电气系统微机监控技术规范书.docx
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电气系统微机监控技术规范书
XXXXX公司
XXXXXXXX工程
计算机监控系统技术规范书
XXXXX限公司
1总则
1.1本设备技术规范书适用于XXX限公司XXXXX工程电气计算机监控系统的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充份引述有关标准和规范的条文,卖方应提供符合本规范书和工业标准并在相应工程或相似条件下有5一6套完整系统已运行并超过两年,并证明安全可靠的产品。
1.3如果投标人没有以书面形式对本规范书的条文提出异议,则意味着投标人提供的设备(或系统)完全符合本规范书的要求。
如有异议,不管是多么微小,都应在投标文件中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。
1.4本设备技术规范书所使用的标准如遇与投标人所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
1.5本设备技术规范书经招、投标双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等的法律效力。
1.6本设备技术规范书未尽事宜,由招、投标双方协商确定。
2技术要求
2.1应遵循的主要标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB2887-1989《计算机场地技术要求》
GB4208-1993《外壳防护等级(IP标志)》
GB4943-1990《信息技术设备(包括电气事物设备)的安全》
GB6162-1985《静态继电器和保护装置的电气干扰试验》
GB9361-1988《计算机场地安全要求》
GB50172-1992《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收
规范》
GB14285-1993《继电保护和安全自动装置技术规程》
GB/T2423.9-1989《电工产品基本环境试验规程试验Cb设备用恒定湿
热试验方法》
GB/T5169.5-1997《电子产品着火危险试验针焰试验》
GB/T11287-1989《继电器、继电保护装置的振动(正弦)试验》
GB/T13702-1992《计算机软件分类与代码》
GB/T13729-1992《远动终端通用技术条件》
GB/T13730-1992《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
GB/T14537-1993《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》
GB/T15153-1994《远动设备及系统工作条件环境条件和电源》
GB/T15532-1995《计算机软件单件测试》
GB/T16435.1-1996《远动设备及系统接口(电气特性)》
GB/T17626.1-1998《电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论》
GB/T17626.2-1998《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》
GB/T17626.3-1998《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰
度试验》
GB/T17626.4-1998《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰
度试验》
GB/T17626.5-1998《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》
GB/T17626.6-1998《电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰
抗扰度》
GB/T17626.8-1998《电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验》
GB/T17626.10-1998《电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试
验》
GB/T17626.11-1998《电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和
电压变化抗扰度试验》
GB/T17626.12-1998《电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验》
DL476-1992《电力系统实时数据通信应用层协议》
DL5000-1994《火力发电厂设计技术规程》
DL5002-1991《地区电网调度自动化设计技术规程》
DL5003-1991《电力系统调度自动化设计技术规程》
DL/T621-1997《交流电气装置的接地》
DL/T630-1997《交流采样远动终端技术条件》
DL/T634-1997《基本远动任务配套标准》
DL/T645-1997《多功能电能表通信规约》
DL/T659-1998《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》
DL/T667-1999《继电保护信息接口配套标准》
DL/T5136-2001《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》
DL/T5137-2001《电测量及电能计量装置设计技术规程》
DL/T667-1999《火力发电厂电力网络计算机监控系统设计技术规定》
2.2环境条件
具体气象参数如下:
年平均气温9.8℃
极端最高气温39.9℃
极端最低气温-25.5℃
最大降雨量712.4mm
年平均无霜期177天
最大冻士深度800mm
最大积雪深度130mm
基本风压0.35kN/m2
基本雪压0.25kN/m2
基本地震烈度7度
海拔高度≤1000m
装置的储存、运输及安装极限环境温度为-26.2℃和+70℃
2.3工程条件
2.3.1工程概况
1主接线型式:
(详见附图)
2各级电压及出线数量:
10kV出线:
1回
3发电机组:
台数:
1
发电机容量:
4.5MW
电压:
10kV
CosΦ:
0.8
4机组控制方式:
DCS控制
2.4基本技术条件
2.4.1工作电源
2.4.1.1交流
1额定电压:
220V
+10%
-15%
2频率:
50Hz±0.5Hz
3波形:
正弦,波形畸变因素不大于5%
2.4.2.2直流
1额定电压:
220V
+15%
-20%
2纹波系数:
不大于5%
2.4.2输入信号
额定电流有效值:
In=5A,允许过电流10倍
额定电压有效值:
Un=100V,允许过电压2倍
采用变送器输入时,变送器的额定输出为:
直流4-20mA
2.4.3主要性能指标
1系统可用率:
不小于99.9%
2系统平均故障间隔时间(MTBF):
不小于20000小时
3输入及输出信号响应时间:
不大于2秒
4事件顺序记录分辨率(SOE):
不大于1毫秒
5模拟量数据更新周期:
不大于2秒
6数字量数据更新周期:
不大于1秒
7动态画面响应时间:
不大于2秒
8遥控、遥调正确率:
不小于99.99%
9遥控、遥调命令传送时间:
不大于4秒
10遥测信息传送时间:
不大于3秒
11遥信变位传送时间:
不大于2秒
12远动信息的海明距离:
不小于4
13模数转换分辨率:
不小于12位
14模拟量测量综合误差:
不大于0.5%
15电网频率测量误差:
不大于0.01Hz
16整个系统对时精度:
不大于1ms
17各CPU的平均负荷率:
正常时(任意30min内):
低于30%
电力系统事故时(10s内):
低于50%
2.4.4I/O测控单元的技术指标
开关量输入:
开关量输入为无源空接点,输入电压尽量采用强电(DC220V)。
开关量输入应有滤波措施,用于防止输入接点的抖动和干扰误动;
模拟直流量输入:
4~20mA;
交流量输入:
PT:
100VCT:
5A;
精度:
U、I、f<0.2%,P、Q、COS<0.5%
脉冲量输入:
脉冲量输入为无源空接点,,输入电压为DC24V,DC48V可选,脉冲量累加容量为224。
遥控输出:
中间继电器接点容量:
DC220V,3A;
执行过程:
选择、校验、执行;
输出类型:
跳/合、升/降;
输出接点:
常开或常闭接点。
2.5功能和性能
2.5.1监控网络结构
卖方提供的计算机监控系统应采用开放、分层分布式网络结构,整个系统分成站控层和间隔层。
站控层设备布置于主控制室,在电气主控制室设一个操作员工作站,一个工程师站,所有操作员工作站具有“并行冗余”的功能。
网络拓扑采用总线型,网络配置按最终规模考虑。
为保证可靠性,总线采用光纤双总线制。
计算机监控系统应组态灵活,具有较好的可维修性和可扩性,计算机系统应采取有效措施,以防止由于各类计算机病毒侵害造成系统内存数据丢失或系统损坏。
站控层网络结构采用以太网,间隔层采用现场总线或其他性能优良的网络结构,网络设备至少应包括集线器、联接器、通信电缆或光缆、光电转换器等。
连接到数据通信网络上的任一系统或设备发生故障,不应导致通信系统瘫痪或影响其它联网系统和设备的工作。
网络的抗干扰、传送速率及传送距离应满足系统监控功能的要求。
通信网络通讯速率应满足系统实时性要求,并不小于10Mbps。
当数据通信网络中出现某个差错时,系统应自动采取安全措施,如自动要求重发该数据、切除故障设备或切换至冗余的装置等。
2.5.2系统功能
计算机监控系统应完成对整个发电厂电气设备的监测、控制及远动信息传送等各种功能,卖方应在其投标文件中详细陈述所供系统的功能及其实现的方法,以满足各种运行工况的要求,其主要功能至少如下:
2.5.2.1数据采集与处理
能通过现场(I/O)测控单元采集有关信息,检测出事件,故障,状态,变位信号及模拟量正常,越限信息等,进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理,实时更新数据库,其范围包括模拟量,数字量和脉冲量等。
1)模拟量采集包括电流、电压、有功、无功、频率、功率因数等电量和温度等非电量,卖方应采用交流采集方式,对不能实现交流采集的非电量可采用直流采集方式,并能实现定时采集、越限报警和追忆记录功能∶
·定时采集:
按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度校验及数据库更新等。
·越限报警:
按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警,其报警信息应包括报警条文、参数值及报警时间等内容。
2)数字量采集包括断路器位置信号,继电保护装置和安全自动装置动作及报警信号、运行监视信号等,并实现如下功能:
·定时采集:
按扫描周期定时采集输入量并进行光电隔离,状态检查及数据库更新等。
·设备异常报警:
当状态发生变化时,应进行设备异常报警,其报警信息应包括报警条文、事件性质及报警时间。
·事件顺序记录(SOE)和操作记录:
对断路器位置信号、继电保护动作信号等需要快速反应的开关量应采用中断方式,并按其变位发生时间的先后顺序进行事件顺序记录。
3)脉冲量的采集包括有功电度和无功电度等,并实现如下功能:
·应能连续采集电度脉冲量,并能根据各回路PT、CT二次变比及脉冲电度表参数计算并转换为实际电度量进行累加,应能对采集的电度量进行分时段和方向进行统计,当系统因故中断计量时,应能进行人工置数保证其电量累计的正确性,同时应有保护措施,不丢失原累积值,具有与相应模拟量平均值进行校核的功能,穿越潮流功率的电度量应分别统计。
监控系统不能因输入接点接触电阻过大而导致错误判断。
2.5.2.2监视
能通过CRT对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视,画面调用采用键盘、鼠标或跟踪球。
应显示的主要画面至少如下:
·电气主接线图,包括显示设备运行状态、潮流方向、各主要电气量(电流、电压、频率、有功、无功)等的实时值;
·厂用电原理接线图,包括高、低压厂用电系统分接线图;
·直流系统图和交流不停电电源(UPS)系统图;
·计算机监控系统运行工况图;
·机、炉主要参数画面;
·各机组及全厂发电容量曲线及运行点显示;
·趋势曲线图,包括实际负荷曲线、模拟量变化趋势曲线及历史趋势图;
·重要摸拟量棒状图;
·成组报警画面;
·相关报警画面;
·运行操作记录统计一览表;
·事故及故障统计一览表;
·继电保护整定值一览表;
·事故追忆记录报告或曲线;
·事故顺序记录的当前和历史报告;
·操作指导及操作票、典型事故处理指导及典型事故处理画面;
·各种统计报表。
2.5.2.3报警
当所采集的模拟量发生越限,数字量变位及计算机系统自诊断故障时应进行报警处理。
报警方式应分为两种:
一种为事故报警,一种为预告报警,前者为非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号,后者为一般性设备变位,状态异常信号,模拟量越限,计算机监控系统的事件异常等。
事故报警和预告报警应采用不同颜色,不同音响给以区别,并具有人工确认、自动或手动复归等功能。
对重要模拟量越限或发生断路器跳闸等事故时,应自动推出相关事故报警图面和提示信息,并自动启动事件记录打印机。
操作员工作站应配有音响和语音报警装置。
2.5.2.4控制和操作
在人机接口的操作员站上计算机监控系统应能根据操作员输入的命令实现断路器正常操作,其遥控及遥调正确动作率应为100%。
对需要同步的各断路器应能进行同步检定,实现捕捉同期或同期闭锁合闸。
为保证控制操作的安全可靠,整个系统应有安全保护措施,至少应能实现操作出口的跳合闸闭锁,并发性操作闭锁及键盘操作时的权限闭锁,同时记录操作项目及时间等。
应能实现断路器和间隔层现场操作的“五防”闭锁功能,并易于扩建修改。
运行人员发出的任何控制和调节指令均应在1秒或者更短的时间内被执行。
已被执行完毕的确认信息也应在2秒内(或更短)在CRT上反映出来。
对不满足闭锁条件的控制操作,应在屏幕上显示拒绝执行的原因。
在特殊情况下能实现一定权限的解除闭锁功能。
2.5.2.5统计计算
1)根据所采样的电压及电流值计算有功功率、无功功率及功率因数;
2)能按运行要求,对电流、电压、频率、功率和温度量等进行统计分析;
3)发电机在各频率段的运行时间累计;
4)电能量的分时段、分方向累计及电能量平衡统计
5)变压器负荷率计算
6)开关投/退及保护动作次数的统计
7)能对监控范围内的断路器正常操作及事故跳闸次数、设备的投退、通道异常、主要设备的运行小时数及各种操作进行自动记录和统计。
8)全厂发电总有功功率、厂用电总有功功率和全厂厂用电率计算
9)线损管理计算
10)计算母线电压合格率和母线电压不平衡率。
2.5.2.6制表打印
报表分成正常打印和异常打印,启动方式分为定时启动,人工召唤和事件驱动。
·定时启动:
定时打印运行人员所需的各种报表,如按时、值、日、月报表打印等。
打印时间应可设定。
·事件驱动:
自动随事件处理结果输出,包括:
系统设备运行状态变位;测量值越限;遥控操作记录;系统操作记录;遥信记录;事件顺序记录,事件追忆记录。
·人工召唤:
由运行人员通过人机界面召唤启动打印所需的报表。
2.5.2.7人机接口
具有友好的人机联系手段,使运行人员可以清晰方便地了解运行情况,并提供输入手段,实现对生产设备的控制,参数修改等项工作。
人机接口设备包括彩色屏幕显示器,功能键盘、鼠标、汉字打印机。
它不但为运行人员提供对发电厂实时监控的各种手段,而且具有对监控系统在线自诊断,投、退设备的功能,其实现的功能至少如下:
·调画面、一览表、测点索引
·模拟量限值的修改
·对可控设备发出控制操作命令
·日期和时钟的设置
·测点的投退
·智能I/O模件、打印机等监控设备的投退
·各种参数的设置
·操作票的显示,在线编辑和打印
·报警确认和画面清闪
2.5.2.8同步对时
计算机监控系统应配置卫星时钟设备,以接受全球卫星定位系统GPS的标准授时信号,对系统内各有关设备的时钟进行校正。
计算机监控系统时间与标准时间GPS的误差不大于1毫秒。
授时方式应灵活方便,可采用硬对时,软对时或软硬对时的组合方式,卖方应提出自己的方式。
卫星时钟应由GPS接收机和守时钟组成,以避免卫星失锁和时间跳变造成的时间误差。
当接受器出现故障不能接收卫星信号时,站控层主机的时钟应能维持系统的正常运行。
2.5.2.9电能量管理
计算机监控系统应能实现电能量管理、计量等功能。
2.5.2.10自诊断
系统能在线诊断监控系统中各设备的故障和软件运行情况,在线诊断出设备故障时自动进行冗余切换并告警。
当计算机系统及各单元发生故障或发生错误时,自诊断程序能正确地判断出故障内容,能对外部设备和计算机硬件进行检测,指出故障插件,使之退出在线运行,以便迅速更换。
检测结果打印记录。
2.5.3硬件要求
系统硬件应选用成熟的,先进可靠的和以微处理器为基础的工业产品设备,系统内所有的模件应是固态电路、标准化、模件化和插入式结构,并带有LED自诊断显示。
系统硬件应具有较好的可维护性,所有系统模件都应能在线插拔。
系统硬件应具有扩充能力,支持系统结构的扩展和功能的升级,系统硬件接口应采用国际标准或工业标准,支持与其它计算机网络及不同计算机厂设备的互联。
卖方应充分考虑到超高压配电装置运行时,对计算机监控系统设备的影响,系统应具有良好的电磁兼容特性,在任何情况下均不应发生拒动、误动、扰动,影响计算机监控系统的正常运行。
硬件设备能承受GB/T5169.5-1997中严酷等级为20秒的针焰试验,设备外壳应具有GB4943-1990规定的V2及以上阻燃等级。
2.5.3.1站控层设备
1.主机/操作员站
负责管理和显示有关的运行信息,供运行人员对发电厂被控设备的运行情况进行监视和控制,包括对微机保护装置的动作信号进行远方复归、软压板的投退等。
主机/操作员工作站,值长工作站采用互为热备用工作方式,当工作机故障时,备用机自动提升为工作机、实现无扰动切换。
操作员台设置发电机紧急跳闸按钮。
主机容量应满足整个系统功能要求和性能指标要求,除留有远期扩建的容量外,还应留有适当的裕度。
2.工程师站
工程师站,负责全站的程序开发,系统诊断,控制系统状态,数据库和画面的编辑及修改。
3.DCS通信设备
本期工程热控专业DCS系统与电气计算机监控系统的通讯方式通过通信接口实现,DCS可调用相关的、重要的电气监视画面,但不能进行控制操作,电气计算机监控系统通过上述通信接口可查询机组的设备参数及运行工况。
本期采用一套通信接口装置,通讯协议由DCS系统决定。
4.五防模拟操作站(与操作员站共用一台主机)
用于五防的模拟操作,设置专用防误操作设备终端,卖方应提供一套智能钥匙、锁具及配件,实现全站就地电动操作或手动操作的隔离开关和接地刀闸等的防误操作闭锁功能。
2.5.3.2间隔层设备
卖方提供的现场(I/O)测控单元应按不同电压等级及间隔独立设置,并应充分考虑电气接线特点及一次设备的布置。
用于控制断路器的现场(I/O)测控单元应具有“同步鉴定”、“无压鉴定”及“捕捉同步”三种同步检查功能供运行人员在操作员工作站上选择,并应设有解除同期的手段,同时应能完成本单元监控范围内断路器、隔离开关及接地刀闸防误闭锁功能。
所有I/O模件应由相互隔离的装置处理并应有防抖动的滤波及过电压浪涌抑制等措施,宜选用强电I/O模件以提高抗干扰能力。
在系统电源消失时,至执行机构的输出信号应控制执行机构保持失电前的位置。
I/O类型应包括如下:
1)模拟量输入:
·交流采样:
输入为5A,100V,50Hz,三相,采样精度为电流、电压:
±0.2%,功率:
±0.5%。
·直流采样:
输入:
4-20mA,模数转换总误差不大于0.5%。
2)数字量输入:
输入电平为220VDC,隔离电压不小于1500V。
3)数字量输出:
通过卖方提供的中间继电器驱动,其输出触点应满足受控回路跳合闸线圈电流容量要求一般不小于3A。
4)脉冲量输入:
每秒接受的脉冲数及脉冲宽度应能与买方提供的脉冲电度表的输出量相对应。
5)热电阻(RTD)输入:
应能接受三线制热电阻信号,要求变压器厂家提供经变送器转换后的4~20mA输出信号送至计算机监控系统。
I/O数量
本期I/O数量估计如下:
模拟量输入:
20点
开关量输入:
40点
开关量输出:
20点
脉冲电度量:
5点
以上I/O数量仅作为卖方投标报价用,系统容量应满足买方在设计联络会上提供的实际I/O数量要求并至少留有15%的备用容量,支持系统结构的扩展和功能的升级。
2.5.3.3外围设备
1.打印机
卖方配置的打印机,数量及性能应能满足定时打印、召唤打印及事故自动打印要求,并能实现互相切换。
打印机应是带微处理器的打印机(包括宽行打印机),并配置降低噪音的外壳,支架及其附件。
2.显示器
卖方应提供彩色显示器,屏幕尺寸均为21英寸,显示器分辨率至少为1280×1024象素。
每台工作站应有其独立的显示器和标准键盘(或功能键盘)及鼠标器。
3.磁盘驱动装置
卖方应提供三种类型磁盘驱动装置作为系统数据存储,即固定式硬盘,光盘及USB接口。
4.时钟设备
卖方应提供GPS时钟接收装置,GPS时钟输出方式及同步脉冲输出接口数量应满足系统配置要求。
为满足授时精度要求,卖方应在投标文件中陈述其GPS接收系统采取的校时输出方式和接口,供买方认可。
2.5.3.4通信接口
计算机监控系统应完成如下系统和/或智能型设备的通信接口。
1)数字式继电保护装置接口
计算机监控系统通过保护管理机与数字式继电保护装置的通信接口,向继电保护装置查询保护定值,授权修改保护定值等信息,并接受继电保护装置的报警、动作、定值等信息。
计算机监控系统应能远方复归保护及自动装置。
接口方式:
接点输入方式:
保护装置的重要信息以硬接点方式输入计算机监控系统的I/O单元。
串行通信输入方式:
微机保护的大量信息由保护管理机通过串行口(RS485)与计算机监控系统通信。
2)安全自动装置
3)智能型电度表及电能计量装置
4)机组DCS系统
5)直流系统
6)UPS系统
7)其他智能装置等
2.5.3.5通信接口数量:
与数字型继电保护装置通信接口5个
与保护管理机通信接口2个
与同期装置通信接口1个
与安全自动装置通信接口1个
与智能型电度表及电能计量装置通信接口1个
与直流系统通信接口1个
与维护用便携机通信接口1个
与UPS电源通信接口1个
与DCS通信接口1个
预留的接口5个
2.5.4软件要求
卖方应提供完整的满足本规范书要求的软件系统,包括系统软件、支持软件和应用软件。
所配置的软件系统应为模块化结构,以方便修改和维护。
卖方提供的所有软件应为经现场考验的成熟软件,并符合国标和国际公认的标准。
软件系统的功能可靠性、兼容性及界面友好性等指标应满足系统本期及远景规划要求。
软件应当支持用户开发新功能,开发后的软件应能在线装入系统。
软件应能支持系统的扩充,当一次系统改变或计算机监控系统扩充时,不必修改程序和重新组装软件。
所有的算法和系统整定参数应驻存在各处理器模件的非易失性存储器内,执行时不需要重新装载。
2.5.4.1系统软件
·系统软件应具有成熟的实时多任务操作系统和完整的自诊断程序。
·操作系统应具有开放性,采用高级编程语言。
卖方应在投标文件中陈述其使用的操作系统和编程语言特征。
·查找故障的系统自诊断功能应能诊断至模件级故障。
报警功能应使运行人员能方便的辨别和解决各种问题。
卖方应明确定义系统自诊断的特征。
2.5.4.2支撑软件
支撑软件应包括数据库管理系统、中文处理系统和网络软件系统。
数据库应满足如下功能:
·数据库的结构应适应分散分布控制方式的要求。
·允许不同程序对数据库内的同一数据集进行并发访问,保证在并发方式下数据库的完整性和一致性。
·具有良好的可扩性和适当性,满足数据规模的不断扩充及应用程序的修改。
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- 电气 系统 微机 监控 技术规范