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水电厂监控系统的功能
1、数据采集和处理 2、设备的操作监视和控制 3、设备运行安全监视 4、自动发电控制AGC
5、自动电压控制AVC
6、运行日志及报表
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7、事件统计 8、数据通讯 9、人机界面 10、自诊断和远方诊断 11、多媒体功能
12、仿真培训
13、事故的自动处理

数据采集和处理 计算机监控系统对运行设备需要进行经常巡回检查，检查是否正常 （是否越限），并对计算机监控数据库不断更新，按被测量的性质不 同可分为：模拟量、开关（数字）量、脉冲量等。
功能处理分布化
应用软件的可移植性 不同系统间的相互操作性
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开放式分层分布式
监控系统各个节点分布着与该节点功能相关的数据库，各个节点 间可进行所需信息的交换而不依耐厂级计算机系统，即在厂级计算机 未投入运行或故障的情况下，工作人员也能通过现地控制单元对设备 进行操作或提取采取的数据，整个系统都遵循行业统一的接口标准接 入。
开放式
分层分布开放式
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计算机监控系统结构

分层分布式按权限划分：
梯级调度层
厂站监控层（上位机）
机组操作层（下位机或LCU）
辅助设备控制层
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分层分布式

特点
1 、凡是不涉及全系统性质的监控功能安排在较低层实现，以加速控制 过程的实现，提高相应能力，减轻控制中心负担，减少大量的信号传 输，提高系统可靠性；
1、系统控制权的设置和切换； 2、机组及重要设备的状态设置； 3、测点和设备的投运； 4、参数整定值和限值的修改； 5、电厂运行方式的设置和切换； 6、调用各种画面； 7、各种报表和打印； 8、操作票显示和在线修改； 9、机组的启、停和工况转换操作； 10、断路器和隔离开关的开端、关合工作；
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监控系统控制任务：
2 、分层控制过程中，即使系统某个部分发生故障而停止工作，系统其 他部分任能继续工作； 3、因同步传输信息较少，电缆铺设也较少，提高了经济效益； 4 、可灵活适应被控制生产过程的变更和扩大，可实施分阶段投资提高 系统的灵活性和经济性； 5 、采用多机系统，使各级计算机容量和配置与现实的功能配合更加紧 密，使最底层控制更实用，整个系统工作效率更加提高。
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模拟量：电气模拟量和非电气模拟量；电气模拟量指电压、电流和功 率等实测值，非电气模拟量是转速、位移、压力、流量、水位、油位、 振动、摆度等，温度量也是非电气量的一种。参数包括：Ｄ C0~5V、 0~10V、DC±0~5V、 ±0~10V、 ±20mA和0~20mA、4~20mA等。
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开关量：现场开关的位置信号，转换后为0和1的数字信号，分为中断型和非 中断型开关量。 现场开关的位置信号，经电位变换后转换为0和1的的数字信号。按性质分 开入和开出两种，开入开关量分为中断型和非中断型（扫查量）开关量两种。
其他记录
设定值或参数修改记录
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事件统计

开、停机成功率统计 事故或故障统计
参数越复限统计
设备投退统计
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数据通信

计算机监控系统内部各设备之间都存在数据通信，其 通信的方式和速率与监控系统的结构有关，通信方式和设 备的选择直接影响监控系统的性能指标，甚至影响到监控 系统能否正常工作。
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分层分布式

分层分布式按功能划分：
1、驱动层：各个阀门、泵、断路器等控制
2、功能组控制层：油、水、气系统控制
3、机组控制层：运行方式控制，如开、停机
4、电厂控制层：全厂综合运行控制
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开放式系统
全厂由统一的接口标准，由多个不同厂商提供的硬件和软件组成。

体系机构模块化 模块接口标准化
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自动发电控制AGC
任务：满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济的 方式控制整个水电厂的有功功率来达到电力系统的需要。 根据给定的电厂需发功率，同时考虑调频和备用容量的需 要，计算当前水头下电厂的最佳运行机组台数和组合。 根据供电可靠性、设备的实际安全和经济运行状况确定运 行机组的台号。 在应运行机组间实现负荷的经济分配。 校核各项限制条件，如机组振动区等。
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脉冲量：主要指有功和无功电量，以脉冲形式累加。有功和无功电量， 采用脉冲累加的方式进行测量。分有源脉冲和无源脉冲两种，采用即 时采集即时累加的方式。
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温度量：

属非电气模拟量的一种，通过采集热电阻的变化来计算温度；这些模 拟量在采集过程中经过信号抗干扰、数字滤波、误差补偿、数据有效 性合理判断等处理后送至计算机监控系统并存入数据库
水电站计算机监控技术
前
言
我国地域广阔，中小河流众多，水能 蕴藏 量丰富，随国民经济的高速发展，用电量的不断 增加，因此加快开发和改造中小型水电站，提高 其技术和管理水平是十分必要的，而微机综合自 动化是电站安全可靠运行的有力保证。
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计算机监控系统：利用计算机来实现生产过程自动化控制 的系统





UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类： 后备式UPS：具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要 的功能，有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正 弦波； 在线式UPS：结构较复杂，性能完善，能解决所有电源问题，其 显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、 浪涌、频率漂移等全部的电源问题；由于需要较大的投资，通常应用 在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中； 模块化UPS：与传统UPS相比有诸多优点，代表UPS的发展方向 之一，但目前还存在成本高，部分产品实际的可靠性并不如理论计算 值高，但安全系数已经远远超过传统UPS；对模块化UPS的研究将有 利于促进模块化的可靠性提高，从而提高模块化UPS在客户中的认可 度，加快模块化UPS的发展。EAST（易事特）模块化UPS每个模块 就是一台独立工作的UPS，功率段齐全可选，高效率低干扰，环保节 能，安全系数高。
微机监控系统主要任务 加强对主要设备的安全监视提高水电厂运行的可靠性 提高水电厂的经济效益
提高电力系统的安全经济运行水平保证供电电能质量
改善运行人员的工作条件减少值班人员 提高水电厂的运行管理水平
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事故自动处理 水电厂发生事故后需要在极短（几秒或几十秒）内对 事故情况作出正确判断，及时采取有效措施，防止事故扩 大，并转入安全工况运行。在此情况下如由人工进行处理 具有一定的局限性，人的反应时间不可能在如此短的时间 内掌握并处理大量信息，并对事故情况作出正确的判断， 特别是在发生重大事故时，运行人员处于高度紧张状态， 很容易发生误操作情况，易导致事故的进一步扩大。因此 利用计算机监控系统实时收集各类设备生产信息，根据对 事故的重要性和紧急程度进行瞬时的处理和排除，提高电 厂安全生产。

内部通信包括：上位机与现地控制单元、保护装置之 间以及现地控制单元与调速器、励磁系统、同期装置、交 流采样、油、水、气等系统的通信。
常用的通信方式：IEC101/104、MODBUS、R485、R232等

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人机界面

运行人员对全厂生产过程进行安全监控，维修人员对计算机监控系统进行 管理、维修、开发的必要手段，应包括以下内容：
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计算机监控系统分类
1、按布置可划分为两大类：

电站(级)设备 现地控制单元(级)设备；
2、按通用组件可划分为：

计算机设备
外部设备
接口设备 电源设备
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计算机监控系统组成介绍-上位机
图：
控制软件
应用层 操作系统 硬件
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Windows\unix等
CPU\主板等
上位机：
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微机监控系统的类型 取消常规设备的全计算机监控系统


以计算机为主常规设备为辅的监控系统
以计算机为辅常规设备为主的监控系统 微机监控系统的基本结构 开放、分布式计算机监控系统结构 按水电厂控制对象或系统功能分布设置多台计算机装置，它们连 接到资源共享的网络上实现分布处理。

开放、分层分布式计算机监控系统结构 按水电厂控制层次和对象设置电站级（上位机）和现地控制单元 （LCU）级



能及早发现生产过程中孕育的各种故障和事故，不失时机 地作出预报和处理；
能实时进行生产过程计划调度、经济核算、物料平衡等。
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主要性能指标：


实时性（响应速度）
可靠性（可利用率） 可维修性 系统安全性：操作安全、通信安全、软、硬件安全。 可扩展性
简单性和经济性
使用寿命
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操作员工作站
厂内通讯服务器 与调度通讯服务器 闸门控制工作站 多媒体工作站（ON-CALL）
工程师工作站
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上位机系统电源-UPS

UPS是不间断电源（Uninterruptible Power Supply）的英 文简称，是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重 要外部设备。 从原理上来说，UPS是一种集数字和模拟电路，自动 控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备； 从功能上来说，UPS可以在市电出现异常时，有效地 净化市电；还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑 等设备供电，使其能有充裕的时间应付； 从用途上来说，随着信息化社会的来临，UPS广泛地 应用于从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节， 42 其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。

中断量：事故信号、断路器分合以及重要继电器保护的动作信号以硬接线方 式送入监控系统，计算机监控系统将以中断方式迅速响应这些信号，并自动 进入中断处理程序来进行处理并报警（此类信号的动作将直接影响机组的动 作流程），采用无源接点输入、中断方式接收的方法引入事故信号，一旦这 些信号发生变化，计算机监控系统必须立即进行采集处理，并对断路器的位 置信号、继电保护信号和安全自动装置的动作进行顺序记录，以作事故分析 的重要依据。 非中断型（扫查量）：除中断型以外的其他开关量，包括各类故障信号、隔 离开关信号、机组设备运行状态、运行方式等采用扫查的采集方式送入计算 机监控系统，采集方式。