变电站监控课程设计

西南交通大学峨眉校区变电站监控技术课程设计课程设计题目：《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：2012级姓名：代洪宇指导教师：孟军西南交通大学峨眉校区2015年12月16日西南交通大学峨眉校区变电站监控技术课程设计第I页课程设计任务书专业铁道电气化姓名代洪宇学号20127948开题日期：2015年10月28日完成日期：2014年12月16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.主要设计原则和主要设计标准；2.根据原始资料确定系统应实现的功能，包括调度中心及RTU应实现的功能；3.变电站监控系统的系统构成及配置；4.调度中心：系统构成、系统网络结构、软硬件配置等；5.RTU：系统构成、系统通信网络结构、软硬件配置等；6.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；7.远程通信通道设计：通信通道方案选择及实现8.系统主要设计指标；9.附件：（1）主要工程数量表、（2）主要设备表；（3）系统容量要求表、（4）四遥对象概数表、（5）电力监控系统构成示意图、（6）、各模块硬件电路原理图。10.所有设计内容用A4纸打印成册，包括封面、前言、摘要、设计任务书、设计正文、附件、参考书目等；三、指导教师评语四、成绩指导教师（签章）年月日变电站监控课程设计原始资料西南交通大学峨眉校区变电站监控技术课程设计第II页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：+5℃～40℃相对湿度：10%～90%海拔高度≤1000m大气压力：86～108kpa振动：f10Hz，振幅为0.3mm；10Hz＜f150Hz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≤1Ω2.2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；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）西南交通大学峨眉校区变电站监控技术课程设计第III页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。3.5RTU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，进行系统构成和配置、系统功能设计第2、3周完成系统构成和配置、系统功能设计第4、5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峨眉校区变电站监控技术课程设计第１页前言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。在课程设计中，学生通过方案设计、硬件选择与接线调试，可获得计算机硬件、软件设计及其协调的基本训练。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：变电所综合自动化，电网监控。西南交通大学峨眉校区变电站监控技术课程设计第２页目录前言...........................................................................................................１第1章SCADA系统.................................................................................４1.1SCADA系统的主要设计原则.....................................................４1.2主要设计标准............................................................................４第2章变电站综合自动化系统............................................................５2.1概念..............................................................................................５2.2系统构成......................................................................................５2.3实现的功能.................................................................................７2.4变电站综合自动化系统的方案设计.....................................１１2.5系统硬件配置..........................................................................２５2.6国产化分析.............................................................................２６第3章中央监控系统........................................................................２７3.1概述...........................................................................................２７3.2设计选型原则..........................................................................２７3.3监控系统功能.........................................................................２７3.4中央监控系统组成..................................................................３３3.5中央监控系统的网络配置.....................................................３３第4章通信信道................................................................................３４4.1通信网络的特征......................................................................３４4.2通信网络的技术特征.............................................................３４附录1....................................................................................................３７西南交通大学峨眉校区变电站监控技术课程设计第３页附录2....................................................................................................３８附录3....................................................................................................３９附录4....................................................................................................４１西南交通大学峨眉校区变电站监控技术课程设计第４页第1章SCADA系统1.1SCADA系统的主要设计原则1．电力监控系统由控制中心主控系统电力调度端、变电所综合自动化系统、通信信道三部分组成。电力监控系统通过数据通道，实施对供电系统及设备运行状况的实时监控，及时掌握和处理供电系统的各种事故、警报事件、准确实施调度指挥、事故抢修和故障处理，为电力调度提供自动化管理手段，保障供电系统的安全可靠运行。2．各变电所采用综合自动化系统，变电所综合自动化系统在车站接入主控系统，电力监控设于控制中心的主站设备和通信信道由主控制系统统一考虑。3．电力监控系统应满足实时性、可靠性、可维护性和可扩展性的要求，并具有故障诊断、在线修改等功能。4．变电所综合自动化系统采用分散、分层、分布式系统结构。系统由站级管理层、网络通信层、间隔设备层三部分组成。完成对系统控制、监视、测量、保护、自动控制、所内自动化管理及远程通信等功能。主变电所内设置集中监控台设备，为值班员提供管理界面。5.在车辆段供电车间内设置电力监控复示系统，通过主控系统的信息转发来监视全线供电系统设备的运行情况。1.2主要设计标准《远动系统和设备》（