水电站计算机监控系统的作用

第一部分 基 础 理 论

水电站计算机监控技术是一门综合性很强的科学，它是水电站硬件技术、计算机技术、通信技术、数据库技术、网络技术和自动化监控技术等多种技术的有机融合。要深入了解水电站计算机监控技术，必须先了解水电站监控系统的各种基础装置、计算机应用基础、数据通信基础以及计算机监控系统的模式和配置等内容。在后面的学习中，我们将逐步理解水电站计算机监控技术的深刻内涵。

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第1章 概论

1.1 水电站计算机监控系统的发展概况

安全经济运行是水电站最根本的任务之一。随着国民经济的持续发展，电力需求迅猛增长，兴建的水电站越来越多，其容量也越来越大，如正在建设的三峡水电站，总装机容量高达18200MW。为了实现安全发供电，需要经常监测的量成千上万，需要实现的控制功能也越来越复杂。特别是抽水蓄能电厂的出现，机组的工况不仅有发电、调相，而且还有抽水、各种工况之间的相互转换，使控制功能进一步复杂。为了实现水电站的优化运行以期达到整个系统的的经济运行，需要进行的计算更为复杂。以上这些复杂的工作使原来在水电站上广泛使用的布尔逻辑型自动装置越来越难以胜任，因此采用更为先进的技术成了迫不及待的任务。

与此同时，计算机科学发展异常迅猛，技术日新月异，其性能日趋完善

第一部分 基 础 理 论

水电站计算机监控技术是一门综合性很强的科学，它是水电站硬件技术、计算机技术、通信技术、数据库技术、网络技术和自动化监控技术等多种技术的有机融合。要深入了解水电站计算机监控技术，必须先了解水电站监控系统的各种基础装置、计算机应用基础、数据通信基础以及计算机监控系统的模式和配置等内容。在后面的学习中，我们将逐步理解水电站计算机监控技术的深刻内涵。

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第1章 概论

1.1 水电站计算机监控系统的发展概况

安全经济运行是水电站最根本的任务之一。随着国民经济的持续发展，电力需求迅猛增长，兴建的水电站越来越多，其容量也越来越大，如正在建设的三峡水电站，总装机容量高达18200MW。为了实现安全发供电，需要经常监测的量成千上万，需要实现的控制功能也越来越复杂。特别是抽水蓄能电厂的出现，机组的工况不仅有发电、调相，而且还有抽水、各种工况之间的相互转换，使控制功能进一步复杂。为了实现水电站的优化运行以期达到整个系统的的经济运行，需要进行的计算更为复杂。以上这些复杂的工作使原来在水电站上广泛使用的布尔逻辑型自动装置越来越难以胜任，因此采用更为先进的技术成了迫不及待的任务。

与此同时，计算机科学发展异常迅猛，技术日新月异，其性能日趋完善

小型水电站计算机监控系统方案探讨

摘要:一般的自动控制系统的性能比水电站计算机监控系统的性能要逊色很多。要实现水电站的自动化,采用水电站监控系统是一个很好的选择。水电站生产过程的操作、控制以及监视,可以在“无人值班(少人值班)”的情况下,按照预定的计划或程序自动地进行。文章主要介绍水电站计算机监控系统的组成等方面,以达到提高电能质量; 改善劳动环境和减少运行人员;提高水电站工作的可靠性和运行的经济性等目的及一些附带效用。

关键词:水力发电;水电站;计算机监控系统

我国有非常丰富的小水电资源,位居世界第一位,其中可以开发量估计有1.3亿kW。小水电资源有一个极大的优势是它分布非常广泛,超过了三分之二的国土面积,分布在一千六百多个县,主要分布在黄河上中游、长江上中游和珠江上游的退耕还林区、自然保护区、天然林保护区以及水土流失重点防治区。小水电已经成为了中部和西部的山区,特别是贫困的地区、民族地区经济和社会发展的重要支柱、农村脱贫致富的重要途径、地方财政的重要来源。

小水电具有开发分散、就近供电、成本低等优势,全国近二分之一的地区、三分之一的县和四分之一的人口主要依靠中小型水电站供电。伴随用电客户对供电可靠性和供电质量要求的不断提高,以及水电站

1原计算机监控系统简介及其存在的问题 1.1系统结构

大源渡水电站原计算机监控系统采用奥地利ＶＡＴＥＣＨ集团ＳＡＴ公司２０世纪９０年代产品。整个监控系统采用分层分布式结构，由负责完成全厂集中监控任务的电站级控制层和负责完成１～４号机组、开关设备、公用设备、模拟屏驱动及调度通信等监控任务的现地控制单元层以及网络设备组成。其系统结构如图１所示。

图１

（１）电站控制层包括上位机Ａ／Ｂ、工程师工作站、调度通信工作站、打印机、模拟屏、电力专用不间断电源ＥＵＰＳ、ＧＰＳ同步时钟等。

１）上位机Ａ／Ｂ采用冗余配置，兼做操作员工作站和服务器。操作系统为Ｓｏｌａｒｉｓ２．５．１，软件为ＳＡＴ公司开发的ＳＡＴ２５０。

上位机冗余切换板ＳＣＡ－ＲＳ与操作员工作站Ａ／Ｂ用光纤串行连接，其主要功能是监视Ａ／Ｂ工作站的运行情况，并使Ａ／Ｂ工作站与ＧＰＳ时钟同步。

２）工程师工作站操作系统为ＷｉｎｄｏｗｓＮＴＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ４．０，主要用于上位机ＳＡＴ２５０与非ＳＡＴ２５０系统之间的通信，对上位机进行日常维护。

３）调度通信工作站操作系统为ＷｉｎｄｏｗｓＮＴｓｅｒｖｅｒ４．０，网关软件为ＳＡＴ公司开发的ＧＫＤ。其串口接至ＬＣＵ１０的串行通信处理板ＣＰ２００１，采集

360市场研究网 www.shichang360.com 甲级资质单位编制水电站计算机监控保护系统项目可行性研究报告（立项+贷款+用地+2013案例）设计方案 北京博思远略咨询有限公司投资研究部 二零一三年一月 0 360市场研究网 www.shichang360.com

目录

第一部分甲级资质单位编制水电站计算机监控保护系统项目可研报告思路 ....... 3

一、水电站计算机监控保护系统项目必要性及可行性研究主要内容 ............. 3 二、水电站计算机监控保护系统项目可行性研究贯彻国家可持续发展政策的基本要求 .................................................................................................................................... 4 第二部分甲级资质单位编制水电站计算机监控保护系统项目可行性研究报告大纲（2013发改委标准） ..................................................................

第一节 油系统

一、油系统的作用及基本组成 1、油系统的作用

油系统是水电站主要辅助系统之一，大型水电站用油量可达数百吨乃至数千吨，中小型水电站也有数十吨到数百吨。为了保证如此大量的油经常处于良好状态，以完成其各种任务，需要有油供应维护设备组成的油系统。

油系统设置的作用如下：

（1）接收新油：接收新油包括接收新油和取样试验。水电站用油可以用油槽车或油桶运来，接收新油采用自流或压力输送的方式，视该电站储油罐的位置高程而定。每次到的新油，一律要按相应油类标准进行全面试验。

（2）储备净油：在油库随时储存有合格的、足够的备用油，以便万一发生事故需要全部换用净油，或者设备正常运行的损耗补充。

（3）给设备充油：对新装机组、设备大修后或设备中排出劣化油后，需要充油。

（4）向运行设备添加油：油系统在运行中由于下列原因油量不断的损耗，而需要添油：油的蒸发和飞溅；油罐和管件不严密处的漏油；定期从设备中清除沉淀物和水分；从设备中取油样。

（5）从设备中排出污油：设备检修时，应将设备中的污油通过排油管用油泵或自流排到油库的运行油罐里。

（6）油的监督、维护和取样化验：对新油进行分析鉴定是否符合国家规定标准；对运行油进行定期抽样化验，观察其变化情况，判断运行设

第一章

1、模拟量：是指电气模拟量、非电气模拟量和温度量等实测量，电气模拟量（电量）是指电压、电流及功率等实测量。非电气模拟量（非电量）主要指转速、位移、压力、流量、水位、油位以及振动、摆度等。

2、开关量：现场开关的位置信号，经变换后可转换为0、1型数字信号。开关量包括中断型开关量和非中断型开关量两种。

3、自动发电控制：水电厂自动发电控制（Automatic Generation Control,AGC）的任务是，在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济的方式控制整个水电厂的有功功率来满足电力系统的需要。控制整个水电厂的有功功率应包括机组的合理启停，它包含了实现水电厂的经济运行。内容如下：~~根据给定的水电厂需发功率，同时考虑调频和备用容量的需要，计算当前水头下水电厂的最佳运行机组台数和组合。~~根据水电厂供电的可靠性、设备的实际安全和经济状况确定应运行机组的台号。~~在应运行机组间实现负荷的经济分配~~校核各项限制条件（如机组空蚀振动区、下游最小流量、下游水位变化等）。 4、自动电压控制：（Automatic Voltage Control,AVG）是在满足水电厂和机组各种安全约束条件下，比较高压母线电压实测值和设定值，根据不同运行工况

水电站厂房课程设计计算书

1．蜗壳单线图的绘制 1.1 蜗壳的型式

根据给定的基本资料和设计依据，电站设计水头Hp=46.2m，水轮机型号 ：HL220-LJ-225。可知采用金属蜗壳。又Hp=46.2m>40m，满足《水电站》（第4版）P32页对于蜗壳型式选择的要求。

1.2 蜗壳主要参数的选择

金属蜗壳的断面形状为圆形，根据《水电站》（第4版）P35页可知：为了获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般取蜗壳的包角为?0?345。

通过计算得出最大引用流量Qmax值，计算如下： 1水轮机额定出力：N○

Nf?r?Nf?f?15000?15625KW 式中：0.9660000KW?15000KW，?f?0.96。 4'1max2Q○

?Nr9.81D12Hp2?3?156259.81?2.252?46.22?0.9043?1.11?1.15m3s（水轮

机在该工况下单位流量Q1'?Q1'M?1.15m3s由表3-6查得）。

3Q○

max?Q1'maxD12Hr?1.11?2.252?46.2?38.2m3s。

Qmax345?0，得Qc??38.2?36.61m3/s。 360360由蜗壳进口断面流量Qc?蜗壳进口断面平均流

水电站资料)

一、填空题

1．主厂房长度取决于机组台数 ，机组间距 、边机组段长度 和 及安装间长度 。

2．常用的发电机机墩形式有圆筒式机墩、平行墙式机墩、环形梁式机墩、框架式机墩、矮机墩、钢机墩等。

3．大修一台水轮发电机组时，应放在安装间的四大件按照拆吊顺序分别为：发电机上机架、发电机转子带轴、水轮机顶盖、水轮机转轮带轴。

4．常用发电机的型式有悬式、伞式和新型伞式。

5．发电机的布置方式主要有开敞式、埋没式、和半岛式三种。

6．发电机的通风方式与发电机的布置方式密切相关，主要有开敞式、川流式、半川流式和密闭式等四种。

7．水电站厂房供水系统有上游坝前取水，厂内引水钢管取水，下游水泵取水及地下水源取水四种。

二、简答题

1．主厂房发电机层地面高程应如何确定？

在确定发电机层地面高程时，一般要考虑以下几方面的因素：

（1）当机组选定后，水轮机安装高程至发电机定子壳基础安装高程之间的主轴长度h2和定子高度h3均为定值，未经厂家同意，不能任意增长或缩短。

（2）水轮机层净空高度必须满足发电机出线。

（3）发电机层地面高程最好高于下游最高洪水位，以便进厂公路（或铁路）在洪水期也

第一章 绪论

一、 水电站的类型

根据集中水头方式的不同，水电站分为：坝式水电站，引水式水电站和混合式水电站 二、水力发电

原理：水能→水轮机→机械能→发电机→电能→输变线路→用户 三、水轮机

概念：水流能量转换成旋转机械能的动力机械。 四、水轮机的基本工作参数 ㈠工作水头Ｈ

1、定义 ：水轮机进口断面和出口断面之间单位重量水流能量的差值。 设计水头Ｈr、最大水头Ｈmax、最小水头Ｈmin 2、公式：水能由位置水头、压力水头、速度水头组成。

图1-1 立式水轮机的水头示意图

2?P?ⅠVⅠ2??P?ⅡVⅡⅠⅡ??H?EⅠ?EⅡ???ZⅠ???2g???ZⅡ???2g??????? （1－1）

式中 E——单位重量水体的能量，m；

Z——相对某一基准的位置高度，m； P——相对压力，N/m2或Pa；

V——断面平均流速，m/s； ?——断面动能不均匀系数；

?——水的重度，其值为9810N/m3； g——重力加速度，m/s2。

2????1,?V2g称为某截面的水流单位动能，即比动能（m）ⅠⅡ式（1-1）中，计算常取；

P?称为某截面的水流单位压力势能，即比压能（m）；Z称为某截面的水流单位位置势能，