kV侧中性点装设避雷器及放电间隙侧中性点装设避雷器及放电间隙组合装置。组合装置。第一部分第一部分 配电部分配电部分七、过电压保护及接地装置七、过电压保护及接地装置3 3、接地装置、接地装置n n110kV110kV变电所接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极。变电所接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极。n n泵站主厂房利用底板钢筋作为自然接地体，选择钢筋的一些纵横交错点加以焊接形成电气通路，泵站主厂房利用底板钢筋作为自然接地体，选择钢筋的一些纵横交错点加以焊接形成电气通路，构成自然接地体。电缆桥架、电缆保护钢管作为接地干线。所有电气设备外壳均与接地干线可靠构成自然接地体。电缆桥架、电缆保护钢管作为接地干线。所有电气设备外壳均与接地干线可靠焊接。焊接。第一部分第一部分 配电部分配电部分七、过电压保护及接地装置七、过电压保护及接地装置n n副厂房底板钢筋，选择一些纵横交错点加以焊接形成电气通路，构成自然接地体；由垂直接地极副厂房底板钢筋，选择一些纵横交错点加以焊接形成电气通路，构成自然接地体；由垂直接地极及帽檐式均压带构成的人工接地体。自然接地体与人工接地体联合作为接地装置。泵站副厂房电及帽檐式均压带构成的人工接地体。自然接地体与人工接地体联合作为接地装置。泵站副厂房电缆桥架、电缆保护钢管作为接地干线。接地干线与副厂房立柱内缆桥架、电缆保护钢管作为接地干线。接地干线与副厂房立柱内 1212以上主钢筋可靠焊接，形成以上主钢筋可靠焊接，形成电气通路。副厂房所有电气设备外壳均与接地干线可靠焊接。电气通路。副厂房所有电气设备外壳均与接地干线可靠焊接。n n变电所、泵站主接地网接地电阻值要求不大于变电所、泵站主接地网接地电阻值要求不大于0.50.5。第一部分第一部分 配电部分配电部分八、照明八、照明n n本站设有工作照明、事故照明、检修照明、景观照明及庭院照明。本站设有工作照明、事故照明、检修照明、景观照明及庭院照明。n n工作照明网络电压为交流工作照明网络电压为交流380/220V380/220V三相五线制。三相五线制。n n事故照明采用在主要部位装设应急灯。工作照明正常时，应急灯处于充电状态，突然停事故照明采用在主要部位装设应急灯。工作照明正常时，应急灯处于充电状态，突然停电时，应急灯亮。电时，应急灯亮。n n检修照明为交流检修照明为交流36V36V，设局部照明变压器及胶柄手提灯，用于局部检修。，设局部照明变压器及胶柄手提灯，用于局部检修。n n庭院照明交流庭院照明交流380/220V380/220V三相五线制，照明灯具根据用途及使用环境选择。三相五线制，照明灯具根据用途及使用环境选择。第一部分第一部分 配电部分配电部分九、继电保护九、继电保护本站主要电气设备装设如下保护：本站主要电气设备装设如下保护：n n1 1、110kV110kV进线进线n n电流速断保护，瞬时动作于进线断路器跳闸；过电流保护，延时动作于进线断路电流速断保护，瞬时动作于进线断路器跳闸；过电流保护，延时动作于进线断路器跳闸。器跳闸。第一部分第一部分 配电部分配电部分九、继电保护九、继电保护n n2 2、主变压器、主变压器n n差动保护，瞬时动作于主变压器高、低压侧断路器跳闸；差动保护，瞬时动作于主变压器高、低压侧断路器跳闸；n n三相过电流保护，延时动作于主变压器高、低压侧跳闸；三相过电流保护，延时动作于主变压器高、低压侧跳闸；n n单相过负荷保护，延时动作于信号；单相过负荷保护，延时动作于信号；n n零序电流保护，延时动作于变压器高、低压侧跳闸；零序电流保护，延时动作于变压器高、低压侧跳闸；n n重瓦斯保护，瞬时动作于主变压器高、低压侧跳闸；重瓦斯保护，瞬时动作于主变压器高、低压侧跳闸；n n轻瓦斯保护，动作于信号；轻瓦斯保护，动作于信号；n n温度保护，动作于信号温度保护；温度保护，动作于信号温度保护；n n压力释放保护，动作于信号压力释放保护，动作于信号第一部分第一部分 配电部分配电部分九、继电保护九、继电保护n n3 3、同步电动机、同步电动机n n速断保护，瞬时动作于跳闸；速断保护，瞬时动作于跳闸；n n三相过负荷保护，延时动作于信号，延时动作于跳闸；三相过负荷保护，延时动作于信号，延时动作于跳闸；n n低电压保护，延时动作于跳闸；低电压保护，延时动作于跳闸；n n温度保护，温度过高，瞬时动作于跳闸，温度升高，动作于信号；温度保护，温度过高，瞬时动作于跳闸，温度升高，动作于信号；n n单相接地保护，当单相接地电流大于单相接地保护，当单相接地电流大于10A10A时，瞬时动作于跳闸，当单相接地电流为时，瞬时动作于跳闸，当单相接地电流为5A10A5A10A时，动作于信号；时，动作于信号；n n电动机超速，动作于信号。电动机超速，动作于信号。第一部分第一部分 配电部分配电部分九、继电保护九、继电保护n n4 4、315kVA315kVA站用变压器站用变压器n n电流速断保护，瞬时动作于站用变压器高、低压侧断路器跳闸；电流速断保护，瞬时动作于站用变压器高、低压侧断路器跳闸；n n过电流保护，延时动作于站用变压器高、低压侧断路器跳闸；过电流保护，延时动作于站用变压器高、低压侧断路器跳闸；n n过负荷保护，延时动作于信号；过负荷保护，延时动作于信号；n n零序电流保护，延时动作于站用变压器高、低压侧断路器跳闸；零序电流保护，延时动作于站用变压器高、低压侧断路器跳闸；n n温度保护，动作于信号。温度保护，动作于信号。第一部分第一部分 配电部分配电部分九、继电保护九、继电保护n n5 5、6.3kV6.3kV母线分段母线分段n n电流速断保护，瞬时动作于跳闸。电流速断保护，瞬时动作于跳闸。n n6 6、6.3kV6.3kV母线母线n n电压绝缘监察。电压绝缘监察。第一部分第一部分 配电部分配电部分十、测量与计量十、测量与计量n n本站主要电气设备设有如下测量、计量量：本站主要电气设备设有如下测量、计量量：n n1 1、110kV110kV进线进线n n电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数。电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数。n n2 2、110kV110kV进线专用计量进线专用计量n n有功电度、无功电度。有功电度、无功电度。n n3 3、主变压器、主变压器n n电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数。电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数。第一部分第一部分 配电部分配电部分十、测量与计量十、测量与计量n n4 4、同步电动机、同步电动机n n电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数。电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数。n n5 5、站用变压器、站用变压器n n电流、电压、有功电度。电流、电压、有功电度。n n6 6、6.3kV6.3kV母线分段母线分段n n电流。电流。以上各量除有功、无功电度表外，均从各对应的综合保护单元上显示。以上各量除有功、无功电度表外，均从各对应的综合保护单元上显示。第一部分第一部分 配电部分配电部分十一、水泵机组开、停程序十一、水泵机组开、停程序n n1 1、开机启动程序、开机启动程序n n泵壳内部检查：泵壳内部检查：n n检查推力轴承油位（非驱动端）；检查推力轴承油位（非驱动端）；n n检查内部是否有泄露，壳内是否有水或油；检查内部是否有泄露，壳内是否有水或油；n n检查是否有异常（如传感器，电缆，接头，螺栓螺母松动）；检查是否有异常（如传感器，电缆，接头，螺栓螺母松动）；n n检查转子转动是否灵活（手动盘车）。检查转子转动是否灵活（手动盘车）。n n泵体外部检查：确认人孔盖关闭；泵体外部检查：确认人孔盖关闭；n n检查是否有异常（如传感器，电缆，接头，螺栓螺母松动）；检查是否有异常（如传感器，电缆，接头，螺栓螺母松动）；n n检查球轴承的油位（驱动端）；检查球轴承的油位（驱动端）；n n检查电机冷却风机。检查电机冷却风机。启动冷却风机，风机控制器发出运行正常信号。启动冷却风机，风机控制器发出运行正常信号。第一部分第一部分 配电部分配电部分十一、水泵机组开、停程序十一、水泵机组开、停程序n n电气：电气：n n确认断位器位置是否处于闭合状态，即输出侧高压开关，并确认断路器是否闭合（高压确认断位器位置是否处于闭合状态，即输出侧高压开关，并确认断路器是否闭合（高压开关信号）开关信号）n n信号从驱动装置（变频器）输出，信号从驱动装置（变频器）输出，变频器输出准备就绪（变频器输出准备就绪（VFD READYVFD READY）信号）信号 ；n n泵、电机检测装置无故障（温度，油位等），泵、电机检测装置无故障（温度，油位等），PLCPLC接受到泵、电机检测装置正常信号接受到泵、电机检测装置正常信号 。n n进水侧进水侧n n检查上游进水是否通畅，。检查上游进水是否通畅，。n n检查水位。检查水位。n n检查进口闸门是否全开。检查进口闸门是否全开。n n出水侧出水侧n n检查出水工作闸门是否开启；检查出水工作闸门是否开启；n n检查工作闸门在开启前为闭合状态（闸门上部有一拍门）。检查工作闸门在开启前为闭合状态（闸门上部有一拍门）。n n 第一部分第一部分 配电部分配电部分十一、水泵机组开、停程序十一、水泵机组开、停程序n n启动风机。启动风机。n n当风机运行稳定后当风机运行稳定后（约（约1010秒），启动水泵，加速到秒），启动水泵，加速到62.5rpm62.5rpm。水泵（至少。水泵（至少5 5秒内）缓步秒内）缓步加速到加速到95rpm95rpm，在，在1515秒内加速到秒内加速到125rpm.125rpm.n n启动变频器（启动变频器（start VFDstart VFD），变频器驱动电机加速至），变频器驱动电机加速至62.562.5转，开启工作闸门，水泵继续转，开启工作闸门，水泵继续缓慢加速至缓慢加速至95rpm95rpm，继续加速值额定转速，继续加速值额定转速125rpm125rpm。n n工作闸门在水泵启动后工作闸门在水泵启动后5 5秒后开启，以每秒秒后开启，以每秒5 5米速度开启，约米速度开启，约2 2分钟后全部开启。分钟后全部开启。n n在闸门完全开启后（位置信号），开始按照要求调节转速。在闸门完全开启后（位置信号），开始按照要求调节转速。n n水泵可以根据水量由转速控制运行水泵可以根据水量由转速控制运行n n确认泵在运转，从水泵监测系统反馈如监测转速等。确认泵在运转，从水泵监测系统反馈如监测转速等。n n2.2.运行操作运行操作n n通过所需流量调节泵转速；通过所需流量调节泵转速；n n检查所有运行参数，进出口压力，油位，电流，温度，振动等；检查所有闸门全开。检查所有运行参数，进出口压力，油位，电流，温度，振动等；检查所有闸门全开。第一部分第一部分 配电部分配电部分十一、水泵机组开、停程序十一、水泵机组开、停程序n n3.3.停机停机n n正常停机正常停机n n降低水泵转速至必需转速（降低水泵转速至必需转速（95rpm 95rpm），保证一定的水量（保证水不倒流）；），保证一定的水量（保证水不倒流）；n n 开始闭合出口工作闸门，工作门关闭的同时慢慢降低泵转速。在闸门全部关闭后，停止变开始闭合出口工作闸门，工作门关闭的同时慢慢降低泵转速。在闸门全部关闭后，停止变频器，变频驱动电机减速至频器，变频驱动电机减速至0 0，并停机。，并停机。n n风机停机风机停机，然后开加热器。，然后开加热器。n n其他机组停机过程同其他机组停机过程同1#1#机组。机组。第一部分第一部分 配电部分配电部分十一、水泵机组开、停程序十一、水泵机组开、停程序n n事故停机事故停机n n发生电气事故或机械故障，自动接通断路器跳闸回路，断路器跳闸，其余动作过程发生电气事故或机械故障，自动接通断路器跳闸回路，断路器跳闸，其余动作过程同正常停机。同正常停机。第一部分第一部分 配电部分配电部分十二、水泵启动和关闭的顺序十二、水泵启动和关闭的顺序启动顺序启动顺序n n启动启动1 1号水泵的风机号水泵的风机n n启动启动1 1号水泵号水泵n n如果水泵在如果水泵在50%50%转速下运行，开启转速下运行，开启1 1号工作闸门号工作闸门n n如果工作闸门故障，停止水泵和风机如果工作闸门故障，停止水泵和风机n n如果如果1 1号水泵的工作闸门全开启，继续以上的步骤再启动水泵号水泵的工作闸门全开启，继续以上的步骤再启动水泵2525。关闭顺序关闭顺序 开始关闭开始关闭1 1号水泵的工作闸门，如果工作闸门响应，开始按关闭的速率，进行按比例地降号水泵的工作闸门，如果工作闸门响应，开始按关闭的速率，进行按比例地降速速n n如果工作闸门全部关闭，停止如果工作闸门全部关闭，停止1 1号水泵号水泵n n停止停止1 1号水泵的风机号水泵的风机n n继续以上的步骤停止水泵继续以上的步骤停止水泵2 2和和3 3。第二部分第二部分 计算机监控系统设计计算机监控系统设计第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分一、总体设计一、总体设计 泵站综合自动化总体设计采用模块化设计，可分为泵站监控层及网络模块、泵站机组泵站综合自动化总体设计采用模块化设计，可分为泵站监控层及网络模块、泵站机组LCULCU模块、泵站辅机模块、泵站辅机LCULCU模块、泵站公用模块、泵站公用LCULCU模块、泵站清污机模块、泵站清污机LCULCU模块、视频监控模块、办公管模块、视频监控模块、办公管理模块等。理模块等。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分二、系统结构二、系统结构n n泵站综合自动化系统结构：韩庄泵站枢纽选用光纤自愈环网。泵站综合自动化系统结构：韩庄泵站枢纽选用光纤自愈环网。n n采用流行的开放式分层分布式网络结构。整个系统分成若干个模块，网络是连接所有模块的桥梁，采用流行的开放式分层分布式网络结构。整个系统分成若干个模块，网络是连接所有模块的桥梁，并将其构成一个整体。并将其构成一个整体。n n系统分远方调度层、监控层、主控层和现地层结构。系统分远方调度层、监控层、主控层和现地层结构。n n远方调度层设置在省调度中心及调度分中心，通过各工程管理处对各泵站及水闸运行状态进行监远方调度层设置在省调度中心及调度分中心，通过各工程管理处对各泵站及水闸运行状态进行监视，下达调度控制指令。远方调度层不在本设计范围内。本设计只涉及监控层、主控层和现地层。视，下达调度控制指令。远方调度层不在本设计范围内。本设计只涉及监控层、主控层和现地层。n n监控层设在管理处中央控制室，主要完成对现地控制单元进行监控，采集并汇集整理各种运行参监控层设在管理处中央控制室，主要完成对现地控制单元进行监控，采集并汇集整理各种运行参数形成各种报表，系统组态，上传有关泵站运行状态数据，下达上级调度指令。主控层设在泵站数形成各种报表，系统组态，上传有关泵站运行状态数据，下达上级调度指令。主控层设在泵站副厂房中控室，主要完成对现地控制单元进行监控，采集。副厂房中控室，主要完成对现地控制单元进行监控，采集。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分二、系统结构二、系统结构n n现地层设在设备现地，完成对现地设备的自动监测和自动控制。现地层设在设备现地，完成对现地设备的自动监测和自动控制。n n对应以上三层，系统采用三级控制，现地层为现地控制单元级，为第一级，控制权限最高；主控对应以上三层，系统采用三级控制，现地层为现地控制单元级，为第一级，控制权限最高；主控层为第二级，控制权限次之；监控层为远层控制级，为第三级，只在必要时控制，控制权限最低。层为第二级，控制权限次之；监控层为远层控制级，为第三级，只在必要时控制，控制权限最低。设备同时只能接受三级中的一级控制，通过切换开关或软件依据权限根据具体情况而定。设备同时只能接受三级中的一级控制，通过切换开关或软件依据权限根据具体情况而定。n n监控层、主控层和现地层采用监控层、主控层和现地层采用100Mbps100Mbps快速以太网联结，传输介质采用单模光纤。考虑到泵站快速以太网联结，传输介质采用单模光纤。考虑到泵站年运行时间较长，且经济效益巨大，为保证运行可靠性，泵站计算机监控系统选择环形拓扑结构，年运行时间较长，且经济效益巨大，为保证运行可靠性，泵站计算机监控系统选择环形拓扑结构，网络上连接的是各种模块。网络上连接的是各种模块。n n网络协议采用国际工业标准网络协议采用国际工业标准TCP/IPTCP/IP协议。协议。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制1 1、工程内容、工程内容n n韩庄泵站计算机自动控制系统，实现韩庄泵站计算机自动控制系统，实现5 5台同步电动机、台同步电动机、5 5孔快速工作闸门（液压启闭机）、孔快速工作闸门（液压启闭机）、5 5孔快孔快速事故闸门（液压启闭机）、风机等辅机系统、清污机系统以及户外变电所电气设备的自动控制，速事故闸门（液压启闭机）、风机等辅机系统、清污机系统以及户外变电所电气设备的自动控制，满足满足“无人值班、少人值守无人值班、少人值守”的要求，达到远程监控、数据共享、图像远传浏览的水平；与南水的要求，达到远程监控、数据共享、图像远传浏览的水平；与南水北调东线第一期工程调度运行管理系统链接，实现遥测、遥信、遥控、遥调、遥视等功能。北调东线第一期工程调度运行管理系统链接，实现遥测、遥信、遥控、遥调、遥视等功能。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制2 2、自动控制系统、自动控制系统n n 数据采集与处理数据采集与处理n n模拟量的采集与处理模拟量的采集与处理n n对电量和非电量进行周期采集，越限报警等，经格式化处理后形成实时数据并存入实时对电量和非电量进行周期采集，越限报警等，经格式化处理后形成实时数据并存入实时数据库。数据库。n n泵站模拟量：上、下游水位、拦污栅与清污机前后水位、排水廊道集水井水位，各闸门泵站模拟量：上、下游水位、拦污栅与清污机前后水位、排水廊道集水井水位，各闸门开度，室内温湿度、主变与机组温度，单台机组过流流量，主机转速与摆度等经现场控开度，室内温湿度、主变与机组温度，单台机组过流流量，主机转速与摆度等经现场控制单元采集并传递到中控室作显示和处理。制单元采集并传递到中控室作显示和处理。n n变电所与泵站合用一套自动化控制系统。变电所与泵站合用一套自动化控制系统。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制2 2、自动控制系统、自动控制系统n n 数据采集与处理数据采集与处理n n开关量的采集与处理开关量的采集与处理n n 对事故信号、断路器动作信号及重要继电保护的动作信号等开关量信号，计算机自动对事故信号、断路器动作信号及重要继电保护的动作信号等开关量信号，计算机自动控制系统应能以中断方式迅速响应这些信号并作出一系列必要的反应及自动操作。中断控制系统应能以中断方式迅速响应这些信号并作出一系列必要的反应及自动操作。中断开关量信号输入为无源接点输入，中断方式接收。开关量信号输入为无源接点输入，中断方式接收。n n 对各类故障信号、隔离开关的位置信号、排水泵、风机、液压装置、清污机等辅机设对各类故障信号、隔离开关的位置信号、排水泵、风机、液压装置、清污机等辅机设备开关量信号、运行状态信号，手动备开关量信号、运行状态信号，手动/自动方式选择的位置信号等非中断开关量信号，计自动方式选择的位置信号等非中断开关量信号，计算机自动控制系统对这些信号的采集方式为定期扫查。对信号的处理包括光电隔离、接算机自动控制系统对这些信号的采集方式为定期扫查。对信号的处理包括光电隔离、接点防抖动处理、硬件及软件滤波、基准时间补偿、数据有效性合理性判断、启动相关量点防抖动处理、硬件及软件滤波、基准时间补偿、数据有效性合理性判断、启动相关量功能功能,经格式化处理后存入实时数据库。经格式化处理后存入实时数据库。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制2 2、自动控制系统、自动控制系统n n 数据采集与处理数据采集与处理n n开关量输出开关量输出n n各种操作指令，计算机在输出这些信号前应进行校验，经判断无误后方可送至执行机构。各种操作指令，计算机在输出这些信号前应进行校验，经判断无误后方可送至执行机构。为保证信号电气独立性及准确性，开关输出信号经光电隔离，接点防抖动处理后发出。为保证信号电气独立性及准确性，开关输出信号经光电隔离，接点防抖动处理后发出。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制2 2、自动控制系统、自动控制系统n n 运行监视和事故报警运行监视和事故报警n n 运行实时监视运行实时监视n n计算机自动控制系统可以使运行人员通过屏幕对泵站和水闸各主设备的运行状态进行实计算机自动控制系统可以使运行人员通过屏幕对泵站和水闸各主设备的运行状态进行实时监视。所有要进行监视的内容包括当前各设备的运行及停运情况，并对各运行参数进时监视。所有要进行监视的内容包括当前各设备的运行及停运情况，并对各运行参数进行实时显示。行实时显示。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制n n 参数越限报警记录参数越限报警记录n n计算机自动控制系统将对某些参数以及计算数据进行监控，对这些参数量值可预先设定计算机自动控制系统将对某些参数以及计算数据进行监控，对这些参数量值可预先设定其限制范围，当它们越限及复限时要作相应的处理。这些处理包括越限报警、越复限时其限制范围，当它们越限及复限时要作相应的处理。这些处理包括越限报警、越复限时的自动显示、记录和打印；对于重要参数及数据还应进行越限后至复限的数据存储及召的自动显示、记录和打印；对于重要参数及数据还应进行越限后至复限的数据存储及召唤显示；启动相关量分析功能，作故障原因提示。唤显示；启动相关量分析功能，作故障原因提示。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制n n 系统时钟校对和事故顺序记录系统时钟校对和事故顺序记录n n系统时钟校对采用系统时钟校对采用GPSGPS。当机组发生事故造成跳闸动作等情况时，系统立即以中断方式响。当机组发生事故造成跳闸动作等情况时，系统立即以中断方式响应并自动显示、记录和打印事故名称及时间；记录和打印相关设备的动作情况，自动推应并自动显示、记录和打印事故名称及时间；记录和打印相关设备的动作情况，自动推出相关画面。出相关画面。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制n n 故障状态显示记录故障状态显示记录n n计算机自动控制系统定时扫查各故障状态信号，一旦发生状态变化，将在屏幕上即时显计算机自动控制系统定时扫查各故障状态信号，一旦发生状态变化，将在屏幕上即时显示出来，同时记录故障及其发生时间，并用语音报警。系统对故障状态信号的查询周期示出来，同时记录故障及其发生时间，并用语音报警。系统对故障状态信号的查询周期不超过不超过2S2S。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制n n 事故追忆及相关量记录事故追忆及相关量记录n n在发生事故时，由各现场控制单元采集继电保护、自动装置及各设备的状态量送控制中在发生事故时，由各现场控制单元采集继电保护、自动装置及各设备的状态量送控制中心，完成事件顺序、显示、打印和存档。每个事件的记录和打印点名称，状态描述和时心，完成事件顺序、显示、打印和存档。每个事件的记录和打印点名称，状态描述和时标，记录的分辩率不大于标，记录的分辩率不大于2ms2ms。能记录事故发生前。能记录事故发生前10S10S和后和后20S20S时间内重要实时参数的变时间内重要实时参数的变化情况。追忆量包括化情况。追忆量包括110kV110kV主变各种电量和主变各种电量和6.3kV6.3kV母线电流、电压，机组电流、电压，轴母线电流、电压，机组电流、电压，轴瓦温度等。事故追忆由自动控制系统完成，计算机将这些追忆数据保存于磁盘中作历史瓦温度等。事故追忆由自动控制系统完成，计算机将这些追忆数据保存于磁盘中作历史数据，运行人员可以召唤、显示或打印这些数据。数据，运行人员可以召唤、显示或打印这些数据。第二部分第二部分 计算机监控部分计算机监控部分三、计算机自动控制三、计算机自动控制n n 控制与调节控制与调节n n控制与调节对象主要为主变、主机、辅机、液压系统、清污设施、高低压电气设备等。控制与调节对象主要为主变、主机、辅机、液压系统、清污设施、高低压电气设备等。n n控制与调节方式：操作员利用鼠标或键盘，根据泵站当前的运行情况和控制命令，对泵控制与调节方式：操作员利用鼠标或键盘，根据泵站当前的运行情况和控制命令，对泵站的运行进行控制。控制的内容包括断路器、隔离开关的合、分操作，机组的开、停机站的运行进行控制。控制的内容包括断路器、隔离开关的合、分操作，机组的开、停机操作、断路器操作等。操作员在界面上点击所控设备图形（控键），界面上自动弹出控操作、断路器操作等。操作员在界面上点击所控设备图形（控键），界面上自动弹出控制模拟键和操作流程图，操作员要点击所需控键后，系统自动实施操作流程，并在流程制模拟键和操作流程图，操作员要点击所需控键