[实用新型]数字化水电站调速器电气控制结构

说明书

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。

技术领域

本实用新型涉及水电站领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本实用新型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。

本实用新型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；