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分类号密级：太原理工大学硕士学位论文题目:介休洗煤厂35KV变电站综合自动化系统的设计英文题目:Adesignofthe35KVsubstationintegratedautomationsysteminJiexiucoal研究生姓名:张智慧学号:S20080433专业:模式识别与智能系统研究方向:工业自动化导师姓名:张国钧职称:副教授学位授予单位：太原理工大学论文提交日期:2011/4地址：山西•太原太原理工大学声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：○1学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；○2学校可以采用影印、缩印或其它子复制手段复制并保存学位论文；○3学校可允许学位论文被查阅或借阅；○4学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；○5学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：太原理工大学硕士学位论文I介休洗煤厂35KV变电站综合自动化系统的设计摘要变电站是变换电压和交换电能的场所，由电力变压器和配电装置组成。变电站能否安全、可靠的运行，对工矿企业、医院、国防、交通都有着重要意义。而变电站的安全、可靠运行却在很大程度上取决于它的二次设备。近些年来，计算机软硬件技术、网络通信技术以及控制技术的发展迅猛，被越来越多的应用在工业控制的各个领域。变电站综合自动化系统就是将这些技术应用在变电站，实现对变电站供电网络的在线数据监测、开合闸控制、线路保护以及运行历史数据存储。同时变电站系统对这些新技术的渴望也越来越强烈，如变电站的操作对于实时性的要求越来越高，发生异常时应该立即做出动作采取相应措施，这就要求数据通信传输速度越来越快；再有对于经常出现的故障以及设备服役到年限的一些情况应作出预判，这就要求计算机软件系统有强大的数据库以及更加人性化的人机界面设计，同时也要求计算机硬件配备更高速运算的CPU；现有的变电站都在相对偏远的郊区而且大多数需要工作人员24小时值守，运行成本较高，无人值守站变电站需求越来越迫切。本文针对汾西矿业集团介休洗煤厂变电站的供电网络的技术要求，对其变电站综合自动化系统进行合理的设计。该系统采用现场总线网络系统结构，对变电站中各供电回路和母联回路中的电流、电压、电网频率、有功和无功功率、电度量等物理量进行数据采集、分析和处理，并将其传送到后台人机界面，通过人机友好界面呈现在操作人员的面前。操作人员可以观察到这些指标的实时变化，同时也可以在监控室实现对一次设备的控制以及保护整定值等参数的修改；系统还具备多种线路保护和报警功能，一旦出现故障，微机控制单元会自动采取相应保护动作并发出报警信息，太原理工大学硕士学位论文II大大提高变电站的安全性和可靠性，同时也减少了人员配置；上位机监控软件能够对变电站运行中的部分历史数据和曲线进行存储备份，为故障分析以及报表整理提供方便。该变电站综合自动化系统选用SIEMENSSIPROTEC4测控单元以及微机保护单元，这些设备有多种国际标准的通讯规约可供选择，兼容非常好。同时选用PNetPowerV6.0专用的电力监控组态软件，它很好的结合了通用组态软件的和电力专业技术，监控画面的开发方便简捷。文章首先对变电站综合自动化系统的发展做了简单介绍，其次详细的分析研究各个硬件单元的作用、工作原理、功能参数设置以及接线调试；第三，对系统软件界面的编辑设计、数据连接、图形报表保存分析等做详细的探讨；最后对本变电站自动化系统做了整体剖析并对未来发展做出展望。经过深入介休洗煤厂变电站现场与工作人员进行交流，了解系统的软硬件组成和工作原理，掌握现有变电站在实际运行中存在的一些问题。同时向多位在输配电专业有经验的老师请教，并同SIEMENS能源集团和北京力控的资深工程师进行深入的探讨，对方案的可行性、合理性、经济性、开放性做了全面的评估。然后进行了设备的选型设计、硬件的接线与功能设计，监控软件的设计等工作，最终完成了该变电站综合自动化的设计。关键词：变电站，综合自动化，Profibus总线，SIPROTEC4太原理工大学硕士学位论文IIIADESIGNOFTHE35KVSUBSTATIONINTEGRATEDAUTOMATIONSYSTEMINJIEXIUCOALABSTRACTSubstationistheplacewherevoltagecanbetransformedandelectricitycanbeexchanged,itiscomposedbythepowertransformeranddistributiondevices.Thesafetyandreliabilityofthesubstationhasimportantsignificanceforindustrialenterprises,hospital,nationaldefenseandtraffic,whichisdirectlydeterminedbythesafeandreliableoperationintransformersubstation,andthenwhethersubstationcanrunreliablargelydependsonitssecondaryequipment.Inrecentyears,hardware,software,network,communicationandthecontroltechnologyhavedevelopedrapidly,thesenewtechnologiesaremoreandmoreusedinindustrialcontrolfields.Substationsystemisalsobecomingmoreandmoreintensedesireforthesenewtechnologies.Insubstationautomationsystem,whenanexceptionoccursshouldimmediatelymakecorrespondingmeasures,whichrequiresthedatatransmissionfaster;Again,formanyfrequentequipmentfailureanddamagewhichiscausedbyworkingforlongtimes,systemshouldpredictthesituation,andtheseactionrequirethecomputersystemhasapowerfuldatabasesoftwareandmoreuser-friendlyman-machineinterfacedesign,butalsorequiresacomputerequippedwithhigh-speedCPU;Asmanysubstationslocalinrelativelyremoteruralareas,andneedtheworker24hoursonduty,sotheunattendedsubstationstandingmoreurgentneed.Inthispaper,basedonpowersupplynetworktechnicalrequirementsinJiexiucoalsubstation,areasonabledesignhasbeenmadeforsubstationautomationsystems.Itusesthefieldbusnetworkstructure,thecurrent,voltage,powerfrequency,activeandreactivepower,powermeasurementandother太原理工大学硕士学位论文IVphysicaldata,inbusbarcircuitsandpowersupplycircuit,canbecollected,analysised,processed,alsosenttothebackinterfacewhichispresentedtotheoperatorthroughfriendlyMan-machineinterface.Theworkercanobservethereal-timechangesoftheseindicatorsandcontrolprimarydeviceandsetprotectionvalueparametersthroughcomputers;Thesystemalsohasmultiplelineprotectionandalarmfunctions,oncetheeventofafailurehappened,thecomputerwillautomaticallytakeappropriateprotectiveaction,itgreatlyimprovethesafetyandreliabilityofthesubstationandreducethestaffing;Themonitoringsoftwarecanbackupthecurveandhistoricaldataforfailureanalysis.ThissubjectwhichdesignthesubstationautomationsystemselectSIEMENSSIPROTEC4input/outputUnitandmulti-functionalprotectivrelayunit,thesedevicesequipavarietyofinternationalcommunicationstandardprotocolstochoose,soithasgoodcompatibility.ItusePNetPowerV6.0,adedicatedpowermonitoringconfigurationsoftware,whichcombinescommonconfigurationsoftwareandthepowerprofessionaltechnology,facilitatingandsimplifingthedevelopmentofmonitoringpicture.Thispaperfirstintroducebrieflythedevelopmentofintegratedsubstationautomationsystem,followedbyadetailedanalysisoftheroleofthevarioushardwareunits,principle,functionparametersettingsandwiringdebugging;third,indetailanalyzethedesignofthesystemsoftwareinterface,dataconnection,graphicssavethereport;Finally,makedeeplyanalyzethesubstationautomationsystemasawholeandprospectthefutureofitsdevelopment.AftercommunicationwiththestaffwhoworkinginJiexiucoalsubstation,Iunderstandthesystemhardware/softwarecomponents、workingprincipleofcontrol、andsomeproblemsintheexistingsubstationactualoperat