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1、题 目：变电站监控技术课程设计院 系：电气工程系 专 业：铁道电气化 年 级：2009级 姓 名：谭思成 指导教师：孟 军 西南交通大学峨眉校区2012年10月28日课 程 设 计 任 务 书专 业 铁道电气化 姓 名 谭思成 学 号 20097974 开题日期：2012 年 9 月 3 日 完成日期：2012 年 10 月 28 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
2、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
3、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；10Hzf1
4、50Hz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；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
5、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
6、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
7、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 / 摘要变电站监控技术的核心是SCADA系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统通过对变电站的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号分别进行采集，经过功能的重新组合，并按照预定的程序和要求对变电站实现
8、自动化监视、测量、协调和控制的集合体和全过程。SCADA系统的核心是调度中心和RTU（远程终端装置），其中调度中心能监视和控制各个变电所及线路的各个方面，RTU负责采集各个设备的状态量以及接收调度中心发来的操作信号。 关键词：SCADA系统，变电站综合自动化，调度中心，RTU目录第1章 设计概述21.1 主要设计原则21.2 主要设计标准21.3 系统实现的功能2第2章 变电站综合自动化系统42.1 概念42.2 系统构成42.3 实现的功能6第3章 调度中心123.1 调度中心概况123.2 调度中心配置12第4章 远程终端装置（RTU）174.1 RTU的结构模式174.2 RTU的通信网
9、络设计184.3 系统硬件配置24第5章 通信信道265.1 现场总线265.2 以太网26第6章 模拟量输入硬件电路276.1 十六位最小系统电路276.2 模拟量采集电路28第7章 系统主要设计指标297.1 测控精度297.2 有实时数据的画面整幅调出响应时间：297.3 数据处理速度297.4数据通信307.5 双机自动切换307.6 历史数据存档307.7 系统可用率307.8 平均无故障时间307.9 环境条件30后记32参考文献33附录34附录35附录36附录37第1章 设计概述1.1 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
10、：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。1.2 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）1.3 系统实现的功能1、 遥测：即应用通信技术传送被测量的测量值。2、 遥信：应用通信技术完成对设备状态信息的监视。3、 遥调：应用通信技术，完成改变运行设备状态的命令。4、 遥控：当调度控制中心需要直接抑制发电厂、变电
11、所中的某些设备，如断路器的合闸、分间，发电机的开机、停机等，就发出相应的控制命令。5、 与继电保护相关的功能（如故障录波、测距、小电流接地选线等）。6、 接口功能（与微机五防、电源、电能表计、全球定位（GPS ）等设备的接口）。7、 系统功能（与主站通信、当地SCADA等）。第2章 变电站综合自动化系统2.1 概念变电站是是牵引供电系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对供电网络的安全运行起着举足轻重的作用。传统变电站设备，以人工操作为主，无法满足牵引供电系统安全、稳定和经济、可靠运行的要求。因此，必须采用先进技术，提高变电站的自动化管理水平。变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技
