水电站技术服务

计算机监控系统智能安防系统环境监测系统大坝安全监测系统

计算机监控系统

信息化计算机监控系统可实现水电站安全、稳定、经济的生产运行,适应“无人值班”现代水电站生产管理模式,满足梯级电站现代化数字电站所必须的集中调度管理、分布式网络控制的要求。智能化水电站,完成对水电站计算机监控系统的建设,具备智能监控条件,实现水电站集中控制功能。

结构图:

 

实现功能:

1.电站集控层功能

(1)数据采集

自动采集各现地控制单元的各类实时数据,对于固定周期采集的数据,其采集周期应为可调;自动采集来自调度中心的数据;自动采集厂内的外接系统的数据信息;接收由操作员向计算机监控系统手动登录的数据信息。

(2)数据处理

对每一设备和每种数据类型定义处理功能要求,用以支持系统完成控制、调节、监视和记录。

(3)控制与调节

运行人员可通过电站层人机接口设备,完成对全厂被控设备的控制与调节。本电站计算机监控系统电站层应具备下列控制和调节功能:

1) 一般控制与调节。2)自动发电控制(AGC)。3) 自动发电控制应能实现开环、闭环两种工作模式。4) 机组可选择“成组/单机”运行方式。

5) 自动电压控制(AVC)。6) 电站各机组无功功率的控制,应按机组分别设置“成组/单机”方式。

(4)人机接口

电站层设备的人机接口应能使电站的运行操作人员、维护人员和系统管理工程师等通过操作员站、工程师站的显示器、键盘、鼠标及打印机等设备实现对电站的监视、控制及管理功能。其基本要求包括:

1) 人机接口原则;2) 画面显示;3) 报警;4)记录和打印;5)维护和开发

(5)运行管理及指导

历史数据库存储;电站运行小时数和利用小时数的统计。机组工况转换次数及机组运行、停机、线路运行、停运时间累计;被控设备动作次数累计及事故动作次数累计;发电量累计及峰谷负荷时的发电量分时累计;送出电量的分时、分类累计;厂用电量的分时、分类累计;事故处理指导;操作票自动生成; 异常操作闭锁;操作指导。

(6)系统诊断

监控系统应提供完备的硬件及软件自诊断功能,包括在线周期性诊断、请求诊断和离线诊断

(7)系统通信

视频监控系统;火灾自动报警系统;水情自动测报系统;电能计量系统;其它系统。

2.现地控制单元功能

(1)数据采集

1) 通过DI、SOE、AI方式采集的开关量、模拟量、脉冲量等类型的实时数据;2) 通过现场总线、串口通信等数据通信方式采集的状态量、参数量等类型的实时链路数据;3)自动接收来自电站层的命令信息和数据。

(2)数据处理

1) 基本功能;2)开关量处理;3)模拟量数据处理;4) 温度量数据处理;5)事件顺序记录;6) 计算数据。

(3)控制与调节

(4)人机接口

(5)通信

机组现地控制单元的通信应包括如下功能:发电机保护装置;励磁调节器;调速器;电量采集装置测温制动屏;压油泵控制箱机组冷却水控制箱;机组进水阀门控制箱;润滑油系统控制屏。

  1. 升压站综合监控系统功能

(1)数据采集;

(2)数据处理;

(3)控制与操作;

(4)人机接口;

(5)自诊断。

安防系统是实施安全防范控制的重要技术手段,在当前安防需求膨胀的形势下,其在安全技术防范领域的运用也越来越广泛。所使用的安防系统主要依赖人的视觉判断,而缺乏对视频内容的智能分析。目前应用智能化控制技术的安全防范技术已日趋成熟,门禁系统、电子围栏、微波红外探测装置、视频智能识别等常见安防设备的应用能够有效解决无人值守电站重要区域周界防范入侵问题。

系统结构:

 

系统功能:

1.门禁系统

根据机房设计相关规范的要求,本工程集控中心及各电站控制室机房入口均配置一套智能化门禁系统。该系统主要由门禁主机、指纹采集器、出门按钮及各类电动锁具组成,通过指纹,IC加密卡及键盘密码等认证方式识别人员身份,根据预设管理规则采取放行或闭锁门锁动作并记录门禁出入时间、人员身份等相关信息,防止未经授权人员非法进入机房实施破坏活动,确保机房系统设备管理安全性。门禁系统通过网络通信平台与集控中心实现联网监控,并与本站视频监视、消防等有效联动。

2.微波红外探测

微波红外探测装置结合微波探测及被动红外探测的技术优势,用于特定区域内人员非法入侵检测及报警。该入侵检测方式隐蔽性较强,具备有独特的生物识别能力,可作为门禁系统的辅助入侵检测措施。本工程拟考虑在各水电站进站大门及厂房大门处配置微波红外探测装置。根据安装位置的具体情况及检测要求,进站大门处采用栅型微波红外探测装置,厂房大门处考虑采用点型微波红外探测装置。微波红外探测主机通过站内网络信息化平台发送相关报警信号。

3.电子围栏

拟考虑在各水电站户外开关站及高压设备(如主变、站变等)周边配置电子围栏设备,结合现场围墙实体构成了实体面上方的防御和阻挡,用以防止电站危险区域遭受非法入侵造成人员伤亡及相关经济损失。

电子围栏是目前常见的一种阻挡式安防设备,主要由主机、声光报警装置、防护区金属网和相关附件组成。电子围栏主机通过耐高压绝缘线路向防护区金属网施加低频脉冲电信号,当外部非法入侵导致围栏金属网某处发生短路或断线时会引发主机报警及联动,有限伤害的电击及相关联动声光报警等能够对非法入侵者起到有效的威慑和阻挡作用,同时电子围栏主机可通过站内网络信息化平台发送相关报警信号,提示值班人员及时处置各类突发情况。

电子围栏设备的布设应综合考虑安全防护有效位置、与高压设备保持足够的安全距离、避免占用设备安装维护通道、便于设备防雷接地部分的安装等因素。

4.视频智能识别

目前主流的视频监视系统均采用智能识别技术,能够通过前端摄像机及后台系统的有机配合,完成人脸检测和识别、为分析、运动跟踪、边界入侵检测、火灾识别等高级应用,并提供自动报警、联动控制等诸多功能。视频监视在安防方面具有独特优势。

本次设计在集控中心处配置有一整套智能化视频监视系统,并升级完善各水电站站内原有网络视频监控系统,更换视频监视系统主机及后台软件,根据实际情况适当增加站内部分视频监控点,使之满足综合自动化系统运行管理及站区安防监视的需求。

机房环境监控系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络,提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段,系统监控对象主要是机房动力和环境设备等设备(如:配电、UPS、空调、温湿度、漏水、烟雾、视频、门禁、防雷、消防系统等)。

系统结构:

 

实现功能:

作为电站无人值守建设及集控系统运行管理的一项必备的辅助手段,拟考虑在集控中心及下属各水电站均布置一套智能化环境监测系统,以便于集控调度部门了解和掌握本管理区域及下属各水电站运行环境信息,并及时对现场各类异常情况作出相应处理。根据本工程集控中心及下属各水电站运行管理的实际需求,    环境监测内容主要如下:

(1)各水电站站区户外温度、湿度、风速、风向;

(2)集控中心及各电站控制室机房温度、湿度、动力箱箱内温度、配电主回路剩余电流、空调运行状态、电缆沟或易积水处的水浸情况;

(3)各水电站高、低压配电室温度、湿度;

(4)各水电站渗漏排水泵所在高程水浸情况。

智能化环境监测系统主要由综合监控报警主机、环境温湿度传感器、剩余电流及温度探测器、风速及风向传感器、水浸传感器、通风及空调监控装置、烟雾传感器等设备构成。该系统智能化监控单元通过主流工业总线通信方式连接各类传感器,采集环境的温度、湿度、户外风速及风向、暖通设备及配电设备运行状态、重要区域浸水情况等实时数据,将所有数据及相关异常报警信息通过网络通信平台上传至集中监控系统,并能够根据要求自动控制和调节监控区域的通风及空调设备的运行。智能水电站环境环境监测数据应实时上送到电站厂站层和集中控制中心,厂站层可实时监测环境信息,环境监测数据需定时按照报文形式上送。

大坝安全监测是通过仪器观测和巡视检查对水利水电工程主体结构、地基基础、两岸边坡、相关设施以及周围环境所作的测量及观察;“监测”既包括对建筑物固定测点按一定频次进行的仪器观测,也包括对建筑物外表及内部大范围对象的定期或不定期的直观检查和仪器探查。

系统结构:

 

实现功能:

(1)监测系统选型及技术指标

数据采集单元:数据采集单元采用DAU2000测量控制单元。其在恶劣环境下具有很好的长期稳定性和可靠性,并具有数据量测、数据通讯、反馈控制、网络路由控制等基本功能。主要功能特点如下:

1)能够采集差动电阻式、差动电感式、电容式、振弦式、电位器式、电介质式传感器,标准量输出(如电流、电压信号)变送器,RS-485或SDI-12输出智能传感器等各类监测仪器输出的信号,并转换为数字量。

2)具有电源管理功能和备用电源,包括供电电源转换、电源调节、电源控制,可在脱机情况下根据系统的设定自动采集和存储,备用电源供电时间可达一周以上。

3)具有掉电保护和时钟功能,能按任意设定的时间自动启动进行单检、巡测、选测和暂存数据。

4)DAU完全智能模块化结构,每个智能数据采集模块均自带CPU,形成整个DAU多CPU并行运行的模式;可接收采集机的命令设定、修改时钟和测控参数,可对不同的模块设定不同的采集间隔。能和中央控制单元或其它计算机实现双向通讯,支持EIA—RS485标准接口以及CANbus、Lonworks通讯协议。

5)具有同主机进行通信的功能,可接收主机的命令、修改时钟和测控参数,实现选点测量、巡回测量、定时检测,并带人工测读接口,进行人工测量。

6)可接入便携式仪表实施现场测量,可通过采集机或用便携式计算机从测控单元中获取全部测量数据。

7)具有物理量转换、计算、逻辑判断及处理、发布警报及实施控制功能。

8)具有自动对某特定测点加密测次,并根据用户要求只对特定观测次数进行存储的功能。

9)具有特殊防尘、防水、防腐、防潮、防结露、防昆虫及晴齿动物、防雷等方面的功能,能耐指定的高、低温度以及支承结构的振动,其防护等级符合IP56标准。测控装置内各级设备均具备防止感应雷电能力,在发生雷击后数据不丢失、不失真,能保证装置正常运行。

10)具有强大的自检、自校、自诊断功能:能对供电状况、电源的电池容量、充电状态和水平、测量模块的类型以及所接仪器的数量等进行检查,并输出有关状态信息。并能对接入仪器的工作状态、接线状态等做出判断,为排除故障提供非常直接的帮助。

(2)数据采集模块

采集系统由监测仪器、数据采集装置、通信装置、监测计算机及外部设备、数据采集软件、信号及控制线路、通信及电源线路等组成。采集系统的数据采集装置分散设置在靠近监测仪器的监测站,其采集计算机设置在监测管理站。根据工程的规模和需要,监测自动化系统可设置一个监测管理中心站。