【正文】 量采用標(biāo)準(zhǔn)化的功能模塊，對接口的可靠性要給予特別重視。計(jì)算機(jī)要能長期連續(xù)工作，要具有較強(qiáng)的抗干擾能力和自檢自恢復(fù)功能?？偟脑瓌t是在技術(shù)上容許的條件下力求到先進(jìn)水平（包括各項(xiàng)功能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）。最后兩節(jié)介紹了礦井變電站的基本設(shè)備、結(jié)構(gòu)和主要功能。對礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)有一個(gè)全面的了解后，就能得到變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的整體需求。第六章 總結(jié)與展望。第四章 創(chuàng)建了新中央變電所的監(jiān)控系統(tǒng)，包括建立井下監(jiān)控工程、井下監(jiān)控工程動(dòng)畫連接設(shè)置、報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù)的設(shè)置、報(bào)表輸出、曲線顯示和安全機(jī)制。最后一節(jié)，介紹了礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能。三節(jié)詳細(xì)論述了課題來源和內(nèi)容。（5）出現(xiàn)事故時(shí)，會(huì)彈出提示界面，告之發(fā)生意外請求處理，進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)。（3）對斷路器和隔離開關(guān)的操作實(shí)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。本監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)為：（1）通過主接線圖可以清晰的看到變電站的一次接線情況，并且可以直觀的監(jiān)控到整個(gè)變電站供電系統(tǒng)的狀態(tài)和運(yùn)行情況。由于本人專業(yè)知識(shí)很有限，且關(guān)于煤峪口礦井下變電站的資料掌握不夠全面，該系統(tǒng)也不能實(shí)現(xiàn)實(shí)際的鏈接。當(dāng)條件受限制時(shí)，其中一回電源線路可引自本條規(guī)定的同種設(shè)備的配電點(diǎn)處： 1暗主井提升設(shè)備、主井裝載設(shè)備、大巷強(qiáng)力帶式輸送機(jī)、主運(yùn)輸用的井下電機(jī)車充電及整流設(shè)備；2經(jīng)常升降人員的暗副斜井提升設(shè)備、副井井底操車設(shè)備、元軌運(yùn)輸換裝設(shè)備；3供綜合機(jī)械化采煤的采區(qū)變(配)電所；4煤與瓦斯突出礦井的采區(qū)變(配)電所；5井下照明；6不兼作礦井主排水泵的井下煤水泵、井底水窩水泵；7井下運(yùn)輸信號(hào)系統(tǒng)；8井下安全監(jiān)控系統(tǒng)分站。電源線路應(yīng)引自不同的變壓器和母線段，且線路上不應(yīng)分接任何其他負(fù)荷： 1井下主排水泵；2下山采區(qū)排水泵；3兼作礦井主排水泵的井下煤水泵；4經(jīng)常升降人員的暗副立井絞車；5井下移動(dòng)式瓦斯抽放泵站；6風(fēng)機(jī)。，報(bào)警的自動(dòng)化程度不完善，也帶來一旦出現(xiàn)電力設(shè)備故障，值班人員和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)不能及時(shí)得知情況，不能做到故障的及時(shí)處理，嚴(yán)重影響電力設(shè)備的安全、正常運(yùn)行。，輸出電壓不穩(wěn)定且波動(dòng)大，無法保證變電站二次設(shè)備的直流供電的要求。礦井年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)為4500小時(shí)，基本電費(fèi)按安裝容量計(jì)收為5元/。 課題來源及內(nèi)容本課題來自同煤集團(tuán)煤峪口礦井下變電站，研究對象為該變電站監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)。同時(shí)由于采用了技術(shù)先進(jìn)的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)來取代占地多、操作陳舊的模擬控制屏，使得所有的操作更加安全、可靠、方便。屏柜的數(shù)量較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式大量減少。把微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)與傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)相比較，傳統(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)與微機(jī)保護(hù)裝置系統(tǒng)的主要區(qū)別，在于用微機(jī)控制的多功能繼電器替代了傳統(tǒng)的電磁式繼電器，并取消了傳統(tǒng)的信號(hào)屏等裝置，相應(yīng)的信號(hào)都輸入至計(jì)算機(jī)。在系統(tǒng)功能方面，系統(tǒng)與用戶之間的交互界面為視窗圖形化顯示，利用鼠標(biāo)控制所有功能鍵等標(biāo)準(zhǔn)方式，使操作人員能直觀地進(jìn)行各種操作。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想方面,完整的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)除在各控制保護(hù)單元保留緊急手動(dòng)操作跳、合閘的手段外，其余的全部控制、監(jiān)視、測量和報(bào)警功能均可通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來完成。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)已滲透到了世界每個(gè)角落。目前，國產(chǎn)化的變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在工況企業(yè)中運(yùn)用的已經(jīng)很多，但仍然存在障礙，其主要原因如下：（1）由于設(shè)計(jì)院對傳統(tǒng)的繼電器控制保護(hù)系統(tǒng)有長期的運(yùn)行、設(shè)計(jì)和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，故一般認(rèn)為老系統(tǒng)的可靠性高；（2）國產(chǎn)化的變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)目前在國內(nèi)尚未普及，僅在個(gè)別地區(qū)供電部門的大力推薦下，在當(dāng)?shù)氐囊恍┳冸娬局虚_始嘗試這一新技術(shù)；（3）進(jìn)口的變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)價(jià)格昂貴，只有部分大型新建的并由外資貸款的工程，由于外方對技術(shù)水平的要求，全套引進(jìn)這部分的技術(shù)設(shè)備；（4）目前操作人員的素質(zhì)不高，對新系統(tǒng)缺乏了解。因此，開發(fā)專用的變電站監(jiān)控組態(tài)軟件成為滿足變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然選擇。監(jiān)控軟件作為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，集數(shù)據(jù)采集、顯示、控制、通信等功能于一體，是變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)工具。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理和傳輸?shù)燃夹g(shù)，對變電站監(jiān)控系統(tǒng)功能進(jìn)行重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，取代了傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，而且與變電站端RTU合二為一，實(shí)現(xiàn)了軟硬件和信息資源共享。遠(yuǎn)方調(diào)度值班人員也可通過遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，將控制和調(diào)節(jié)命令傳送給變電站端RTU，實(shí)現(xiàn)對斷路器和變壓器的“遙控”和“遙調(diào)”。除傳統(tǒng)的監(jiān)視，測量和控制系統(tǒng)外，變電站增加了一套遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置(R1m)。(2)變電站傳統(tǒng)的監(jiān)視、測量和控制系統(tǒng)的改進(jìn)階段隨著電網(wǎng)的發(fā)展，變電站傳統(tǒng)的監(jiān)視，測量和控制系統(tǒng)不能滿足安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。測量和控制系統(tǒng)階段由各種繼電器，測量儀表，控制開關(guān)、光字牌、信號(hào)燈、警鈴、喇叭及相關(guān)一次設(shè)備的輔助觸點(diǎn)通過導(dǎo)線，并根據(jù)特定邏輯關(guān)系連接，構(gòu)成變電站的二次回路，實(shí)現(xiàn)變電站的監(jiān)視、測量、告警和控制功能。由于監(jiān)控系統(tǒng)比老式變電站的聲光報(bào)警系統(tǒng)具有很大的優(yōu)越性和可靠性，所以變配電站監(jiān)控系統(tǒng)在已建變電站的應(yīng)用中已經(jīng)得到了充分的肯定，通過總結(jié)其使用的經(jīng)驗(yàn)和分析存在的問題，為新建的裝置變電站在綜合自動(dòng)化技術(shù)方面的使用提供參考，從而使該技術(shù)在變電站安穩(wěn)供電工作中得到更好的應(yīng)用。保證了變電站以后的正常運(yùn)行維護(hù)以及工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。變電站監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對變電站所有智能電氣設(shè)備的監(jiān)視和控制。關(guān)鍵詞：井下變電所；監(jiān)控系統(tǒng)；組態(tài)工具軟件?？梢曰緦?shí)現(xiàn)對整個(gè)變電站運(yùn)行情況的監(jiān)控。在主界面上，能顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息，也可以對各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和操作。本文以煤峪口礦井下變電站為背景，比較了各種組態(tài)工具軟件的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了監(jiān)控組態(tài)軟件的發(fā)展過程，提出了一種簡單的基于MCGS軟件的井下變電站監(jiān)控設(shè)計(jì)方案。為了提高井下供電的安全性，對井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，迅速處理，開發(fā)了煤礦井下變電所監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。井下區(qū)域變電站是井下各分采場的樞紐，直接影響礦井的生產(chǎn)和安全?；贛CGS組態(tài)軟件的變電站監(jiān)控設(shè)計(jì)摘要:隨著煤礦企業(yè)機(jī)械化水平的提高,井下電氣設(shè)備愈來愈多,煤礦井下供電系統(tǒng)安全性日益突出。煤礦井下變電所主要由中央變電所和若干個(gè)采區(qū)變電所組成。目前變電站內(nèi)設(shè)備巡視和操作全部靠人工操作，地面調(diào)度人員對變電站的運(yùn)行信息完全依靠值班員電話傳遞，不能直觀快速的了解控制變電站的運(yùn)行狀況，尤其是出現(xiàn)掉電事故時(shí)就剛為明顯。該監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)施方便，維護(hù)簡單，工作量小，可實(shí)時(shí)監(jiān)測井下每個(gè)變電所開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，還能進(jìn)行地面遙控開關(guān)的分、合閘及漏電試驗(yàn)等操作，實(shí)現(xiàn)變電所無人值守。在MCGS基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)確定開發(fā)方案，列出監(jiān)控的畫面層次，具備變電站監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能。當(dāng)變電站或開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，會(huì)彈出提示進(jìn)行報(bào)警等。最后，對本論文論述的這套系統(tǒng)做了總結(jié)和展望。MCGS 目 錄第一章 引言 1 1 1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀 2 發(fā)展變電站監(jiān)控系統(tǒng)的必要性 2 課題來源及內(nèi)容 3 論文組織結(jié)構(gòu) 6第二章 礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)的分析 8 8 常規(guī)礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)的狀況及缺點(diǎn) 9 礦井變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的提出及其優(yōu)點(diǎn) 9 礦井變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及組成 10 礦井變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 10 礦井變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 11 礦井變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 16 數(shù)據(jù)采集與處理功能 16 控制操作功能 17 報(bào)警及處理功能 18 人一機(jī)聯(lián)系與運(yùn)行管理功能 18第三章 組態(tài)軟件 20 組態(tài)軟件概述 20 組態(tài)軟件的發(fā)展情況 20 MCGS組態(tài)軟件簡介 21 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 22 MCGS組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn) 23 MCGS組態(tài)軟件的工作方式 25第四章 基于MCGS組態(tài)軟件的礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 26 建立井下監(jiān)控工程 26 井下監(jiān)控工程動(dòng)畫連接設(shè)置 28 定義數(shù)據(jù)變量 28 設(shè)置動(dòng)畫連接屬性 30 設(shè)置模擬設(shè)備 31 報(bào)警顯示與報(bào)警數(shù)據(jù) 32 定義報(bào)警 33 報(bào)警數(shù)據(jù) 34 報(bào)表輸出 35 36 歷史報(bào)表 38 曲線顯示 41 實(shí)時(shí)曲線 41 歷史曲線 42 安全機(jī)制 43 操作權(quán)限 44 操作權(quán)限管理 44 工程加密 48第五章 基于MCGS組態(tài)軟件的礦井監(jiān)控系統(tǒng)的畫面層次設(shè)計(jì) 49 登錄界面 49 主界面 51 報(bào)警顯示界面 53 數(shù)據(jù)報(bào)表界面 54 曲線顯示界面 57 運(yùn)行界面的其它功能 58第六章 總結(jié)與展望 60致 謝 62參考文獻(xiàn) 63第一章 引言變電站監(jiān)控系統(tǒng)是指在變電站內(nèi)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理、傳輸技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括測量儀表、控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等)的功能進(jìn)行重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對變電站內(nèi)主要電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)，減少或代替運(yùn)行值班員對變電站運(yùn)行情況的監(jiān)視和控制操作，使變電站更加安全、穩(wěn)定，可靠運(yùn)行的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。它能進(jìn)行變電站智能電氣設(shè)備遠(yuǎn)動(dòng)及遙測和遙信的功能。功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)是其區(qū)別于常規(guī)變電站的最大特點(diǎn),它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ), 以數(shù)據(jù)通訊為手段,以信息共享為目標(biāo)。變電站監(jiān)視、測量和控制系統(tǒng)的形成和發(fā)展主要經(jīng)歷了以下三個(gè)階段:(1)變電站傳統(tǒng)的監(jiān)視。變電站值班人員定時(shí)記錄盤表測量值，并用電話告知遠(yuǎn)方調(diào)度值班人員。遠(yuǎn)方傳輸系統(tǒng)(簡稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng))應(yīng)運(yùn)而生。變電站端RTU自動(dòng)采集相關(guān)的測量量，主要設(shè)備的狀態(tài)量和信號(hào)量，通過電力通信網(wǎng)將這些量傳送給遠(yuǎn)方調(diào)度端的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，并在調(diào)試屏上顯示，實(shí)現(xiàn)對變電站的遙測和遙信功能。(3)變電站監(jiān)視、測量和控制系統(tǒng)階段隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的快速發(fā)展，變電站監(jiān)視、測量和控制系統(tǒng)(簡稱監(jiān)控系統(tǒng))異軍突起。 變電站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀隨著工況企業(yè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜，變電站作為系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性變得越來越重要。隨著計(jì)算機(jī)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。運(yùn)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(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)組態(tài)工作，就能夠?qū)崟r(shí)、直觀了解和監(jiān)控整個(gè)變電站設(shè)備的運(yùn)行情況。由于以上一些原因制約了變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在變電站的發(fā)展和運(yùn)用。電力系統(tǒng)也不可避免地進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。變電站無需另設(shè)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足遙信、遙測、遙控、遙調(diào)的功能以及無人值班之需要。一般來說，系統(tǒng)應(yīng)用程序菜單為樹狀結(jié)構(gòu)，用戶利用菜單可以容易到達(dá)各個(gè)控制畫面，每個(gè)菜單的功能鍵上均有文字說明用途以及可以到達(dá)哪一個(gè)畫面，每個(gè)畫面都有報(bào)警顯示。為便于集中控制，采用集中式設(shè)計(jì)——將所有的控制保護(hù)單元集中布置，整個(gè)變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡單清晰，所有設(shè)備由微機(jī)保護(hù)屏、微機(jī)采集屏、交直流屏和監(jiān)控系統(tǒng)組成。由于各種微機(jī)裝置均采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式與當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊而不是傳統(tǒng)的接點(diǎn)輸出到信號(hào)控制屏，因此二次接線大量減少?？偟膩碚f，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。該變電站原始資料如下：本礦井為低瓦斯礦井，礦井設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)240萬噸，在冊職工人數(shù)為5000人。該礦歷史悠久，但是變電站的監(jiān)控和保護(hù)裝置相對落后，具體表現(xiàn)在：，大部分繼電器嚴(yán)重老化，保護(hù)動(dòng)作不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)保護(hù)拒動(dòng)和保護(hù)誤動(dòng)情況。，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(yùn)行。 如下圖112為本次設(shè)計(jì)主要研究對象：圖11煤峪口礦井下高壓供電系統(tǒng)圖圖12新中央變電所供電系統(tǒng)圖井下負(fù)荷統(tǒng)計(jì):下列用電設(shè)備應(yīng)按一級(jí)用電負(fù)荷設(shè)計(jì)，其配電裝置必須由兩回路或兩回路以上電源線路供電。下列用電設(shè)備應(yīng)按二級(jí)用電負(fù)荷設(shè)計(jì)，其配電裝置宜由兩回電源線路供電，并宜引自不同的變壓器和母線段。論文中用到了一些基本的技術(shù)參數(shù)如圖1圖14： 圖13干式變壓器主要技術(shù)參數(shù)圖14饋電開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)該礦井下的負(fù)荷資料如下表：負(fù)荷名稱電動(dòng)機(jī)額定容量/KW設(shè)備臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/KW需用系數(shù)功率因數(shù)重要負(fù)荷率%安裝工作安裝工作水泵315/132/55895895100絞車33303303100風(fēng)機(jī)16006632001600100照明500500100皮帶機(jī)30/702210010050表16 礦井下的負(fù)荷資料本設(shè)計(jì)要根據(jù)煤峪口礦井下變電站供電系統(tǒng)情況及有關(guān)要求，以新中央變電所為例簡單展示了分層分布式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)并利用工業(yè)組態(tài)軟件MCGS來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)基本功能的設(shè)計(jì)。該監(jiān)控系統(tǒng)只能模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行及功能的演示。（2）當(dāng)某線路的運(yùn)行不正?；虿僮鞑划?dāng)時(shí)會(huì)彈出警告窗口，并對其進(jìn)行事件記錄。（4）設(shè)置監(jiān)控屏，通過監(jiān)控屏可以直觀的讀取一些數(shù)據(jù)。 論文組織結(jié)構(gòu)第一章 一、二節(jié)簡單論述了變電站監(jiān)控系統(tǒng)的主要發(fā)展階段及應(yīng)用現(xiàn)狀，以及今后監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展要求。第二章 詳細(xì)分析了礦井變電站系統(tǒng)，敘述了常規(guī)礦井變電站的狀況和缺點(diǎn)、礦井變電站對監(jiān)控系統(tǒng)的要求、礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)的提出及優(yōu)點(diǎn)，還有設(shè)備及結(jié)構(gòu)。第三章 概述組態(tài)軟件的發(fā)展，把MCGS與其它組態(tài)軟件相比較，簡述了MCGS組態(tài)軟件。第五章 基于MCGS組態(tài)軟件的監(jiān)控系統(tǒng)的畫面層次設(shè)計(jì)，包括登錄界面、主界面、報(bào)警顯示界面、數(shù)據(jù)報(bào)表界面和曲線顯示界面。 第二章 礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)的分析要對礦井變電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行很好的分析，必須