DL-T-5051-1996.pdf
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1、中华人民共和 国电力行业标准 水利水电工程水情自动测报 系统设计规定 D e s ig n s t ip u la t io n f o r a u t o m a t ic s y s t e m o f h y d r o l o g ic a l d a t a t e l e m e t e r i n g a n d f o r e c a s t i n g o f w a t e r c o n s e r v a n c y a n d h y d r o p o w e r p r o j e c t s D L / T 5 0 5 1 一 1 9 9 6 主编单位 :电力工
2、业部成都勘测设计研究院 批准部门:中华人民共和国电力工业部 施行 日期:1 9 9 6 年 6 月 1日 DL I T 5 0 5 1 - 1 9 9 63 3 5 目次 1 总则, , “ . 。 “”“ , “ ,. 一 “ , , ” ,3 3 6 2 设计内容 “ t ,. ,. , 一3 3 6 3 功能及主要技术指标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 7 4 水情预报与遥测站网 。 “ 。 , 。 。 3 3 8 5 通信设计 1 。 , , , 3 3 9 6 数据处理 ,. , “
3、 , 一3 4 1 7 电源、过电压保护和接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 1 8 土建工程 “ “ ” ” , 介 介 , , ” ” 3 4 2 附加说明 。 ” 3 4 3 条文说明 , ,. ” 3 4 4 3 3 6 7 卜 4 4 , 卜电 表. 规 划 1 总则 1 . 0 . 1 为适应水利水电工程水情 自动测报系统设计 的需要, 统一技术要求, 特制定本 规 定 。 1 . 0 . 2 本规
4、定适用于大型水利水电工程水情自动测报系统的设计。 中型水利水电工程的设 计 ,可适 当简化 1 . 0 . 3 水利水电工程经预可行性研究阶段论证需设置水情 自动测报系统时, 各设计阶段均 应进行相应的水情自动测报系统设计工作。 1 . 0 . 4 水情自动测报系统覆盖的范围, 应根据工程对水情预报的要求和暴雨洪水特性 等因素确定。应充分利用工程上游已建的水情 自动测报系统,有关的测报系统应相互 衔 接协 调 。 1 . 0 . 5 水情 自动测报系统设计,应深人调查研究, 注意资料的收集分析,积极慎重地 采用新技术,优先选用可靠性高的定型设备 。设计的测报系统应实用、可靠,经济合 理 ,技术
5、先进,便于建设和维护管理。 1 . 0 . 6 水情 自动测报系统的设计 ,除应执行本规定外,尚应符合现行有关国家、 行业 标 准 的规定 。 2 设计内容 2 . 0 . 1 预可行性研究阶段应论证设置水情 自动测报系统的必要性; 需要设置测报系统 时,应进行测报系统的规划 ,主要内容应包括 : ( 1 )拟定水情预报和遥测站网规划方案; ( 2 )拟定通信方式和组网方案; ( 3 ) 估算投资。 2 . 0 . 2 可行性研究 ( 初步设计)阶段进行水情 自动测报系统总体设计, 应包括下列主 要内容 : ( 1 )确定测报系统的功能 ; ( 2 )初步编制水情预报方案,基本确定遥测站网;
6、( 3 )基本确定通信方式 、工作体制、组网及通信电路设计方案 ; ( 4 )基本确定电源、过电压保护和接地方案; ( 5 )基本确定设备配置方案; ( 6 )分析数据处理流程,基本确定软件配置; ( 7 )分析水情自动测报系统的可靠性 ; 4 l / T 5 0 5 1 - - 1 9 9 6 33 , ( 8 )拟定土建工程项 目和规模; ( 9 )编制投资概算 ,拟定人员编制。 2 . 0 . 3 实施阶段水情自动测报系统设计应包括下列主要内容 : ( 1 )编制水情预报方案,确定遥测站网; ( 2 )确定通信方式、工作体制、组网及通信电路设计方案; ( 3 ) 确定电源、过电压保护和接
7、地方案 ; ( 4 ) 确定设备配置方案 ; ( 5 )设备布置及施工图设计 ; ( 6 )土建工程设计 。 3 功能及主要技术指标 3 . 1功能 3 . 11 水情 自动测报系统应具有以下基本功能: ( 1 )实时 自动采集、传输和接收遥测站雨量、水位等水情要素; ( 2 )人工置数自动传输; ( 3 )数据处理和水情预报作业。 3 . 1 . 2 水情 自动测报系统应具有下列报警功能: ( 1 )水情要素越限; ( 2 )设备事故; ( 3 )电源欠压。 3 . 1 . 3 根据需要 ,水情自动测报系统可设置设备监控和通话功能。 3 . 1 . 4 在恶劣天气条件下,水情 自动测报系统应
8、不中断预报作业。 32主要技 术指标 3 , 2 . 1 遥测雨量计的分辨力可采用 1 . O mm, 3 . 2 . 2 遥测水位计的分辨力采用 1 . 0 c m, 允许相对误差为士4 %0 允许误差应符合表 3 . 2 . 2的规定。 323 水情 自动测报系统的响应速度, 包 括完成水情数据收集、处理和预报作业的 时间不宜超过 2 0 m i n o 3 . 2 . 4 遥测站、 中继站和中心站单站设备 的平均无故障工作时间应大子5 0 0 0 h , S3 . 2 . 2 遥测水位计允许测f误差表 水位 最权 ( m )蕊 1 0 1 0 - -1 5 ) 1 5 允许 误差( 。
9、。) 22 . g3 3 . 2 . 5 一般遥测站至中心站数据传输的月畅通率应大于 9 0 0 o ,重要遥测站至中心站宜大 于 9 9 0 o,误码率均应小于 1 X1 0 - 0 , 3 . 2 水情自动侧报系统设备在表 3 . 2 . 6 所列环境条件下应能正常工作。 33 8水 利 , 卜电 卷jw _ 划 衰3 . 2 测报系统设备环垅条件 设备名称 气温 G相对湿 度 ( %) 中心站 设备 + 5 - + 4 0簇 9 0 遥测站 、中继 站的室 内设 备 一 1 0 十 4 5 书9 0 遥侧雨 量站 的传后器 及室外 设备0 - + 5 0毛 9 5 遥测水 位站 的传感
10、器及室 外设备- 1 0 一 斗 5 0G 9 5 4 水情预报与遥测站网 4 . 1 水 情 预 报 方 案 4 . 1 . 1 水情预报方案应在分析工程所在地区暴雨、 洪水、 径流特性的基础上, 根据工程运 行对水情预报的要求和水情测报预报条件,确定预报方案配置,编制相应的预报方案。 4 . 1 . 2 编制水情预报方案依据的资料应可靠,且具有代表性和一致性。 4 . 1 . 3 水情预报一般应编制坝址的预报方案。若工程形成的水库对产汇流条件有明显改 变,应分别编制人库控制断面和该断面至坝址区间的预报方案。 4 . 1 . 4 编制水情预报方案采用的流域水文模型和经验相关关系, 应适应流域
11、水文特性。 模 型参数和经验相关关系应进行合理性检查。 4 . 1 . 5 水情预报方案应进行评定或检验,合格率应大于7 0 %或确定性系数应大于 0 . 7 0 4 . 2 遥 测 站 网 布 设 4 . 2 . 1 水情 自动测报系统应包括一个中心站和若干个遥测站。 遥测站分为重要遥侧站和一 般遥测站。 4 . 2 . 2 遥测站的测报项目和段次,应依据水情预报方案的要求确定。 4 . 2 . 3 遥测站网应按下列原则布设: ( 1 )能反映雨情和水情的变化; ( 2 )尽量选用现有测站,在满足水情预报要求的前提下应精简遥测站数; ( 3 )现有测站不满足水情预报要求时,可增设遥测站; (
12、 4 ) 便于通信组网; ( 5 )有利于水情自动测报系统的建设、运行和维护管理。 4 . 2 . 4 遥测雨量站网可采用相关法、 抽站法和依据不同站网方案预报成果的合格率高低进 行分析优选。 4 . 2 . 5 中心站应避开强电磁场、强震动、 强噪声等干扰源,有利于水情信息的接收, 便于 与工程运行调度的联系和测报系统的管理。 4 . 2 . 6 遥测站必须避开可能发生塌方、滑坡或泥石流的危害区, 且宜避开强电磁场、 强震 DL / T5 0 5 1 -1 9 9 63 3 9 动等干扰源。 4 . 2 . 7 水位、 雨量遥测设施宜布设在现有人工观测设施附近。 遥测设施距现有人工观测设 施
13、较远时,应进行对比观测,时间不少于一年。 4 . 3 水 情 数 据 采 集 4 . 3 . 1 遥测水位计的量程应满足下列要求: ( 1 ) 坝上站量测高度高于校核洪水位,低于水库死水位; ( 2 ) 坝下站量测高度高于校核洪水位,低于设计最低水位; ( 3 )遥测水位站量测高度高于 5 0 年一遇洪水位,低于传感器运用期的最低水位。 4 . 3 . 2 遥测水位计应根据水位量程和河段的水流、地形条件选用。 4 . 3 . 3 重要遥测水位站应有超限测报措施。 4 . 3 . 4遥测站宜设置保存数据 的存储 装置。 5 通信设计 般要求 5 . 1 . 1 通信电路应能迅速、可靠、准确地传输
14、水情数据。 5 . 1 . 2 通信方式可采用超短波、 卫星和短波等方式, 也可采用混合方式。 通信方式的选择 应根据水情自动测报的要求、通信方式的特点、所在地区地形、运行维护条件、建设运行 费用等综合分析确定。 5 . 1 . 3 通信组网应进行不同方案的技术经济比较,择优选定。 5 . 1 . 4 水情自动测报系统的中心站、中继站和重要遥测站的关键设备应有备份。必要时, 重要遥测站可设置备用通信电路。 5 . 1 . 5 选用的通信频率必须经过当地无线电管理委员会的批准。 5 . 2超短波通信 5 . 2 . 1 测报系统的工作体制宜采用自报式,有特殊要求时也可采用应答式。 5 . 2 .
15、 2 测报系统的数据传输速率可选用 1 5 0 , 3 0 0 , 6 0 0 b i t / s ,不宜超过 1 2 0 0 b i t / s , 5 . 2 . 3 超短波通信电路可采用数字或模拟中继方式。 中继级数不宜超过三级, 级数较多时, 应采用数字再生中继方式。 5 . 2 . 4 测报系统宜根据地形特点,采用多支或交叉组网。 5 . 2 . 5 中继站的站址应根据以下原则选择: ( 1 )通信条件良好; ( 2 )交通方便,便于维护管理; ( 3 ) 避开不良地形地质条件。 5 . 2 . 6 超短波通信电路设计应包括以下内容: 3 4 0水 平 , 卜电 卷规 划 ( 1 )
16、确定工作频率范围、电路可靠性指标; ( 2 )依据 1 / 5 0 0 0 0 或 1 / 1 0 0 0 0 0 地形图进行图上作业,初选中继站站址; ( 3 )电路计算; ( 4 ) 确定天线型式、增益、架设高度、方位和俯仰角; ( 5 )电路查勘、电波测试; ( 6 ) 确定中继站站址和电路设计方案; ( 7 ) 确定设备配置方案。 5 . 2 . 7 超短波通信电路应根据站网分布、测报系统工作体制、 路径损耗、衰落、干扰保护 度以及 自然地理环境等因素进行设计。电路应留有余量,重要电路的余量应大于 l O d B, 其 他电路应大于5 d B 5 . 2 . 8 超短波通信除地形简单、
17、 路径损耗小的电路外, 都应进行电波测试。电波测试应包 括路径损耗和干扰信号强度的测试,必要时还应进行误码率和信号衰落的测试。 5 . 2 . 9 测报系统工作频率的配置应尽量减少同频干扰、邻频干扰和交调干扰。 5 . 3卫星通信 : : .; 卫星通信宜采用同步气象卫星或同步通信卫星。 卫星通信电路设计应包括以下内容: ( 1 ) 选定通信设施布设位置; ( 2 ) 确定天线的方位角和仰角; ( 3 )确定上、下行电路总载噪比; ( 4 )确定降雨余量和门限余量; ( 5 )确定数据收集平台的天线尺寸、发射机发射功率; ( 6 )确定设备配置方案。 5 . 3 . 3 卫星数据收集平台及接收
18、站的天线方向性,应满足如下要求: 当 D / l 1 0 。 时 G( 3 2一2 5 1 g io ( 1 0 毛梦 簇 1 8 0 0 ) 式中G一 一 相对于各向同性天线的增益,d B ; D天线直径 ,m; 几 波长,m; 华与天线主瓣方向的夹角。( 。 ) 。 5 . 3 . 4 卫星数据收集平台及接收站,应避免与地面无线电路相互干扰。 5 . 4 短波通信 5 . 4 . 1 测报系统的工作体制宜采用应答式,经过论证也可采用自报式。 ( 5 . 3 . 3 - 1 ) ( 5 - 3 . 3 - 2 ) D L / T 5 0 5 ) 一1 9 9 63 4 1 5 . 4 . 2
19、 短波通信电路设计宜包括以下内 容: ( 1 )预测工作频率范围; ( 2 )计算接收端必须保证的最小平均信噪比; ( 3 )计算信道基本传输损耗; ( 4 )确定噪声功率,必要时可测试当地背景噪声; ( 5 )确定快衰落防护度; ( 6 )确定天线型式、增益、架设高度和方位; ( 7 )确定差错控制的编码增益; ( 8 ) 计算最小发射功率; ( 9 )确定设备配置方案。 5 . 4 . 3 短波通信设备的频率允许偏差为士2 0 1 1 z / 年。 5 . 4 . 4 短波通信电路应采取抗干扰调制解调技术、 检纠错技术和自动换频技术, 必要时还 可采取分集技术和自适应选频技术以改善通信质量
20、。 6 数据处理 6 . 01 水情自动测报系统的数据处理应具有以下基本功能: ( 1 )实时接收遥测数据,进行合理性检查、纠错和插补缺测数据; ( 2 ) 数据分类、格式化处理,建立数据库; ( 3 ) 数据查询、检索,水情图表显示、绘制和打印; ( 4 )水情预报和成果输出; ( 5 )接收、处理测报系统的监测信息。 0 , 2 根据需要可增加如下数据处理功能: ( 1 )接收、处理水情电报和其他测报系统传送的数据,并纳人统一的数据库; ( 2 )向有关部门传送水情信息。 6 . 03 数据处理宜采用前置机加主机的设备方式配置,机型宜选用微型计算机。 6 . 0 . 4 计算机应配置完成数
21、据处理功能所必需的系统软件和应用软件。 6 . 0 . 5 应用软件应采用模块化结构.并预留接口。 7 电源、过电压保护和接地 7 . 1电源 7 . 1 . 1 水情 自动测报系统的电源必须稳定、可靠,并满足用电设备长期正常工作的 要求 。 3 4 2, 卜 利 7 卜电 卷 规 划 7 . 1 . 2直流供 电电压 ,宜米 用 1 2 V或 2 4 V。电压 变化范围和纹波 电压应 满足用电设备 的 要求 。 7 . 1 . 3 交流供电电压,应采用 5 0 士1 H z 的单相 2 2 0 士2 2 V和三相 3 8 0 士3 8 V, 7 . 1 . 4 遥测站和中继站宜采用太阳能电池
22、蓄电池组浮充供电方式。 太阳能极板和蓄电 池的容量,应根据设备用电情况和当地年日照时数及日照强度综合确定。 7 . 1 . 5 中心站应采用不停电供电方式。 不间断电源及蓄电池的容量, 可根据设备用电情况 和当地交流电源的可靠程度确定。 , . 1 . 6谣测姑 、中蛛站 和中心站官洗 用奋维护蓄由沛 7 . 2过 电 压 保 护 和 接 地 7 . 2 . 1 水情自动测报系统的遥测站、中继站、中心站必须设置避雷装置、 过电压保护装置 和接地装置。 7 . 2 . 2 各种设备的保护接地、 工作接地, 建筑物的防雷接地以及工频交流供电系统的接地 宜采用联合接地方式。 7 . 2 . 3 遥测
23、站、 中继站的接地电阻值宜小于1 0 1 1 , 若采用均衡接地方式, 可不受此限制。 中 心站的接地电阻值宜小于5 S 2 . 7 . 2 . 4 水情自动测报系统的遥测站、中继站和中心站均应采取以下防雷击措施: ( 1 )天线和突出屋面的物体应在避雷针的保护范围内; ( 2 ) 屋顶应敷设闭合均压带; ( 3 )机房内应敷设环形接地母线 ,闭合均压带与环形接地母线间应用四根对称布置的 连接线互相连接。 7 . 2 . 5 专用变压器高低压侧和通信机输人端应安装避雷器。 室外进人机房的电缆、 金属管 道等在进人机房前应接地。 8土建工程 8 . 0 . 1 水情 自动测报系统的土建工程应满足
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