【正文】 本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學院領(lǐng)導小組綜合評定成績： 學院領(lǐng)導小組負責人： 年 月 日 摘 要 由于變電站是電力系統(tǒng)中直接為生產(chǎn)提供電源的一個重要環(huán)節(jié)，變電站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控和保護功能具有十分重要的意義。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學?？?以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)已成為一種必然趨勢和發(fā)展方向。 Supervisory software。隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，人們對電力監(jiān)控系統(tǒng)的要求越來越高。 (2)自動控制功能 (如有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補償電容器的綜合控制 (VQC)。 變電站對計算機監(jiān)控系統(tǒng)的要求是多方面的，主要有以下幾個方面： 基本功能應(yīng)能滿足現(xiàn)場提出的檢測，控制與通信的要求。在可靠性要求特別高的場合，要采用雙機或雙重化系統(tǒng)。各種功能在微機硬件支持下，由軟件和人機接口設(shè)備、輸入和輸出等設(shè)備協(xié)調(diào)完成?？s短了管理的距離。 4) 不具備實時監(jiān)控的要求。變電站綜合自動化系統(tǒng)具有保障自診斷功能 , 發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象及時報警。由于綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)具備強大的數(shù)據(jù)采集及通訊功能 , 減少了人工抄表等一系列工作量 , 且能實現(xiàn)“四遙”、無人值守的狀況 , 可以達到減員增效的目的 [3]。礦井年最大負荷利用時數(shù)為 4500 小時，當?shù)仉娰M 月 /KW。 ，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障和損壞也無法找到合適的零部件更換，造成設(shè)備癱瘓、無法運行。 （ 4） 對斷路器和隔離開關(guān)的操作實現(xiàn)閉鎖功能，并且提示正確操作，以減少操作人員的失誤，避免事故。 變配電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為集中式和分層分布式兩種形式。分層分布式綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)一般分為三層，從底層往上層依次是 :間隔層、通信管理層、站控層。間隔層也就是下位機系統(tǒng)，按斷路器間隔劃分，包括主變監(jiān)控保護單元、主變后備保護單元、線路監(jiān)測保護單元、電容器保護單元等。完成不同協(xié)議的轉(zhuǎn)發(fā)、實現(xiàn)不同系統(tǒng)的 應(yīng)用軟件通信的透明傳輸。間隔級在橫向按站內(nèi)一次設(shè)備（主變、線路等）分散配置。在 DTE 和 DCE 之間傳輸信息時必須有協(xié)調(diào)的接口，國際組織對 DTE 和 DCE 之間物理連接的有關(guān)特性制定了多個標準。 (3)現(xiàn)場總線的主要優(yōu)點 作為現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場總線適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，并按國際標準化組織和開放系統(tǒng)互聯(lián)提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，具有互操作性好，開放式網(wǎng)絡(luò)，可靠性高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，通 信速率快，行人低，維護成本低等特點。 4)降低了系統(tǒng)及工程成本 對大范圍、大規(guī)模 I/O 的分布式系統(tǒng)來說，省去了大量的電纜、 I/O 模塊及電纜敷設(shè)工程費用，降低了系統(tǒng)及工程成本。 4)數(shù)據(jù)分析和整理等功能。 因此，組態(tài)軟件作為變電站監(jiān)控后臺軟件系統(tǒng)的首選 [4]中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 3 組態(tài)軟件 組態(tài)軟件概述 分布式控制系統(tǒng) (DCS，又稱集散式控制系統(tǒng) )的出現(xiàn)和發(fā)展，催生了“組態(tài)”(configuration)這個概念。其由驅(qū)動軟 件和硬件設(shè)備兩部分構(gòu)成。最新的 InTouch 版 將世界領(lǐng)先的 HMI 軟件與卓越的先進圖形技術(shù)相結(jié)合，從而使客戶獲得運行和工程生產(chǎn)率上的顯著提高。組態(tài)王也提供多種硬件驅(qū)動程序。中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 Intouch簡介 Wonderware 的 Intouch 軟件是最早進入我國的組態(tài)軟件，其專注于軟件的開發(fā)，提供最大的可擴展性和上層網(wǎng)絡(luò)的支持。 Intouch 軟件率先引入 Microsoft Windows 操作系統(tǒng)。 鑒于 Intouch 的這些優(yōu)點，本設(shè)計選擇使用 Intouch 組態(tài)軟件作為平臺實現(xiàn)對變電站的監(jiān)控。為了創(chuàng)建運行時數(shù)據(jù)庫， Intouch 需要了解所有要創(chuàng)建的變量的有關(guān)信息。例如，鍵被按下、窗口被打開、值發(fā)生改變等。 Quick Function：可以從其他 Intouch Quick Script 或動畫鏈接表達式中進行調(diào)用的腳本。對于動作腳本，即給某個窗口對象定義一系列動作，當對象的事件觸動時，即執(zhí)行腳本內(nèi)容。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 圖 34 離散型標記名的配置對話框 模擬類報警對應(yīng)于整型或?qū)嵭蜆擞浢? 分布式報警系統(tǒng)支持將報警記錄到 Microsoft SQL Server 或 MSDE 之類的數(shù)據(jù)庫。點擊工具欄 圖標，將實時趨勢圖粘貼在窗口內(nèi)（圖 36）。同時，要啟用歷史記錄功能。也讓監(jiān)控系統(tǒng)更有層次，更全面。 InTouch HistData 程序還包含自己的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫。由西王莊做工作回路（圖 41）。通過主界面，還能看到數(shù)字的動態(tài)顯示、同時可對斷路器和隔離開關(guān)進行實時操作。在本設(shè)計中，為了實現(xiàn)這樣的操作，斷路器和隔離開關(guān)都由兩個不同狀態(tài)的元件疊在一起，一個元件表示其斷開狀態(tài)，另外一個表示其閉 合狀態(tài)。 glkg1==0 時， glkg2 失效。 //彈出“提示”窗口 ELSE IF kczd==1 THEN //可操作燈為綠時 glkg1=1。 在主接線圖中，輸入了正確的密碼確認了身份，可操作燈變?yōu)榫G色后，對斷路器、隔離開關(guān)操作如果順序不正確時，會彈出提示窗口，提示用戶正確操作。（只有在斷路器分閘狀態(tài)，才能操作隔離開關(guān)或手車才能從工作位置退至試驗位置，才能合上接地開關(guān)） 防止誤入帶電室。（只有操作指令與操作設(shè)備對應(yīng)才能對被操作設(shè)備操作） 防止接地開關(guān)處于閉合位置時關(guān)合斷路器、負荷開關(guān)。 ENDIF。 //斷路器閉合 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 ENDIF。 glkg1==1 時不可見。如圖 46。 圖 43登錄框 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 圖 44 主界面 主 接線圖 本界面為監(jiān)控系統(tǒng)的核心界面，功能較多、較集中（圖 45）。 礦區(qū)西家莊站為 110kV 變電站，其 35kV 母線最大運行方式下的短路容量為 400MVA，最小運行方式下短路容量為 300MVA，繼電保護的動作時間為 秒?？梢詫⑹录蛿?shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，也可以從該數(shù)據(jù)庫中調(diào)入數(shù)據(jù)供系統(tǒng)使用。 通過安全性的設(shè)置，可實現(xiàn)對不同身份的人進行識別，然后授予其不同的操作權(quán)限。點擊 添加歷史曲線圖，配置方法與實時趨勢相似。 實時趨勢是動態(tài)的，在運行期間不斷更新。 報警記錄： Alarm DB Logger 會創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，以記錄報警發(fā)生、子狀態(tài)轉(zhuǎn)換、確認以及恢復正常的時間，這些數(shù)據(jù)會形成系統(tǒng)中的永久或準永久性報警歷史記錄。 用戶可以通過標記名字典中的“詳細和報警”來設(shè)置報警條件，可以配置報警狀態(tài)是對應(yīng)于離散型標記名的 TRUE 狀態(tài)還是 FALSE 狀態(tài)，以及相關(guān)的報警優(yōu)先級。條件腳本的使用在本設(shè)計中應(yīng)用較多，用于事故的判斷，如線路電流是否大于保護整定值等。 數(shù)據(jù)改變腳本：僅鏈接到標記名和（或）標記名點域。 腳本 編寫 Intouch 腳本是 Intouch 應(yīng)用程序最強大的功能之一。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 圖 31“文本”動畫鏈接畫面 標記名字典 “標記名字典”（運行時數(shù)據(jù)庫）是 Intouch 的核心。 Intouch 軟件經(jīng)過技術(shù)人員的多次測試，性能超群。Window Viewer 可以執(zhí)行 Intouch Quick Script、執(zhí)行落實數(shù)據(jù)記錄與報告、處理報警記錄與報告，并可以充當 DDE、 Suite link 通信協(xié)議的客戶端和服 務(wù)器 [8]。 （ 6） MCGS： MCGS 是北京昆侖通態(tài)的產(chǎn)品，出現(xiàn)比較晚，但功能強大。 WinCC 內(nèi)嵌 OPC 支持，并可對分布式系統(tǒng)進行組態(tài)。下面就對幾種組態(tài)軟件分別進行介紹。 變電所綜合自動化系統(tǒng)的后臺監(jiān)控組態(tài)軟件的開發(fā)屬于工控組態(tài)的范疇。 現(xiàn)場工程師在使用組態(tài)軟件時只需要進行數(shù)據(jù)組態(tài)，再在圖形組態(tài)環(huán)境下把被控對象(如微機保護裝置、電壓表、直流屏 )形象地畫出來，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)連接把被控對象的屬性與 I/O 設(shè)備的實時數(shù)據(jù)進行邏輯連接。 3)現(xiàn)場智能儀表裝置的控制和操作。 3)系統(tǒng)可靠性高、可維護性好 基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替代一對一的 I/O 連線，對于大規(guī)模 I/O 系統(tǒng)來說，減少了由接線點造成的不可靠因素。 (2)現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)生的意義 現(xiàn)場總線技術(shù)是實現(xiàn)現(xiàn)場級控制設(shè)備數(shù)字化通信的一種工業(yè)現(xiàn)場層網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；是一次工業(yè)現(xiàn)場級設(shè)備通信的數(shù)字化革命。 變電站監(jiān)控系統(tǒng)常用通信技術(shù) 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的通信是隨著本身的發(fā)展和通信技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，它主要有串口通信、現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)三個階段。 站級監(jiān)控主機采用高性能工控機或服務(wù)器 ，監(jiān)控軟件平臺采用專業(yè)組態(tài)監(jiān)控軟件，具有高可靠性、實用性、可維護性以及高度的可擴展性。間隔層的設(shè)備還包括 UPS、變頻調(diào)速器、直流屏、小電流接地選線裝置、無功補償控制裝置、智能消諧裝置、電度表、多功能表以及其他智能裝置。站級控制單元通過串口與各一次電力設(shè)備屏柜相連，并與上位機和遠方調(diào)度中心通信。但因其集保護功能、人機功能、“四遙”功能、自檢功 能于一身，具有工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，性價比比較高的特點，仍適用于一些小型變電站。中央監(jiān)控主機是本系統(tǒng)的集中管理中心。 （ 2） 在主接線圖界面，通過身份驗證，可以實現(xiàn)對斷路器及隔離開關(guān)的在線操作。 電源的地理接線如圖 11： 型號 額定容量（ KVA） 額定電壓（ KV） 額定損耗（ KW） 阻抗電壓% 空載電流 % 連接組別 外形尺寸（ mm） 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 表一 主變壓器主要數(shù)據(jù) 李家屯35 站西王莊11 0 站東湖龍35 站 圖 11電源地理接線圖 對于礦井的供電網(wǎng)絡(luò)中的核心部分 — 地面 35KV 變電站來說，從該變電站正式投運到目前為止，由于種種原因，變電站基本內(nèi)部設(shè)備沒有進行過更新，特別是變電站二次設(shè)備， 更是保持在礦井投產(chǎn)時的水平，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ，大部分繼電器嚴 重老化，保護動作不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)保護拒動和保護誤動情況。礦區(qū)地震裂度為七度。變電站綜合自動化系統(tǒng)采取計算機和先進的通信技術(shù) , 可實現(xiàn)資源和信息共享 ,同時大規(guī)模的集成電路結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功能強 ,與傳統(tǒng)變電站相比 , 其性能大大提高 , 控制室面積減少。由于變電站綜合自動化 系統(tǒng)中有電壓、無功自動控制功能 , 可大大提高電壓合格率 , 降低損耗 , 節(jié)約電能 , 保證電氣設(shè)備的正常運行。 3) 占地面積大 , 增加征地資金。 6)站內(nèi)溫度、濕度 、污染，振動，特別是強電磁干擾都對監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行帶來不利影響，必須采用有效技術(shù)措施，使監(jiān)控系統(tǒng)滿足現(xiàn)場運行環(huán)境和電磁兼容技術(shù)標準的相關(guān)要求。 此外還有可擴充性和可維護性 [1]。實踐表明，在計算機系統(tǒng)的故障中接口的故障率是最高的。 中國礦業(yè)大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求 變電站綜合自動化改善了傳統(tǒng)變電站電力系統(tǒng)安全性不高、穩(wěn)定性不好以及不夠經(jīng)濟、優(yōu)化的不足。運用變電站監(jiān)控組態(tài)軟件，變電站工作人員只需要簡單地進行相應(yīng)的參數(shù)組態(tài)工作，就能夠?qū)崟r、直觀了解和監(jiān)控整個變電站設(shè)備的運行情況