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贴心水电共赢发展施耐德电气与水电行业

目录 Contents 总裁致辞………………………………………………………………… 2 前言……………………………………………………………………… 3 水电站自动化…………………………………………………………… 4 水轮发电机组自动化控制 ………………………………………… 4 水电站公用设备自动控制 ………………………………………… 4 水电站计算机监控系统 …………………………………………… 5 “透明就绪”与水电自动化 ……………………………………… 7 产品和解决方案……………………………………………………… 10 适用的施耐德自动化产品 ……………………………………… 10 自动化产品的服务与保障 ……………………………………… 26 自动化产品认证 ………………………………………………… 28 水电自动化典型解决方案 ……………………………………… 30 水电行业业绩………………………………………………………… 34 成功案例……………………………………………………………… 42 长江三峡右岸电站计算机监控系统 …………………………… 42 广西龙滩水电站计算机监控系统 ……………………………… 46 黄河万家寨水电站计算机监控系统 …………………………… 52 贵州东风水电站计算机监控系统 ……………………………… 56 伊朗莫拉萨德拉水电站计算机监控系统 ……………………… 58 广西右江水电站计算机监控系统 ……………………………… 62 湖北隔河岩水电站现地控制单元改造 ………………………… 68 河北潘家口抽水蓄能水电站计算机监控系统改造 …………… 72 湖北陆水水电站计算机监控系统改造 ………………………… 74 云南大朝山水电站通风空调设备控制系统 …………………… 80 湖南洪江水电站调速器控制系统 ……………………………… 84 广西岩滩升船机控制系统 ……………………………………… 88 培训及服务…………………………………………………………… 91

总裁致辞 2

前言水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。在地球传统能源日益紧张的情况下，世界各国普遍优先开发水电大力利用水能资源。　我国的水能资源丰富，理论蕴藏量6.76亿千瓦，技术可开发容量4.93亿千瓦,经济可开发容量3.78亿千瓦。不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，我国都居世界第一位。但是，与发达国家相比，我国的水力资源开发利用程度并不高。截至2004年9月，我国水电装机容量突破了1亿千瓦大关，但开发率仅24％左右，大大低于发达国家50－70％的开发利用水平。因此，在一个相当长的时期内，我国水力资源开发潜力巨大，同时迎来了又一个建设的高潮。随着我国水电站建设不断发展，当前对水电站安全、稳定、可靠运行提出更高的自动化控制技术、自动控制设备的要求。施耐德电气至1979事实进入中国以来, 长期致力于中国电力事业的发展, 为中国的电力系统提供完整、可靠的解决方案，并取得了众多良好的应用业绩，如长江三峡右岸（12 x 700MW）、广西龙滩水电站（9 x 700MW）等超大型机组自动化监控，对提高水电厂自动化水平，提高经济性和可靠性起到了卓越贡献。 2006年为更好满足中国快速增长的水电行业需求，施耐电气公司组建了一支专业的水电行业自动化产品销售队伍，同时针对中国水电行业自动化标准和特点，向企业提供安全、可靠、高效的自动化产品；成熟、完美的技术解决方案及来自行业资深技术工程师的技术咨询和优质服务。施耐德电气愿意携手国内电力企业, 为中国水电事业的发展和国民经济的增长做出重大贡献。 3

水电站自动化水电站自动化采用机械、电子设备、按预定要求代替人工进行水电站生产作业的技术。它自动地对水电站进行控制、监视、调节和管理，达到提高水电站运行的安全性、经济效益、劳动生产率和供电质量为目的。水电站自动化主要包括单水轮机自动化（水轮发电机组自动化控制、调速器和水轮发电机励磁）、公用设备自动化（水电站公用设备自动化控制）、全厂综合自动化（水电站计算机监控系统）和梯级电站自动化（梯级水电站集中控制）。水库大坝升压变发电机进水口闸门压力管水轮机尾水管水轮发电机组自动化控制对水轮机发电机组工况及其转换过程自动监控技术。以自动监控装置为核心，通过水轮机调速器、励磁器调节器、自动化元件和机组辅助设备，根据控制指令自动完成机组工况转换、安全监视和保护。水电站公用设备自动控制水电站公用设备自动控制为辅助全水电站主设备运行的技术供水、排水、压缩空气和压力油等系统的自动化控制技术。实现水电站公用设备自动控制的基本要求 ■ 各部分自成独立系统，除自动控制外在现地还能手动控制，具有必要的事故和异常运行工况信号。 ■ 一般都有主要设备和备用设备，主要设备不能满足工作要求时，备用设备自动投入，设备处于主用或备用状态，可人工选择。

技术供水系统自动化控制技术供水系统为水轮发电机组冷却、轴承润滑、大轴密封和变压器冷却以及水冷设备二次冷却水提供水源。自动控制任务是维持供水系统的水压和水量。排水系统自动化控制厂内水工建筑物、水力系统的渗漏水经过排水管或排水沟集中到集水井内，利用排水泵自动将其排出厂外，其控制程序：当井内水位上升到上限值时，主用排水泵起动，若水位继续上升到上限值时，备用泵起动，水位恢复正常，水泵停止。压缩空气系统自动控制压缩空气系统分低压和高压两种系统、自动控制的任务是维持储气罐的气压和保证设备的安全。压力油系统自动控制压力油系统为水轮机、进水阀门和快速闸门等液压操作系统提供压力油源。控制系统的任务是保持压油罐的压力及罐内的压缩空气量。为了维持压油罐的油压，压油泵运行方式有连续式和断续式两种。水电站计算机监控系统水电站计算机监控系统利用计算机对水电站生产过程进行自动监视、测控的技术，系统通常可以分成两大部分，一是对全厂设备进行集中控制的部分，称之为厂级或厂站级监控系统；另一部分是位于水轮发电机层、开关站等设备附近的控制部分，称为现地控制系统。在水电站计算机监控系统中LCU直接与电厂的生产过程接口，是系统中最具面向对象分布特征的控制设备。现地控制单元的控制对象主要包括以下几个部分： ■ 电厂发电设备，主要有水轮机、发电机、辅机、变压器等； ■ 开关站，主要有母线、断路器、隔离开关、接地刀闸等； ■ 公用设备，主要有厂用电系统、油系统、水系统、直流系统等； ■ 闸门，主要有进水口闸门、泄洪闸门等。用于水电站的LCU按监控对象和安装的位置可分为机组LCU、公用LCU、开关站LCU等,以实现对各个对象的监控和控制。其优点是可就近采集各种数据, 节省电缆, 各台LCU之间相对独立, 某个LCU发生故障时不影响到其他LCU的常运行, 并且与厂级计算机监控系统也相对独立, 厂级计算机监控系统故障时, 各LCU 还能独立地工作维持监控对象的安全运行。

水电站自动化目前我国水电站较为广泛应用的现地控制单元 ( LCU ), 是基于耐德电气公司 Modicon 系列可编程控制器硬件平台、Unity 软件平台和开放Modbus TCP/IP 以太网技术，现地控制单元是集计算、控制、通信、网络等新技术为一体的综合自动化控制单元。水电站计算监控系统根据不同电站在安全性能（包括可靠性、可维护性等）、应用功能、控制规模、系统结构等方面的实际需求, 系统具有的功能宜包括： (1) 数据采集与处理实现水电站控制设备实时数据的采集、变换和预处理 (2) 安全运行监视电厂运行正常工况、异常工况、紧急状况监视，监视的内容包括越、复限，故障及事故，异常趋势等 (3) 事故顺序记录当发生电气、机械等故障情况时，水电站监控系 (8) 自动电压控制AVC 按预定条件和要求自动控制水电站母线电压或全电站无功功率 (9) 运行日志及报表生成、打印或填报运行日志或各种报表 (10) 事件统计开、停机成功率、无事故安全运行天数的统计 (11) 数据通信水电站计算机监控系统内部、外部各设备之间数据通信 (12) 时钟同步水电站室或调度中心能校对设备系统时钟，维持水电站控制系统时钟一致 (13) 人机接口实现现场状况查询，故障诊断、设备检修以及人员的培训仿真等统将立即以中断方式响应并及时记录事故名称和发生时间，记录相关设备的动作情况 (14) 自诊断与远方诊断用来对各子系统运行状态进行监视，实现主辅或主备切换，以及对损坏的部件进行定位，使维修人员容易查找和迅速处理故障，并恢复正常运行 (15) 自动寻呼ON-CALL 将厂站事故信息直接采用短信或语音的方式发至巡检人员的手机上，告知事故对象和性质 (16) 免维护设计完善的监测功能，必要实用的冗余配置以及失电动作设计 (4) 趋势分析对温度、轴承温度、水库水位等进行趋势记录和分析 (5) 设备操作监视水电站设备主要有三种运行方式即自动运行方式、手动运行方式和退出运行方式,各种运行方式之间相互独立，互不影响 (6) 控制权限设备的操作权一般分为远方、中控室及现地三级 (7) 自动功率控制AGC 根据水库上游来水量或电力系统要求，考虑电站及机组运行限制条件，以经济运行为原则，确定电站机组运行台数、运行机组的组合和机组间的负荷分配

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