35KV变电站监控系统的开发.doc
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目录
摘要 1
前言 2
1变电站综合自动化系统 2
1.1变电站综合自动化系统的发展过程 2
1.2变电站综合自动化的要求 4
1.3变电站综合自动化系统的主要特点 5
1.4变电站综合自动化系统的优越性 6
1.5发展变电站综合自动化系统的意义 6
2变电站综合自动化监控系统的结构设计 8
2.1变电站综合自动化监控系统在国内外的发展现状 8
2.2变电站综合自动化系统的结构形式 9
2.2.1集中式综合自动化监控系统的结构 9
2.2.2分层分布式综合自动化监控系统的结构 10
2.2.3新型的综合自动化系统结构 12
2.2.4变电站综合自动化的系统要求及功能 13
2.3余丁35KV变电站监控系统 14
3变电站监控系统的总体设计原则 15
3.1变电站总体布置和监控要求 15
3.1.1系统原一次侧规模简介 15
3.1.2变电站监控系统的基本要求及设计原则 16
3.2变电站监控系统的组态软件 16
3.2.1组态软件概述 16
3.2.2组态软件的发展情况 17
3.3WinCC简介 18
3.4WinCC的使用 19
3.4.1变量管理器 19
3.4.2图形编辑器 20
3.4.3过程值归档 22
3.4.4消息系统 24
4余丁35KV变电站监控软件的实现 27
4.1监控画面功能显示 27
4.2元件的组态 28
4.2.1断路器、隔离开关和接地刀闸的组态 28
4.2.2母联断路器的组态 30
4.2.3母线的组态 31
4.2.4退出按钮的组态 33
4.2.5转换按钮的组态 34
4.2.6时间日期显示框的组态 34
4.2.7用户管理器的组态 36
4.3报警画面的设计 37
4.4初始画面的设计 38
5总结 41
致谢 43
参考文献 44
附图 45
余丁35KV变电站监控系统的开发
学生:
王佳楠
指导教师:
贾智彬
(三峡大学科技学院)
摘要:
由于变电站是电力系统中直接为生产提供电源的一个重要环节,变电站监控系统的监控和保护功能具有十分重要的意义。
变电站自动化监控系统已成为一种必然趋势和发展方向。
本文以余丁35kV地面变电站为背景,比较了各种组态工具软件的优缺点,分析了监控组态软件的发展过程,列举了不同组态环境的优缺点,提出了一种简单的基于WinCC软件的监控设计方案。
在WinCC基础上设计确定开发方案,列出监控系统的画面层次,具备变电站监控系统的基本功能。
在主界面上,能显示实时数据和信息,也可以对各种设备进行监控和操作。
当变电站发生故障,会弹出提示进行报警等。
可以基本实现对整个变电站运行情况的监控。
最后,对本论文论述的这套系统做了总结和展望。
关键词:
变电站;监控软件;WinCC
Abstract:
Becauseofasubstationisanimportantpartofthepowersystem,whichprovidespowerdirectlyfortheproductioninpowersystem,sothefunctionsofmonitoringandprotectionofthesubstationsupervisoryandcontrolsystemareofgreatsignificance.Substationautomationcontrolsystemhasbecomeaninevitabletrendanddevelopmentdirection.
Thisthesiscomparestheadvantagesanddisadvantagesoftheconfigurationsoftwareonthebasisof35kVgroundsubstation,introducesthehistoryofmonitoringandcontrollingconfigurationsoftware,liststheadvantagesanddisadvantagesofdifferentconfigurationenvironment,thenprovidesasimpledesignofthemonitoringsolutionbasedonWinCCsoftware.
OnthebasisoftheWinCC,wedesignthedevelopmentplan,listthemonitoringsystem,andpossessthebasicfunctionsofasubstationsupervisoryandcontrolsystem.Inthemainmonitoringpicture,itcanshowreal-timesystemdataandinformation,alsocanfacilitatethemonitoringandcontrolofvariousequipmentandoperation.Inthehappeningofasystemtrouble,theincidentwarningwindowwillpopup,ect.Itcanbasicallyrealizethemonitoringofoperationoftheentiresubstationsystem.
Finally,itreviewstheprojectsandputforwardtheprospectofthenextjob.
Keywords:
Substation;Supervisorysoftware;WinCC
前言
随着我国社会和经济发展,一个突出的特点是,电力的使用已经渗透到社会经济,生活领域。
发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务,而变电站是电力工业建设中不可缺少的一个项目。
由于变电站的设计内容多、范围广、逻辑性强、不同电压等级,不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面不一样。
变电站自动化技术经过十多年的发展已达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中,不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220KV及以上的超高压变电站技术中也大量采用变电站新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可靠性,降低了变电站建设的总造价。
变电站综合自动化技术涉及计算机硬件、软件、通信、网络、信号处理、控制和继电保护等多个方面,而这些方面自身的发展也十分迅速。
然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。
1变电站综合自动化系统
1.1变电站综合自动化系统的发展过程
变电站综合自动化系统是80年代才开始应用的一个新课题。
常规变电站的二次部分主要由继电保护、故障录波、就地监控和远动装置所组成。
在微处理器应用之前,这些装置不仅功能不同,实现的原理和技术也不同,80年代由于微处理器的普遍应用,因而长期以来形成了不同的专业和相应的技术管理部门。
这些装置都开始采用微机技术而成为微机型继电保护装置、微机监控和微机远动装置。
这些微机型的装置尽管功能不同,其硬件配置都大体相同,除微机系统本身外,无非是对各种模拟量的数据采集,以及输入输出接口电路,并且装置所采集的量和要控制的对象还有许多是共同的,因而显得设备重复,互连复杂。
很自然的就提出了用综合自动化来优化设计全微机化的变电站二次部分。
从控制、测量、信号及遥信角度考虑,要求微机控制管理的集中性越高越好,数据事件信息的集中度、实时性越高越好,但从保护动作特性和快速维护角度来考虑,要求微机管理的独立性、物理空间单一性越明确越好,即微机出现故障时,影响面越小越好。
变电站综合自动化系统的特点是:
远动、保护、监控、安全自动装置和经济自动装置融为一体:
控制集中、布置分散;控制方案灵活,由用户自行设计;硬件标准化;简化了变电站的运行操作。
综合自动化系统对一些功能分散的过程,实行集中监视和控制。
即以分散的控制适应分散的过程对象,以集中的监视、操作和管理达到掌握全局的目的。
随着自动控制装置的和被控设备可靠性的提高,变电站的控制可由就地操作过渡到远方操作和自动操作。
变电站综合自动化方式的特征,就是将站内当地监控功能SCANDA信号采集、远动功能以及数字保护信息结合为一个统一的整体,以全微机化的新型二次设备取代传统的机电式的二次设备,用不同模块化软件实现机电式设备的各种功能,用计算机局部网络通信来替代大量信号的连接,通过人机设备,实现变电站的综合自动化管理、监视、测量、控制及打印记录等功能。
由此取消了传统的集中控制屏。
目前,变电站综合自动化技术发展迅速,已进入大面积推广应用阶段。
各项新技术的发展为综合自动化系统的实现奠定了技术基础。
目前,在变电站综合自动化系统中广泛使用的新技术主要有下述几个方面。
1.数字信号处理(DSP)技术的应用
20世纪80年代末90年代初,DSP技术的应用,使得随一次设备布置的分散式测控单元很快发展起来,而且还提供了强有力的功能综合优化手段,如电压、功率和电能的测量,可以直接从输电线路、变压器等设备上直接交流采样,通过DSP得出各相电流、电压的数字波形,经过分析计算不仅可计算出各相电流、相电压的基波和谐波有效值,以及各相有功、无功、电压主、在功电量等测量的实时数据,还能进一步计算出功率因数入、频率以及零序、负序参数等值,并和有关的输入、输出触点一起集成在变电站综合自动化系统中。
2.数字通信技术和光纤技术的应用
20世纪80年代以来,数字通信设备的发展应用,大大提高了通信系统的通信容量和可靠。
同时,通信技术中光纤通信技术正在迅速取代金属电缆和同轴电缆,并用于远距离通信和短距离大容量信息的传输。
光纤通信除具有频带宽、信道多和衰减小的特点外,还具有抗强电磁干扰的最大优点。
由于光纤通信实际上几乎不受电磁干扰、浪涌、暂态分量和各端间地位差的影响,非常适用于变电站强电磁干扰的环境,是保护和监控装置最佳的通信信道。
.
3.计算机网络技术和现场总线技术的发展
20世纪80年代以来计算机网络技术和现场总线技术得到了很大的发展,特别是局域网(LAN)技术的迅速发展和应用成为一种潮流。
由于它们能很好地满足电力系统一些特殊要求,因此该项技术在变电站综合自动化中得到广泛的应用。
随着计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术的不断提高和有机结合,变电所综合自动化系统正朝着功能综合化,结构微机化,操作监视屏幕化,运行智能化的方向发展,这必将使综合自动化系统进入新的起点。
从变电所综合自动化系统的发展方向来看,它的最终目标是最大限度的提高变电所的自动化水平,利用计算机来代替人的手工操作,最终实现变电所无人值班。
1.2变电站综合自动化的要求
变电站综合自动化改善了传统变电站电力系统安全性不高、稳定性不好以及不够经济、优化的不足。
使用监控软件,完成诸如网络通讯、实时库生成、报警设计分析、历史库关机、报表管理等生成功能,使用于各种电压级变电站监视与控制、继电保护、自动化装置等综合自动化系统。
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