¿Un breve análisis del monitoreo eléctrico de pequeñas centrales hidroeléctricas?
El propósito y la importancia de implementar el monitoreo por computadora de las pequeñas centrales hidroeléctricas
Sin embargo, el desarrollo y utilización de las pequeñas centrales hidroeléctricas no solo resuelve el problema de la escasez de energía, sino que también promueve la construcción para conservar el agua. , la mayoría de las pequeñas centrales hidroeléctricas tienen capacidad instalada. La situación actual es que son pequeñas, tienen un bajo nivel de automatización, un bajo nivel de gestión de la producción y beneficios económicos insignificantes. Cómo reducir los costos de producción de las pequeñas centrales hidroeléctricas y mejorar la calidad de la gestión de la seguridad es también un problema importante al que se enfrentan los departamentos funcionales y los propietarios de inversiones. El propósito y la importancia de implementar el monitoreo por computadora de pequeñas centrales hidroeléctricas es recopilar, procesar, monitorear, controlar, regular y proteger automáticamente la información de la central a través de tecnologías informáticas, de comunicación y de control automático, asegurando así que el equipo de la central hidroeléctrica utiliza completamente la energía del agua para operar de manera segura y estable, y optimiza el modo de operación de acuerdo con los requisitos del sistema de energía para garantizar la calidad de la energía, al tiempo que reduce los costos de operación y mantenimiento, mejora las condiciones de operación y logra una operación desatendida o menos atendida. Date cuenta de que no hay nadie de servicio o pocas personas de servicio.
1. La combinación de automatización y operación optimizada permite que la central eléctrica obtenga los máximos beneficios de generación de energía.
La aplicación de tecnología de monitoreo por computadora en las centrales hidroeléctricas permite que la operación de las centrales hidroeléctricas sea automatizado y los operadores pueden operar el equipo La carga de trabajo se reduce considerablemente, la intensidad de mano de obra de los operadores se reduce, el número de operadores de la central hidroeléctrica se reduce, la central hidroeléctrica se puede operar con pocas o ninguna gente de servicio, los gastos operativos y la energía Los costos de generación se reducen y la central hidroeléctrica puede estar desatendida o desatendida. El costo de generación de energía y el costo de generación de energía aumentan la tasa de utilización de la energía hidráulica de 3 a 5.
2. El equipo funciona de forma segura y confiable para garantizar un suministro de energía estable y confiable.
El sistema de monitoreo por computadora no solo puede reflejar de manera precisa y rápida los parámetros de estado del funcionamiento normal de la energía hidroeléctrica. equipo de la estación, pero también refleja las anomalías del estado del equipo de la central hidroeléctrica y las condiciones del accidente, e implementa automáticamente el procesamiento de seguridad. El control automático de las centrales hidroeléctricas reduce la cantidad de operaciones directas requeridas por los operadores, lo que reduce en gran medida la posibilidad de operaciones incorrectas y evita que los operadores realicen operaciones incorrectas cuando se enfrentan a emergencias. Esto garantiza la confiabilidad del funcionamiento de los equipos de las centrales hidroeléctricas y, por lo tanto, también garantiza la confiabilidad. del funcionamiento de la red eléctrica.
3. Acelerar el proceso de control y ajuste de las centrales hidroeléctricas para garantizar la implementación de la licitación en línea.
El sistema de monitoreo por computadora puede completar automáticamente el control de acuerdo con el control lógico predeterminado. reglas de secuencia o ajuste El control y ajuste del equipo de la central hidroeléctrica elimina el intervalo de tiempo entre varios procesos de operación que requieren operación manual, y también elimina el tiempo de inspección y verificación durante la operación manual, acelerando enormemente el proceso de control y ajuste y asegurando la licitación en línea. . ventajas. Asegure las ventajas de las ofertas en línea.
4. El método de selección reemplaza el diseño eléctrico y simplifica el trabajo de diseño.
Usando el método de control convencional, el diseño eléctrico es muy engorroso. Se debe proporcionar el diagrama esquemático y el dibujo de diseño. al fabricante y se debe realizar el trabajo de diseño. Selección de varios relés. Después de integrar el equipo de control automático, la unidad de diseño solo necesita proporcionar la configuración de protección y los requisitos de automatización de la caja de conexiones principal, que puede reemplazar la selección del diseño eléctrico, simplificando el trabajo de diseño, instalación y depuración.
Configuración del sistema de monitoreo informático
1. Configuración de la capa de control de la planta de energía
El equipo de la capa de control de la planta de energía está ubicado en la sala de control central, y consta de un estación de trabajo del operador host y estación de trabajo de comunicación, consola principal, impresora de caracteres chinos, dispositivo de sincronización de reloj GPS, dispositivo de alarma por voz, fuente de alimentación UPS, etc.
La capa de control de la central eléctrica es responsable de coordinar y gestionar el trabajo de la capa de control, recopilando información relevante y procesándola y almacenándola en consecuencia, para completar de forma rápida, precisa y eficaz el seguimiento y control de seguridad de los objetos controlados de la central eléctrica. Los operadores pueden realizar modificaciones en línea a la base de datos y las pantallas a través de la interfaz hombre-máquina en la sala de control principal, realizar configuraciones manuales, establecer el estado de monitoreo, modificar límites, proporcionar orientación para el manejo de accidentes y operaciones de recuperación, y pueden realizar un enlace descendente a la LCU. La salida del comando de monitoreo solo puede ser obtenida por el host de monitoreo para controlar la ejecución del trabajo.
2. Configuración de la capa de control local (LCU)
La capa de control local se divide en dos partes: unidad LCU y LCU pública. Consta de una interfaz hombre-máquina. terminal, controlador de E/S inteligente, módulo de E/S, relé de salida, dispositivo cuasi-síncrono, dispositivo de medición de temperatura, dispositivo de medición de señal de velocidad, instrumento de medición digital, fuente de alimentación dual de CA y CC y otros equipos.
El alcance de monitoreo de la unidad LCU incluye la turbina, el generador, la compuerta principal de entrada de agua y los equipos auxiliares de la unidad. La capa de control local es responsable del monitoreo en tiempo real de los grupos electrógenos de turbinas, los equipos eléctricos primarios y los equipos públicos. Realice un intercambio continuo de información entre la capa de control local y toda la capa de control de la estación a través de la red Ethernet industrial, realice el monitoreo de equipos locales y disfrute de la privacidad de los datos. Cuando la capa de control de la central eléctrica deja de funcionar por algún motivo, la capa de control local puede funcionar de forma independiente sin verse afectada. Los dispositivos de protección de microcomputadoras, detección de velocidad y temperatura, reguladores de velocidad, sistemas de excitación y otros equipos se conectan a Ethernet a través de la LCU local para monitorear y controlar los parámetros correspondientes. Algunos dispositivos sin interfaces de comunicación pueden controlar el dispositivo y detectar su estado a través del módulo de E/S de la unidad de control local.
3. Red de comunicación y dispositivos de equipo
La estructura de la red adopta Ethernet industrial y el medio de comunicación de la red es fibra óptica multimodo y cable blindado de doble núcleo. La transmisión de la red adopta el protocolo Modbus, la velocidad de transmisión de la red es de 100 Mbit/s y el número de nodos puede ser hasta 340. Cualquier nodo de la red puede enviar información a otros nodos y redes de la red en tiempo real. falla, saldrá automáticamente de la red y no afectará la transmisión de información por otros nodos de la red.
Este sistema de red completa toda la transmisión de datos y diversas solicitudes de acceso entre estaciones de trabajo en la capa de control de la planta de energía y desde la capa de control local (LCU). Su red tiene buena apertura. El sistema de monitoreo por computadora no causará un mal funcionamiento del sistema debido a fallas de algún componente. La red es madura y confiable y cumple con los estándares internacionales.
Aplicación de tecnología de automatización eléctrica en pequeñas centrales hidroeléctricas
1. Realizar el control automático del modo de funcionamiento de los grupos electrógenos hidroeléctricos
Aplicación de automatización eléctrica en centrales hidroeléctricas. Control automático del modo de funcionamiento del grupo electrógeno hidroeléctrico. Por un lado, la tecnología de automatización eléctrica puede realizar modos automáticos de arranque-parada y conexión en paralelo, y realizar modos automáticos desde la generación de energía hasta la modulación de fase y desde la modulación de fase hasta la generación de energía, estableciendo así la finalización automática del funcionamiento de la unidad correspondiente. De acuerdo con el programa establecido, por otro lado, la tecnología de automatización eléctrica puede lograr el funcionamiento económico de las unidades generadoras de energía hidroeléctrica y establecer un mantenimiento automático, seleccionando automáticamente la unidad operativa óptima de acuerdo con los requisitos establecidos por el sistema y los requisitos específicos de la energía hidroeléctrica. estación. Por otro lado, la tecnología de automatización eléctrica puede realizar el mantenimiento automático del funcionamiento económico de las unidades generadoras hidroeléctricas, seleccionando automáticamente la mejor unidad operativa de acuerdo con los requisitos del sistema y los requisitos específicos de la central hidroeléctrica, coordinando la cooperación entre diferentes unidades. y establecer la carga de energía entre unidades, distribución económica y ajustar automáticamente la potencia activa y reactiva de la unidad de acuerdo con los cambios en la carga del sistema. Al mismo tiempo, cuando ocurre un accidente en la unidad de trabajo de la central hidroeléctrica o la frecuencia de operación del sistema disminuye, la unidad de respaldo se puede iniciar y poner en operación automáticamente. Cuando la frecuencia de operación del sistema de generación de energía es demasiado alta, la frecuencia de operación del sistema de generación de energía es demasiado alta. El funcionamiento de algunas unidades se detendrá automáticamente.
2. Monitoreo de grupos electrógenos hidroeléctricos y sus equipos auxiliares
La aplicación de la tecnología de automatización eléctrica en centrales hidroeléctricas es en realidad el establecimiento de regulación y control automatizados de diversos equipos y modos de operación de centrales hidroeléctricas y sistemas de monitoreo. Además de los generadores hidroeléctricos en las centrales hidroeléctricas, la tecnología de automatización eléctrica también realiza el control de equipos auxiliares relacionados, como el monitoreo de la potencia del estator del generador y los circuitos del rotor, el monitoreo de los devanados del estator y los núcleos de hierro, así como las temperaturas de los cojinetes; monitoreo de varias partes del equipo; monitoreo de los sistemas de lubricación y enfriamiento de la unidad; monitoreo de las condiciones de trabajo del sistema de control de velocidad de la unidad, etc. Cuando ocurre una falla en el sistema, se pueden iniciar rápidamente medidas de protección, como enviar una señal de alarma o un apagado de emergencia.
3. Control de equipos auxiliares
La automatización eléctrica de pequeñas centrales hidroeléctricas también realiza el control de otros equipos auxiliares en el sistema de la central, como bombas de aceite, bombas de agua, aire. compresores, etc., así como situaciones de accidente. Uso automático de equipos de respaldo. También realiza el control de equipos eléctricos principales y equipos auxiliares de respaldo.
Establecer seguimiento y control del estado operativo de las estructuras hidráulicas.
Selección de equipos y diseño de configuración de automatización
Debido a la inteligencia del sistema de automatización integrado de las centrales hidroeléctricas, cada vez se necesitan más componentes de automatización para los grupos electrógenos hidroeléctricos, y sus funciones son cada vez más cada vez más importante, por lo que requiere que los componentes de automatización tengan un rendimiento estable, alta sensibilidad y alta precisión. Al mismo tiempo, es necesario llevar a cabo una selección razonable y un diseño de configuración automatizado de los equipos de las centrales hidroeléctricas.
1. El regulador de velocidad adopta un controlador programable y el regulador de velocidad es programable según las reglas de regulación PLC. El gobernador tiene funciones tales como detección de velocidad y aceleración, regulación de velocidad, límite de apertura de paletas guía, control de seguimiento monofásico de frecuencia unitaria, seguimiento automático de frecuencia neta, adaptación de parámetros, autodiagnóstico y control de estabilidad. El controlador programable completa todas las funciones de control.
El regulador de velocidad tiene dos modos de control: remoto/local, y puede realizar control remoto automático y manual bajo diversas condiciones de funcionamiento. También proporciona la interfaz serie necesaria para la conexión del sistema de monitoreo informático de la central eléctrica. El gabinete del gobernador está equipado con terminales y equipo de interfaz de comunicación. Es responsable del protocolo de comunicación y de la calidad de conexión y apertura de la comunicación serie con el sistema de monitoreo informático de la central eléctrica.
2. El sistema de excitación adopta un dispositivo de excitación por microordenador rectificador estático autoparalelo controlado. El sistema de excitación consta de un transformador de excitación de tipo seco, un regulador de voltaje, un rectificador, un dispositivo de desmagnetización y un dispositivo de excitación.
El regulador de excitación consta de un controlador programable PLC, una pantalla de funcionamiento inteligente, un tablero regulador de excitación, un tablero de disparo de pulso, un transformador de voltaje y un transformador de corriente para medición, y un relé de operación. El controlador programable PLC tiene una interfaz de comunicación en serie y tiene la función de comunicarse con la computadora host. La operación y el control adicional se realizan mediante PLC, el hardware es bastante simple y tiene una alta confiabilidad. El voltaje, la potencia reactiva y la corriente de excitación del generador se pueden ajustar de forma local o remota. A través de la LCU del sistema de monitoreo, los comandos de ajuste se envían al dispositivo de excitación a través de comunicación en serie o interfaz de intercambio.
3. El sistema de alimentación de CC adopta una fuente de alimentación de CC con conmutación de alta frecuencia DC220V. La fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia tiene un diseño modular y función de respaldo en caliente N 1. Tiene potentes funciones de comunicación y es fácil de conectar con el sistema de monitoreo por computadora de las centrales hidroeléctricas. Realizar "telemetría, señalización remota, control remoto, ajuste remoto" y operación desatendida del sistema eléctrico.
Solo fortaleciendo la investigación sobre el monitoreo eléctrico de pequeñas centrales hidroeléctricas se puede mejorar la eficiencia de funcionamiento de las centrales hidroeléctricas. Sin embargo, todavía hay muchos problemas en el proceso de monitoreo que requieren mayor atención.
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