无人值守小型水电站监控系统方案

一、无人值守小型水电站监控系统的构成

      无人值班小型水电站监控系统是依据NB/T 42075-2016行业标准设计的全自动化解决方案，适用于总装机容量0.1MW~50MW的水电站。系统由三级架构构成：

1. 现地控制单元（LCU）

      冗余配置主控制器（MTBF≥50,000小时），独立完成机组开机、并网、调节、停机全流程控制。

      配备10英寸工业触摸屏，实时显示机组转速、温度、导叶开度等参数，支持现地手动操控。

2. 电站主控级

      采用双机热备服务器，部署监控软件（符合DL/T 578），实现站内设备集中监视与模式切换。

      通过IEC 61850/Modbus协议接入保护装置、励磁系统、辅机设备等数据。

3. 远程监控中心

      支持100+电站接入，具备机组远程启停指令下发、功率设定（有功/无功调节精度±1%）、经济运行策略优化功能。

      与视频系统（1080P高清摄像机）、火灾报警系统联动，覆盖厂房、升压站、进水口等关键区域。

4. 核心优势：

      安全可靠：独立硬接线跳闸回路（与主控制器电源分离），主控失效时0.5秒内触发事故停机。

      全冗余设计：双通信通道（有线光纤+4G无线）、双交换机、UPS电源（后备≥2小时）。

      标准化接口：支持SL 692规定的保护动作信号、电气量（电压/电流精度0.2级）、非电气量（温度/压力）传输协议。

二、无人值守小型水电站监控系统技术要求

1. 监控架构

      远程监控中心为主控层（符合NB/T 42033），现地LCU为备用层；通信中断时自动切换控制权。

      现地LCU需具备7天历史数据存储能力，通信恢复后自动同步至中心。

2. 设备配置

      时间同步：北斗/GPS双模时钟（误差≤1ms），统一校时保护装置、录波器等设备。

      保护系统：按SL 692配置机组差动、过流、低周保护，动作信号实时上传远程中心。

      视频监控：关键区域部署200万像素红外摄像机（-30℃~+60℃），支持ONVIF协议接入。

3. 通信与安全

      双独立通道：主通道采用光纤环网（传输延时≤100ms），备用通道采用工业4G（APN专网）。

      网络安全：部署纵向加密装置，满足电监安全〔2006〕34号二次安防要求。

4. 电源与接地

      操作电源：DC220V蓄电池（后备≥4小时），监控系统采用UPS或逆变电源供电。

      防雷接地：接地电阻≤0.5Ω（NB/T 35050），机柜配置三级防雷器（8/20μs波形）。

5. 消防联动

      火灾报警系统（符合DL/T 5412）触发后：

      自动停机并关闭进水闸门

      启动视频复核

      推送报警信息至移动终端

三、无人值守小型水电站监控系统的主要功能

1. 智能监测与报警

      实时采集机组振动、轴承温度（±1℃精度）、定子电流（0.2S级）、闸门开度等500+点数据。

      越限分级报警：轻故障预警（短信通知），重故障联锁停机（如轴承温度>85℃）。

2. 全自动控制

      一键启停：单指令完成开机→同期并网→带负荷，或正常停机→解列。

      功率调节：自动跟踪调度指令，有功功率调节范围20%~100%，响应时间≤10秒。

      经济运行：基于来水预测优化机组组合，提高年发电量3%~8%。

3. 多级闭锁与安全防护

      防误操作：远程/现地操作均需密码授权，逻辑闭锁（如停机未完成禁止开导叶）。

      独立事故停机：硬回路直接驱动紧急停机电磁阀，规避软件失效风险。

      防盗防汛：周界报警联动视频抓拍，尾水水位超限自动启动排水泵。

4. 远程运维支持

      移动终端APP：实时查看机组状态、接收报警、远程诊断（支持Android/iOS）。

      故障录波分析：记录故障前15分钟至后5分钟数据，定位跳闸原因。

5. 系统联动扩展

      与水雨情系统对接：根据入库流量自动预判机组负荷。

      接入生产管理系统（MIS）：生成电量日报、设备缺陷报告。

      支持IEC 62270标准协议，兼容梯级电站集中控制（如DCS调度指令接收）。