基于组态软件的牵引变电所自动化监控软件设计

1、 2 - PAGE VII基于组态软件的牵引变电所自动化监控软件设计摘 要牵引变电所监控控软件是牵引引变电所内运运行设备和运运行人员的接接口，在牵引变电电所自动化系系统中占有极极其重要的地地位。随着计算机和和通信技术的的发展，我国国干线电气化化铁路已推广广使用集中监监视及控制的的远动系统，牵牵引变电所将将逐步实现无无人值班，直直接由供电调调度实行遥控控运行。监控控软件以其良良好的实时性性和可靠性得得到了广泛使使用。本文主要讨论了了牵引变电所所综合自动化化系统的原理理构造和功能能，监控组态软软件的功能、特特点和在变电电所综合自动动化中的应用用，初步设计计了牵引变电电所综合自动动化监控系统统。在本

2、设计计中，利用组组态王6.55版软件作为平平台，开发了了牵引变电所所综合自动化化监控系统的的主接线图，趋趋势曲线，以以及数据报表表，在牵引变变电所系统监监控界面制作作和数据词典典设计的基础础上，实现了了变电站系统统的遥测、遥遥信、遥调和和遥控的功能能，完成了组组态王与Miicrosooft Acccess数数据之间的数数据连接及访访问。结果表明，以组组态软件为开发平平台的牵引变变电所监控系系统有着良好好的监控效果果。关键词：牵引变变电所，综合自动化化，组态软件，监控AUTOMATTION MMONITOOR DESSIGN OOF TRAACTIONN SUBSSTATIOON BASSED

3、ONN CONFFIGURAATION SOFTWWORE ABSTRAACTThe monnitoriing annd conntrollling ssoftwaare iss the interrface of opperatoors annd opeeratinng equuipmennts inn the tracttion ssubstaation autommationn systtem whichh is occcupyinng thee signnificaant immportaance iin thee tracction substtationn autoomatioon

4、 sysstem. With the ddeveloopmentt of tthe coomputeer andd commmunicaationss, Chiinas electtrifieed raiilway liness has been to prromotee the use oof cenntraliized mmonitooring and rremotee conttrol ssystemms, trractioon subbstatiion wiill bee the progrressivve realiizatioon of unmannned, whichh is d

5、irrectlyy poweer supppliedd by tthe immplemeentatiion off remoote coontroll operrationn scheedulinng. Monittor sooftwarre is used by moost ellectriicity monittors aand coontroll systtems tto impprove the llevel of moonitorring aand coontrollling becauuse off its reliiable qualiity. The traactionn su

6、bsstatioon inttegratted auutomattion ssystemm struucturee and functtion oof thee prinnciplee is ddiscusssed iin thee papeer, annd thee funcctionss of ssoftwaare coonfiguuratioon, chharactteristtics aand appplicaationss in tthe suubstattion aautomaation, the preliiminarry inttegratted auutomattion ff

7、or trractioon subbstatiion moonitorring systeem is desiggned .The ddesignn is ttakingg the Kingvview 66.5 versiion off the softwware aas thee plattform, it ddevelooping the ttractiion suubstattion ssyntheesis aautomaation superrvisorry sysstem. Basedd on tthe trractioon subbstatiion syystem monittor

8、ingg conttact ssurfacce mannufactture aand daata diictionnary ddesignn, andd the telemmetry, remoote siignalss, remmote ttransffer annd thee remoote coontroll funcction of thhe traansforrmer ssubstaation systeem is reallized, besiides， it coomplettes the data linkiing annd acccessinng bettween Kingv

9、view aand Miicrosooft thhe Acccess ddata.It showws thatt Tracction Substtationn Moniitorinng Sysstem basedd on confiigurattion ssoftwaare haas a ggood eeffectt on suubstattion .Key worrds: Tracttion ssubstaation，IIntegrrated Autommationn，Configguratiion sooftwarre，Monittor annd conntrol目 录TOC o 1-3

10、h z u HYPERLINK l _Toc233101905 1 绪论 PAGEREF _Toc233101905 h 1 HYPERLINK l _Toc233101906 1.1 牵引变变电所综合自自动化系统的的基本概念 PAGEREF _Toc233101906 h 1 HYPERLINK l _Toc233101907 1.1.1 变变电所综合自自动化简介 PAGEREF _Toc233101907 h 1 HYPERLINK l _Toc233101908 1.1.2 牵牵引变电所综综合自动化简简介 PAGEREF _Toc233101908 h 2 HYPERLINK l _To

11、c233101909 1.2 牵引变变电所综合自自动化系统的的结构形式 PAGEREF _Toc233101909 h 5 HYPERLINK l _Toc233101910 1.3 牵引变变电所综合自自动化系统的的功能 PAGEREF _Toc233101910 h 7 HYPERLINK l _Toc233101911 1.3.1 监监控子系统 PAGEREF _Toc233101911 h 7 HYPERLINK l _Toc233101912 1.3.2 微微机保护子系系统 PAGEREF _Toc233101912 h 9 HYPERLINK l _Toc233101913 1.3.

12、3 备备用电源自投投控制 PAGEREF _Toc233101913 h 9 HYPERLINK l _Toc233101914 1.3.4 牵牵引变电所综综合自动化系系统的通信任任务 PAGEREF _Toc233101914 h 9 HYPERLINK l _Toc233101915 2 组态软件 PAGEREF _Toc233101915 h 11 HYPERLINK l _Toc233101916 2.1 组态软软件概述 PAGEREF _Toc233101916 h 11 HYPERLINK l _Toc233101917 2.2 组态软软件的功能 PAGEREF _Toc23310

13、1917 h 12 HYPERLINK l _Toc233101918 2.3 组态王王6.5版介绍绍 PAGEREF _Toc233101918 h 14 HYPERLINK l _Toc233101919 3 牵引变电所所监控软件的的数据词典设设计 PAGEREF _Toc233101919 h 18 HYPERLINK l _Toc233101920 3.1 变量及及设备的定义义 PAGEREF _Toc233101920 h 18 HYPERLINK l _Toc233101921 3.1.1 基基本变量类型型 PAGEREF _Toc233101921 h 18 HYPERLINK

14、l _Toc233101922 3.1.2 系系统预设变量量 PAGEREF _Toc233101922 h 18 HYPERLINK l _Toc233101923 3.1.3 变变量的定义和和设置 PAGEREF _Toc233101923 h 20 HYPERLINK l _Toc233101924 3.2 变电站站综合自动化化系统的数据据词典设计 PAGEREF _Toc233101924 h 21 HYPERLINK l _Toc233101925 3.3 基于组组态王6.55版的牵引变变电所自动化化监控软件组组态 PAGEREF _Toc233101925 h 23 HYPERLI

15、NK l _Toc233101926 4 基于组态软软件的监控软软件人机界面面设计 PAGEREF _Toc233101926 h 30 HYPERLINK l _Toc233101927 4.1 系统画画面的建立 PAGEREF _Toc233101927 h 30 HYPERLINK l _Toc233101928 4.2 监控系系统功能的实实现 PAGEREF _Toc233101928 h 32 HYPERLINK l _Toc233101929 5 组态王SQQL数据库访访问 PAGEREF _Toc233101929 h 39 HYPERLINK l _Toc233101930 5

16、.1 组态态王SQL数据库库概述 PAGEREF _Toc233101930 h 39 HYPERLINK l _Toc233101931 5.1.1组态态王SQL数据库库概述 PAGEREF _Toc233101931 h 39 HYPERLINK l _Toc233101932 5.1.2 SSQL函数功功能及其参数数 PAGEREF _Toc233101932 h 39 HYPERLINK l _Toc233101933 5.2 组态王王SQL与数据据库建立连接接的功能实现现 PAGEREF _Toc233101933 h 41 HYPERLINK l _Toc233101934 5.2

17、.1 定定义ODBCC数据源 PAGEREF _Toc233101934 h 42 HYPERLINK l _Toc233101935 5.2.2 组组态王SQLL与数据库建建立连接 PAGEREF _Toc233101935 h 42 HYPERLINK l _Toc233101936 结论 PAGEREF _Toc233101936 h 44 HYPERLINK l _Toc233101937 致谢 PAGEREF _Toc233101937 h 45 HYPERLINK l _Toc233101938 参考文献 PAGEREF _Toc233101938 h 466 1 绪论变电站是电力

18、系系统的重要组组成部分，它它是介于发电电厂和电力用用户的中间环环节。变电站站自动化水平平的高低直接接影响到电力力系统运行的的可靠性及供供电的质量。随着电子技术、通通信技术和计计算机技术的的发展，我国国已经广泛使使用基于计算算机技术的电电力系统继电电保护与安全全自动装置、安安全自动装置置都具备了数数据采集、数数据处理的功功能，并具有有利用通信网网络传输数据据的功能。因因此，变电站站实现综合自自动化具备了了物理基础。目目前，我国新新建或改建的的变电站均采采用了综合自自动化系统的的模式。变电站综合自动动化系统是将将变电站的二二次设备(包包括控制、信信号、测量、保保护、自动装装置、远动等等)利用计算机

19、机技术。现代代通信技术，通通过功能组合合和优化设计计，实现对变变电站自动监监控、测量、控控制和调整的的一种综合性性的自动化系系统1。1.1 牵引变变电所综合自动化化系统的基本概念变电所自动化是是指在变电所所内应用自动动控制技术、信息处理好好传输及时、计计算机软硬件件实现变电所所进行监控、协协调、控制和和管理任务，部分代替或或是取代变电电所常规的二二次技术，和代替进行行值班人员对对变电所进行行监控、控制的操作作，是变电所更更安全、稳定定、可靠的运运行。其实质质就是以计算算机为核心，通通过将变电所所原有保护、仪表、中央信号、远动装置等等二次设备系系统及功能重重新分解、组合、互连、计算机化形形成，及

20、变电所保保护、测量、监监控和远方控控制于一体，简化了变电电所二次接线线。1.1.1 变变电所综合自自动化简介变电所综合自动动化系统是利利用先进的计计算机技术、现现代电子技术术、通信技术术和信息处理理技术等实现现对变电站二二次设备(包包括继电保护护、控制、测测量、信号、故故障录波、自自动装置及远远动装置等)的功能进行行重新组合、优优化设计，对对变电站全部部设备的运行行情况执行监监视、测量、控控制和协调的的一种综合性性的自动化系系统。通过变变电站综合自自动化系统内内各设备间相相互交换信息息，数据共享，完成变电所运行监视和和控制任务。变电站综合自动化化替代了变电电所常规二次设设备，简化了变电电站二次

21、接线。变变电站综合自动化化是提高变电电站安全稳定定运行水平、降低运行维维护成本、提提高经济效益益、向用户提供供高质量电能能的一项重要要技术措施。功能的综合合是其区别于于常规变电站站的最大特点点，它以计算机机技术为基础础，以数据通讯讯为手段，以信息共享享为目标。变电站综合自动动化系统中以以监控主机代代替了传统变变电站中控制制屏、中央信号系系统和远动屏屏，监控主机中中运动主界面面的数字式显显示代替了电电磁型或晶体体管型仪表，基于计算机机技术的数字字式保护代替替电磁型和晶晶体管型仪表表的继电保护护，彻底改变了常常规的继电保保护装置不能能与外界进行行数据交换的的缺陷。因此，变电站综合合自动化系统统是自

22、动化技技术、计算机技术术、和通信技术术等在变电站站领域的综合合应用。变电站综合合自动化系统统可以采集到到电力系统比比较齐全的数数据和信息，利利用计算机的的告诉计算能能力和逻辑判判断功能，方便地监视视和控制变电电站内各种设设备的运行和和操作。1.1.2 牵牵引变电所综综合自动化简简介牵引变电所综合合自动化系统统是利用计算算机通信技术术，经过各种功能能组合和优化化设计，对变变电所二次设设备(控制、信号、测量、保护自动装置置及远动装置置等)执行自自动监视、测测量、控制和和协调的一种种综合性自动动化和计算机机、通信技术术在变电所领领域的综合应应用，是实现牵引引变电所无人人值班或少人人值班的可靠靠技术支

23、撑2。电气化牵引变电电所综合自动动化系统采用用分层分布式式网络结构，以牵引变电电所为核心，以功能为模模块，将供电臂上上联接的牵引引供电设施纳纳入系统节点点，充分体现分分散控制，集中管理的的结构模式。控制和保护护系统既相互互独立，有关信息有有相互共享。系统主要有四部部分组成：第一部分为为调度层；第二部分为为站控层；第三部分为为间隔层的分分布式保护、测测量、只能装装置；第四部分为为设备层。间隔层智能能装置控制和和保护线路、变压器、电容器等设设备；站控层控制制着以牵引变变电所为核心心，以供电臂臂为单元的牵牵引供电系统统，系统结构如如图1-1所示。调度层是电气化化铁道的电力力调度中心，它是以计算算机为

24、主体的的数据采集和和监控系统，即即SCADAA(Superrvisorry Conntrol and DData AAcquissitionn )系统。通通过四遥使大大量的实时信信息传送到调调度中心，调调度人员根据据所传递的信信息记录牵引引变电所的运运行状态并能能及时处理事事故。站控层主要要设在各变电电所、分区所所、开闭所等等主控室内，主主要由后台监监控机、通信信管理机、GGPS接收器器构成。通信信管理机是站站控层的核心心，他通过多多种类型的标标准通信接口口和通信规约约来沟通各智智能单元、后后台、远动中中心间进行数数据交换。一一方面通信管管理机与数据据采集装置、保保护装置进行行通信，收集集牵引

25、变电所所运行中各实实时信息并传传送到后台机机和远动中心心，以便对各各变电所进行行监视。另一一方面接收和和转发来自监监控系统的各各类操作命令令对变电所进进行遥控和遥遥调。通信管管理机还通过过RS232标标准接口与GGPS系统通通信，使装置置和所有与之之相联系的保保护、数据采采集，后台监监控都严格与与GPS保持持时钟同步，从从而实现系统统的同步采样样、故障分析析和动态监测测。后台机也也称上位机，是是牵引变电所所自动化系统统的管理中心心，主要负责责人机联系、信信息汇总与处处理、运行管管理和优化控控制等功能。后后台机通过安安装与牵引变变电所主控室室内，与通信信管理机之间间采用RS2232/4885串口

26、通讯讯。图1-1 电气气化铁道牵引引变电所综合合自动化系统统结构间隔层由牵引变变电所各保护护测控单元模模块和其他智智能仪表构成成，每个保护测测控单元集保保护、控制、智能通信功功能于一体，实现数据采采集、保护和信息息传输功能。也是系统与与一次设备的的接口，主要要包括线路保保护装置、变压器保护护装置、电容器保护护装置、综合监控单单元及单元测测量装置、备用电自投投及电压无功功自动控制装装置以及通信信管理单元。各智能单元元采用模块化化结构，可根据工程程的实际需要要，灵活配置各各间隔层的保保护设备。各保护装置置功能相对独独立，凡是可以就地地完成的功能能绝不依赖通通信网。其后加速、谐波闭锁的的三段距离保保

27、护、一次重合闸闸功能、PI断线检检测和故障测测距功能。牵引变电所综合合自动化系统统主要以完成成保护、电能能计算、监控控为目的，考考虑系统可靠靠性、灵敏度度、实时性等等要求来合理理配置系统功功能。正常运运行时，在线监测牵牵引网运行及及设备的运行行状况；故障时，保护迅速动动作快速采集集、处理故障障数据，使故故障限制在最最小范围内，同同时完成牵引引网的在线计计算、故障测测距、存储、统统计、分析报表、信信息远传和智智能控制等功功能。当地监控硬件配配置有当地监监控机、打印印机、模拟屏、光光端机、OPPH、电源柜柜及保护测控控装置构成。根据牵引变变电所主接线线的特点和供供电方式，保保护测控装置置可按下列配

28、配置：(1) 主变压压器和主保护护测控装置两两套，装置应应具备的主要要功能：差动动电流速断和和二次谐波制制动的比率差差动保护；(2) 主变压压器110kkV测后备测测控装置两套套，装置具备备主要功能：非电量保护护、110kVV进线失压保保护、零序过过电流保护、过过负荷保护；(3) 主变压压器27.55kV测后备备保护测控装装置两套，装置应具备备的主要功能能：27.5kkV测低压启启动的三相过过流保护；(4) 自投装装置一套，装置应具备备的主要功能能：110kkV进线备自自投和主变压压器故障自投投；(5) 电容保保护装置一套套，装置应具具备的主要功功能：电流速速断保护、过过电流保护、谐谐波过流保

29、护护、低电压、过电压保护护和差压保护护；(6) 馈线保保护装置的数数量由断路器器备用方式、牵引网单复复线决定。每一台断路路器对应一个个保护测控模模块。装置应应具备的主要要功能：电流流速断保护、谐谐波闭锁的过过电流保护其其后加速、谐谐波闭锁的三三段距离保护护、一次重合合闸功能、PPT断线检测测和故障测距距功能。监控单元定期或或随机采集电电流、电压、有有功功率、无无功功率、有有功电度、无无功电度、保保护动作、主主变温度、系系统频率等。数数据处理包括括累计每条线线路的有功功功率，越限检检测(主变过负荷荷、主变过热热、母线电压压过高或是过过低、PT断断线、直流失失压)；接地检测。控制单元可可由远方或当

30、当地监控机或或应急选线控控制装置进行行控制，通过在上位位综合控制机机操作实现对对变电所的断断路器、隔离离开关的操作作。当地和远方方相互闭锁，防止误操作作。为防止误操操作，控制开关的的合、断分选择、执行两步完完成。变压器保护护采用微机保保护，完成保护、控制、备投等功能；故障录波。每台变压器器可单独保护护单元分别构构成差动保护护作为变压器器的主保护，二三次谐波波量占基波量量的10%以以上是制动。过过流保护、过过负荷保护作作为后备保护护，接地保护护作为辅助保保护，变压器器本身装备重重瓦斯动作继继电器和轻瓦斯信号号继电器。监控管理机机完成上述功功能，包括电能计计量等功能。馈线保护采用微微机保护，完成保

31、护测测量、控制出出口功能。馈线设有方方向距离保护护作为辅助保保护以克服方方向保护的死死区。设二三三谐波量占基基波量的100%以上是制制动。监控机机完成上述监监控和馈线开开关的操作管管理。母线保护采用微微机保护，完成保护、测测量、控制出出口功能。母母线设在母线线差动保护作作为主保护，过过流保护作为为辅助保护，因因为母线差动动保护采集母母线上所有电电流、电压及及开关状态，母母线保护具有有算法简单、计计算量小的特特点，从而实实现监控管理理及故障录波波2。1.2 牵引变变电所综合自动化化系统的结构形形式牵引变电所综合合自动化系统统是以微机保保护和计算机机监控系统及及变电所的其其他智能设备备的综合自动动

32、化。牵引变变电所综合自自动化系统由由站端层、网网络通讯层、间间隔层三部分分组成。典型型牵引所综合合自动化系统统图如图1-2所示。(1) 站端层层具有图形画画面实时监控控、变电所日日常管理和图图形分析等功功能；(2) 网络通通讯层调度端端与间隔层通通讯，上传变变电所实时信信息，下达操操作、控制命命令；(3) 间隔层层负责准确采采集变电所设设备运行参数数，进行保护护运算，保护护分闸，并准确及时时的执行由站站端层发出的的操作、控制制命令；(4) 变电所所二次回路大大大简化，生生活设施基本本取消，设计计工作量明显显降低；(5) 智能保保护测控单元元可嵌入一次次设备，子工厂完成成大部分安装装调试工作，现

33、现场施工周期期可显著缩短短，建安费用用也随之减少少；(6) 高速可可靠的现场总总线网络和完完备的安全监监控系统为无无人值守创造造了条件，值值班人员的大大幅减少可带带来可观的经经济效益；(7) 借助于于保护测控单单元的透明化化设计和一次次设备的驻所所检测技术，可可实现设备的的远程诊断，从从而推行检修修体制改革，取取消传统春检检；(8) 保护与与控制单元集集保护、测量、控制制、通信于一一体，高度集集成的模块化化设计，功能强大，设备灵活，稳稳定可靠，维维护方便；(9) 间隔层层通信网络采采用具有良好好的开放性、互操作性和和完整网络通通信协议的以以太网、Loongworrds等；也也可采用CAAN网、

34、PROFIIBUS等实实现网络功能能；(10) 通信信方式及接口口灵活，保护、测量与控制制单元采用国国际标准的IIEC608870-5-103等通通信规约，当当地的监控单单元与调度端端的通信采用用IEC600870-55-101等等通信规约；(11) 采用用GPS卫星同同步时钟保证证全系统具有有统一的标准准时钟。并具具备接收调度度端的时钟，保保证全站时钟钟同步的能力力；(12) 当地地监控单元能能共实现双机机热备用和自自动切换功能能，极大地增强强了系统的可可靠性；(13) 人机机界面友好，屏屏幕化操作取取代人工操作作。图1-2 牵引引所综合自动动化系统图牵引变电所内有有保护测控和和单元、当地地

35、监控单元、现现场总线、视视频监控单元元等组成。各保护监控单单元完成变电电所的继电保保护、测量、控控制功能。调调度中心与保保护测控单元元通信，实现现“四遥”功能，当地地监控单元也也可以就地完完成调度中心心的操作。视视频监控单元元与自动灭火火系统一起，组成变电所安全监控系统，实现“遥视”功能。为保证图像传输的实时性，要求为视频提供单独的宽带光纤口3。(1) 保护测测控单元现在主流的保护护测控单元采采用32位CPU硬件平平台，能支撑撑完善的测量量与控制功能能，基于DSSP技术的高高精度的数据据采集系统能能够准确的采采集变电所设设备的运行参参数，进行保保护运算，并并准确及时的的执行由站端端层发出的命命

36、令。各单元元模块上高精精度的硬件器器件、合理的的布线以及高标标准的电磁兼兼容性能，大大大地提高了了硬件系统工工作的可靠性性，适合环境境恶劣的工业业现场运行。弥弥补了老式继继电保护固有有的保护单一一、准确性差差、接线复杂杂、通讯困难难等缺陷。保保护测控单元元包括馈线测测控保护单元元、并步测保保护单元、主主变主保护单单元、主变后后备保护单元元、主变测控控保护单元、备备用自投控制制单元等。(2) 当地监监控单元当地监控及通信信处理单元由由当地监控主主机、流水报报表打印机、通通信管理机、远远动管理机、远远动管理机及及GPS组成成。当地监控控及通信处理理单元作为牵牵引变电所综综合自动化系系统的一部分分，

37、负责采集集与显示牵引引变电所内的的测控、保护护单元的各种种测量、保护护信息，实现现对牵引变电电所内的各测测量、保护信信息，实现对对牵引变电所所各种开关的的分/合控制制、信号复归归与定值整定定与存储，完完成相应的报报表处理、曲曲线显示、流流水打印等信信息处理功能能，对故障录录波、负荷录录波及谐波分分析的显示与与存储。具有有生动详细的的报警信息窗窗口，并根据据不同的报警警级别有相应应的画面和语语言、音响报报警。可进行行灵活配置，对对不同的用户户可设置不同同的管理权限限，以确保系系统的安全性性，当地监控控及通信处理理单元互相独独立，在正常常情况下，调调度端控制命命令不需要通通过当地监控控单元即可执执

38、行，这时，可通过过当地监控的的显示器监视视变电所运行行情况，查看看各种报表及及曲线。当远远方控制失效效时，当地监监控单元作为为远方控制失失效后备手段段进行操作。1.3 牵引变变电所综合自动化化系统的功能目前，我国电力力系统中，低低压变电所普普遍采用了综综合自动化技技术，部分变变电所还实现现了无人值班班。实践证明明：综合自动动化技术的采采用提高了变变电所全面的的技术水平和和管理水平，提提高了安全、可可靠、稳定运运行水平，降降低了运行维维护成本，提提高了经济效效益，促进了了配电系统自自动化。铁道牵引变电所所目前存在着着以下问题：建设时往往往存在选址困困难的问题、运运营时存在运运行维护费用用高的问题

39、、事事故时故障不不易判别的问问题。因此，为为了适应电气气化铁路建设设的发展需要要，提高牵引引变电所自动动化运行管理理水平，牵引引变电所综合合自动化技术术将成为一种种发展趋势，这这样还能使牵引变电所所减少占地、缩缩减人员编制制，事先向技技术要效益的的目的4。目前国内已经有有好人那多家家公司的牵引引变电所综合合自动化产品品通过了鉴定定，部分铁路路局一开始使使用这些产品品，但至今还还没有颁布一一个牵引变电电所综合自动动化产品的技技术标准。牵牵引变电所综综合自动化一一般包括如下下几部分的功功能：监控子子系统、微机机保护子系统统、备用电源源自投控制、变变电所综合自自动化系统的的通信任务，下下面分别细述述

40、这些功能。1.3.1 监监控子系统监控系统用来取取代常规的测测量系统，取取代指针式仪仪表；改变常常规的操作机机构和模拟盘盘，取代常规规的告警、报报警、中央信信号、光字牌牌等；取代常常规的远动装装置。其功能能包括：(1) 数据采采集包括模拟拟量的采集、开开关量的采集集和电度量的的采集；模拟量的采集集：包括277.5kV母母线；主变压压器电流、有有功功率、无无功功率、功功率因数；电电容器电流、无无功功率、功功率因数；馈馈线电流、有有功功率、无无功功率、功功率因数；系系统频率；主主变压器油温温；直流电源源电压；所用用变压器电压压等；开关量的采集集：包括断路器器状态、隔离离开关状态、继继电保护动作作信

41、号、运行行告警信号等等5；电度量采集；(2) 时间顺顺序SOE：包括括断路器跳合合闸记录，保保护动作顺序序记录；(3) 故障记记录、故障录录波和测距；(4) 操作控控制功能：操作人员可通通过CRT屏幕度度断路器和隔隔离开关(电电动)进行分、合合闸操作；能能接受遥控操操作命令，进进行远方操作作；还应保留留人工直接分分、合闸操作作手段。断路路器操作哟应应有闭锁功能能，包括如下下内容：断路路器操作时，应应闭锁自动重重合闸；当地地操作和远方方控制操作要要互相闭锁，保保证只有一处处操作；根据实时信信息，自动实现断断路器和隔离离开关之间的的闭锁操作；无论当地操作还是是远方控制操操作，都应有有防误动作的的闭

42、锁措施，既既要收到反校校信号后，才才能执行下一一项，必须有有对象校核、操操作性质校核核和命令执行行三步，以保保证操作的正正确性；(5) 安全监监视功能：监监控系统在运运行工程中，对对采集的电流流、电压、主主变压器温度度、频率等量量，要不断地地进行越限监监视，如发现现越限，立即即发出告警，同同时记录和显显示越限时间间和越限值，另另外还要监视视保护装置是是否失电、自自动装置工作作是否正常等等。(6) 人际联联系功能:人人机联系桥梁梁主要有：CCRT显示器器、鼠标、键键盘。CRT显示画面面内容：显示示采集和计算算的实时运行行参数，包括括U、I、P、COS、有功电度、无无功电度、主主变温度、系系统频率

43、等；显示主接线图图，主接线图图上的断路器器和隔离开关关的位置要与与实际状态相相对应，进行行对断路器和和隔离开关操操作时，对所所操作的对象象应有明显的的标记，各项项操作都有汉汉字提示；时时间顺序(SOE)显示，包括括所发生的事事件内容即发发生的事件的的时间；值班记录显显示；历史趋势显显示，如变压器负负荷曲线、母母线电压曲线线等；保护定定值和自动装装置的设定值值显示等6。输入数据包括：TA和TV变比；保护定值和和越限报警定定值；自动装置的的设定值；运运行人员密码码。数据处理和记录录功能指的是是历史数据的的形成和存储储，及为满足变变电站管理需需要的数据统统计等。主变和馈线线的有功功率率和无功功率率每

44、天都有最最大值最小值值及相应的时时间；母线电电压每天定时时记录的最高高值、最低值及相相应的时间；统计断路器器动作的次数数；断路器切切除故障电流流和跳闸次数数的累计数；控制操作和和修改定值记记录7。 1.3.2 微机保护子子系统微机保护应包括括变电所的全全套保护，具具体有：主变变压器的主保保护和后备保保护；并联电电容补偿装置置的保护；馈馈线的保护等等。微机保护护是综合自动动化系统的关关键环节，它它的功能和可可靠性如何在在很大程度上上影响了整个个系统的性能能。微机保护护子系统中的的保护单元，除除了具有独立立、完整的保保护功能外，还还必须满足以以下要求，也也就是具备以以下附加功能能：(1) 满足保保

45、护装置快速速性、选择性性、灵敏性和和可靠性要求求，它的工作作不受监控系系统和其他子子系统的影响响；(2) 具有故故障记录功能能；(3) 具有统统一时钟对时时功能；(4) 能存储储多种保护整整定值；(5) 能实现现当地显示与多处处观察保护整整定值、能授授权修改保护护整定值；(6) 设置保保护管理机或或通信控制机机，负责对保保护单元的管管理；(7) 通信功功能；(8) 故障自自诊断、自闭锁和自自恢复功能。1.3.3 备备用电源自投投控制备用电源自动投投入是综合自自动化系统的的基本功能之之一，是保证证牵引变电所所系统连续可可靠供电的重重要措施。牵牵引变电所的的备用电源和和备用电源的的自动投入装装置按

46、规定装装设：牵引变变电所的两回回电源进线上上应装设备用用电源自动投投入装置；当当牵引变电所所的牵引变压压器采用固定定备用方式时时，两台牵引引变压器应装装设自动投入入装置8。1.3.4 牵牵引变电所综综合自动化系系统的通信任任务综合自动化系统统的通信功能能包括内部的的现场级通信信和自动化系系统与上级调调度的通信两两部分：一方方面，综合自自动化系统的的现场总线等等多种通信方方式主要解决决自动化系统统内部各子系系统与监控主主机之间的数数据通信和信信息交换等，通通信范围在变变电所内部。通通信介质可采采用双绞线、同同轴光缆或是是光纤等，通通信规约可采采用IEC660870-5-1033；另一方面面，综合

47、自动动化系统必须须兼有RTU的全部功能能，应该能够够将所有采集集的模拟量和和开关状态信信息，以及时时间顺序记录录等远传至调调度端，同时时应该能够接接收调度端下下达的各种操操作、控制、修修改定值等命命令，即完成成新型RTUU等全部四遥遥功能。通道道类型有载波波机、音频实实回线、光纤等，通通信规约有PPOLLNGG和CDT、IEC600870-55-101、IEC600870-55-104等等规约。2. 组态软件件2.1 组态软软件概述组态王是运行于于Microosoft widowws XP/NT/20000中文平平台的全中文文界面的人机机界面软件(HMI)，窗口框架架直观易学易易用。采用了了多

48、线程、CCOM组件等等新技术，软软件稳定可靠靠。组态王软件包由由工程管理器器ProjMManageer、工程浏浏览器TouuchExpplorerr、画面开发发系统TouuchMakk(内嵌与工程程浏览器)和运行系统统TouchhExploorer 和和运行系统TTouchVVew四部分分组成。工程浏览器器用于新工程程的创建和已已有工程的管管理，在工程浏览览器中可以查查看、配置工工程的各个组组成部分，画画面的开发和和运行由工程浏览器器调用画面制制作系统ToouchMaak和运行系系统ToucchVew来来完成的。工程管理器：PProjMaanagerr是计算机内内所有应用工工程的统一管管理环境

49、。ProjMManageer具有很强强的管理功能能，可用于新新工程的创建建及删除，并并能对已有工工程进行搜索索、备份及有有效恢复，实实现数据词典典的导入和导导出等功能。工程浏览器：TTouchEExplorrer是应用用工程的设计计管理配置环环境，进行应应用工程的程程序语言的设设计、变量的的定义管理、连连接设备的配配置、开放式式接口的配置置、系统参数数的配置、WWEB发布管管理、第三方方数据库的管管理等。画面开发系统：TouchhMak是应应用工程的开开发环境。您您需要在这个个环境中完成成画面的设计计、动画连接接、程序编写写等工作。TTouchMMak具有先先进完善的图图形生成功能能；数据词典

50、典库题库提供供多种数据类类型，能合理理地提取控制制对象的特性性；对变量报报警、趋势曲曲线、过程记记录、安全防防范等重要功功能进行简捷捷的操作。运行系统：ToouchVeew是组态王王软件的的实实时运行环境境，在应用工工程的开发环环境中建立的的图形画面只只有在TouuchVeww中运行才能能实时反应现现场的运行情情况。TouuchVeww负责从控制制设备中采集集数据，并存存于实时数据据库中。它还还负责把数据据的变化以动动画的方式形形象地表示出出来，同时已已完成变量报报警、操作记录、趋趋势曲线等监监视、存储功功能，并按实实际需要记录录到历史数据据库中。组态王作为一个个开放型的通通用工程监控控系统，

51、支持持工控行业的的大部分国内内常见的测量量控制设备。遵遵循工控行业业的标准，采采用开放接口口提供第三方方软件的连接接(DDE/OPC/AACTIVEE X等)。用户无需需关心复杂的的通信协议源源代码、无需需编写大量的的图形生成、数数据统计处理理程序代码就就可以方便快快捷地进行设设备的连接、画画面的开发、简简单程序编写写从而完成一一个监控系统统的设计。组态王把每一台台与之通信的的设备(硬件件或是软件)看作外部设设备，为实现现组态王和外外部设备的通通信，组态王王内置了大量量的设备驱动动作为组态王王和外部设备备的通讯接口口，在开发工工程中只需要要根据工程浏浏览器提供的的“设备配置向向导”窗口完成连连

52、接过程，即即可实现组态态王和相应外外部设备驱动动的连接。运运行期间，组组态王就可通通过接口和外外部设备交换换数据，包括括采集数据和和发送数据/指令。每一一个驱动都是是一个COMM对象，这种种方式使驱动动和组态王构构成一个完整整的系统，既既保证了运行行系统的高效效率，又使系系统有很强的的扩展性。通信流程程如图2-1所示。图2-1 组态态王通信流程程图2.2 组态软软件的功能组态王的主要功功能如下:(1) 基本人人机界面功能能。组态王作为为一种应用软软件，有很好好的人机界而而，为用户提提供了丰富的的快速应用设设计的工具，便便利的集成开开发环境。(2) 强大通通讯功能。组态王把每一一台与之通讯讯的设

53、备看作作是外部设备备，目前能连连接PLC、智能能仪表、板卡卡、模块、变变频器等几百百种外部设备备，为实现和和外部设备的的通讯，组态态王内置了大大量设备的驱驱动作为组态态王与外部设设备的通讯接接口。在运行行期间，组态态王就可通过过驱动接口和和外部设备交交换数据，包包括采集数据据和发送数据据指令。(3) 组态王王的大部分驱驱动程序采用用组件(COOM)技术。这种方式使使驱动和组态态王构成一个个完整的系统统，即保证了了运行系统的的高效率，也也使系统有很很强的扩展性性。(4) 组态王王与I/O设备之之间的数据交交换采用以下下五种方式。串行通讯方方式、DDEE方式、板卡卡方式、网络络节点方式、人人机接口

54、卡方方式。(5) 组态王王提供五种冗冗余方式。I/O通讯冗冗余、I/OO设备冗余、计计算机冗余、系系统冗余和网网络冗余。II/O通讯冗冗余是指控制制系统中主机机与外部设备备之间建立两两条连接通道道。在单通道道系统中，外外部设备与主主机之间的通通讯线路一旦旦出现故障，将将中断数据采采集，采用II/O通讯冗冗余后，系统统中主机与外外部设备之间间有两条物理理通道，通讯讯时，若主通通道出现故障障，从通道将将连通，保证证了数据采集集的连续性和和完整性。正正常工作时仅仅使用主通道道与外部设备备通讯，这样样可以减少外外部设备的通通讯负担。当当主通道通讯讯出现中断时，组态态王会自动切切换到从通道道工作，当主主

55、通道恢复通通讯时，组态态王又自动切切换到主通道道，从通道将将自动停止通通讯，系统恢恢复到正常状状态；I/OO设备冗余是是指控制系统统中有两台冗冗余的外部设设备，在单设设备系统中，外外部设备一旦旦出现故障，将将中断数据采采集。采用II/O设备冗冗余，主机可可以同时对两两台外部设备备进行控制。通通讯时，若主主设备出现故故障，从设备备将继续采集集数据，保证证了数据采集集的连续性和和完整性。正正常工作时主主设备采集数数据并将数据据传给组态王王，进行正常常通讯:当主主设备通讯出出现中断时，作作为冗余的从从设备将自动动启动，与组组态王进行通通讯；当主设设备恢复通讯讯时，从设备备将自动停止止通讯，将通通讯的

56、主动权权交给主设备备，系统恢复复正常状态；计算机冗余余是指控制系系统中监控主主机的冗余，是是为了保证系系统的稳定进进行而增加的的功能。在单单一主机系统统中，当主机机需要检修或或出现故障时时，整个系统统都将停止运运行。为避免免这一情形，用用户可以采用用计算机冗余余，即在系统统中增加备用用从机。当系系统正常工作作时，主从机机都启动，但但从机并不采采集实时数据据，而是通过过网络从土机机获取实时数数据，同时负负责对主机的的监听。在主主机停机后，从从机采集数据据并完全取代代主机的功能能。主机恢复复运行后，从从机停止数据据采集，系统统恢复正常状状况；系统冗冗余是在双机机冗余的基础础上实现的，不不需要更改任

57、任何硬件设置置，是指控制制系统中客户户端与监控主主机构成的系系统的冗余。在在单系统中，当当主机需要检检修或出现故故障时，客户户端将不能获获取主机的数数据，在这种种情形下，系系统将会利用用双系统冗余余功能。当系系统正常工作作时，客户端端从主机上获获取数据，在在主机停机后后，客户端将将从主机获取取数据。主机机恢复运行后后，客户端自自动切换为从从主机获取数数据，系统恢恢复到正常状状况；在单一一网络系统中中，当网络出出现故障时，整整个系统都将将停止运行。为为了避免这一一情形，用户户可以采用双双网络冗余的的方法事配置置网络。双网网络冗余是指指控制系统中中实现两条物物理网络连接接(即每台计算算机有两块网网

58、卡)，系统可以以通过两条网网络进行网络络通讯，保证证系统的稳定定、安全运行行。过去在开发控制制系统软件时时，开发者要要选择一种程程序设计语言言来实现上述述功能，往往往软件的编程程量很大，软软件开发成本本很高，开发发周期长，软软件维护量大大，组态软件件就是在这种种需求下产生生。组态软件件将上述常用用的功能组合合在一起形成成一个新的软软件平台，用用户只需在这这个平台下进进行二次系统统开发系统所所需的软件即即可。组态软软件正在代替替各种计算机机语言的软件件开发，其优优点有：提高高系统的功率率和可靠性；缩短项目开开发周期；减减少开发费用用。组态王软件是在在流行的微机机上建立的工工业控制对象象的人机接口

59、口的一种智能能软件包，它它以Winddows 998/winndows NT4.00中文操作系系统为操作平平台，充分利利用了Winndows的的图形功能完完备、界面一一致性好、易易学易用的特特点，它使采采用微机开发发的系统工程程比以往的使使用专用机开开发的工业控控制系统更有有通用性，大大地减少少了工控软件件开发者的重重复性工作，并并可运用微机丰丰富的软件资资源进行开发发。组态软件采用全全新中文Exxploreer界面并拥拥有丰富的绘绘图工具、庞庞大的图形库库(包括大量工工业标准元件件)、支持多媒媒体、支持OODBC数据据库、提供功功能强大的控控件和控制语语言、操作导导向，使用灵灵活、方便，尤尤

60、其提供给用用户以方便的的集成开发环环境，它可使使开发者快速速构造应用系系统，通过共共享可浏览器查看看工程的各个个部分，完全能满足足用户所需要要的测控要求求。组态王可以与一一些常用的II/O设备直直接进行通讯讯，I/O设备包包括：可编程控制制器(PLC)、智能模块块、板卡、智智能仪表等。组组态王的驱动动程序采用AActiveeX技术，是通讯程序序和组态王构构成一个完整整的系统，保保证运行系统统的高效率。为为了方便用户户使用，组态态王中增加了了设备配置向向导，用户只只需要按照安安装向导的提提示就可以完完成I/O设备的的配置工作。在在系统运行的的过程中，组组态王通过内内嵌的设备管管理程序负责责与I/