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1、喜河水力發電廠計算機監控系統改造方案批 準:審 核:編 寫：維護部電氣班二0一五年一月二十七日計算機監控系統改造方案一 計算機監控系統基本情況1. 網絡結構網絡系統采用全分層分布，開放式系統,網絡結構以光纖以太網為總線。實行雙網通訊，互為熱備用.設有主控級和現地控制單元級。2. 主控級以2套主計算機（兼操作員工作站、兼歷史數據庫）、1個工程師工作站（兼培訓工作站）、2個通信工作站、1個廠長終端為核心，連同其外圍設備（包括網絡交換機和打印機等）、在計算機室的兩套逆變電源等構成的主控級設備。其中,操作員工作站等放在中央控制室；工程師工作站（兼培訓工作站）、通信工作站、廠長終端、逆變電源放在監控計算2、機室。3. 現地控制單元現地控制單元接受主控級命令，直接面向控制對象，運行人員可通過現地控制盤上的人機界面進行控制和調節。全廠共設6套現地控制單元設備.分別為機組現地控制單元(13LCU）,開關站現地控制單元（4LCU）,公用現地控制單元(5LCU），大壩現地控制單元（ 6LCU）.每個LCU由控制器、輸入輸出模塊、溫度測量盤（僅裝于13LCU）和同期裝置（僅裝于13LCU和4LCU）等組成。各現地控制單元能脫離主控級，獨立運行完成其現地監控功能，機組手動分步操作可通過機組現地控制單元來實現.二 計算機監控系統改造背景1. 喜河計算機監控系統2006投產,受當時國內監控系統發展水平的限制，我廠3、計算機監控系統設計為非冗余配置（現地單PLC、單網絡）,監視、控制功能不全,隨著時間的推移,加之電網調度對監控系統實時性、可靠性的要求也不斷提高,接入監控系統的數據量越來越多，系統規模越來越大,現有的監控系統已不能滿足反事故措施及電力安全生產的要求。2. 我廠計算機監控系統2006年投產,已工作八年多時間，因長時間連續運行，元器件老化,頻繁出現CPU插件損壞、以太網卡損壞、電源模塊損壞等故障；上位機長期運行經常出現死機、通訊中斷現象；運行中出現誤報警或不報警現象,因語音庫已滿，無法進行增設,此現象嚴重影響了我廠設備的安全穩定運行.3. 由于計算機硬件設備更新換代較快,原有模塊等設備已經無法購買4、.例如:2014年1月10日02時在進行出線場設備恢復運行時,GIS監控單元CPU插件損壞，監控無法發出合閘命令，備品插件與原插件型號不一致，程序無法順利下載，導致330kV不能及時恢復；當日監控系統還發生了三號機LCU單元CPU插件損壞、一號機LCU與上位機通訊中斷等缺陷,原因都是設備老化.4. 2013年10月開始操作員B站頻繁死機,經過檢查是由于主板老化故障所致,需更換操作員B站服務器,耗費大量人力和時間,更換服務器并重新安裝系統后，B工作站才恢復正常。5. 原監控系統自動化元件未按“無人值班，少人值守”要求配置，運行8年以上，老化嚴重.三 設備存在的主要問題：1 我廠監控系統機組LCU5、采用工業控制計算機進行數據處理和當地顯示及數據通信。一旦出現故障，上位機與現地PLC的聯系中斷，運行人員無法進行正常的控制和監視。2 由于工業控制機的不可靠，經常出現誤報警和不報警現象.3 LCU運行時間長已經老化。4 工業控制機的運行速度，直接影響上位機的數據庫的刷新速度,響應時間較慢。5 無熱插拔硬盤功能,滿足不了緊急故障處理。6 現地操作不直觀,人機界面差.7 備品備件難以保證供應.8 我廠計算機監控系統設計為非冗余配置（現地單PLC、單CPU）,不滿足反措要求。四 計算機監控系統改造方案(一) 項目方案內容綜述：系統整體招標，各機組系統結合機組大修分布實施，上位機單元可提前施工完成,大6、壩單元和公用單元可避開機組小修進行。新裝上位機單元與原上位機同時運行,各單元逐步改造接入新上位機。在施工中,盡可能減少設備停運時間。(二) 上位機系統：1 系統主機在監控機房設一面計算機監控系統柜，裝設兩臺主機，主機共用一臺顯示器(通過KVM進行切換）,主機作用和地位完全相同。主要負責電站層計算機AGC和AVC計算和處理、運行檔案管理、事故故障信號的分析處理、參數越復限記錄、測點定義及限值存儲、各類運行報表生成和儲存、實時數據庫、歷史數據庫的生成、轉存、備份，系統時鐘管理等。2 操作員工作站系統設置2臺操作員工作站，每臺配置2臺大屏幕液晶顯示器,其作用和地位完全相同。操作員工作站主要作為操作員7、人機接口工作臺,負責監視、控制及調節命令發出、報表打印等人機界面功能。通常電站所有設備的運行監控都在操作員工作站上進行。3 工程師/培訓工作站系統設置1臺工程師培訓工作站，配置1臺大屏幕液晶顯示器，其它硬件配置與操作員工作站大致相同。主要負責系統的維護管理、功能及應用的開發、程序下載等工作；本工作站還能實現對全廠各設備的仿真操作以及對運行人員的培訓工作.此外，工程師站還具有操作員工作站所有功能,以便其可以作為操作員工作站的備用.4 打印及語音報警工作站該節點主要負責信息及報表打印、事故畫面硬拷貝、語音報警、電話查詢、事故自動尋呼（ON-CALL）等。5 廠內通訊服務器負責水情數據上送。6 調度8、通訊服務器負責遠動數據上送。7 WEB瀏覽服務器負責通過廠內生產管理系統實時查看監控系統數據。8 安全隔離裝置按照電力系統二次安防的要求配置正反向及縱向安全隔離裝置.9 北斗同步對時系統同步對時系統為全廠監控系統提供串行時鐘信息,并為現地LCU等設備提供脈沖對時信號。10 打印機負責報表打印、歷史數據、故障錄波打印。11 網絡設備計算機監控系統采用工業級以太網交換機，構成10-1001000Mbps自適應交換式工業以太網。數據通訊網絡是全雙工、交換式、無沖突的，任何時候，最大通訊負載量不得超過總帶寬的40。包括2套控制室中心交換機（裝設在計算機監控系統柜內）、12臺現地級交換機（裝設在各LCU9、柜內)，網絡設備機柜,線纜、光纖尾纖、光纖保護盒架、網線接頭及其它附件等.(三) 下位機系統:LCU共6套,分別是3套機組LCU、1套開關站LCU、1套公用LCU、1套壩區LCU.1 PLC控制器每套PLC控制系統都必須配置雙CPU模件,而且CPU模件有固定的安裝位置。配置下列模件：1.1 I/O模件1。2 開關量輸出模件1。3 模擬量輸入模件1。4 模擬量輸出模件1。5溫度量輸入模件1。6串口通訊模件2 同期裝置微機自動同期裝置性能:2。1允許壓差設定值是可調的，調整范圍為15V15V。2。2允許相差設定值是可調的，調整范圍為040.2.3允許頻率設定值是可調的，調整范圍為0。5Hz0.5H10、z。2.4通過調試軟件及裝置本身均可實現導前時間測試功能。2.5電壓升/降輸出信號時間是可調的，調整范圍為0.052s。2.6電壓升/降輸出信號間隔時間是可調的，調整范圍為120s.2.7速度增/減輸出信號時間是可調的，調整范圍為0.052s。2。8具有電壓調節匹配特性和頻率調節匹配特性測試功能，自動檢測出最佳的dU/dt及df/dt值,顯示在顯示屏上供用戶選擇使用。2。8輻射/抗干擾能力（EMC）滿足IEC61000標準.2。9設置一個自動準同期裝置投/切開關。3 智能交流采集裝置3。1電量測量精度0。2級；3.2額定電壓輸入為：100V；3。3額定電流輸入為：1A；3。4在外界電場、磁場干擾下輸出值變化不得超過基本誤差的絕對值。 4 交直流雙供電裝置各LCU采用交直流雙供電裝置，每套電源裝置均采用兩路電源，同時供電方式，兩路電源分別為交流廠用電和直流廠用電，任何一路電源故障不影響LCU的正常運行。五 項目主要設備材料構成:1 上位機單元2 一、二、三機監控單元3 GIS監控單元4 公用監控單元5 大壩監控單元6 各單元所有自動化元器件