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备案号中华人民共和国电力行业标准大坝安全监测自动化技术规范发布实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布目次前言范围规范性引用文件总则术语和定义大坝安全监测自动化系统设计一般规定设计内容监测系统设计大坝安全监测自动化系统设备系统环境要求系统功能要求系统性能要求监测仪器数据采集装置采集计算机监测管理中心设备系统设备试验方法试验条件试验方法检验规则出厂检验型式检验现场验收标志使用说明书标志使用说明书包装储存包装运输储存系统安装调试监测设备安装系统调试系统现场考核验收系统考核系统验收系统运行维护附录资料性附录自动化采集系统框图附录规范性附录平均无故障工作时间附录资料性附录比测指标前言本标准根据原国家经贸委关于确认年度电力行业标准制修订计划项目的通知国经贸电力号文下达的制定任务开展编制工作本标准的附录附录为资料性附录附录为规范性附录本标准由中国电力企业联合会提出本标准由电力行业大坝安全监测标准化技术委员会归口并负责解释本标准起草单位国电自动化研究院国家电力监管委员会大坝安全监察中心本标准主要起草人彭虹卢有清刘果刘广林刘观标邹念椿赵花城魏德荣沈海尧陈文华范围本标准规定了大坝安全监测自动化系统的设计系统的功能和性能要求系统设备的检验方法和检验规则系统设备的包装储运要求系统安装调试系统验收及运行维护要求等本标准适用于水电水利等工程安全监测自动化系统其他工程安全监测自动化系统可参照使用规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文件其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准包装储运图示标志运输包装收发货标志工业产品使用说明书总则计算机场地安全要求仪器仪表包装通用技术条件混凝土坝安全监测技术规范土石坝安全监测技术规范大坝安全自动监测系统设备基本技术条件总则为适应我国大坝安全监测自动化技术的发展做好大坝安全监测自动化系统的规划设计建设和运行管理统一技术标准特制订本标准新建水电水利工程需设置大坝安全监测自动化系统时应进行相应的大坝安全监测自动化系统设计并将系统的建设纳入工程建设一并实施已建水电水利工程需要实施大坝安全监测自动化系统时应在对原大坝安全监测系统进行综合评价的基础上结合更新改造设计设置监测自动化系统本标准中未包含的其他自动测量系统和人工测量的数据可纳入监测自动化系统数据库本标准中未涉及的部分应执行国家行业相关标准的规定术语和定义下列术语和定义适用于本标准监测仪器基于各种原理的传感器和测量装置数据采集装置按某种数据采集方式进行数据采集的设备监测点监测仪器布置的位置监测站安装集线箱或数据采集装置的位置或场所监测管理站安装采集计算机采集软件及其相关外部设备的场所监测管理中心站安装大坝安全监测管理计算机监测管理软件和相关外部设备的场所读数仪便携式数据读取装置采集系统对监测仪器信号进行数据采集的硬软件系统基本采集系统仅包含一个监测管理站和若干个监测站的采集系统监测系统由布置在大坝或工程结构物上的监测仪器及采集系统组成的系统中央控制方式数据采集装置按照监测计算机发出的指令进行数据的采集存储自动控制方式数据采集装置按照设定的时间进行数据的采集和存储并将数据上传到采集计算机平均无故障工作时间两次相邻故障间的工作时间的平均值平均维修时间修复故障所需时间的平均值数据缺失率未能测得的有效数据个数与应测得的数据个数之比大坝安全监测自动化系统设计一般规定监测自动化系统设计应以工程安全监测为目的遵循实用可靠先进经济原则并应满足水电厂现代化管理的需求大坝安全监测自动化系统应作专题设计分为三个设计阶段可行性研究阶段招标设计阶段和施工设计阶段根据工程的等别和运用要求监测自动化可应用于工程施工期蓄水期和运行期系统的建设应统一规划分步实施监测自动化的监测点或监测站有条件的应配备独立于自动测量监测仪器的人工测量设备以备监测自动化设备故障时能保持有连续测值必要时也可作为检验监测自动化设备的参照设备新建工程的监测自动化系统应根据大坝监测系统总体设计按下列原则选择实施自动化监测的项目和内容为监视大坝安全运行而设置的监测项目需要进行高准确度高频次监测而用人工观测难以胜任的监测项目监测点所在部位的环境条件不允许或不可能用人工方式进行观测的监测项目拟纳入自动化监测的项目已有成熟的可供选用的监测仪器设备测点选择及监测仪器设备选用的原则测点应反映大坝及其基础的工作性态目的明确测点选择宜相互呼应重点部位的监测值宜能相互校核必要时可进行冗余设置自动测量监测仪器设备在满足准确度要求的前提下应力求结构简单稳定可靠维护方便系统应选用稳定可靠的监测仪器其品种规格有条件时宜尽量统一以降低系统维护的复杂性已建工程的监测自动化系统应根据大坝运行情况对已有监测系统进行综合评价和更新改造并在此基础上实施监测自动化改造纳入监测自动化系统的项目应为监视大坝安全所必需的项目为消除或避免影响准确度的因素监测仪器测量装置中的准直线如引张线垂线系统的线体以及信号线通信线电源线等均应加以必要的保护为确保监测自动化系统可靠运行应进行防雷设计设计内容可行性研究阶段应论证设置大坝安全监测自动化系统的必要性需要设置监测自动化系统时应进行监测自动化系统的规划设计主要内容包括初步确定纳入自动化监测的项目监测方式和测点数量以及监测仪器设备的布置方案初步确定监测仪器的技术指标和要求基本确定数据采集装置的布设通信方式及网络结构设计拟定供电方式编制投资概算招标阶段进行大坝安全监测自动化系统总体设计应包括下列主要内容确定监测自动化系统的功能及性能和验收标准确定纳入自动化的监测项目监测方式和测点数量以及监测仪器设备的布置方案确定监测仪器的技术指标和要求确定数据采集装置的布设通信方式及网络结构设计确定电源过电压保护和接地技术及设备防护措施确定系统设备配置方案根据工程的安全级别结合工程的实际需求基本确定软件的配置提出系统运行方式要求施工阶段大坝安全监测自动化系统设计应包括下列主要内容监测仪器设备的布置及施工图设计配套土建工程及防雷工程施工设计提出施工技术要求确定系统运行方式的要求监测系统设计大坝安全监测自动化系统宜采用分布式系统其布置框图参见附录采集系统由监测仪器数据采集装置通信装置监测计算机及外部设备数据采集软件信号及控制线路通信及电源线路等组成监测自动化系统可按以下方式构建根据工程的规模和特点监测自动化系统可由一个或多个基本采集系统组成采集系统的数据采集装置分散设置在靠近监测仪器的监测站其采集计算机设置在监测管理站根据工程的规模和需要监测自动化系统可设置一个监测管理中心站监测管理中心站可设置在监测现场也可设置在远离现场的地区根据工程的具体情况系统的采集计算机及其相关外设可移至监测管理中心站基本采集系统内部可采用以及其他国际标准构建现场通信网络基本系统之间及基本系统与监测管理中心站之间可采用局域网连接监测自动化系统应具备与系统外局域网或广域网连接的接口通信网络可根据需要采用双绞线电话线无线和光纤等通信介质监测管理中心站应配备满足工程安全监测所必需的计算机及相应的外部设备通常应配置服务器工作站打印设备存储设备网络设备电源设备如不间断电源隔离稳压电源等监测管理中心站应配备满足工程安全监测所必需的安全管理软件监测站应按以下要求进行设计尽量布置在所测监测仪器的附近应选择交通照明通风较好且无干扰的部位并应具备一定的工作空间和稳定可靠的电源监测站不得设置在具有强电磁干扰设备附近并应有良好的接地当监测站设置在露天或可能受到水淋的地方必须加装适当的防护措施监测管理站应按以下要求进行设计布置在工作环境较好的大坝坝顶两岸坝头或坝后厂房内也可设在远离现场的管理区内监测管理站内应具备一定的设备空间和工作空间应有良好的照明通风条件并应有稳定可靠的电源和接地装置以满足室内设备正常运行的环境要求配备采集计算机也可根据需要配备必要的外部设备如打印机网络设备不间断电源净化电源及防雷设备等配置监测数据在线采集软件和网络通信软件并具有现场监测数据存储和备份功能监测管理中心站应按以下要求进行设计布置在大坝安全管理部门的附近如有必要也可与监测管理站设置在一起应具备足够的设备空间和工作空间并具备良好的照明通风和温湿度调节环境配置计算机及网络设备并配备相应的外部设备配置可靠的供电线路和防雷接地设施其要求见配置大坝安全监测管理软件应能对整个监测自动化系统的采集进行监测和管理具备同监测自动化系统以外的计算机网络系统进行连接的接口现场网络通信应按以下要求进行设计现场网络通信包括监测站之间和监测站与监测管理站之间的数据通信应根据工程的实际需求在保证通信质量的前提下选择实用经济维护方便的通信方式监测站之间和监测站与监测管理站之间可采用双绞线光纤电话线无线连接现场通信线路布设时必须考虑预防雷电感应对系统可能造成的影响应做好线缆的防护接地监测管理站与监测管理中心站的通信应按以下要求设计监测管理站与监测管理中心站的通信是计算机之间的通信可根据其距离的远近采用局域网或广域网络通信方式局域网或广域网络通信介质可采用双绞线光纤电话线或无线通信线路布设时必须考虑预防雷电感应对系统可能的影响应做好线缆的防护接地电源及其防护设计系统供电电源应根据系统功率需求和技术指标规定进行配置应实施统一管理宜采用专线供电并设置供电线路安全防护及接地设施自动化监测系统应接地有条件的应接入工程的接地网单独接地时接地电阻不应大于大坝安全监测自动化系统设备系统环境要求正常工作条件工作条件设备温度相对湿度监测站数据采集装置严寒地区监测管理站监测管理中心站周围环境要求无爆炸危险无腐蚀性气体及导电尘埃无严重霉菌无剧烈振动冲击源监测站接地电阻不宜大于监测管理站监测管理中心站接地电阻不宜大于工作电源要求交流电源额定电压交流允许偏差交流允许偏差频率允许偏差不间断电源交流电源掉电时维护系统正常工作时间不小于系统功能要求系统应具备巡测和选测功能系统数据采集方式可分为中央控制方式和自动控制方式系统应有显示功能应能显示建筑物及监测系统的总体布置各监测子系统组成过程曲线报警状态显示窗口等系统应有操作功能应能在监测管理站的计算机或监测管理中心站的计算机上实现监视操作输入输出显示打印报告现在测值状态调用历史数据评估系统运行状态根据程序执行状况或系统工作状况给出相应的提示修改系统配置进行系统测试和系统维护等系统设备应具备掉电保护功能在外部电源突然中断时保证数据和参数不丢失系统应具备数据通信功能包括数据采集装置与监测管理站计算机之间的双向数据通信以及监测管理站和监测管理中心站内部及其同系统外部的网络计算机之间的双向数据通信具有网络安全防护功能确保网络的安全运行具有多级用户管理功能设置有多级用户权限多级安全密码对系统进行有效的安全管理系统宜具有自检功能以便能为及时维修提供方便系统应配备工程安全监测管理系统软件该软件宜有在线监测离线分析数据库管理安全管理等功能应包含数据的人工自动采集测值的离线性态分析图形报表制作等日常工程安全管理的基本内容除自动采集数据自动入库外还应具有人工输入数据功能能方便地输入未实施自动化监测的测点或因系统故障而用人工补测的数据系统应备有与便携式计算机或读数仪通信的接口能够使用便携式计算机或读数仪采集监测数据以便进行人工补测比测或防止资料中断系统性能要求系统宜具备下列采集性能指标采集信号模拟量数字量采集对象差动电阻式电感式电容式压阻式振弦式差动变压器电位器式光电式等监测仪器步进电机式测量装置真空激光准直装置及其他测量装置系统运行方式支持不间断运行根据需要可调测量周期大于根据需要和测量装置特点如有无控制部件可调系统采样时间巡测无控制常态快速测量小于有控制常态测量小于选测单点无控制常态测量小于有控制常态测量小于无控制快速测量小于系统的测量准确度应满足和中的各项要求现场网络通信应符合下列要求系统通信方式为多层网络结构现场网络结构为主从结构或其他结构现场网络介质为双绞线光纤无线电话线网络通讯速率宜根据构建现场网络的通信方式以通信稳定可靠为原则选定系统运行的可靠性应满足下列指标系统平均无故障时间