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 一、工程基本情況
    馮家潭泵站建于1974年初，1976年6月正式運(yùn)行。該站位于石首市馮家潭排區(qū)的中排區(qū)，是中排區(qū)的排澇命脈工程。排區(qū)地勢(shì)低洼，水系長(zhǎng)，有星火、燎原、葉家、蛟子四大排水渠直通電排主干渠，總承雨面積為142.3km2，受益農(nóng)田面積10.1萬畝（其中江陵縣0.8萬畝），泵站裝機(jī)4×800kw，設(shè)計(jì)排水流量32m3/s，排澇標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇3日暴雨5天排至作物耐淹深度。泵站裝有4臺(tái)64ZLB-50半調(diào)節(jié)型軸流泵，設(shè)計(jì)揚(yáng)程5.1m，水泵配4臺(tái)TDL215/31-24大型同步電動(dòng)機(jī)，額定功率800kw，額定電壓6kv，額定電流92A.泵站為堤后式，進(jìn)口采用肘形進(jìn)水流道，出口采用虹吸式出水流道，采取真空破壞閥方式斷流。泵站更新改造后主水泵型號(hào)為1600ZLQ-6，配套TL800-20/2150型同步電動(dòng)機(jī)，電壓等級(jí)6kV.泵站更新改造后，主接線采用單母線不分段接線方式。站用變壓器選用SCB10-500/6/0.4一臺(tái)和S9—125/10/0.4變壓器一臺(tái)。泵站新建了電氣副廠房，分別布置有高、低壓配電室和中控室。
二、系統(tǒng)總體功能要求本
    系統(tǒng)從功能上可分為泵站控制保護(hù)系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)兩個(gè)部分�？刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)4臺(tái)主機(jī)組及配套輔助設(shè)備的微機(jī)自動(dòng)化控制和對(duì)4臺(tái)主電機(jī)、6kv高壓母線、1臺(tái)站用變壓器等的微機(jī)保護(hù)；信息化系統(tǒng)就是采用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信與網(wǎng)絡(luò)、圖像傳輸處理等技術(shù)通過泵站信息采集、生產(chǎn)過程監(jiān)視、保安監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)泵站自控和縣、市、省遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到工程管理自動(dòng)化、科學(xué)化，提高科學(xué)管理和決策水平。主要實(shí)現(xiàn)液位、閘門開度、泵站運(yùn)行參數(shù)等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、視頻圖像的監(jiān)視、信息管理及發(fā)布并通過新建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建泵站信息平臺(tái)。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)備配置
  1.概述
 （1）本項(xiàng)目包括微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、水力監(jiān)測(cè)（信號(hào)的采集、傳輸及處理部分）及模擬屏系統(tǒng)等內(nèi)容。
 （2）本項(xiàng)目對(duì)象滿足馮家潭泵站（一站）4臺(tái)機(jī)組、公用設(shè)備和輔機(jī)自動(dòng)化設(shè)備及其相關(guān)設(shè)施對(duì)微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、水力監(jiān)測(cè)、DLP屏等綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的整體要求與需要。
  2.微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
    微機(jī)監(jiān)控內(nèi)容
  （1）每臺(tái)機(jī)組的控制、定子電流、功率、功率因素、勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓、電量統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、斷路器狀態(tài)、絕緣狀態(tài)、機(jī)組溫度、故障位置與種類顯示和語音報(bào)警等。
  （2）高壓進(jìn)線的控制、三相電流、三相電壓、電度、有功功率、無功功率、運(yùn)行時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、斷路器狀態(tài)、故障位置與種類顯示和語音報(bào)警等。
  （3）母線電壓的頻率，電壓互感器工作狀態(tài)，故障位置與種類顯示和語音報(bào)警等。
  （4）站用變高壓側(cè)斷路器的狀態(tài)、電流、功率、電量統(tǒng)計(jì)、故障位置與種類顯示和語音報(bào)警等。
  （5）低壓進(jìn)線的三相電流、三相電壓。
  （6）在進(jìn)口攔污柵前、泵站前池、出水池各布置一臺(tái)旋轉(zhuǎn)編碼式液位計(jì)。集水廊道液位控制在自成系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，同時(shí)選用一臺(tái)旋轉(zhuǎn)編碼式液位計(jì)對(duì)水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
  （7）泵站進(jìn)出口水位參數(shù)的接入，并（通過測(cè)得的內(nèi)外水位，水泵性能曲線等參數(shù)）進(jìn)行揚(yáng)程、流量計(jì)算，并能對(duì)水位、揚(yáng)程、流量進(jìn)行顯示、保存、打印和查詢，并具有根據(jù)內(nèi)外水位情況進(jìn)行開、停機(jī)語音提示。
  （8）對(duì)泵站進(jìn)出口水位、攔污柵前水位、防洪閘出口水位、各壓力參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、顯示、打印與保存，并通過微機(jī)綜合控制保護(hù)系統(tǒng)，利用人工預(yù)設(shè)或水位、壓力參數(shù)，通過語音功能提醒管理人員進(jìn)行機(jī)組開、停。
  （9）對(duì)泵站集水廊道水位、各壓力參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、顯示、打印與保存，并通過微機(jī)綜合控制保護(hù)系統(tǒng)，利用人工預(yù)設(shè)或水位、壓力參數(shù)，通過語音功能提醒管理人員或?qū)o機(jī)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制操作。
 （10）根據(jù)測(cè)量的內(nèi)、外水位，水泵性能曲線等參數(shù)，通過微機(jī)綜合控制保護(hù)系統(tǒng)，自動(dòng)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和顯示、打印、保存泵站工作揚(yáng)程、流量。
  3.微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)
    微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括主機(jī)保護(hù)、高壓進(jìn)線線路保護(hù)裝置、站用變保護(hù)裝置。
保護(hù)類型：全部采用微機(jī)保護(hù)，并將保護(hù)裝置動(dòng)作狀態(tài)和記錄反映到監(jiān)控系統(tǒng)。
  4.控制保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    采用分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分為現(xiàn)地層（機(jī)組LCU上的可編程控制器控制）和全站控制層（操作員工作站）.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式采用工業(yè)以大網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)為雙絞線電纜。
  （1）全站控制層
全站控制層為泵站實(shí)時(shí)監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)整個(gè)泵站的集中監(jiān)控，具有實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)庫、能與全省水情測(cè)報(bào)中心進(jìn)行通信。全站控制層主要設(shè)置有兩臺(tái)進(jìn)口原裝工控機(jī)作為主／備熱備系統(tǒng)、大屏幕、打印機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。全站控制層還設(shè)置有UPS電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控工作站、模擬屏、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的電源供應(yīng)。全站設(shè)一套語音報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)可以在中控室或主廠房對(duì)泵站故障和事故發(fā)語音告警信號(hào)。系統(tǒng)具有完整的調(diào)音和測(cè)試功能。運(yùn)行人員還可對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)置，定義發(fā)生哪些事故時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)需要進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。
  （2）現(xiàn)地控制層（LCU）
現(xiàn)地控制層按被控對(duì)象共設(shè)4套現(xiàn)地控制單元（LCU），每臺(tái)機(jī)組各1套LCU控制單元、公用設(shè)備和輔機(jī)設(shè)備各1套LCU控制單元。各現(xiàn)地控制單元與主控層相對(duì)獨(dú)立，可直接完成生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，以及本單元設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視、調(diào)整和控制等功能。
   5.控制保護(hù)系統(tǒng)配置
  （1）配置要求、
    ①全部功能通過綜合一體化系統(tǒng)來完成，各現(xiàn)地層單元和中控層微機(jī)設(shè)備間相互獨(dú)立，各現(xiàn)地層單元完成的功能不依賴通訊手段，系統(tǒng)中任何單元的局部故障不會(huì)影響其它現(xiàn)地層單元或中控層設(shè)備的正常工作。
    ②采用多CPU處理方式，嚴(yán)格遵循監(jiān)控、保護(hù)相互獨(dú)立配置的原則，保護(hù)的輸入／輸出、啟動(dòng)、邏輯處理獨(dú)立完成，不依賴通訊網(wǎng)交換信息，當(dāng)監(jiān)控功能出現(xiàn)異常時(shí)，確保保護(hù)功能獨(dú)立發(fā)揮作用。
    ③機(jī)組PLC可獨(dú)立于上位機(jī)運(yùn)行，即當(dāng)上位機(jī)檢修或故障時(shí)，PLC仍可對(duì)機(jī)組進(jìn)行順序控制。
    ④系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口進(jìn)行信息遠(yuǎn)傳，但全部信息保存在單元設(shè)備中。
    ⑤系統(tǒng)采用強(qiáng)電信號(hào)隔離，軟、硬件均考慮抗干擾措施（屏蔽接地、防雷電等）.
    ⑥系統(tǒng)的軟件具有開放性，可通過規(guī)約轉(zhuǎn)換等設(shè)施，將通訊協(xié)議不同的的設(shè)備（如多功能電能表等）信息接入本系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)（Windows2000）、數(shù)據(jù)庫（SQLServer）以及組態(tài)軟件（iFix），以及在上述系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)的應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件是我公司在以往工程中成功應(yīng)用的成熟軟件。
    ⑦系統(tǒng)具有功能較強(qiáng)的人機(jī)接口、全漢化的友好界面，系統(tǒng)畫面、打印格式組態(tài)方便，用戶可自行生成新的輸入／輸出方式。
    ⑧機(jī)組的電氣參數(shù)采用多功能電表采集，能顯示各種電氣參數(shù)的屏幕液晶顯示和可供操作的鍵盤，裝置精度1級(jí)。多功能電表、微機(jī)保護(hù)和PLC之間采用串行通信，通信協(xié)議為MODBUS.⑨系統(tǒng)所有的開關(guān)量和模擬量均有防抖動(dòng)濾波抗干擾措施。
  （2）現(xiàn)地層設(shè)備
    ①機(jī)組LCU機(jī)組LCU由差動(dòng)保護(hù)裝置、后備保護(hù)裝置、PLC可編程控制器、溫度巡檢單元、人機(jī)界面、轉(zhuǎn)換開關(guān)和指示燈等組成，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)組正常啟、停、葉片角度及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制及機(jī)械保護(hù)功能，PLC可編程控制器配有以太網(wǎng)口與泵站控制層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信�？蓪�(shí)現(xiàn)以下功能：接受上位機(jī)的自動(dòng)開機(jī)操作控制指令。在自動(dòng)控制狀態(tài)下，可根據(jù)人工預(yù)置或水力監(jiān)測(cè)參數(shù)順序啟動(dòng)各所控機(jī)組；在機(jī)組啟動(dòng)過程中，能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的順序操作和信號(hào)判斷，并能發(fā)出相應(yīng)信號(hào)至上位機(jī)顯示；機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下各種電氣參數(shù)的平集和顯示，以及故障、事故信號(hào)的報(bào)警處理；機(jī)組運(yùn)狀態(tài)下各種非電量參數(shù)采集和顯示，以及故障、事故信號(hào)的報(bào)警處理；在機(jī)組停機(jī)過程中，能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的順序操作和信號(hào)判斷，并能發(fā)出相應(yīng)信號(hào)至上位機(jī)顯示；能接受微機(jī)保護(hù)裝置的停機(jī)信號(hào)，并按停機(jī)順序停機(jī)；能接受上位機(jī)的操作控制指令。在自動(dòng)控制狀態(tài)下，可根據(jù)人工預(yù)置或水力監(jiān)測(cè)參數(shù)自動(dòng)開、停機(jī)組；機(jī)組自動(dòng)屏配置如下：（以下為每套LCU單元的配置，共4套）機(jī)組差動(dòng)保護(hù)裝置一套機(jī)組后備保護(hù)裝置一套
    ②公用LCU公用LCU由1臺(tái)線路保護(hù)裝置、1臺(tái)站變保護(hù)裝置、PLC可編程控制器、多功能電度表、人機(jī)界面、拍門開度控制儀和轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成，用于實(shí)現(xiàn)高壓進(jìn)線柜和高壓站變柜正常合分閘及機(jī)械保護(hù)功能，PLC可編程控制器配有以太網(wǎng)口與泵站控制層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。    ③輔機(jī)LCU輔機(jī)LCU由壓力儀表、指示燈、PLC可編程控制器、人機(jī)界面和轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成，用于實(shí)現(xiàn)輔機(jī)合分閘及機(jī)械保護(hù)功能，PLC可編程控制器配有以太網(wǎng)口與泵站控制層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
   6.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
    信息管理系統(tǒng)為星型以太網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)具有快速、安全、可靠、可擴(kuò)展、維護(hù)方便的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)，若其中某一個(gè)工作站發(fā)生故障，不會(huì)影響其它工作站的正常運(yùn)行�？蚣芙Y(jié)構(gòu)：在泵站計(jì)算機(jī)房安置一臺(tái)交換機(jī)，分別接入到本站多臺(tái)計(jì)算機(jī)上組成局域網(wǎng)。這些計(jì)算機(jī)均可以訪問互連網(wǎng)，也可以訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)。