农村水电自动化设备(监控保护)应用指导意见(试行)

农村水电自动化设备（监控保护）应用指导意见（试行）水利部农村水电及电气化发展局发布二OO五年九月三十日2一、总则二、基本技术规范三、采购原则四、指导价格五、市场监督与管理六、附则结束3一、总则1.1为进一步贯彻《农村水电技术现代化指导意见》(水电[2003]170号)，加快农村水电现代化实施步伐，规范农村水电设备市场，统一技术要求，提高设备质量，强化市场监管，促进农村水电行业健康发展，特制定《农村水电自动化设备（监控保护）应用指导意见》（以下简称《意见》）。1.2本《意见》包括水电站自动化设备技术规范，水电站自动化设备采购原则，水电站自动化设备指导价格，市场监督与管理措施。1.3本《意见》适用于总装机250MW以下农村水电站的新建与改造。1.4本《意见》所指水电站自动化设备包括微机监控、微机保护，其它如微机励磁、微机调速器、直流电源系统、电能计量、视频监控、调度、大坝监测系统、水位水情监测系统、消防自动化等应参照本《意见》进行规范管理。下页返回总目录41.5水利部农村水电及电气化发展局作为行业主管部门，负责市场监督与管理。1.6各级主管部门对水电站新建、改造项目应明确要求使用自动化设备，以促进农村水电技术进步。1.7水电站自动化应由具有相应资质的设计单位设计。1.8水电站自动化设备应遵循“无人值班（少人值守）”的原则，满足可靠性高、扩展性好、便于施工和维护、工程成本低等要求，应符合国家相关技术标准。1.9产品选型要适合中国国情，采用技术先进、成熟的产品，原则上立足于国产设备。1.10设备采购应遵守《招标投标法》及国家相关规定。返回总目录5二、基本技术规范2.1引用技术标准GB14285继电保护和安全自动装置技术规程GB2887计算机场地技术要求GB3453数据通信基本控制规程GB50171电气装置安装工程盘柜及二次回路接线施工及验收规范GB6126静态继电器及保护装置的电器干扰试验GB7260不间断电源设备GB7261继电器及继电保护装置基本试验方法GB7450电子设备雷击保护导则GB/T10585中小型同步电机励磁系统基本技术要求GB/T13729远动终端通用技术条件GB/T15145微机线路保护装置通用技术条件下页返回总目录6GB/T730电网数据采集与监控系统通用技术条件DL5002电力系统自动化设计技术规程DL/T478静态继电保护和安全装置通用技术条件DL/T5065水力发电厂计算机监控系统设计技术规定DL/T5132水力发电厂二次接线设计规范DL/T5137电测量及电能设计技术规程DL/T563水轮机电液调节系统及装置技术规程DL/T578水电站计算机监控系统基本技术条件DL/T619水电站基础自动化元件及其系统运行维护与检修试验规程DL/T671微机发电机变压器组保护装置通用技术条件DL/T720电力系统继电保护柜、屏通用技术条件DL/T822水电厂计算机监控系统试验验收规范下页返回总目录72.2术语AGC自动发电控制AVC自动电压控制LCU现地控制单元MTBF平均故障间隔时间MTTR平均故障修复时间SOE事件顺序记录下页返回总目录82.3设计原则2.3.1计算机监控保护系统应符合安全可靠、经济实用、技术先进和便于扩展等基本原则，不宜盲目追求不切实际的高配置、高性能、高指标。2.3.2系统应采用先进成熟的计算机硬件、软件及网络技术，按计算机监控、保护进行总体设计及配置，使电站具备“无人值班（少人值守）”的条件。2.3.3监控系统应能与励磁、调速器、保护等厂内智能设备进行通信，并应预留与模拟屏、远方调度、直流系统等接口；为保证监控系统安全可靠运行，大坝测控系统、视频监视系统、消防系统等不宜以通信方式接入监控系统。应优先采用通用性强的标准通讯规约。2.3.4继电保护应全部采用微机保护，各保护功能相对独立，不依赖于通信网络，通信故障或监控系统故障不影响保护装置的正常运行。2.3.5微机保护应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。主保护和后备保护应分设在不同的保护装置内，以增强可靠性。下页返回总目录92.3.6系统应选用标准化程度高、通用性强的产品，保证有可靠的备品备件供应，便于产品兼容与升级换代，充分保证用户的利益。2.3.7系统实时性好，抗干扰能力强，软硬件安全可靠，能适应电站现场各种环境的要求。2.3.8系统本身的故障应不影响现场设备的正常运行。2.3.9系统操作控制应简洁、方便、灵活，界面友好，符合电站运行人员的操作习惯。下页返回总目录102.4系统结构2.4.1应根据电站的规模采用不同的系统结构及配置，系统常用结构及配置参见附录一。2.4.2监控系统应采用开放式网络结构，整个网络采用10/100Mbps以太网、CAN总线网、RS-485总线网或其它开放式网络。典型系统结构如下图所示：下页返回总目录11（1）主机/操作员工作站主机/操作员工作站可选双机热备份方式，主要负责完成全厂的自动化功能、历史数据处理，实现实时图形显示、各种报表显示、在线及离线计算、报警及事件信息登录发布、操作权限、运行设备的控制操作及负荷调节功能等。（2）工程师/培训工作站（可选配）主要用于系统维护、软件开发、远程诊断，兼作培训系统，实现电站人员的培训，且能在线或离线操作。该机也能作为操作员工作站的后备。（3）厂长终端（可选配）主要用于厂长的日常工作管理、为厂长的决策提供可靠运行的数据。（4）通讯工作站（可选配）主要用于完成与上级调度通讯、厂长终端通讯。（5）每台机组配置一套LCU，开关站及公用设备配置一套LCU，实现对各生产对象的监控。2.4.3对于0.4kv低压发电机组，可采用一体化模式，将控制系统和低压一次设备合为一个柜，控制系统可采用单片机或嵌入式微机构成，完成机组的控制、测量、保护、频率（有功）调节、电压（无功）调节，同期并网及与上位机通信等功能。下页返回总目录122.5系统功能2.5.1系统功能应根据水电站规模、机组容量、电压等级、运行方式等实际情况进行配置。2.5.2电站控制级功能（1）数据采集和处理监控系统自动实时采集电站主要电气量、非电气量及有关过程参数，包括温度量、模拟量、状态量、报警量、SOE量和电度量等。系统对采集的数据进行必要的处理计算，存入实时数据库，并用于画面显示、刷新、控制调节、记录检索、统计、操作、管理指导等。（2）安全运行监视安全运行监视包括状态监视、越限监视、过程监视和监控系统异常监视。（3）控制与调节监控系统能根据电站当前运行情况和远方及当地的控制命令、自动发电控制（AGC）及自动电压控制（AVC）的计算，按预定的步骤，对电站设备进行控制和调节，包括机组状态转换、机组有功功率、无功功率的闭环调节；断路器的分/合操作；辅助设备及公用设备的开/停操作等。（4）人机接口电站值守人员通过显示器、键盘、打印机、报警装置等设备实现人机联系，对电站生产过程进行安全监控、在线诊断，对监控系统进行调试、参数设定、程序修改、技术开发和技术培训等。下页返回总目录13（5）运行维护管理系统应在实时采集全站各设备的运行参数和工况的基础上，进一步完成统计制表等一系列运行管理的工作，为提高电站运行、维护水平提供依据。（6）系统通信监控系统应实现与电力调度的通信。（7）系统自诊断监控系统应具有完善的系统自检、诊断和自恢复等功能。（8）远程诊断监控系统应具有远方在线诊断的功能。（9）培训仿真电站运行维护人员在工作站上进行培训，学习掌握对监控系统的操作以及对电站运行和事故处理等方面的知识。下页返回总目录142.5.3现地控制单元功能（1）数据采集和处理现地控制单元自动定时采集电站主要设备的运行状态和参数，并作必要的预处理，按一定格式存入数据库。（2）安全运行监视安全运行监视主要包括状态监视、越限监视、过程监视和设备异常监视。（3）控制与调节LCU接受电站控制级或LCU面板上的控制命令或自动程序命令，对机组及所有辅助设备、开关站设备进行控制和调节。（4）事件顺序记录自动记录本单元所属设备的继电保护动作信号，断路器的变位信号，并将事件的性质与时间等依次检测、归类存档，并上送电站控制级。（5）数据通讯完成与电站控制级的数据交换，实现与微机调速器、微机励磁装置及保护设备间的数据交换。（6）系统诊断在线或离线自检硬件设备、应用软件故障。下页返回总目录152.5.4微机保护功能（1）根据电网结构、运行要求，按照相关规程进行配置，完成发电机、变压器、线路、站用变等设备的保护。（2）发电机主要保护功能差动保护复合电压过流保护失磁保护定子接地保护转子一点接地保护过负荷保护过电压保护（3）变压器主要保护功能差动保护复合电压过流保护零序电流保护过负荷保护瓦斯保护温度保护（4）110KV线路主要保护功能三段相间距离保护四段零序电流保护（5）6～35KV线路主要保护功能方向速断保护方向电流保护（6）站用变主要保护功能过流保护过负荷保护下页返回总目录162.6技术指标2.6.1环境条件（1）环境温度电站控制级：－5℃～40℃温度变化率5℃/h现地控制级：－10℃～50℃温度变化率5℃/h（2）环境湿度电站控制级：30％～80％现地控制级：10％～95％（无凝结）（3）灰尘电站控制级：尘埃粒度＞0.5μ，个数＜10000粒/升现地控制级：尘埃粒度＞0.5μ，个数＜18000粒/升（4）大气压：86～108kPa下页返回总目录172.6.2电源条件（1）交流电源额定电压：单相220V，允许偏差-15%～+10%频率：50Hz，允许偏差：0.5Hz波形：正弦波形畸变不大于5%（2）直流电源额定电压：220V允许偏差：-20％～+10%纹波系数：不大于5%下页返回总目录182.6.3电气特性（1）绝缘电阻交流对地≥10MΩ直流对地≥1MΩ（2）介质强度500V以下60V以上端子与外壳AC2500V1min60V以下端子与外壳AC500V1min机柜内框架与外壳AC1500V1min（3）浪涌抑制能力1～1.5MHz衰减振荡2.5KV1.2/50μs冲击波5KV（4）抗干扰能力无线电干扰：30～500MHz，10V/m抗静电干扰ESC150PF-150Ω：8KV电磁兼容性800A/m（5）防雷等级：不低于II级（6）系统接地：接地电阻不大于4Ω下页返回总目录192.6.4性能指标（1）实时性a.数据采集时间电气模拟量采集周期：≤1s非电气模拟量采集周期：≤1s温度量采集周期：≤5s状态量采集周期：≤1s报警量采集周期：≤1s事件顺序记录分辨率：≤5ms脉冲量采集周期：≤60msb.控制响应能力现地单元接受控制命令到开始执行的时间：≤1s主机数据库响应所有LCU变化数据时间：≤1sAGC/AVC运算周期：≤2sAGC有功功率执行周期：4s～3min可调AVC无功功率执行周期：4s～3min可调自动经济运行功能处理周期：5～30min可调c.人机接口响应时间调用新画面的响应时间（全图形显示）：≤1s显示画面上动态数据刷新时间：≤1s指令发出到控制单元回答显示时间：≤1s报警产生到画面显示和发出音响的时间：≤1s双机切换时间：热备用时保证实时任务不中断下页返回总目录20（6）微机保护过载能力交流电流回路：2倍电流，允许连续工作。10倍额定电流，允许10s40倍额定电流，允许1s交流电压回路：1.9倍额定电压，允许连续工作。直流电源回路：80%～110%额定电压，连续工作。（7）微机保护返回系数过量动作返回系数：≥0.9欠量动作返回系数：≤1.1（8）定值误差电流/电压定值误差：≤±3％整定值或±0.01额定值；频率定值误差：≤±0.02Hz时间定值误差：≤±3％或±50ms（9）测量精度电流/电压：0.5级功率：1.0级功率因数：0.5级2.6.4性能指标（2）可靠性（MTBF）计算机监控系统：＞20000h现地控制单元：＞30000h微机保护：＞30000h（3）可维护性（MTTR）系统平均故障修复时间（有备件）：＜0.5h（4）可利用率：＞99.95％（5）微机保护功耗交流电流回路：额定负荷时小于0.5VA交流电压回路：额定负荷时小于0.5VA直流电源回