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1、电力系统监控技术课程设计指导手册兰州交通大学自动化学院电气工程系2011-11-04电力系统监控技术课程设计学院：自动化学院 适用专业：电气工程及其自动化课程设计名称：电力系统监控技术课程设计课程代码 ：3111241学分数：1 学时数：16一、课程设计目的本课程设计是本专业学生在学完电力系统监控技术课程之后所进行的一个综合性的教学实践环节。通过本课程设计，一方面可以使学生获得综合运用学过的知识并设计电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控系统的基本能力，另一方面能巩固与扩大学生的电气综合设计知识，为毕业设计做准备，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。通过本课程设
2、计，学生能运用电气基础课程中的基本理论和实践知识，正确地解决电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程自动监控技术及调度管理，通过对电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控系统设计原则和设计程序及协议转换的掌握，可以提高学生的电力系统监控技术设计的能力，为将来从事铁路电力自动化系统的建设打下基础。二、课程设计的要求进行课程设计前，学生应学习完电力系统监控技术专业课，具备了电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控技术、微机保护、变电站综合自动化、CAD制图等方面的相关知识。学生要按照课程设计指导书的要求，根据题目所给原始参数进行设计。通过设计应能掌握电力系统监控技术方案的确定原则及一般步骤，如何确定主
3、站、子站的功能及其信道和通讯接口的选用等。具体要求有：1、根据远动系统设计原则和程序，主要确定主站、子站的功能组成、信道的选用及其通讯接口等。不进行设备选型和相应的计算；2、学生应掌握电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控技术的基本组成、功能、设计规范、规约内容；3、学会电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控系统设计的设计原则和设计程序，掌握协议转换；4、应用CAD绘制电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控系统原理图，必要时给出二次接线原理图；5、重点掌握部颁Polling规约DL/T634-1999，并能解释帧内容并给出标准帧格式；6、为避免雷同，应采用多电压等级及功能需求有差异的远动
4、系统作为原始资料。三、课程设计的主要内容及设计步骤（一）主要内容电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控系统设计。每个学生根据给定铁路牵引变电所（或地方变电站）相关资料、数据，设计一套简单的远动系统。具体要求：(1) 应用CAD画出各系统原理图及二次接线图；(2) 完成规约的解释；(3) 完成远动系统功能说明书。（二）设计步骤（参考） 设计步骤如下：1) 主站、子站功能需求调查、远动信道的选择；2) 系统拓扑结构确定、子站系统组成设计及四遥功能的实现的设计；3) 子站保护方式配置及整定值计算；4) 子站按单元绘制原理图及二次接线图；5) 子站系统原理组成图绘制及二次接线图绘制；6) 信道及其通
5、讯接口选择及通信规约配置、规约解释；7) 主站系统设计、主站原理组成图绘制；8) 绘制远动系统组成原理图；四、考核评估 通过计算、总结报告和学习态度综合考评，并结合学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神。成绩分优、良、中、及格和不及格五等。考核标准包括：1、课程设计的正确性。2、学生的工作态度、动手能力、创新精神。3、总结报告。总成绩评定：满分为100分，总分=第一项成绩50%+第二项成绩20%+第三项成绩30%，90-100分为优秀，80-89分为良好，70-79分为中等，60-69分为及格，60分以下为不及格。成绩单上按优秀、良好、中等、及格和不及格填写。五、设计时间安排本次课程
6、设计安排1周的时间，具体安排如下：第一天：学习电力系统和电气化铁道牵引供电系统远程监控系统设计原则和设计程序。研究系统主站、子站的功能需求。 第二天：子站系统设计；绘出草图。第三天：主站系统设计；绘出草图。第四天：应用CAD绘制系统原理图、完成规约的解释。第五天：说明书编制。六、课程设计实习题针对附图提供的变电所或开闭所或分区亭进行远动系统模块的设计。1、牵引供电系统的遥信数据采集系统设计内容：1）计算机绘制被控站（RTU端：变电所或开闭所或分区亭）通用系统结构框图（A4）。要求：绘出各种数据点的采集通道（如：模拟量输入、开关量输入、脉冲累计量输入），控制输出通道（模拟量输出、开关量输出、脉宽
7、调制输出），网络通信通道的示意图。2）设计一个具体的MCS51单片机数据采集最小系统（开关量输入数据，路数为16路），开关量输入数据类型为各断路器、隔离开关的状态信息（经过采集电路后的信息）；要求用标准图纸，手工绘制（或专用软件protel等），具体到芯片管脚的连线。3）选用问答式传输规约，以16路开关量为例，编写上传调度中心的遥信数据报文的帧结构；注：主站地址（一般取00H）和子站地址（一般取01H-0FEH）可在符合规约要求的前提下，自行设置。4）计算机绘制（A4纸）相应的遥信数据采集程序流程图，编写遥信数据采集程序2、牵引变电所的遥测数据采集系统设计内容：1）计算机绘制被控站（RTU端：
8、变电所或开闭所或分区亭）通用系统结构框图（A4）。要求：绘出各种数据点的采集通道（如：模拟量输入、开关量输入、脉冲累计量输入），控制输出通道（模拟量输出、开关量输出、脉宽调制输出），网络通信通道的示意图。2）设计一个具体的MCS51单片机数据采集最小系统（模拟量输入数据，路数为16路，A/D转换为12位），模拟量输入数据类型为经过变送器（变送器环节可略）；要求用标准图纸，手工绘制（或专用软件protel等），具体到芯片管脚的连线。3）选用问答式传输规约，结合题目实际，以部分采集数据为例，编写上传调度中心的遥测数据报文的帧结构；注：主站地址（一般取00H）和子站地址（一般取01H-0FEH）可在
9、符合规约要求的前提下，自行设置。4）计算机绘制（A4纸）相应的遥测数据采集程序流程图，编写遥测数据采集程序。3、牵引变电所的遥控数据输出系统设计内容：1）计算机绘制被控站（RTU端：变电所或开闭所或分区亭）通用系统结构框图（A4）。要求：绘出各种数据点的采集通道（如：模拟量输入、开关量输入、脉冲累计量输入），控制输出通道（模拟量输出、开关量输出、脉宽调制输出），网络通信通道的示意图。2）设计一个具体的MCS51单片机数据输出最小系统（开关量输出数据，路数为16路，控制断路器的分、合闸继电器），绘制出开关量输出接口电路；要求用标准图纸，手工绘制（或专用软件protel等），具体到芯片管脚的连线。
10、3）选用问答式传输规约，以调度中心遥控该所某一断路器合闸（或分闸）为例，编写调度中心和该所的遥控过程报文帧结构；注：主站地址（一般取00H）和子站地址（一般取01H-0FEH）可在符合规约要求的前提下，自行设置。4）计算机绘制（A4纸）相应的遥控数据输出流程图，编写遥控数据输出采集程序。4、教师自定综合设计题目七、教材与参考书使用教材：单片机原理与接口技术等电力系统远动，柳永智、刘晓川主编，中国电力出版社，2006年7月电气化铁道微机监控技术，钱清泉主编，中国铁道出版社，2000年11月铁路电力牵引供电远动系统技术规范（TB11017-98），铁道部，铁道出版社，2000年12月铁路电力远动系
11、统工程设计规范（TB10064-2000），铁道部，铁道出版社，2000年12月本次课程设计具体安排：每位老师指导一大组15人左右，每组针对一个实际供电系统主接线图（附图1、图2、图3）进行设计，15个人又分成3个小组，分别对题目中的3个子系统（遥信数据采集系统、遥测数据采集系统、遥控数据输出系统）进行设计。具体到个人，建议大组组内先统一对题图上的各个元件、节点等进行编号（根据需要，比如开关量设计对开关器件进行编号，一般为8位二进制编码；模拟量对采集节点进行编号，一般为电流、电压及功率；另外因为给出的三个主接线图为固定图片，可以打印出主接线手动填写编号），然后再设计。每人针对自己具体所作设计交
12、一份设计报告，报告格式请务必按照参考格式统一制作，要求论文前后内容安排条理清晰，前后衔接紧密，内容充实，格式规范。附图图1 采用双T结线的单线三相牵引变电所图2 纽结型开闭所主接线图3 AT分区所主接线电力系统监控技术课程设计报告格式电力系统监控技术课程设计报告题目：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：评语：成绩目 录采用三级目录1 设计原始资料1.1 具体题目说明1.2 要完成的内容格式与毕业设计模板格式相同。2 硬件设计2.1 各开关元件及数据采集点编号2.1.1 各开关元件编号2.1.2 数据采集点定义2.2 被控站通用系统结构2.2.1 数据采集通道（示意图）2.2.2 控制输出通道
13、（示意图）2.2.3 网络通信信道（示意图）2.3 MCS-51单片机（数据采集或输出）最小系统2.3.1 原理框图2.3.2 系统电路图3 程序设计3.1 数据报文帧结构3.1.1 传输规约3.1.2 主站和子站地址3.1.3 报文帧结构2.5 主要程序设计2.5.1 程序流程图2.5.2 程序清单参考文献引用的文献在正文中用方括号和阿拉伯数字按顺序以右上角标形式标注在引用处。标题中不能出现引用。(1) 参考文献按照在正文中引用的顺序进行编码。(2) 作者一律姓前名后(外文作者名应缩写)，作者间用“,”间隔。作者少于3人应全部写出，3人以上只列出前3人，后加“等”或“et al”。(3) 标
14、题“参考文献”选用模板中的样式所定义的“标题1”，再居中；或者手动设置成字体：黑体，居中，字号：小三，1.5倍行距，段后11磅，段前为0。(4) 参考文献正文汉字设置为字体：宋体，居左，字号：五号，多倍行距1.25行，段后、段前均为0。参考文献正文英文设置为字体：Times New Roman，居左，字号：五号，多倍行距1.25行，段后、段前均为0。(5) 按照引用的文献类型不同使用不同的表示方法。 专著(注意应标明出版地及所参阅内容在原文献中的位置)，表示方法为：序号 作者.书名M.版本(第一版).出版地：出版者，出版年. 期刊，表示方法为：序号 作者 .题名J.刊名，出版年，卷(期)：起止页码. 会议论文，表示方法为：序号 作者.题名A.见 (In):编者.论文集名 C.出版地：出版者，出版年.起止页码. 电子文献，表示方法为：序号 作者.题名电子文献载体类型.出版地:出版者,发表或更新日期. 学位论文，表示方法为：序号 作者.题名D.保存地点：保存单位，年份. 专利文献，表示方法为：序号 专利申请者.题名 P.专利国别
