水电站计算机控制.docx

前言

本书是根据高等学校水利水电专业教学委员会电类课程编审组1988年5月南京会议审订的《水电站计算机控制》教学大纲编写的，作为“水利水电动力工程”专业及“机电排灌工程”专业的选修教材，也可作为“电力系统及其自动化”等相近专业的选修教材、本书还可供从事水电站设计、运行等技本人员参考。

本书主要介绍水电站计算机监控系统的基本构成、工作原理和设计方法，介绍国内外水电站计算机控制的研究成果、实践经验和发展趋势。本教材涉及的知识面较广，内容较多，各校可根据选修课的学时(一般为30～40学时)、适当地增删某些章节。本课程应该在计算机原理、水电站自动化等先修课之后开设。

本书的第一、二、三、四、六章由武汉水利电力大学陈邕怀教授编写，第五章由武汉水利电力大学李植鑫教授编写，第七、八章由华北水利水电学院刘方副教授编写，全书由陈邕怀担任主编。全部书稿由华中理工大学胡伟轩教授审阅，并提出了许多宝贵意见和建议，对提高书稿的质量有很大的帮助，在此表示深深的感谢。

由于我们的学识水平有限，加上编写时间仓促、书中错误和不妥之处在所难免，希望读者批评指正。

编者

1993年10月

目录

预言

第一章水电站计算机控制概论 1

第一节计算机控制发展概况 1

第二节计算机控制系统的基本组成 4

第三节水电站计算机控制的主要任务 6

第四节计算机控制的发展趋势 8

第二章水电站非电量及电量的检测 9

第一节概述 9

第二节传感器 9

第三节转换器 11

第四节水电站电量检测 19

第五节D/A转换器 23

第六节A/D转换器 27

第七节极性转换器 30

第八节遥测发送器及接收器 31

第三章模拟量的输入与输出 33

第一节模拟量输入通道 33

第二节采样原理 34

第三节多路采样切换器 37

第四节采样保持电路 39

第五节数据放大器 41

第六节用A/D芯片组成的输入通道 42

第七节用D/A芯片组成的输出通道 50

第四章开关量的输入与输出 56

第一节开关量信号的转换及其编组 56

第二节开关量的输入 57

第三节开关量的输出 f0

第四节运行操作台 64

第五章水电厂计算机控制系统 67

第一节水电厂微机自动巡回检测 67

第二节微机交流电量检测 72

第三节微机自动准同期 75

第四节微机水轮机调速器 82

第五节微机发电机励磁调节器 93

第六章水电站计算机控制方式 100

第一节水电站计算机控制的类型 100

第二节水电厂的分层控制 101

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第三节水电厂计算机控制方式 102

第四节水轮发电机组工作状态控制 104

第五节梯级水电站的控制 107

第六节水电厂群的控制 109

第七章计算机总线 111

第·节总线的用途和分类 11

第二节S-100总线 113

第三节RS-232C总线 115

第八章计算机控制系统的抗干扰 118

第节干扰源和干扰传播途径 118

第二节电网干扰及其抑制方法 120

第三节输入输出干扰及其抑制原则 122

参考文献 125

第一章水电站计算机控制概论

第一节计算机控制发展概况

水电站计算机控制是利用数字电子计算机对水电站的电能生产过程进行的一种控制。采用计算机控制的目的，是为了提高水电站的自动化水平，提高水电站的供电质量，提高水电站的安全运行水平，提高水电站的劳动生产率和经济效益。

在水电站计算机控制中，人们用电子计算机代替传统自动控制中的控制器，使控制过程更合理、更灵活、更及时。计算机控制比传统的自动控制有更多的优越性和更大的经济效益。但是，计算机控制的实现仍然与传统的自动控制有着密切的联系，可以说，计算机控制系统是传统的自动控制技术与计算机技术相结合的产物。

水电站的控制，大体上经历了手动控制、自动控制和计算机控制等三个阶段。

一、手动控制

水电站的早期控制，着重于发电机组的控制。发电机发电的早期控制是手动的，在每 -台机组旁边设有手动操作设备，由值班人员在机旁用手进行操作，实现机组的启停及负荷的调整。图1-1是发电机电压手动控制过程示意图。

以发电机输出电压为例，说明手动控制过程。设发电机输