数字化水电站调速器电气控制结构制造技术

数字化水电站调速器电气控制结构，以数字化方式进行控制。本实用新型专利技术包括上位机系统、机组LCU、数字化调速器装置、数据采集单元、智能终端I、智能终端II以及合并单元，上位机系统设置在站控层，数据采集单元、智能终端I、智能终端II以及合并单元设置在过程层，机组LCU与数字化调速器装置设置在单元层；数字化调速器装置纵向向上通过站控层网络与上位机系统连接，纵向向下通过过程层网络与智能终端I、智能终端II、合并单元连接，横向与机组LCU连接；机组LCU纵向向下通过过程层网络与数据采集单元连接。本实用新型专利技术采用电子式互感器，实现数字化采集，采用光纤作为传输介质，有效减少了电缆，增加了传输信息数量，扩大了传输距离，提高了抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
数字化水电站调速器电气控制结构
本技术涉及水电站领域，具体为一种基于IEC61850通信标准，以数字化方式进行控制的数字化水电站调速器电气控制结构。
技术介绍
调速器是水轮发电机组控制和调节的至关重要设备，一般由机械液压系统和电气控制系统两部分组成。目前绝大部分调速器采用基于PLC或PCC的电气控制系统，机组LCU的启停命令、所需自动化元件、电流电压互感器等均通过电缆以开关量、模拟量形式输入，PLC或PCC通过电缆以开关量形式输出至相应液压阀、步进电机等驱动设备，调速器状态、故障信号经PLC或PCC通过电缆以开关量、模拟量形式输出至机组LCU或其余智能电子设备中，从而完成对调速器的完整监控。调速器传统的电气控制结构，采用大量电缆以开关量、模拟量形式进行信号传输，有着施工和运维麻烦，传输信息数量有限，抗干扰能力差，传输距离短，远程控制不便等缺点。
技术实现思路
本技术所要解决的就是传统电气控制方式，施工和运维麻烦，传输信息数量有限，抗干扰能力差，传输距离短，远程控制不便等缺点，提供一种基于IEC61850通信标准，以数字化方式进行控制的数字化水电站调速器电气控制结构。本技术的数字化水电站调速器电气控制结构，设置在数字化水电站数字化体系中，该体系由三层两网组成，三层包括站控层、单元层和过程层，两网包括站控层网络和过程层网络，其特征在于该电气控制结构包括上位机系统、机组LCU、数字化调速器装置、数据采集单元、智能终端I、智能终端II以及合并单元，上位机系统设置在站控层，数据采集单元、智能终端I、智能终端II以及合并单元设置在过程层，机组LCU与数字化调速器装置设置在单元层；数字化调速器装置纵向向上通过站控层网络与上位机系统连接，纵向向下通过过程层网络与智能终端I、智能终端II、合并单元连接，横向与机组LCU连接；机组LCU纵向向下通过过程层网络与数据采集单元连接。所述的数字化调速器装置与上位机系统、机组LCU之间通过光纤连接，与智能终端I、智能终端II、合并单元之间通过电缆连接，机组LCU与数据采集单元之间通过电缆连接，连接协议符合IEC61850通信标准。所述的数字化调速器装置包括电气柜和机械柜，电器柜包括控制器A和控制器B，机械柜包括控制终端、主配压阀和电磁阀，控制器A通过过程层网络与智能终端I连接，控制器B通过过程层网络与合并单元连接，机械柜通过光纤与电器柜连接，控制终端通过电缆分别与主配压阀、电磁阀连接。所述的智能终端I通过电缆与出口断路器连接，合并单元通过网线分别与电流互感器、电压互感器连接，智能终端II通过电缆与主变高压侧断路器连接。数字化调速器装置通过两层网络上传各类状态、故障信号，向下接收现场各种信号，横向接收投退和调节命令并送出主要信号。数据采集和信息交互方式如下：1）电流互感器、电压互感器通过合并单元将采集的电压、电流信号转换为SV格式，上传至过程层网络，控制器A和控制器B通过过程层网络获取电流、电压值，同时计算出有功和频率；2）利用测速模块采集齿盘测速探头信号，计算出机组转速后上送至过程层网络，数字化调速器装置直接从过程层网络采集转速信号；3）出口断路器及主变高压侧断路器位置的采集：出口断路器及主变高压侧位置信号通过智能终端I和智能终端II上送至过程层网络，数字化调速器装置通过过程层网络获取出口断路器和主变高压侧断路器位置信号；4）与上位机系统的通信：上位机系统通过站控层网络直接下发有功功率给定值至数字化调速器装置，数字化调速器装置完成有功功率的闭环控制；数字化调速器装置所有的信号通过站控层网络上送至监上位机系统，如果上位机系统故障，数字化调速器装置将自动切换至开度模式，维持住当前的开度，同时，数字化调速器装置将所有的信号通过光纤转送至机组LCU；5）与机组LCU的通信：机组LCU对数字化调速器装置的控制信号，如开机、停机等，通过光纤发给数字化调速器装置，同时，数字化调速器装置将有功功率及重要的故障信号送至机组LCU。本技术的数字化水电站调速器电气控制结构，采用电子式互感器，实现数字化采集，调速器电气控制系统与其它设备之间采用IEC61850通信标准进行数字化通信；同时取消了机组LCU的功率调节功能，由上位机控制系统通过站控层网络直接下发有功功率给定值给调速器电气控制系统，调速器电气控制系统需要自行完成有功功率闭环控制的功能；并且调速器电气控制系统与外部系统之间有大量的信息交互，包括同期装置增减速命令、调速器各类信号的输出，因此采用光纤作为传输介质，进行数据交换，有效减少了电缆，增加了传输信息数量，扩大了传输距离，提高了抗干扰能力，方便施工和运维工作。附图说明图1为本技术结构示意图。其中，站控层1，单元层2，过程层3，上位机系统4，机组LCU5，数字化调速器装置6，数据采集单元7，智能终端I8，智能终端II9，合并单元10，控制器A11，控制器B12，控制终端13，主配压阀14，电磁阀15。具体实施方式实施例1：一种数字化水电站调速器电气控制结构，设置在数字化水电站数字化体系中，该体系由三层两网组成，三层包括站控层1、单元层2和过程层3，两网包括站控层1网络和过程层3网络，该电气控制结构包括上位机系统4、机组LCU5、数字化调速器装置6、数据采集单元7、智能终端I8、智能终端II9以及合并单元10，上位机系统4设置在站控层1，数据采集单元7、智能终端I8、智能终端II9以及合并单元10设置在过程层3，机组LCU5与数字化调速器装置6设置在单元层2；数字化调速器装置6纵向向上通过站控层1网络与上位机系统4连接，纵向向下通过过程层3网络与智能终端I8、智能终端II9、合并单元10连接，横向与机组LCU5连接；机组LCU5纵向向下通过过程层3网络与数据采集单元7连接。数字化调速器装置6与上位机系统4、机组LCU5之间通过光纤连接，与智能终端I8、智能终端II9、合并单元10之间通过电缆连接，机组LCU5与数据采集单元7之间通过电缆连接，连接协议符合IEC61850通信标准。数字化调速器装置6包括电气柜和机械柜，电器柜包括控制器A11和控制器B12，机械柜包括控制终端13、主配压阀14和电磁阀15，控制器A11通过过程层3网络与智能终端I8连接，控制器B12通过过程层3网络与合并单元10连接，机械柜通过光纤与电器柜连接，控制终端13通过电缆分别与主配压阀14、电磁阀15连接。智能终端I8通过电缆与出口断路器连接，合并单元10通过网线分别与电流互感器、电压互感器连接，智能终端II9通过电缆与主变高压侧断路器连接。数字化调速器装置6通过两层网络上传各类状态、故障信号，向下接收现场各种信号，横向接收投退和调节命令并送出主要信号。数据采集和信息交互方式如下：1）电流互感器、电压互感器通过合并单元10将采集的电压、电流信号转换为SV格式，上传至过程层3网络，控制器A11和控制器B12通过过程层3网络获取电流、电压值，同时计算出有功和频率；2）利用测速模块采集齿盘测速探头信号，计算出机组转速后上送至过程层3网络，数字化调速器装置6直接从过程层3网络采集转速信号；3）出口断路器及主变高压侧断路器位置的采集：出口断路器及主变高压侧位置信号通过智能终端I8和智能终端II9上送至过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字化水电站调速器电气控制结构，设置在数字化水电站数字化体系中，该体系由三层两网组成，三层包括站控层（1）、单元层（2）和过程层（3），两网包括站控层（1）网络和过程层（3）网络，其特征在于该电气控制结构包括上位机系统（4）、机组LCU（5）、数字化调速器装置（6）、数据采集单元（7）、智能终端I（8）、智能终端II（9）以及合并单元（10），上位机系统（4）设置在站控层（1），数据采集单元（7）、智能终端I（8）、智能终端II（9）以及合并单元（10）设置在过程层（3），机组LCU（5）与数字化调速器装置（6）设置在单元层（2）；数字化调速器装置（6）纵向向上通过站控层（1）网络与上位机系统（4）连接，纵向向下通过过程层（3）网络与智能终端I（8）、智能终端II（9）、合并单元（10）连接，横向与机组LCU（5）连接；机组LCU（5）纵向向下通过过程层（3）网络与数据采集单元（7）连接。

【技术特征摘要】
1.一种数字化水电站调速器电气控制结构，设置在数字化水电站数字化体系中，该体系由三层两网组成，三层包括站控层（1）、单元层（2）和过程层（3），两网包括站控层（1）网络和过程层（3）网络，其特征在于该电气控制结构包括上位机系统（4）、机组LCU（5）、数字化调速器装置（6）、数据采集单元（7）、智能终端I（8）、智能终端II（9）以及合并单元（10），上位机系统（4）设置在站控层（1），数据采集单元（7）、智能终端I（8）、智能终端II（9）以及合并单元（10）设置在过程层（3），机组LCU（5）与数字化调速器装置（6）设置在单元层（2）；数字化调速器装置（6）纵向向上通过站控层（1）网络与上位机系统（4）连接，纵向向下通过过程层（3）网络与智能终端I（8）、智能终端II（9）、合并单元（10）连接，横向与机组LCU（5）连接；机组LCU（5）纵向向下通过过程层（3）网络与数据采集单元（7）连接。2.如权利要求1所述的数字化水电站调速器电气控制结构，其特征在于所述的数字化调速...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴驱，刘松，李慧音，唐海，陈家恒，张洪涛，张世玲，刘殿程，朱聿元，昝亚峰，邹颖，陈映喜，古树平，张宏，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司，中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：云南,53