西南交通大学变电站监控技术课程设计

西南交通大学课程设计 第 I 页题 目：变电站监控技术课程设计院 系：电气工程系 专 业：电气工程及其自动化 年 级：2005 级 姓 名： 指导教师：孟 军 西南交通大学峨眉校区2009 年 4 月 13 日西南交通大学课程设计 第 I 页课 程 设 计 任 务 书专 业 电气工程及其自动化 姓 名 朱豪 学 号 201117704 开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日题 目 变电站监控技术课程设计一、设计的目的变电站监控课程设计是配合“变电站监控技术”理论教学而设置的一门实践性课程，主要目的是通过该课程设计使学生了解变电站监控系统的整体构成及关键性技术，进一步巩固所学知识并能够合理利用。初步掌握变电站监控设计步骤和方法；了解变电站监控系统的整体构成，熟悉有关“规程”和“设计手册”的使用方法。二、设计的内容及要求 (原始资料附后 )1.SCADA 系统的构成：（1）主要设计原则、 （2）主要设计标准、 （3）系统构成和配置； 2.系统功能设计； 3.系统主要设计指标； 4.RTU 各模块（分组完成模拟量输入模块、开关量输入模块）硬件电路设计及软件说明书； 5.附件：（1）四遥对象概数表、 （2）电力监控系统构成示意图、 （3） 、各模块硬件电路原理图; 6.装订顺序封面、设计任务书、摘要、设计正文、附件、参考书目等； 三、指导教师评语四、成绩 西南交通大学课程设计 第II 页指导教师 （签章）2013 年 月 日变电站监控课程设计原始资料1.工程概况某电气化铁路牵引供电系统，分别由 A、B、C、D 四个 110/27.5KV 牵引变电所供电。监控系统设电力调度中心一个，四个牵引变电所各设远程终端一个。2.环境条件2.1 电力调度中心控制室和机房环境环境温度：+540相对湿度：10%90%海拔高度1000m大气压力：86108kpa振动：f10Hz，振幅为 0.3mm；10Hzf150Hz 时，加速度为 0.1m/s2。工作电源：两路独立的 380/220V 电源；波动范围：-15%+10%地震烈度：7 度接地电阻12.2 牵引变电所内环境控制室温度：-5+45开关柜温度：-10+55环境温度在-5+40时，最大变化率 10/h，设备应能满足技术规格书所规定的精度要求，环境温度在-10+55时，设备应能正常工作，不误动、不拒动。相对湿度：日平均值不大于 95%；月平均值不大于 90%（25） ；有凝露的情况发生。海拔高度1000m地震烈度：7 度3.设计内容3.1 主要设计原则电力监控系统由控制站、远动通道及被控站组成；西南交通大学课程设计 第III 页控制站采用计算机型电力集中监控装置，1：N 结构；通道采用铁路综合通用光纤网中的专用通道，并设置主用和备用通道，主备通道能实现手动及自动切换；控制站具备与其它系统的通信接口能力；系统设备选型立足国产化。3.2 主要设计标准远动系统和设备 （IEC870-88）远动终端通用技术条件 （GB/T13729-02）铁路电力牵引供电远动系统技术规范 （TB10117-98）铁路电力远动系统工程设计规范 （TB10064-2000）3.3 系统构成和基本配置完成系统控制站、被控站及远动通道的构成及硬件配置设计，完成电力监控系统构成示意图。3.4 确定监控内容根据变电所主接线图确定遥控、遥测、遥信对象，完成四遥对象概数表。3.4 系统功能设计确定系统实现的主要功能。3.5 RTU 各模块（分组完成模拟量输入模块、开关量输入模块、控制量输出模块）硬件电路设计及软件说明书确定模块硬件方案（输入/输出路数、元器件选择、接口设计、电原理图） ，时间分辨率不大于 10MS；输入/输出信号列表、编码；软件程序结构、程序框图、主要源程序设计；软件说明。4.附图：牵引变电所主接线图（由于主接线图为原始设计图纸，图形较大，不便打印，查看时可在计算机中放大） 。5.课程设计时间时度安排第 1 周 查阅相关规范、文献资料，熟悉原始资料及设计任务，进行系统构西南交通大学课程设计 第IV 页成和配置、系统功能设计第 2 周 完成系统构成和配置、系统功能设计第 3、4 周 确定所在分组设计模块的硬件方案，经审查后完成电原理图绘制。确定软件设计方案；第 5 周 完成软件结构、程序框图及主要源程序设计；第 6 周 整理文档，准备答辩6主要参考文献1.柳永智，刘晓川. 电力系统远动. 北京：中国电力出版社2.盛寿麟. 电力系统远动原理. 北京：中国电力出版社 3.杨爵. 实用编码技术. 北京：中国铁道出版社 4.胡道元. 计算机局域网. 北京：清华大学出版社 5.曹志刚. 现代通信原理. 北京：清华大学出版社 6.何立民. MCS-51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术. 北京： 北京航空航天大学出版社西南交通大学课程设计 第V 页摘 要变电站监控技术课程是电气工程及其自动化专业电网监控技术方向的一门主干专业课。变电站监控技术课程设计是综合运用课程所学的理论知识，通过实践进一步加深对所学知识的理解，培养学生分析问题和解决实际问题能力的重要教学实践活动。本程设计中，系统地介绍了变电站综合自动化系统的设计原理、设计标准、系统构成、系统基本配置、确定监控内容、系统功能设计、RTU 各模块结构。通过结合专业的课程设计，为毕业后的实际工作打下一定的基础。课程设计不仅可培养学生的实践能力，也可使学生逐步树立实事求是的科学态度，培养严肃认真的工作作风。关键词 变电站监控技术；变电站自动化系统；运动系统西南交通大学课程设计 第VI 页目 录第 1 章 监控系统的组成及配置 .1.1 概述 .1.2系统构成 .1.2.1 控制站 .1.2.2 远动装置（RTU） .1.2.3 远动通道 .1.3 系统配置 .1.3.1 被控站结构形式 .1.3.2 系统配置方案 .第 2 章 监控内容 .2.1 遥测、遥信、遥控和遥调功能 .2.2 遥信对象的采集 .第 3 章 监控系统的功能 .3.1 监控主站功能 .3.2 被控站功能 .结 论 .参考文献 .附 录 I.西南交通大学课程设计 第VII 页附 录 .西南交通大学课程设计 第 页第 1 章 监控系统的组成及配置1.1 概述1.监控系统主要由三大部分组成，既装设于铁路分局调度所的监控主站，装设于铁路沿线牵引变电所的远方终端装置（RTU）及从铁路通信系统中分离出来的远动通道，如图 1-1 所示。图1-1 监控系统示意图监控主站和被控站以远动通道为桥梁有机配合，共同实现对牵引供电设备遥控、遥信、遥测、遥调等功能。遥控（YK）：对被控对象的运行状态进行远距离控制。如断路器的分合，电抗器的投切等；遥信（YX）：一般对应两种状态，用二进制的“0”或“1”来表示对象的不同状态；遥测（YC）：对被控对象的运行参数进行远距离测量。如线路的电压值、电流值等；遥调（YT）：对被控对象的运行设备参数进行远距离调节。如改变电压器分接头的位置等。1.2 系统构成1.2.1 控制站SCADA 系统的控制端采用计算机局域网结构、分布式控制系统、以计算机设备西南交通大学课程设计 第页为核心，以功能为模块，以网络节点为单元进行配置，包括：计算机网络、前置通信处理机、主用服务器、调度员工作站、系统维护工作站、WEB 工作站等网络节点设备及相应的实时数据，文档管理报表打印机，画面拷贝机，维护用程序打印机及实时监视整个供电系统运行概况的模拟屏等外围设备，同时具备功能完善的软件资源及 UPS 设备。图 1-2 监控主站示意图1、计算机网络控制站采用双以太网结构、客户机/服务器访问方式，正常情况下双网同时工作，并可根据数据需要分担不同的数据传输或平衡网络负荷，当某一网络故障时，系统给出报警信息，并由非故障网络承担全部数据传输。网络采用交换式以太网，通信协议采用 TCP/IP 协议，通信介质采用光纤，通信速率为 10/100Mbps 自适应。2、主服务器系统配置两套