第3章：现地控制单元(LCU)

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1、水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统主讲：贾振国 长春工程学院能源动力工程学院 电站控制教研室 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统第三章：现地控制单元（第三章：现地控制单元（LCULCU）现地控制单元（LCU）概述 一一二二LCU的结构类型 LCU典型应用实例 三三四四LCU的机组顺控操作 三峡右岸电站LCU系统简介 五五长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统一、一、LCU LCU 在监控系统中的地位在监控系统中的地位-监控系统的基础监控系统的基础1 1、LCU: Loc

2、al Control UnitLCU: Local Control Unit2 2、RTU: Remote Terminal Unit RTU: Remote Terminal Unit 二、二、LCU LCU 的发展阶段的发展阶段1 1、由继电器构成的机组自动屏、由继电器构成的机组自动屏2 2、采用固态元件构成的布线逻辑、采用固态元件构成的布线逻辑3 3、以计算机为基础的、以计算机为基础的LCULCU三、三、LCU LCU 的基本功能的基本功能1 1、数据采集与处理、数据采集与处理-正常状态、事故状态正常状态、事故状态2 2、控制与调节、控制与调节-设备运行方式控制、机组控制调节设备运行方式

3、控制、机组控制调节3 3、通信、通信-与电厂级通信、与智能化单元装置通信与电厂级通信、与智能化单元装置通信4 4、时钟同步、时钟同步-保证事件顺序记录的统一时钟保证事件顺序记录的统一时钟5 5、自诊断、自诊断-在线自诊断、离线自诊断在线自诊断、离线自诊断6 6、人机接口、人机接口-运行人员进行监视、控制的桥梁运行人员进行监视、控制的桥梁3.1 LCU 3.1 LCU 概述概述 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 一、以一、以PLCPLC为基础的为基础的LCULCU（一）基本结构：（

4、一）基本结构：长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统（二）基本组成：（二）基本组成： CPU 存储器存储器 控制器：控制器： 通信模块通信模块 电源模块电源模块 内部总线内部总线 CPUPLC-Based LCU:智能智能I/O模块：模块： I/O组件组件 内部总线内部总线 电量采集装置电量采集装置 温度量采集装置温度量采集装置 智能单元装置：智能单元装置： 微机励磁调节器微机励磁调节器 微机调速器微机调速器 微机同期装置微机同期装置 3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力

5、工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统丰满水电厂计算机监控系统结构丰满水电厂计算机监控系统结构 3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统特点：特点： 机组的数据采集、控制调节功能全部由机组的数据采集、控制调节功能全部由PLCPLC完成完成主站用于连接实时性要求高的点，如水机回路输入与控制信号主站用于连接实时性要求高的点，如水机回路输入与控制信号远程站用于连接实时性要求不高的点，如部分压力量、液位量远程站用于连接实时性要求不高的点，如部分压力量、液位量现地计算机主要用于通信和人

6、机联络现地计算机主要用于通信和人机联络3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统中型水电厂中型水电厂 PLC-Based LCU PLC-Based LCU 实例实例-福建永安安砂水电厂福建永安安砂水电厂（1 1）安砂水电厂概况：）安砂水电厂概况：安砂水电厂位于福建沙溪上游九龙溪中段永安市安砂镇，为沙溪流域的安砂水电厂位于福建沙溪上游九龙溪中段永安市安砂镇，为沙溪流域的 龙头电站，装机容量龙头电站，装机容量11115 5万万kWkW。19751975年电厂投产发电。年电厂投产发电。199

7、91999年年3 3月，电月，电厂实现厂实现“无人值班无人值班”（少人值守）。（少人值守）。3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统（2 2）安砂水电厂计算机监控系统结构：）安砂水电厂计算机监控系统结构：3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统安砂水电厂控制室：3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计

8、算机监控系统水电厂计算机监控系统计算机监控控制室与常规控制室对比：计算机监控控制室与常规控制室对比： 安砂水电厂控制室：安砂水电厂控制室： 三明东牙溪水库坝后电站控制室三明东牙溪水库坝后电站控制室 （115MW115MW） (2 x 1250+630=3130KW)(2 x 1250+630=3130KW)3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统（3 3）安砂水电厂）安砂水电厂LCULCU配置：配置：配置原则：配置原则：按按“无人值班无人值班”（少人执守）要求设计，实现对机组、主变及辅

9、助设（少人执守）要求设计，实现对机组、主变及辅助设 备的全自动化监视、控制和操作。备的全自动化监视、控制和操作。取消原水轮机及其公用辅助设备的常规集中控制部分，机组顺控全取消原水轮机及其公用辅助设备的常规集中控制部分，机组顺控全 部由部由LCULCU的的PLCPLC完成完成. .每台机组一套每台机组一套LCU,LCU,公用系统一套公用系统一套LCU,LCU,开关站一套开关站一套LCULCU。中型电厂中型电厂LCULCU可非冗余配置。可非冗余配置。LCULCU能够与调速器、励磁调节器等进行通信。能够与调速器、励磁调节器等进行通信。硬件配置：硬件配置： 每台每台LCULCU的主控制器均为的主控制器

10、均为 MODICON MODICON 的的 984-685 984-685 系列系列PLCPLC。 I/OI/O接口采用接口采用 MODICON MODICON 的的984-800 984-800 系列系列PLCPLC模块。模块。软件配置：软件配置： LCULCU采用采用MODSOFT PLC MODSOFT PLC 编程软件。编程软件。3.2 LCU 3.2 LCU 的结构类型的结构类型 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统（4 4）LCULCU主要功能主要功能：数据采集及分析处理功能：周期数据采集及分析处理功能：周期50ms,80

11、% 额定转速？额定转速？ NT T6 故故 障障 7 Y投励磁装置投励磁装置 STEP4Y四、投励磁装置四、投励磁装置1 1、如采用准同期方式，当、如采用准同期方式，当 转速上升至转速上升至80%80%额定转额定转 速时，投入励磁装置。速时，投入励磁装置。2 2、检测发电机端电压，在、检测发电机端电压，在 故障判断时间故障判断时间T7T7内，使内，使 发电机端电压升至发电机端电压升至90%90% 额定电压。额定电压。停机转发电停机转发电 操作程序流程操作程序流程 有密封水有密封水 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院水电厂计算机监控系统水电厂计算机监控系统90%端电压端电压