一、概况
　　吉仁河电厂是一座径流式水电厂,装机为2×15000KW 的立式混流式水轮发电机组,电厂电气二次设备为1999年设计和制造的产品,由于当时的设计标准较低,自动化程度差,控制和保护设备老化,设备维护工作量大,备品备件无处购买,无计算机监控系统.
　　二、改造原则
　　本次改造的原则是:解决影响安全生产的主要问题,提高电厂安全运行水平,保证水轮发电机组可靠、稳定和安全运行,保证电能质量和电网运行的稳定性,加快水电站机组调节速度及整个电站反事故速度,实现水电站优化运行,提高劳动生产率,减少电站运行费用,减轻运行人员劳动强度,大幅提升电厂综合自动化水平,实现"无人值班(少人值守) ".全站按全计算机监控进行总体设计和系统配置,整个系统按远方调度层、厂站级控制层和现地控制层进行配置.
　　三、电气二次设备改造范围
　　电气二次设备改造主要包括计算机监控系统、微机保护系统、视频监控系统、辅机控制系统及相应电缆.
　　1、计算机监控系统包括2台水轮发电机及其辅助设备的监控、2 台主变的监控、2回110kV 出线及2回35kV 线路的监控、全厂公用设备监控、厂用电系统、厂用直流电源系统、全厂公用油水气系统、10kV 配电站、水力量测系统.
　　2、微机保护系统包括2台水轮发电机组保护、2 台主变的保护、2回110kV 出线及2回35kV 线路的保及备自投保护.
　　3、视频监控系统包括主阀、水机室、渗漏集水井、发电机层、中低压气室、10kV高压室、前池取水处、母线廊道.
　　四、微机保护系统改造
　　1 、发电机差动保护单元:比率差动保护、过励保护、欠励保护和C T 断线保护.发电机后备保护低压闭锁过电流保护、负序电压闭锁过电流保护、过电压保护、转子一点接地保护、过负荷保护和定子接地保护.
　　2 、厂用变压器保护单元:电流速断保护、过电流保护、过负荷保护、零序电流保护和电压回路断线保护.
　　五、计算机监控系统改造
　　由于当时技术条件限制,没有装设计算机监控系统,改造后的计算机监控系统采用长沙华能集团自行研究的MTC-V4.5分层分布开放式监控系统软件,电厂控制层能实现数据采集和处理,实时控制和调节,安全运行监视,屏幕显示,事故处理指导和恢复操作指导,数据通信、键盘操作、文件打印、电厂设备运行维护管理、系统诊断、软件开发及培训等功能.现地控制层能实现数据采集及处理、安全运行监视、实时控制和调节及系统自诊断等功能.电厂以厂站级远方自动方式和现地自动方式两种方式运行.系统对电厂主要设备的运行状态和运行参数自动定时进行采集,并作必要的预处理,存于实时数据库,供计算机系统实现画面显示、制表打印及完成各种计算和控制等功能.现场各种数据的采集由各自的现地LCU 装置(如LCU 上的交流采样装置、PLC装置等)来完成,对所有采集的数据点可通过人机联系设置投入与退出,其参数限值可进行人工修改设置.安全监视是计算机监控系统的重要功能之一,计算机系统实时监视电厂各类设备的运行状态
　　和参数,当它们发生异常、运行状态发生变更或参数超越设定限值时,计算机监控系统及时报告值班运行人员进行处理,同时进行实时记录,以便分析查验.值班运行人员可通过设在中控室的监控系统人机接口设备,监视全厂各站的生产过程和设备运行情况,显示和打印各种运行参数及记录区.监控系统根据预定的原则及运行人员实时输入的命令进行机组正常启动与停机、断路器跳合等顺序控制操作,同时监控系统可根据运行人员或远方调度的给定值及增减命令进行机组出力的相关调节.运行人员通过监控系统的人机接口,可进行机组有功功率和无功功率调整,断路器分合操作,报警手动复归,机组负荷、各轴承温度、变压器油温和定子线圈温度等限值的实时设定等.对全厂各有功电度量、无功电度量进行周期分项分时累加,存入计算数据库,供显示并打印制表.各机组和全厂日、月、年及有、无功发电量,各出线日、月、年有功及无功送电量.厂用电系统日、月、年用电量,记录以上各电度量可由运行人员以人机对话方式进行初始设置或修改.计算机监控系统能制订如下运行报表:电气量参数报表、非电量报表、日发电量、月发电量和年发电量等表.打印记录是计算机监控系统的一项基本功能,计算机系统根据要求,将数据由数据库取出,存入相应的报表数据区.周期定时扫查采集数据,更新数据库,对模拟量测值进行越限检查与报警,具有数据通讯与网络通讯功能,接受主控级的控制命令,进行有效性检查和核对并执行,定时和随机响应主控级的召唤,向主控级发送采集的数据或各类报警信息.
　　六、视频监控系统
　　整个系统基于TCP/IP 技术,便于系统的联网和图像信息的共享,在中控室建设监控平台,管理整个系统的设备接入、用户管理、权限管理、报警联动、图像调度和图像存储等功能,系统采用先进的H.264 或者MPEG4 编解码,系统任何点看到的图像均仅进行一次编解码,保证图像质量清晰流畅,系统实时转发图像延时符合行业规范,监控室的监控平台采用嵌入式和硬件结构设计,监控系统接入点数量大,并且系统能24 小时不间断运行,不受病毒和网络攻击的干扰,为了适应当前和未来系统业务的需求,系统监控平台的建设支持各种应用扩展,包括对各种报警信号的接入(温度探测器,红外探测器,烟杆探测器等) ,支持对门禁系统的互联互通,可以通过平台控制门禁系统,支持SCSI、FC SAN 和IP SAN 等多种存储方式,支持对视频会议数字对接的功能扩展,可以把监控应急图像接入到视频会议系统中,以便进行人流统计、行为分析和周界防范等职能应用.