响洪甸水库_响洪甸抽水蓄能电站XDPS—400计算机监控系统应用研究

　　摘要：通过分析响洪甸抽水蓄能电站投运几年来的XDPS-400计算机监控系统，剖析该系统设计、安装、运维过程中的缺点和不足，并提出相应整改建议和方法，全面提升该系统的功能，并增强该系统的安全性、稳定性、准确性，为响蓄电站真正全面实现“无人值班，少人值守”奠定基础。
　　关键词：响蓄电站；计算机监控系统；远程监控
　　作者简介：王猛（1978-），男，安徽泗县人，安徽省六安市金寨县响洪甸水电站发电设备检修公司，助理工程师。（安徽　六安　237335）
　　中图分类号：TM?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）30-0145-02
　　响洪甸抽水蓄能电站位于安徽省六安市金寨县，装有两台双转速混流可逆式水轮发电机组。单机发电工况额定出力为40MW；水泵工况可调节为两种转速工况运行，额定负荷为-55MW、-40MW。响蓄电站在安徽电网中频繁参与调峰填谷运行和事故备用，并作为安徽电网的黑启动电源。在系统中有着重要的运行地位。值班模式为“无人值班、少人值守”，采用上海新华控制技术有限公司XDPS-400监控系统实行远程监控。
　　一、XDPS监控系统简介
　　XDPS-400是一个集测量、控制、通讯和管理等功能为一体的计算机监控系统。它可以完成实时数据采集、过程控制、顺序控制、高级控制、报警检测、监视、操作，可以对数据进行记录、统计、显示、打印等处理。具有良好的人机界面，良好的可移植性、通用性、实用性、开放性，各种功能完备、实用。
　　XDPS-400采用开放式、分层分布式结构。计算机监控系统分为两层，即分为主站系统监控层和现地子站（LCU）层。整个计算机监控系统的网络结构采用双以太网结构，完全冗余。通信介质采用光纤和屏蔽双绞五类线，通信速度100Mbps。当数据通信网络中出现某个差错时，系统会自动采取安全措施，如自动要求重发该数据、切除故障设备或切换至冗余的装置等，以保持通信网络安全、可靠运行。
　　主站计算机监控系统的功能：数据采集功能、数据处理功能、数据通信、自动控制与调节功能。现地子站的基本功能：通过各种信号端子板（卡）输入和处理各类输入量信号；通过各种信号端子板（卡）输出和处理各类输出信号；向主站系统上传各类信号和接收主站系统下达的各类信号；实现和所属各种附属系统的通信，交换信息；可独立地实现对所属各种附属设备的控制和操作。
　　工况转换流程的转换、单个设备的操作采用步序式设计。步序的执行可以是条件触发的，也可以是时基的。当前步序的操作成功后，对应该步的反馈信号到达，程序将自动转入下一步。
　　二、运行中的问题
　　1.功能未能按设计要求来完善
　　（1）部分功能没有实现。如无运行报表、无法自动进行电量统计；AGC、AVC无法正常投入；无模拟操作功能；无语音告警。
　　（2）部分设备不能遥控。不能监控遥操的设备有：1号、2号、3号高压空压机；1号、2号低压空压机；4号、5号主厂房渗漏排水泵；1号、2号、3号施工支洞渗漏排水泵；全厂风机；厂用电改造后400V母线各开关；下坝泄水闸门等。
　　（3）监控系统电源不正常。由于监控系统在安装时未按设计要求施工，在厂用电失电或倒厂用电时，UPS电源工作不正常，监控系统全部或部分失电无法正常运行，无法进行设备操作和采集、记录数据。
　　（4）部分工况转换流程未完成。5号机有：停机→发电调相工况、发电→发电调相工况、停机→启动对拖发电机工况、对拖发电→停机工况、停机→水泵调相2（SFC、BTB）工况、水泵调相→停机工况；6号机有：停机→发电调相工况、发电→发电调相工况、停机→启动对拖发电机工况、对拖发电→停机工况、停机→水泵1（BTB）工况、停机→水泵2（BTB）工况、停机→水泵调相2（SFC、BTB）工况、水泵调相→停机工况；另外黑启动流程不完善，无法运行。
　　（5）部分系统图未及时更改。由于近年来响蓄电站对主、辅设备进行了大规模的更换和改造，实际设备系统图有很大变化，监控系统未更改的系统图有：400V厂用电系统图（且改造后母线各开关双重编号未调整）；直流系统图；高压气系统图；低压气系统图；5号、6号机冷却水系统图。
　　（6）监控洪甸抽水蓄能电站信号返回屏长期无法投入使用。
　　2.设计不合理
　　（1）步序设计太笼统。特别是停机→发电或停机→抽水工况转换时，步序第一步，电气机械辅助设备同进动作。常出现因某一设备故障而监控系统本身又无法识别，增加了运行人员判别故障设备的难度，如需退出流程又增加了正常设备的动作次数，降低了使用寿命。在停机→抽水工况转换流程启动不成功时还造成了高压气的流失，给下一次抽水带来了麻烦，同时还增加了厂用电。
　　（2）步序执行时间未严格设置。虽然采用步序，但在实际运行中，并没有正确设定流程步序执行、故障超时时间（默认×秒）。这在工况转换个别辅助设备出现故障不能正常动作时尤为突出，如发电或抽水启动时不投励、某个开关不合等，监控系统不会发出告警或中止流程，而会无期限等待值班人员去处理或中止流程。又如某台机抽水并网成功后，在压水排气电磁阀或均压管排气电磁阀未落的情况下，监控画面显示停机至抽水工况流程结束且无告警或提示。但事实是流程并未结束，如运行人员未及时发现，在等待故障超时时间（90分钟）后会因流程超时而发生跳机事故。
　　（3）机组静止条件和开机条件设计不全面。如无蝴蝶阀位置检测，在蝴蝶阀位置漂移的情况下仍可启动发电、抽水或作为对拖发电机等流程，在执行到开导叶这一步时无法打开导叶。又如因开机条件中只检测导叶全关信号而不检测导叶其他位置信号，在Y开度信号不对时仍可启动停机至水泵工况流程，这导致抽水并网后机组不开导叶，而此时监控无从判断，不能报警、自动转入水泵停机流程或处理故障。导致机组发生剧烈振动，严重时可能发生抬机事故。
　　（4）主站及现地子站各单元程序并不一致，现地工控机无法操作。由于该监控系统经过多次修改，但5号、6号机组现地子站单元程序未及时导入仍采用修改前程序，致使5号、6号机组现地子站单元不能进行正常的开停机流程操作，且5号机现地工控机、地下厂房现地工控机、开关站现地工控机更换后无操作键盘。 　　3.信号传输未调整
　　（1）由于近几年对励磁、调速器、220kVSF6开关、高低压空压机进行了更换，并增加了新变频器和柴油发电机，而运行及故障信号却没有完全接入监控系统或未按新系统调整，仍采用老信号。如励磁只有“励磁系统总故障”信号；调速器只有“调速器总故障信号”，连调速器在手动、自动时都无法判断；新变频器只有“新变频器重故障”信号；SF6开关、柴油发电机无故障信号至监控；高、低压空压机无故障信号至监控，监控系统中的故障信号均为原空压机信号，与更换后的空压机不匹配。这给设备运行中故障的判断带来了很大困扰，给事故处理带来了许多不必要的麻烦。
　　（2）监控系统部分数据测量不准确。如系统频率；上、下游水位；机组各部冷却水流量水压；推力水导上导下导油位；调速器及蝴蝶阀回油箱油位；机组各部温度；水轮机顶盖水位等。与现地电气、机械表测量值有很大差异，数据传输误差较大，这都不利于运行分析。
　　（3）工况转换界面没有机组导叶开度信号。
　　三、相关对策
　　一是对未能按设计要求完善的功能进行完善。如工况转换流程设计、信号返回屏的修复、设备的遥控、运行报表等。
　　二是对工况转换流程进行重新审查、修改。调整开机条件、细化步序、设定流程步序执行故障超时时间。作为步序控制的安全保护体系，流程步序执行故障超时时间的设定非常有必要。因为某些流程不允许停滞在某步，但可能由于机械设备本身原因造成反馈信号无法回送，或是设备没有响应执行命令，以致触发条件不能满足，流程被悬置，这对于抽水蓄能电厂的工况转换流程来说是非常危险的。步序控制模块应允许给每一步设置故障超时，当某步执行时间超过该步设置的故障超时时间值时，步序控制模块应能响应外部给予的中断、终止信号或将正在执行的流程，自动转至相应的故障保护流程。
　　三是调整电源。主站采用交流电源和UPS电源切换供电。UPS电源的进线电源分别取自厂用交流和电站直流220V电源。正常运行时UPS电源直接转送厂用交流，当厂用电失电后UPS电源将直流220V电压逆变送出220V交流。机组子站、升压站子站、公用系统子站的供电方式采用电站提供的逆变交流220V电源和厂用交流220V电源切换供电。
　　四是对各设备的运行、故障信号进行调整扩充，并检查或更换监控系统的信号传输网络。使监控系统能正确反映各设备的状态和测量值并正确反馈各设备的故障信息。
　　四、总结
　　响洪甸抽水蓄能电站计算机监控系统基本上满足了设备正常运行需要，但在功能完善、信号传输、故障预告、事故处理等方面还需进行进一步的修改和调整。机组的安全稳定运行，“无人值班、少人值守”的实现离不开可靠的设备、规范的制度和高素质的员工，而可靠的设备是一切的基础，高性能、可靠的计算机监控系统又是这些基础的灵魂。通过对监控系统不足的分析与改进，全面提升XDPS-400计算机监控系统的可靠性和功能，实现遥测、遥控、遥调，满足“无人值班、少人值守”的监控要求，从而为响洪甸抽水蓄能电站“无人值班、少人值守”的全面实现奠定基础。
　　（责任编辑：孙晴）

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