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浅析水电站监控系统分层分布结构的优越性
摘要:鉴于我国水电站大都是中型或是老型的,其使用的监控系统也都是常规的监控设备,随着我国网络技术发展水平的不断提高,在一些大型的水电站中计算机控制系统应用的越来越多。水电站中应用的计算机监控系统无论从安全角度还是经济实用角度都比常规的监控系统有很多优势,因此,水电站运行的监控系统发展前景是非常广阔的。
关键词:水电站 监控 计算机
我国的水电站自动控制系统较发达国家相比发展的较慢,这种技术还处在推广的阶段。我国现阶段水电站都是“集成型”的,各种控制单元的连接比较复杂,还使投资成本增加。本文主要通过对水电站监控系统分层分布结构进行了论述,对使用这种技术的优越性进行了分析。
上位机系统的冗余结构和11 LCU介绍
上位机的系统主要由2套 S U N公司的网络服务器和2套 D E L L公司的操作员工作站组成, 1台是工程师工作站, 2 套 是1 0 0 M以太网交换机,2 套 G P S时钟服务器2 套不间断电源 U P S和 1 套大屏幕系统。
对于网络服务器的应用
计算机的两套网络服务器的主要作用是负责完成各LCU和操作员工作站间的数据交换工作,还有对历史数据库进行保存的任务。各种控制单元LCU上面报送的信号应该先送至计算机的服务器,然后再经过服务器送达到运行工作人员的工作站中;同样的方式,运行中的人员工作站一旦发出了指令,也应首先送达服务器,再逐个发往LCU。如果各种信号和命令都已经送到了服务器,服务器就要将这些信息进行保存,这样是为了更好的对这些信息进行查询。这两台服务器一般都是用来为冗余热备用的,工作状态可以用手动的方式进行切换,以保证整个网络系统的安全运行,并实现数据的同步。一般情况下,主服务器对于接受的站点信号和命令要进行保存,再存到备用的服务器上进行保存,以有效的确保两台服务器的数据达到统一,如果其中的一台服务器发生了故障,就要将其转换到另一个平台上工作,同时要向操纵员及时发出故障的信号。
操作员工作站的屏幕系统应用
在监控系统中,两台操作员工作站和大屏幕系统要进行实时的监控,三个工作站的权限是统一平等的,其中任何两台发生了故障,也不会对运行设备的远方监控造成影响。应用工作站形式的大屏幕代替常规的操作控制屏可以使控制外观更加美观,还能增加集中的监控窗口。
网络设备和工程师工作站应用
监控系统中的两台主干的网络交换机能够使网络实现冗余;两个GPS时钟显示系统、以及双UPS电源的使用都对网络的安全性以及可靠性起到了推动作用。工程师的工作站主要是负责完成上为机械操作画面以及数据库的维护,同时也有负责培训操作人员的任务。
与中调通信的11 LCU的应用
11 LCU主要负责处理电网调度中心的通信工作,主要分为微波和两路通信的方式。11 LCU一般都是和上位机系统平级的,能够直接与各地的LCU进行联系,各种现地的LCU信号在不经过上位机系统能够直接经过11 LCU上送到中调部位。同样的方式,中调的遥控系统命令也不用经过上位机的系统能够直接通过11 LCU发向各个控制单元的LCU。这种设计,如果整个的上位机系统发生了故障,也不会对中调的通信产生影响。也可以理解为,如果上位机系统发生故障,中控室就无法对各地LCU运行状况进行实时监控,但是,电网的调度中心仍能监控到各LCU的运行状态,这种成组的控制运行方式是比较安全的。应用微波和载波两条通道,同时对中调进行数据的传输,可以选择其中的一条接受中调的遥控,从而有效的保证了数据的准确上传和下传。其中任意一个通信线路出现故障,那么,另一条通信线路也会正常的进行数据的上传和下传。
二、控制单元的LCU分层分布的结构
我国大部分的水电站控制单元有10个LCU,其中有1~6LCU是1~6号的机组现地控制单元;7~8LCU以此为500KV、220KV的开关站现地控制单元系统;9LCU则是公用的现地控制单元系统。10LCU是大坝闸门的现地控制单元。其次,每一个LCU上面都配备一个交换机,是为了更好的实现LCU与交换机系统、11 LCU以及其他相关系统的通信联络。这种交换机的使用大大方便了监控系统的维护和调试。而且,每一个LCU上都有一个冗余处理器CPU,其中一个是主用而另一个是备用的,还配有和上位机操作员有相同功能的触摸屏,以免实现实地操作。
发电机组的LCU的应用。发电机组的LCU盘柜主要分为两层,有发电机盘柜和水轮机层的盘柜,主要是以I/O板接收发电机层和水轮机层设备的命令信号。实现通信的方式是以光纤的形式。5 0 0 k V开关站L C U、2 2 0 k V开关站 L C U、以及公用设备 L C U和大坝 L C U,全部都采用L C U+I/O远程的终端结构形式。“远程 I /O终端”的意思是集C P U、以太网卡、I /O板
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