计算机监控系统技术协议.docx

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计算机监控系统技术协议

华能昭觉风电场（49.5MW）工程

综合自动化设备

技术协议

招标方：

华能昭觉风力发电有限公司

招标代理：

设计单位：

中国水电顾问集团北京勘测设计研究院

2012年12月

第一部分

计算机监控系统

目录

1.总的要求1

2.环境条件2

3.技术要求4

4.供货范围33

5.图纸及资料37

6.技术服务、设计联络、工厂检验和监造39

7.试验48

8.包装、运输、装卸54

9.质量保证和管理57

1.总的要求

1.1本规范书适用于华能昭觉风电场工程计算机监控系统，它提出了变电所监控系统的使用条件、主要技术参数、功能、设计、结构、性能、安装和试验及所需技术资料等方面的技术要求。

1.2投标方必须有权威机构颁发的ISO-9001系列的认证证书或等同的质量保证体系认证证书。

投标方（包括分包厂）应设计、制造和提供过同类设备，且使用条件应与本工程相类似，或较规定的条件更严格，至少有3台套3年以上的商业运行经验。

1.3本技术协议提出了对设备本体及其附属设备的技术要求。

主要包括设备的使用条件、主要技术参数、结构、性能、试验及所需技术资料等方面的内容。

1.4本技术协议提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准，投标方应按有关标准提供符合IEC标准、国标、行标和本技术规范的优质产品。

1.5本技术协议所使用的标准及规定的条款如遇到与投标方所执行的标准有矛盾时，按高一极标准执行。

1.6本技术协议经买卖双方确认后，作为合同的附件，与合同正文具有同等的法律效力。

1.7投标方应仔细阅读招标文件。

投标方提供的设备的技术规范应与本技术协议中提出的要求相一致，投标方也可以推荐满足本技术协议要求的类似定型产品，但必须提出详细的技术偏差。

1.8对属于整套设备运行和施工所必要的部件，即合同附件未列出或数目不足，卖方仍需在执行合同时补足，并不另外发生费用。

1.9如果投标方没有以书面形式对本技术协议的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备完全符合本技术协议的要求。

1.10本技术协议中涉及有关商务方面的内容，如与招标文件的《商务部分》有矛盾时，以《商务部分》为准。

1.11本技术协议未尽事宜，由招标方和投标方协商确定。

2.环境条件

2.1海拔：

3100m

2.2环境温度

最高气温：

33.1℃。

最低气温：

－17℃。

年平均气温：

11.1℃。

2.3风速平均：

1.9m/s。

2.4覆冰厚度:

30mm

2.5相对湿度：

年平均：

58％。

2.6雷暴日：

55天

2.7污秽等级：

。

2.8耐震能力：

8度设防

水平加速度：

0.3g

垂直加速度：

0.125g

共振、正弦拍波试验法，激振5次，每次持续时间5个周波，各次间隔2s，并考虑其端部连接导线振动和导线张力的影响。

安全系数不小于1.67。

水平加速度应计及设备支架的动力放大系数1.2。

2.9安装位置：

户内

工程概况

华能昭觉风电场工程220kV变电所建设：

220kV采用单母线接线，1回220kV出线,220kV母线PT1台。

变电所额定电压等级：

220/35kV

系统频率：

50Hz

电量变送器输出：

4-20mA

PT额定电压：

220V/0.1kV，35/0.1kV

CT额定电流：

5A

技术要求

2.10系统概况

2.10.1监控范围

计算机监控系统作为变电所监视、测量、控制、运行管理的主要手段，其监控范围包括：

2.10.1.1控制

1）220kV、35kV、所用变低压侧进线及35kV母线分段断路器的分合闸。

2）220kV电动隔离开关、主变中性点电动刀闸

3）无功补偿设备自动投切

4）主变压器有载调压开关的控制。

5）测控屏上对断路器设有控制开关、就地/远方选择开关并有电编码锁。

分合闸出口回路设有投退压板。

2.10.1.2信号

1）微机保护装置与计算机监控系统之间采用数字通信方式，要求微机保护装置除提供除RS485接口外还应提供双网口，采用IEC850继电保护设备信息接口配套标准；

2）经确认较为重要的保护信号及无法由串行通信输出的保护信号，采用点对点采集；

3）220kV配电装置的断路器采用点对点采集；35kV配电装置的断路器位置信号采用串行通讯采集；

4）主变压器有载调压分接开关位置信号采用点对点采集；

5）各断路器、操作机构信号及其他公共信号采用点对点采集；

2.10.1.3测量

全所交流模拟量为电流互感器、电压互感器二次侧直接接入监控系统，交流采样后经计算获得。

变压器温度量测量采用温度变送器输出直流信号采样方式，监控系统提供变压器温度量采集单元。

2.10.1.4同期

本所同期点为220kV线路断路器。

由相应的测控单元完成同期点的同期功能。

并在测控屏上设有同期投退压板。

2.10.1.5电量

全所非关口电量计量由独立的智能型电子式电度表完成，以RS485接口向计算机监控系统传送电量值。

2.10.2继电保护室的设置

计算机监控系统的站控层设备布置在主控制室内。

2.11应遵循的主要标准

所有设备的设计，制造，检查，试验及特性除本规范中规定的特别标准外，都应遵照适用的最新版IEC标准和中国国家标准（GB）及电力行业（DL）标准，以及国际单位制（SI）。

●GB3047.1《面板、架和柜的基本尺寸系列》

●GB4208－93《外壳防护等级》

●GB/T13702-92《计算机软件分类与代码》

●GB/T15532-1995《计算机软件单元测试》

●GB/T14537-93《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》

●GB6162－85《静态继电器和保护装置的电气干扰试验》

●GB2423《电工电子产品基本环境试验规程》

●GB14285－93《继电保护和安全自动装置技术规程》

●GB50171－92《电气装置安装工程盘，柜及二次回路结线施工及验收规程》

●GB2887-89《计算站场地技术条件》

●GB/T6593-1996《电子测量仪器质量检测规则》

●GB/T13729-92《远动终端通用技术条件》

●GB/T13730-92《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》

●GB/17621.1-1998《电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论》

●GB/17621.2-1998《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》

●GB/17621.3-1998《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验》

●GB/17621.4-1998《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》

●GB/17621.5-1998《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/17621.6-1998《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/17621.8-1998《电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验》

●GB/17621.10-1998《电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验》

●GB/17621.11-1998《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/17621.12-1998《电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验》

●DL/T634-1997《基本远动任务配套标准》

●DL/T667-1999《继电保护设备信息接口配套标准》

●DL/T630-1997《交流采样远动终端技术条件》

●DL/T621-1997《交流电气装置的接地》

●DL5002-91《地区电网调度自动化设计技术规程》

●DL5003-92《电力系统调度自动化设计技术规程》

●DL/T5136-2001《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定》

●DL/T659-1998《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》

●DL476-92《电力系统实时数据通信应用层协议》

●SDJ2-88《220～500kV变电所设计技术规程》

●SDJ9-1999《电测量及电能计量装置设计技术规程》

●DL/T719-2000《电力系统电能累计量传输配套标准》

●DL/T5149-2001《220kV~500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》

●DL/T5137-2001《电测量及电能计量装置设计技术规程》

●IEC61000－4－6《电磁场感应的传导骚扰抗扰度试验》

2.12总的要求

2.12.1电源

工作电源电压：

UPS输出电压：

AC220V

频率：

50Hz

直流系统电压：

DC220V

间隔控制层设备采用直流220V电源供电，站控层微机设备采用交流220V电源供电。

监控系统对UPS电源应满足如下技术指标及要求：

1）电压稳定度稳态时小于2%，动态时不大于8%；

2）频率稳定度稳态时小于1%；

3）总谐波含量小于5%；

4）备用电源切换时间小于5ms；

5）备用时间不小于1h；

6）电源入口及出口装设防雷击、防浪涌装置。

2.12.2接地

计算机监控系统不设置单独的接地网，遵照“一点接地”原则，接地线连接于变电所的主接地网的一个点上。

站控层设备之间用100mm2铜线相连，并用100mm2铜线与主接地网连接。

监控系统应满足接地电阻不小于1的要求（若有特殊情况，双方协商解决）。

监控系统的机箱、机柜以及电缆屏蔽层均应可靠接地。

计算机监控系统各间隔之间，间隔层与站层之间的连接，以及设备通讯口之间的连接应有隔离措施。

不同接地点的设备连接一定要采用电气隔离措施，不破坏“一点接地”的原则。

远动通道上下行防雷装置应可靠接地,接地线用4mm2以上多股软铜线引至柜内接地铜排接地。

2.12.3抗干扰

设备安装于无电磁屏蔽房间内，设备自身应满足抗电磁场干扰及静电影响的要求。

在雷击过电压及操作过电压发生及一次设备出现短路故障时，投标方设备均不应误动作或损坏。

远动通道上下行具有防雷装置。

对于220kV变电所，所有设备均应满足下列抗扰度要求：

1）静电放电符合GB/T17626-24级

3）辐射、无线电频率符合GB/T17626-34级

3）电气快速瞬变符合GB/T17626-44级

4）浪涌符合GB/T17626-54级

5）对传导干扰、射频场磁场符合GB/T17626-63级

6）电源频率磁场符合GB/T17626-84级

7）脉冲磁场符合GB/T17626-95级

8）衰减振荡磁场符合GB/T17626-105级

9）振荡波符合GB/T17626-122级

2.12.4系统性能指标

计算机监控系统应具有的最低性能指标：

1）模拟量测量综合误差0.5%

2）电网频率测量误差0.01Hz

3）事件顺序记录分辨率（SOE）2ms

4）遥测信息响应时间（从I/O输入端至远动工作站出口）3s

5）遥信变化响应时间（从I/O输入端至远动工作站出口）2s

6）控制命令从生成到输出的时间1s

7）画面实时数据更新周期模拟量3s

8）画面实时数据更新周期开关量2s

9）双机系统可用率99.98％

10）控制操作正确率=100％

11）遥控动作成功率99.99％

12）事故时遥信年正确动作率99％

13）系统平均无故障间隔时间（MTBF）20000h

（其中I/O单元模件MTBF50000h）

14）间隔级测控单元平均无故障间隔时间40000h

15）各工作站的CPU平均负荷率：

正常时（任意30min内）30％

电力系统故障（10s内）50％16）模数转换分辨率12位（不含符号位）

17）GPSB码对时精度1ms

2.13系统配置

2.13.1系统结构

计算机监控系统包括两部分：

站控层和间隔层，网络结构为开放式分层、分布式结构。

站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心，通过光缆或屏蔽双绞线与间隔层相连。

间隔层按照不同的电压等级和电气间隔单元进行布置，在站控层及网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。

站控层主要设备包括主机兼双操作员站、双远动工作站、工程师站、保护及故障信息子站（独立设置）、打印机、GPS对时装置、动态路由器及网络设备等。

另外，为便于备份软件，配置一台外置式可读写光驱（可在线拔插）、1台移动硬盘40G。

微机防误闭锁装置（“五防”微机）。

2.13.2网络结构

计算机监控系统由二层网络构成，两层网络为站控层的计算机网络和间隔层数据通信网络。

站控层网络为双网，它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。

其网络协议应符合国际标准化组织模型。

网络传输速率100Mb/s，站控层网络按双网配置，网络配置规模需满足工程远期要求。

间隔层设备通过交换机与站控层以太网连接，其网络协议应成熟可靠，符合网络标准。

间隔层至站控层网络通讯介质采用光缆连接。

间隔层网络传输速率10Mb/s。

站控层、间隔层网络必须安全可靠，具有足够的抗电磁干扰能力。

且应具有基本的管理能力，对网络所有设备的工作状态能自动选择、协调、以及自动监测。

计算机监控系统网络应用须满足国家经贸委30号令关于网络安全的要求。

2.13.3硬件设备

计算机监控系统应采用技术先进的电力系统通用的、可靠的、符合工业标准的硬件设备。

2.13.3.1主机兼操作员站

主机与操作员站合一设置。

双主机具有主处理器及服务器的功能，为站控层数据收集、处理、存贮及发送的中心。

操作员站是所内计算机监控系统的主要人机界面，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导，操作控制命令的解释和下达等等。

通过操作员站，运行值班人员能实现对全所生产设备的运行监测和操作控制。

2.13.3.2远动工作站

远动工作站按双远动工作站配置。

具有远动数据处理及通信功能。

远动工作站信息要求直采直送，即直接接收来自间隔层的I/O数据，进行处理后，能按照两级调度端的不同要求和通信规约通过模拟通道或数据网完成与调度端的数据交换。

具有双机双通道自动切换功能，能保证在任一台远动工作站正常时，主备通道都能同时正确上传远动信息。

2.13.3.3工程师站

工程师站主要供计算机系统管理员进行系统维护用，可完成数据库的定义、修改，系统参数的定义、修改，报表的制作、修改，以及网络维护、系统诊断等工作。

2.13.3.4时钟接收和时钟同步系统

全所设卫星时钟同步系统，接收全球卫星定位系统GPSB码的标准授时信号，对所内计算机监控系统和继电保护装置等有关设备的时钟进行校正。

各单元之间的对时误差应小于1ms。

应采用软硬对时的组合方式，时钟扩展采用分同步、无源220V接点方式，提供全站微机保护、故录及其他智能设备的分脉冲对时接点。

2.13.3.5声响报警装置

所内计算机监控系统应提供一套声响报警装置。

系统根据事故信号和预告信号驱动声响报警装置发出不同的声音报警。

由操作员站驱动声响报警装置，装置放在主控室内。

2.13.3.6动态路由器（此设备由通信专业另外招标）

所内计算机监控系统配动态路由器一台，用于与电力系统数据网连接。

路由器接收远动工作站发往远程网络的数据包，选择最佳路径，在广域网链路上传输数据至目标计算机的网络上。

动态路由器的输入/输出口应满足工程要求。

动态路由器具有在各网络分支之间充当安全防护层，防止广播风暴，有效隔离坏数据的作用。

动态路由器由人工设置第一条路由后，能自动的发现其它网络部分和路由。

2.13.3.7间隔层设备

间隔层设备按工程本期规模配置。

它直接采集处理现场的原始数据，通过网络传送给站级计算机，同时接收站控层发来的控制操作命令，经过有效性判断、闭锁检测等，最后对设备进行操作控制。

间隔层设备由测控单元、集线器、通信接口装置、网络系统、光电收发器等构成。

测控单元按电气设备间隔配置，各测控单元相对独立，通过通信网互联。

对间隔层设备的性能要求：

1）单元封闭式结构设计，易于安装；

2）所有器件均不低于工业级标准,整机工作的温度适应范围为－25℃～50℃。

3）所有部件均采取紧锁措施，抗振性能好，并且更换拆卸方便；

4）装置的抗干扰能力应通过电磁兼容性测试，达到规定标准；

5）采用带隔离的、可靠的、抗干扰能力强的网络结构；

6）带有自监视与自恢复的保护设施；

7）测控单元的插件可带电拨插。

2.13.3.8通信接口装置

站内配有公用智能设备，为了对这些设备进行监测，需设通信接口装置一套。

与通信装置接口的主要智能设备有：

1）电量采集装置

2）微机保护装置

3）直流系统

4）UPS系统

5）图像监控系统

6）消防监控系统

功能：

通信接口装置由监控厂家设置，兼有通讯和保护管理机功能。

各类信息由通信接口装置统一接收、处理、上网传送。

要求通信接口装置能完成站内保护装置信息的接收、处理和传送并预留有通信系统与生产监控系统的接口。

2.13.3.9对硬件的基本要求

主机兼操作员站：

多CPU（至少2个），主频3.1G或以上；内存8G或以上；硬盘240G或以上；显示器：

22’彩色液晶显示器（1280X1024）；

工程师站：

机型配置同主机兼操作员站（单CPU）；

远动工作站：

配置双远动工作站。

采用工控机，配置：

PIV2.0G4G内存240G硬盘，22’彩色液晶显示器（1280X1024）。

或厂家特制。

2.13.4软件系统

计算机监控系统应采用国际上流行的先进的、标准版本的工业软件有软件许可，应为模块化结构、开放性好、可靠成熟、方便适用。

用户能对软件系统进行安装和生成。

2.13.4.1系统软件

站控层各工作站应采用成熟的、开放的多任务操作系统，它包括操作系统、编译系统、诊断系统以及各种软件维护、开发工具等。

编译系统应易于与系统支撑软件和应用软件接口，支持多种编程语言。

间隔层采用符合工业标准的实时操作系统。

操作系统能防止数据文件丢失或损坏，支持系统生成及用户程序装入，支持虚拟存储，能有效管理多种外部设备。

2.13.4.2支撑软件

支撑软件主要包括数据库软件和系统组态软件。

数据库软件系统应满足下列要求：

1）实时性：

能对数据库快速访问，在并发操作下也能满足实时功能要求；

2）可维护性：

应提供数据库维护工具，以便用户在线监视和修改数据库内的各种数据；

3）可恢复性：

数据库的内容在计算机监控系统的事故消失后，能迅速恢复到事故前的状态；

4）并发操作：

应允许不同程序（任务）对数据库内的同一数据进行并发访问，要保证在并发方式下数据库的完整性；

5）一致性：

在任一工作站上对数据库中数据进行修改时，数据库系统应自动对所有工作站中的相关数据同时进行修改，以保证数据的一致性；

6）分布性：

各间隔层智能监控单元应具有独立执行本地控制所需的全部数据，以便在中央控制层停运时，能进行就地操作控制；

7）方便性：

数据库系统应提供交互式和批处理的两种数据库生成工具，以及数据库的转储与装入功能；

8）安全性：

对数据库的修改，应设置操作权限；

9）开放性：

允许招标方利用数据库进行二次开发。

10）系统组态软件用于画面编程，数据生成。

应满足系统各项功能的要求，为用户提供交互式的、面向对象的、方便灵活的、易于掌握的、多样化的组态工具，应提供一些类似宏命令的编程手段和多种实用函数，以便扩展组态软件的功能。

用户能很方便的对图形、曲线、报表、报文进行在线生成、修改。

2.13.4.3应用软件

应用软件应满足本规范书3.4节中各项功能要求。

模块化结构，具有良好的实时响应速度和可扩充性。

具有出错检测能力。

当某个应用软件出错时，除有错误信息提示外，不允许影响其它软件的正常运行。

应用程序和数据在结构上应互相独立。

提供系统备份光盘。

2.13.4.4通信接口软件

计算机监控系统有较多的通信接口驱动软件，主要是：

1）与各级调度中心的模拟及网络通信接口软件；

2）与电能计量系统的通信接口软件；

3）与保护及安全自动装置的通信接口软件；

4）与智能直流系统的通信接口软件；

5）与微机防误操作闭锁装置的通信接口软件；

6）与UPS系统的接口软件；

计算机监控系统与智能设备的通信规约应执行国标、行标及IEC标准。

应完成各种通信无独有规约的转换，使计算机监控系统正确接收和发送数据。

2.14系统功能

计算机监控系统应具有如下的功能：

1）实时数据采集与处理

2）数据库的建立与维护

3）控制操作

4）同步检测

5）电压-无功自动调节

6）报警处理

7）事件顺序记录和事故追忆PDR（断电30分钟的数据记录，故障前后时间可调）

8）画面生成及显示

9）在线计算及制表

10）电能量处理及积分电量

11）远动功能

12）时钟同步

13）人-机联系

14）系统自诊断与自恢复

15）远方诊断

16）与其它设备接口

17）运行管理功能

2.14.1实时数据的采集与处理

2.14.1.1采集信号的类型

采集信号的类型分为模拟量、状态量（开关量），模拟量和开关量采集范围。

详见附录2

1）模拟量：

电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数和温度量。

2）状态量（开关量）：

断路器、隔离开关以及接地开关的位置信号、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、全所事故总信号及公用信号、变压器有载调压分接头位置（BCD码）。

2.14.1.2采集信号的处理

计算机监控系统对实时数据的采集按电气设备间隔单元（线路、母线、分段、主变等）划分，每个测控单元为一个相对独立的智能小系统。

1）模拟量的采集处理

a）定时采集：

按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度检验及数据库更新等，扫描周期应满足3.2.4节性能指标要求。

b）越限报警：

根据时段，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）状态量（开关量）的采集处理

a）定时采集：

按快速扫描方式周期采集输入量、并进行状态检查及数据库更新等，扫描周期应满足3.2..4节性能指标要求。

b）设备异常报警：

当被监测的设备状态发生变化时，应出现设备变位指示或异常报警，其报警信息应包括报警条文、事件性质及报警时间。

c）事件顺序记录：

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按其变位发生时间的先后顺序进行事件顺序记录。

d）开关事故跳闸到指定次数或开关拉闸到指定次数，推出报警信息，提示用户检修。

e）当某一设备设置为挂牌操作时，与该设备相关联的状态量报警和操作将被闭锁。

2.14.1.3信号输入方式

1）模拟量输入：

间隔层测控单元电气量除直流电压、温度通过变送器输入外，其余电气量采用交流采样，输入CT、PT二次值，计算I、U、P、Q、F、COSΦ。

交流采样频率32点/周波，应能采集到13次谐波分量，变送器输出为4-20mA。

2）状态量（开关量）输入：

D