EDCS-6000電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在木浪河下游水電站的應(yīng)用

朱德劍 岑明周

貴州省興義市水電開(kāi)發(fā)公司

EDCS-6000電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在木浪河下游水電站的應(yīng)用

朱德劍 岑明周

貴州省興義市水電開(kāi)發(fā)公司

基于貴州木浪河下游水電站EDCS-6000電力綜合自動(dòng)化計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、配置、功能及特點(diǎn)，淺析了微機(jī)綜合自動(dòng)化技術(shù)在小型水電站的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)電站的遙控、遙調(diào)、遙信和遙測(cè)等遠(yuǎn)動(dòng)功能。從而達(dá)到電站的無(wú)人值班或少人值守的目的。

EDCS-6000微機(jī)綜合自動(dòng)化；監(jiān)控功能；故障處理

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和自動(dòng)化程度的日益提高，微機(jī)綜合自動(dòng)化在小型水電站電力生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。貴州省興義市木浪河水庫(kù)的二期工程——木浪河下游水電站也于2001年建成投運(yùn)并網(wǎng)發(fā)電，而電站微機(jī)綜合自動(dòng)化的應(yīng)用經(jīng)過(guò)十一年的運(yùn)行，已顯現(xiàn)出了其優(yōu)越性，結(jié)合電站的實(shí)際情況，現(xiàn)就該站微機(jī)綜合自動(dòng)化在電站實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題一些故障及相應(yīng)的處理方法作淺析和探討。

1 電站概況

2 EDCS-6000系統(tǒng)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化裝置的配置

2.1 電站主控層配置

電站主控層設(shè)備設(shè)在中央控制室，主控層由主機(jī)操作員工作站、通訊工作站、主控制臺(tái)、漢字打印機(jī)、語(yǔ)音報(bào)警裝置、通訊管理器、UPS電源等組成。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊與現(xiàn)地單元層聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)全站的管理，人機(jī)對(duì)話與調(diào)度中心通訊功能。

電站主控層負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理各現(xiàn)地控制層的工作；收集有關(guān)信息并作相應(yīng)處理和存儲(chǔ)；迅速、準(zhǔn)確、有效地完成對(duì)本站被控對(duì)象的安全監(jiān)視和控制。操作員可以在主控制室通過(guò)人機(jī)接口對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和畫面在線修改，進(jìn)行人工設(shè)定、設(shè)置監(jiān)控狀態(tài)、修改限值、事故處理指導(dǎo)和恢復(fù)操作指導(dǎo)等功能，并可下傳至LCU.監(jiān)控命令輸出只有監(jiān)控主機(jī)取得控制權(quán)的工作執(zhí)行，作為另一臺(tái)工作站只作監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)通信而無(wú)控制輸出，兩機(jī)可互相跟蹤，系統(tǒng)軟件根據(jù)監(jiān)控主機(jī)的運(yùn)行和通信、硬件、軟件等狀態(tài)，進(jìn)行跟蹤判別，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)自動(dòng)給出切換信號(hào)，由另一臺(tái)工作站代替主機(jī)的工作，同時(shí)給出主機(jī)故障提示，主機(jī)修復(fù)啟動(dòng)后，自動(dòng)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)到主機(jī)并將數(shù)據(jù)輸入，并重新處于監(jiān)控狀態(tài)。

2.2 現(xiàn)地控制層（LCU）配置

現(xiàn)地控制層分機(jī)組LCU和公共LCU 兩部分，由人機(jī)界面終端、EDCS-6310發(fā)電機(jī)組主保護(hù)單元、EDCS-6320后備保護(hù)單元用于發(fā)變電組的后備保護(hù)，EDCS-6330監(jiān)控單元控件用于電氣測(cè)量、狀態(tài)監(jiān)視、自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘，自動(dòng)解列，運(yùn)行參數(shù)點(diǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)發(fā)電控制，穩(wěn)壓穩(wěn)頻控制、EDCS-6001通訊轉(zhuǎn)換單元用于監(jiān)控單元與機(jī)組自動(dòng)控制PLC之間的通訊轉(zhuǎn)換、溫度測(cè)量裝置、轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量裝置、數(shù)字式測(cè)量?jī)x表和交直流雙供電源等設(shè)備組成。如下圖

機(jī)組LCU監(jiān)控范圍包括水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、進(jìn)水口主閥和機(jī)組附屬設(shè)備。通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各現(xiàn)地控制層與全站控制層連接交換信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)共享。當(dāng)電站控制層因故退出運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)地控制層可以獨(dú)立運(yùn)行而不受影響。

微機(jī)保護(hù)裝置、轉(zhuǎn)速、溫度巡檢、調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)等設(shè)備通過(guò)現(xiàn)地LCU與以太網(wǎng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)參數(shù)的監(jiān)視和控制。部分沒(méi)有通訊接口的設(shè)備則通過(guò)現(xiàn)地控制單元的I/0模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制和狀態(tài)檢測(cè)。

大型系統(tǒng)或者管徑在DN150及DN150以上時(shí)，排氣裝置宜采用集氣罐與自動(dòng)排氣閥結(jié)合的形式，以利于更好地收集管路中的氣體并及時(shí)排出。也可以使用大排氣量的自動(dòng)排氣閥來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。大排氣量自動(dòng)排氣閥的材質(zhì)應(yīng)為黃銅，排氣控制零件一般為浮球。

3 微機(jī)監(jiān)控程序說(shuō)明

微機(jī)監(jiān)控程序由組態(tài)程序與監(jiān)控程序組成，組態(tài)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控單元、畫面進(jìn)行配置及管理。監(jiān)控程序是以EDCS-6000系統(tǒng)形單元結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)專用軟件包，它是根據(jù)組態(tài)程序配置的組態(tài)數(shù)據(jù)，畫面要求進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史查詢、數(shù)據(jù)備份等現(xiàn)就兩部進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

3.1、組態(tài)程序

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：在系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行組建選擇綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為單機(jī)系統(tǒng)、單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和雙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，木浪河下游電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為單網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所以需要建立計(jì)算機(jī)的IP地址和所該機(jī)所起的作用，在刻站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中建立了服務(wù)器、工作站、3臺(tái)現(xiàn)地機(jī)。

3.1.2 普通單元：對(duì)電站內(nèi)的各單元（如機(jī)組的主保護(hù)、后備保護(hù)、監(jiān)控單元、PLC、通訊轉(zhuǎn)換單元）的單元號(hào)、單元類型、單元名稱、電壓等級(jí)、二次電壓額定值、單元的模擬量、單元的開(kāi)關(guān)量等進(jìn)行配置。

3.1.3 畫面組態(tài)：主要功能對(duì)電站所需的畫面進(jìn)行繪制與配置，由文件、畫面管理、編輯、排列、圖塊、查看、窗口功能組成。

3.2、監(jiān)控程序操作說(shuō)明

3.2.1 文件菜單：其主要功能是打印設(shè)置可能打印機(jī)紙張大小、來(lái)源、打印方向進(jìn)行設(shè)置，使其能打印也滿足需求的圖形。

3.2.2 事件菜單：其主要功能是查詢和確認(rèn)電站異常報(bào)警信息，由事件窗口、確認(rèn)事件、確認(rèn)斷路器變位，清除事件窗口等組成。

3.2.3 畫面菜單：其主要功能是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)服務(wù)器、工作站、現(xiàn)地機(jī)上的畫面進(jìn)行管理，由進(jìn)入退出框選放大可對(duì)框選區(qū)域進(jìn)行放大、顯示全貌、指定比例縮放從10%至400%、打印當(dāng)前畫面的黑白版和彩色版等等組成。

3.2.4 操作菜單：其主要功能是操作電站設(shè)備或復(fù)歸單元控制箱操作及報(bào)警狀態(tài)。由進(jìn)入/退出控制操作狀態(tài)、機(jī)組調(diào)節(jié)、電動(dòng)機(jī)控制、調(diào)壓和無(wú)功補(bǔ)償綜合控制、自動(dòng)重合器控制、校時(shí)、單元復(fù)位、單元操作復(fù)歸、模擬屏控制等組成。

3.2.5 參數(shù)菜單：其主要功能是負(fù)責(zé)管理電站設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、機(jī)組準(zhǔn)同期時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、保護(hù)采樣的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)通訊狀態(tài)。由模擬量、開(kāi)關(guān)量、電度量、通訊狀態(tài)、保護(hù)采樣、模擬信號(hào)精校定值、準(zhǔn)同期參數(shù)、實(shí)時(shí)通訊幀、局域網(wǎng)通訊等組成。

3.2.6 設(shè)定菜單：其主要功能是對(duì)電站設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算系數(shù)，保護(hù)定值及監(jiān)控定值，用戶的密碼進(jìn)行管理。由開(kāi)關(guān)掛牌、電流變比設(shè)置、零序電流系數(shù)、機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)、電度計(jì)算方式、脈沖電度變比、分時(shí)計(jì)度設(shè)置、度底底設(shè)置、功率方向校正、保護(hù)定值、監(jiān)控定值、用戶密碼管理、更改操作員密碼等組成。

3.2.7 查詢菜單：其主要功能管理電站的各樣記錄（如保護(hù)動(dòng)作、斷路器分合）并運(yùn)行參數(shù)曲線棒圖，并可升成操作票及相關(guān)查詢。由順序事件記錄、保護(hù)動(dòng)作記錄、斷路器分合記錄、定值修改記錄、運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)曲線、電度棒圖、恢復(fù)曲線默認(rèn)量程、自動(dòng)記錄保作操作票查詢和非自動(dòng)記錄操作票查詢等組成。

4 故障及其處理方法

本節(jié)就電站運(yùn)行以來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)的一些故障及我們當(dāng)時(shí)所采用處理方法進(jìn)行探討，由于本身水平所限不足之處來(lái)望諒解。

4.1、現(xiàn)地1＃機(jī)組LCU與1＃機(jī)自動(dòng)化屏PLC通訊故障

現(xiàn)象：

（1）在上位機(jī)顯示的通訊狀態(tài)信息中現(xiàn)地機(jī)1:1#機(jī)PLC的通訊狀態(tài)異常。

（2）上位機(jī)及現(xiàn)地機(jī)顯示的PLC控制狀態(tài)均為分閘時(shí)的綠色。

（3）1＃機(jī)自動(dòng)化屏PLC輸出狀態(tài)指示燈與機(jī)組的實(shí)際狀態(tài)一致。

（4）1＃機(jī)組的通訊轉(zhuǎn)換單元EDCS－6001的指示燈中COM3沒(méi)有亮。

（5）在將1＃機(jī)組的通訊轉(zhuǎn)換單元換至2＃機(jī)組時(shí)其工作正常。

處理：

根據(jù)以下現(xiàn)象判斷1＃機(jī)組的通訊轉(zhuǎn)換單元工作正常，故障原因可能出地通訊轉(zhuǎn)換單元與現(xiàn)地1＃機(jī)組LCU這間。經(jīng)過(guò)檢查故障原因?yàn)橥ㄓ嵽D(zhuǎn)換單元與現(xiàn)地1＃機(jī)組LCU之間的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)線損壞導(dǎo)致，更換損壞網(wǎng)線后PLC與現(xiàn)地1＃機(jī)組LCU之間恢復(fù)正常。

4.2、上位機(jī)不能修改保護(hù)定值

現(xiàn)象：

（1）在中控室上位機(jī)修改并下發(fā)保護(hù)定值會(huì)出現(xiàn)以下報(bào)警信息：目標(biāo)機(jī)接收數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度不對(duì)。

（2）在現(xiàn)地LCU上有出現(xiàn)了報(bào)警信息：收到結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包本機(jī)所存的結(jié)點(diǎn)單元為0，而收到的為5，不一致。

處理:

在此之前的一個(gè)月由于中控室微機(jī)故障，在微機(jī)修好后請(qǐng)廠家技術(shù)人員對(duì)中控室微機(jī)重新安裝監(jiān)控程序，是不是兩個(gè)監(jiān)控程序不相同所導(dǎo)致的。所以對(duì)上位機(jī)與現(xiàn)地LCU上的監(jiān)控系統(tǒng)程序Prun.exe進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)兩個(gè)的大小不樣，在與廠家技術(shù)人員聯(lián)系后得到回復(fù)是上位機(jī)安裝的改進(jìn)版監(jiān)控程序與原來(lái)的有所不同，所以將電站三臺(tái)機(jī)組現(xiàn)地LCU的監(jiān)控程序后，就能在上位機(jī)正常修改保護(hù)定值。

4.3、35KV線路遭雷擊后35KV出線A相與主變高壓側(cè)A相電壓相差8KV。

現(xiàn)象：

（1）35KV線路遭到雷擊后35KV避雷器A相動(dòng)作一次，35KV線路PTA相高壓熔斷器熔斷。

（2）在35KV線路復(fù)電后，并更換熔斷高壓熔斷器，發(fā)現(xiàn)上位機(jī)顯示的35KV出線A相與主變高壓側(cè)A相電壓相差8KV。

（3）在線路PT箱及保護(hù)單元箱上測(cè)量35KVPT二次值均在100V左右。

處理：

（1）在做好相應(yīng)的安全措施后，對(duì)35KV線路保護(hù)單元箱進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)單元箱輸入板的電壓變換器有一只己經(jīng)明顯鼓起，更換相同型號(hào)的電壓變換器后35KV線路與主變高壓側(cè)顯示的電壓值基本一致。

（2）對(duì)全站的接地網(wǎng)及避雷器進(jìn)行檢查以杜絕類似故障的發(fā)生。

[1]重慶新世紀(jì)公司.EDCS-6000電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)用戶手冊(cè)

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.043

朱德劍，男，漢族，貴州省興義市人，本科學(xué)歷，助理電氣工程師，貴州省興義市水電開(kāi)發(fā)公司從事水電站技術(shù)管理；

岑明周，男，漢族，貴州省興義市人，大專學(xué)歷，助理電氣工程師，貴州省興義市水電開(kāi)發(fā)公司從事水電站技術(shù)管理。