水利水电设备智能自控系统

一、闸站群计算机监控系统

1概述

       闸站群计算机监控系统方案主要对闸站群的联合运行进行有效监视和控制，保证闸门更加安全、可靠运行。适用于机组工作闸门、泄洪闸门、冲沙洞闸门，以及水利、航运、供排水系统的节制闸、船闸等各种闸门的自动化控制与远方调度。         监控为主，现地监控站监控系统综合利用成熟的工业控制技术、传感器技术、数据传输技术以及计算机技术，建立先进的控制系统，提高工程的安全性、可靠性，充分发挥工程效益，促进工程管理的科学化、现代化  

2系统主要特点

● 分布式网络结构，系统配置灵活，易于扩充和升级；   ● 丰富多彩的图形界面，简单易学，使用方便；  ● 系统配有完善的应用功能软件，具有丰富的组态工具；   ● 软件模块化设计，测试和调整程序简化；  ● 采用灵活多变的网络结构设计，支持工业以太网、各种现场总线；   ●  采用工业以太网作为通讯网络，把分散测量和控制的信息快速有效地联网，形成一个完整的通讯网络，配置计算机监控 系统，简化了网络系统设计，提高了可靠性。PLC直接上网；  ●  系统实时性好，抗干扰能力强，可抗静电干扰、电磁干扰及射频干扰，可防灰尘、防潮；  ● 人机接口功能强，操作方便；  ● 采用符合国际标准的通讯规程：RS232/485、MODBUS、IEEE802.3、IEEE802.4；  ● 视频图像监控系统也可纳入水闸自动化监控系统中。  

3系统主要功能

● 自动监测被控闸门开度及工况

● 自动监测闸门上下游水位● 根据操作规程自动控制闸门启闭● 自动/手动控制兼容● 具有梯形连锁功能● 可定开度自动控制或定流量自动控制●  计算各闸门过流量、合计流量及各泄水建筑累计过水总量● 具有闭路电视监视操作过程功能● 具有操作过程记录功能● 具有操作过程查询、检索功能技术指标● 传感器：机械式闸位计，光电式闸位计● 传动方式：齿轮传动，钢丝绳传动● 监控网络结构：分层、分布式● 信号传输方式： 有线（光缆、电缆）● 分辨力：±1cm● 精度：≤±2cm（10m变幅内）● 波特率：2400bps～9600bps● 上位机工作平台：Windows或WindowsNT● MTBF：≥20000h● MTTR：≤2h  

4总包范围

● 高低压配电柜、保护装置  ● 现场操作箱、柜  ● 自控系统  ● 视频图像（闭路电视）系统  ● 仪表系统安装  ● 全厂电气安装等  

应用领域

     新建、扩建或改建的大、中、小型灌溉、排水及工业、城镇供水水闸的自动化监控。

二 、农村饮用水安全自动系统及监控系统

      农村饮水安全工程水厂自动化控制监控系统适合县级供水企业、农村集中供水企业使用，可远程采集取水泵、加压泵工作状态、电参数、控制泵的启停；可采集水位、压力、流量、水质等信息；可对供水管网进行实时监测，对用水大客户进行远程抄表及收费管理。  系统组成：  监控中心：主要硬件：服务器、GPRS数据传输模块、计算机等。  主要软件：操作系统软件、数据库软件、供水实时监控与管理系统软件。  通信网络：中国移动公司GPRS-VPN专网。  测控终端：水资源测控终端、微功耗测控终端。  测量设备：水表、流量计、水位计、雨量计、水质计等。    

系统功能：  ◆  监测取水点水源井或河道水位、水泵开关状态信息、供电状态、通信状态、出水流量、取水泵工作电流、电压等数据。  ◆ 远程手工/自动控制取水泵的启动/停止。  ◆ 监测水池的水位。  ◆  监测加压泵工作状态、加压泵出口管道压力、流量、供电状态、通信状态、加压泵工作电流、电压等数据。  ◆ 远程手动/自动控制加压水泵的启动/停止。  ◆ 监测水厂加药设备的运行状态、加药量、监测浊度、PH值等水质信息。  ◆  监测用水户的瞬时流量、累计流量、阀门状态、供电状态、通信状态等信息。  ◆ 远程为用水户充值水费、IC卡充值水费。  ◆ 支持远程控制阀门的开闭。  ◆ 支持抄取大客户水表。  ◆  支持现场报警、远程告警。如水位过低、仪表故障、水费不足等。支持声音、图文告警。  ◆  支持显示、存储监控数据、报警数据、操作信息，存储时间不少于2年  ◆ 支持监控数据、报警数据、操作信息查询。  ◆ 支持各种数据的统计、分析、对比、输出、打印。  ◆ 采用GPRS通信模式、无线、、有线多种通信模式。  ◆  支持不同厂家生产的水表、流量计、水位变送器、电动阀门、启动柜。  ◆ 软件采用B/S结构，支持局域网和INTERNET网上浏览、操作。  ◆ 实用性强：  该系统根据农村供水具体需求设计，功能满足远程监测、远程控制、定时控制等要求。  ◆  技术先进：该系统设计简单明了，集数据采集、设备控制、无线通信、软件、数据安全、数据库等多种技术于一体，国内处于领先水平。  ◆  兼容性好：监控与管理系统软件兼容任何厂家生产的测控终端；测控终端兼容任何厂家生产的计量设备、测量设备、电动阀门。兼容性好。  ◆  维护方便：系统采用模块化设计，便于后期维护；可远程维护测控终端，降低终端维护成本。  技术指标：   适用环境：温度：-20～+70℃  湿度：≤95% 无导电尘埃、无性、腐蚀性气体。  需要GPRS方式通信时，GPRS信号良好。  设备精度：  模拟量采集：≤0.5%  开关量采集：≤1‰  通信误码率：≤10-4  遥控响应时间：2～5秒  

三 、水电站的智能自控系统

1适用范围         中小型完全无人值班水电站的远程计算机监控、远程自动控制、远程保护、远程测量、远程信号和远程视频等自动化功能。  适用范围         中小型完全无人值班水电站的远程计算机监控、远程自动控制、远程保护、远程测量、远程信号和远程视频等自动化功能。  产品特点  ＊定位：建成标志性中小型水电站完全无人值班自动化系统的样板站；   ＊实现远程控制，水电站完全无人值守；  ＊设计有双网通讯网络，完善的自动控制系统，手动控制系统，保证二次设备部分元器件有损坏时，能正常发电；   ＊选用成熟厂家的产品，可靠性高；  ＊采用先进冗余设计，今后升级的低成本考虑；  ＊能全面配套供应水电站的所有的一次设备和二次设备（包括水轮发电机、变压器、互感器、高低压开关柜、微机励磁系统、微机调速器、二次自动化所有设备和系统）；  

主要功能特点

1. 多种起励方式

(1) 按设定的机端电压起励或跟踪系统（母线）电压起励；

(2) 软起励（又称无超调起励）；

(3) 零起升压

2．两个调节器通道

(1) 恒压通道

(2) 恒励磁电流通道

两个通道互为热备用，且相互自动跟踪，确保实现无扰切换；通道间的切换可以自动，也可以手动。

两个调节器的调节方式全部实现数字化。

调节器设有直观的操作屏，可通过该操作屏实时监视励磁系统工作状态和在线控制励磁系统的运行。

3．三种运行方式

(1) 恒机端电压运行方式；

(2) 恒励磁电流运行方式；

4．五种励磁限制

(1) 过励限制；

(2) 最小励磁电流限制

(3) 空载过压限制；

(4) 空载V/f限制。

5．三种保护功能

(1) 定子空载过电压保护；

(2)  PT断线保护；

(3) 瞬时2倍过励保护；

6．故障检测功能

(1) 电源故障信号；

(2)  PT故障信号；

(3) 脉冲故障信号；

(4) 低频逆变信号；

(5) 给定到限信号；

(6) 通道故障信号；

(7) 欠励限制动作信号；

(8) 过励限制动作信号；

(9) 定了电压越限信号；

(10) 功率整流桥熔断器熔断信号；

7．灭磁功能

(1) 正常停机自动逆变灭磁；

(2) 机组事故停机采用灭磁开关灭磁。

8．具备数据和控制接口

常规I/O接口。

9．完善的控制功能

(1) 通过开关量接口方式（即水电站常规控制方式），实现起励、调压（调无功）、灭磁的自动或手动操作；

(2) 可以实现现地控制，也可以实现远方控制。

五 、发电机综合控制屏

（一）系统概述：         发电机综合控制屏，是我公司专门为提高水电站低压机组发电质量及自动化程度而设计的新一代水轮发电机组配套产品。本综合控制屏集成了先进的智能型GDX系列无人值守励磁装置、微机型自动同期装置、发电机保护装置、手动并网整步表（选配）、电压换相开关等。刀开关、空气开关、继电器、电流互感器、电度表等均装于屏内。本屏系屏前操作，电源由下方进线上方出线。该屏在一面屏中具有调速（选配）、自动励磁、自动控制、综合保护、自动同期、一次回路"功能，具有较高的集成度，并可提供与计算机通讯或远控的功能拓展，本综合控制屏适用于100KW-800KW的低压水轮发电机组使用。  （二）使用条件：  

     1．海拔不超过2000米；对超过2000米的，应按有关标准采取相应措施；2．本装置用于户内，环境空气温度为-5°C～+40°C；3．空气相对湿度：使用地点最湿月的月平均最高相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度不高于+25°C；4．使用环境干净，无爆炸危险，并且周围空气中无足于腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃。

（三）功能介绍：     1. 测量部分：u 交流电压表两个，分别指示发电机和电网电压；u 频率表一个，指示发电机频率；u 交流电流表三个，测量发电机的电流；u 千瓦表一个，指示发电机有功功率；u 功率因数表一个，测量发电机的功率因数；u 多功能电度表一个，分别记录发电机有功电度和无功电度。2. 发电机励磁装置设备具有如下功能：u 一键起励实现励磁全自动运行。u 恒定功率因数。设定恒定功率因数的设置值后（出厂默认是COSΦ0.8）,励磁控制器会根据有功负荷的变化情况按设定的功率因数值自动控制励磁输出，不用人为调整功率因数。u 低频逆变励磁。发电机跳开出口断路器后，转速低至频率值41.98HZ（出厂设定）时，励磁控制器会自动灭磁。u 自动跟踪系统电压。励磁装置建压，达到发电机额定电压后，会根据当前的系统电压进行自动调节发电机的电压，使发电机电压与系统电压一致，不用人为调整电压。3. 发电机微机保护装置具有如下功能：u 过流速断保护：过流速断保护是针对线路由于负荷过大，导致线路过热、绝缘降低而影响线路绝缘系数的一种保护功能。当三相的任一相电流超过设定值时，经设定延时，保护动作。u 过流一段保护：过流一段保护是作为线路相间故障的主保护。可选择低电压闭锁，闭锁电压可设定。当三相电流的任一相超过设定值且满足低电压闭锁条件时，经设定延时，保护动作。u 过流二段保护：过流二段保护是作为线路相间故障的二段保护。可选择低电压闭锁，闭锁电压可设定。当三相电流的任一相超过设定值且满足低电压闭锁条件时，经设定延时，保护动作。u 反时限过负荷保护：反时限过负荷保护针对过载发热实现保护。反时限过负荷保护提供2种反时限特性曲线供用户选择。当三相任一相电流超过设定值且满足动作曲线时间要求后，保护动作。4. 发电机自动准同期装置具有如下功能：u 发电机的频率与电压接近系统的频率与电压，当频差小于0.5HZ、相角小于10度、电压差小于15V时，水电站低压机组自动化装置发出合闸指令，断路器合闸，机组与电网准同期并网。u 确保捕捉第一次并网时机、精确、快捷、可靠地实现并网。