電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程方案指導(dǎo)手冊(cè)

1、電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院電氣工程系2011-11-04電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù) 課程設(shè)計(jì)適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化課程代碼 ：3111241學(xué)時(shí)數(shù)： 16學(xué)院：自動(dòng)化學(xué)院 課程設(shè)計(jì)名稱：電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì) 學(xué)分?jǐn)?shù)：1一、課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)是本專業(yè)學(xué)生在學(xué)完電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程之后所進(jìn)行的一個(gè)綜合 性的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，一方面可以使學(xué)生獲得綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)并設(shè) 計(jì)電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基本能力， 另一方面能鞏固與擴(kuò) 大學(xué)生的電氣綜合設(shè)計(jì)知識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研 究、工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基

2、礎(chǔ)。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，學(xué)生能運(yùn)用電氣基礎(chǔ)課程中的基本理論和實(shí)踐知識(shí)，正確地解決 電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)及調(diào)度管理， 通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)和 電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)程序及協(xié)議轉(zhuǎn)換的掌握， 可以提 高學(xué)生的電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)的能力， 為將來(lái)從事鐵路電力自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)打下基 礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行課程設(shè)計(jì)前，學(xué)生應(yīng)學(xué)習(xí)完電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)專業(yè)課，具備了電力系統(tǒng)和電氣 化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、微機(jī)保護(hù)、變電站綜合自動(dòng)化、 CAD 制圖等方面 的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生要按照課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)的要求，根據(jù)題目所給原始參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)應(yīng) 能掌握電力系統(tǒng)監(jiān)控

3、技術(shù)方案的確定原則及一般步驟，如何確定主站、子站的功能及其 信道和通訊接口的選用等。具體要求有：1、根據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和程序，主要確定主站、子站的功能組成、信道的選用 及其通訊接口等。不進(jìn)行設(shè)備選型和相應(yīng)的計(jì)算；2、學(xué)生應(yīng)掌握電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的基本組成、功 能、設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)約內(nèi)容；3、學(xué)會(huì)電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì) 程序，掌握協(xié)議轉(zhuǎn)換；4、應(yīng)用 CAD 繪制電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)原理圖， 必要 時(shí)給出二次接線原理圖；5、重點(diǎn)掌握部頒 Polling 規(guī)約 DL/T634-1999 ，并能解釋幀內(nèi)容并給出標(biāo)

4、準(zhǔn)幀格式；6、為避免雷同，應(yīng)采用多電壓等級(jí)及功能需求有差異的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)作為原始資料。三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟(一)主要內(nèi)容電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 每個(gè)學(xué)生根據(jù)給定鐵路牽 引變電所(或地方變電站)相關(guān)資料、數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。具體要求：(1) 應(yīng)用 CAD 畫(huà)出各系統(tǒng)原理圖及二次接線圖；(2) 完成規(guī)約的解釋；(3) 完成遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能說(shuō)明書(shū)。(二)設(shè)計(jì)步驟(參考)設(shè)計(jì)步驟如下：1) 主站、子站功能需求調(diào)查、遠(yuǎn)動(dòng)信道的選擇；2) 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定、子站系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)及四遙功能的實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)；3) 子站保護(hù)方式配置及整定值計(jì)算；4) 子站按單元繪制原理圖及二次

5、接線圖；5) 子站系統(tǒng)原理組成圖繪制及二次接線圖繪制；6) 信道及其通訊接口選擇及通信規(guī)約配置、規(guī)約解釋；7) 主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主站原理組成圖繪制；8) 繪制遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)組成原理圖；四、考核評(píng)估通過(guò)計(jì)算、總結(jié)報(bào)告和學(xué)習(xí)態(tài)度綜合考評(píng)，并結(jié)合學(xué)生的動(dòng)手能力，獨(dú)立分析解決 問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神。成績(jī)分優(yōu)、良、中、及格和不及格五等?？己藰?biāo)準(zhǔn)包括：1、課程設(shè)計(jì)的正確性。2、學(xué)生的工作態(tài)度、動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神。3、總結(jié)報(bào)告。總成績(jī)?cè)u(píng)定：滿分為100分，總分二第一項(xiàng)成績(jī)x 50%+第二項(xiàng)成績(jī)X 20%+第三項(xiàng)成績(jī)X30%， 90-100分為優(yōu)秀， 80-89分為良好， 70-79分為中等， 60-69分為及格，

6、60分以下為 不及格。成績(jī)單上按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格填寫(xiě)。五、設(shè)計(jì)時(shí)間安排本次課程設(shè)計(jì)安排 1周的時(shí)間，具體安排如下： 第一天：學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)程序。 研究系統(tǒng)主站、子站的功能需求。第二天：子站系統(tǒng)設(shè)計(jì)；繪出草圖。第三天：主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)；繪出草圖。第四天：應(yīng)用CA繪制系統(tǒng)原理圖、完成規(guī)約的解釋。第五天：說(shuō)明書(shū)編制。六、課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)題針對(duì)附圖提供的變電所或開(kāi)閉所或分區(qū)亭進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)。1、牽引供電系統(tǒng)的遙信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算機(jī)繪制被控站（RTI端：變電所或開(kāi)閉所或分區(qū)亭）通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（ A4）。要求：繪出各種數(shù)據(jù)點(diǎn)的采

7、集通道 （如：模擬量輸入、開(kāi)關(guān)量輸入、 脈沖累計(jì)量輸入） 控制輸出通道（模擬量輸出、開(kāi)關(guān)量輸出、脈寬調(diào)制輸出），網(wǎng)絡(luò)通信通道的 示意圖 。2）設(shè)計(jì)一個(gè)具體的MC& 51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)（開(kāi)關(guān)量輸入數(shù)據(jù)，路數(shù)為16路）， 開(kāi)關(guān)量輸入數(shù)據(jù)類型為各斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息（經(jīng)過(guò)采集電路后的信息）；要 求用標(biāo)準(zhǔn)圖紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖?protel 等），具體到芯片管腳的連線。3）選用問(wèn)答式傳輸規(guī)約，以 16路開(kāi)關(guān)量為例，編寫(xiě)上傳調(diào)度中心的遙信數(shù)據(jù)報(bào)文的幀 結(jié)構(gòu)；注：主站地址（一般取00H和子站地址（一般取01H-0FEH ）可在符合規(guī)約要求的前 提下，自行設(shè)置。4）計(jì)算機(jī)繪制（A4

8、紙）相應(yīng)的遙信數(shù)據(jù)采集程序流程圖，編寫(xiě)遙信數(shù)據(jù)采集程序2、牽引變電所的遙測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：1） 計(jì)算機(jī)繪制被控站（RTU端:變電所或開(kāi)閉所或分區(qū)亭）通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（ A4）。 要求：繪出各種數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集通道（如：模擬量輸入、開(kāi)關(guān)量輸入、脈沖累計(jì)量輸入） ， 控制輸出通道（模擬量輸出、開(kāi)關(guān)量輸出、脈寬調(diào)制輸出） ，網(wǎng)絡(luò)通信通道的 示意圖 。2）設(shè)計(jì)一個(gè)具體的 MCS51 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)（模擬量輸入數(shù)據(jù)，路數(shù)為 16 路， A/D 轉(zhuǎn)換為 12 位），模擬量輸入數(shù)據(jù)類型為經(jīng)過(guò)變送器（變送器環(huán)節(jié)可略） ；要求 用標(biāo)準(zhǔn)圖紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖?protel 等），具體到芯片管腳的連線

9、。3）選用問(wèn)答式傳輸規(guī)約，結(jié)合題目實(shí)際，以部分采集數(shù)據(jù)為例，編寫(xiě)上傳調(diào)度中心的 遙測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)；注：主站地址（一般取00H和子站地址（一般取01H-0FEH ）可在符合規(guī)約要求的前 提下，自行設(shè)置。4）計(jì)算機(jī)繪制（ A4 紙）相應(yīng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)采集程序流程圖，編寫(xiě)遙測(cè)數(shù)據(jù)采集程序。3、牽引變電所的遙控?cái)?shù)據(jù)輸出系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：1） 計(jì)算機(jī)繪制被控站（RTU端:變電所或開(kāi)閉所或分區(qū)亭）通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（ A4）。 要求：繪出各種數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集通道（如：模擬量輸入、開(kāi)關(guān)量輸入、脈沖累計(jì)量輸入） ， 控制輸出通道（模擬量輸出、開(kāi)關(guān)量輸出、脈寬調(diào)制輸出） ，網(wǎng)絡(luò)通信通道的 示意圖 。2）設(shè)計(jì)一個(gè)具體的 M

10、CS51 單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出最小系統(tǒng)（開(kāi)關(guān)量輸出數(shù)據(jù)，路數(shù)為 16 路，控制斷路器的分、合閘繼電器） ，繪制出開(kāi)關(guān)量輸出接口電路；要求用標(biāo)準(zhǔn)圖紙， 手工繪制（或?qū)Ｓ密浖?protel 等），具體到芯片管腳的連線。3）選用問(wèn)答式傳輸規(guī)約，以調(diào)度中心遙控該所某一斷路器合閘（或分閘）為例，編寫(xiě) 調(diào)度中心和該所的遙控過(guò)程報(bào)文幀結(jié)構(gòu)；注：主站地址（一般取00H和子站地址（一般取01H-0FEH ）可在符合規(guī)約要求的前 提下，自行設(shè)置。4）計(jì)算機(jī)繪制（ A4 紙）相應(yīng)的遙控?cái)?shù)據(jù)輸出流程圖，編寫(xiě)遙控?cái)?shù)據(jù)輸出采集程序。4、教師自定綜合設(shè)計(jì)題目七、教材與參考書(shū)使用教材：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與接口技術(shù)等電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)，柳永智、劉

11、曉川主編，中國(guó)電力出版社， 2006年 7 月 電氣化鐵道微機(jī)監(jiān)控技術(shù) ，錢(qián)清泉主編，中國(guó)鐵道出版社， 2000 年 11 月鐵路電力牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 （TB11017-98），鐵道部，鐵道出版社，2000 年12月鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10064-2000），鐵道部，鐵道出版社，2000年12月本次課程設(shè)計(jì)具體安排：每位老師指導(dǎo)一大組 15 人左右， 每組針對(duì)一個(gè)實(shí)際供電系統(tǒng)主接線圖 （附圖 1、圖 2、圖 3）進(jìn)行設(shè)計(jì)， 15 個(gè)人又分成 3 個(gè)小組，分別對(duì)題目中的 3 個(gè)子系統(tǒng)（ 遙信數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)、遙測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遙控?cái)?shù)據(jù)輸出系統(tǒng)） 進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體到個(gè)人，建議大組

12、組內(nèi)先統(tǒng)一對(duì)題圖上的各個(gè)元件、節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行編號(hào)（根據(jù)需 要，比如開(kāi)關(guān)量設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行編號(hào)，一般為 8 位二進(jìn)制編碼；模擬量對(duì)采集節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行編號(hào)，一般為電流、電壓及功率；另外因?yàn)榻o出的三個(gè)主接線圖為固定圖片，可以 打印出主接線手動(dòng)填寫(xiě)編號(hào)） ，然后再設(shè)計(jì)。每人針對(duì)自己具體所作設(shè)計(jì)交一份設(shè)計(jì)報(bào)告， 報(bào)告格式請(qǐng)務(wù)必按照參考格式統(tǒng)一制 作，要求論文前后內(nèi)容安排條理清晰，前后銜接緊密，內(nèi)容充實(shí)，格式規(guī)范。附圖圖1采用雙T結(jié)線的單線三相牽引變電所圖 2 紐結(jié)型開(kāi)閉所主接線圖3 AT分區(qū)所主接線電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：評(píng)語(yǔ)

13、:成績(jī)目錄采用三級(jí)目錄1 設(shè)計(jì)原始資料1.1 具體題目說(shuō)明1.2 要完成的內(nèi)容格式與畢業(yè)設(shè)計(jì)模板格式相同2 硬件設(shè)計(jì)2.1 各開(kāi)關(guān)元件及數(shù)據(jù)采集點(diǎn)編號(hào)2.1.1 各開(kāi)關(guān)元件編號(hào)2.1.2 數(shù)據(jù)采集點(diǎn)定義2.2 被控站通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.2.1 數(shù)據(jù)采集通道（示意圖）2.2.2 控制輸出通道（示意圖）2.2.3 網(wǎng)絡(luò)通信信道（示意圖）2.3 MCS-51 單片機(jī)（數(shù)據(jù)采集或輸出）最小系統(tǒng)2.3.1 原理框圖2.3.2 系統(tǒng)電路圖3 程序設(shè)計(jì)3.1 數(shù)據(jù)報(bào)文幀結(jié)構(gòu)傳輸規(guī)約3.1.2 主站和子站地址3.1.3 報(bào)文幀結(jié)構(gòu)2.5 主要程序設(shè)計(jì)程序流程圖2.5.2 程序清單參考文獻(xiàn)引用的文獻(xiàn)在正文中用方括號(hào)

14、和阿拉伯?dāng)?shù)字按順序以右上角標(biāo)形式標(biāo)注在引用處。 標(biāo)題中不能 出現(xiàn)引用。(1) 參考文獻(xiàn)按照在正文中引用的順序進(jìn)行編碼。(2) 作者一律姓前名后 (外文作者名應(yīng)縮寫(xiě) )，作者間用“ ,”間隔。作者少于 3 人應(yīng)全部寫(xiě)出， 3 人以上只列出前 3人，后加“等”或“ et al”。(3) 標(biāo)題“參考文獻(xiàn)”選用模板中的樣式所定義的“標(biāo)題1”，再居中；或者手動(dòng)設(shè)置成字體：黑體，居中，字號(hào)：小三， 1.5 倍行距，段后 11 磅，段前為 0。(4) 參考文獻(xiàn)正文漢字設(shè)置為字體：宋體，居左，字號(hào)：五號(hào)，多倍行距 1.25 行，段后、段前 均為 0。參考文獻(xiàn)正文英文設(shè)置為字體：Times New Roman ，居左，字號(hào)：五號(hào)，多倍行距 1.25 行，段后、段前均為 0。(5) 按照引用的文獻(xiàn)類型不同使用不同的表示方法。 專著 ( 注意應(yīng)標(biāo)明出版地及所參閱內(nèi)容在原文獻(xiàn)中的位置) ，表示方法為：序號(hào)作者書(shū)名M 版本(第一版).出版地：出版者，出版年 期刊，表示方法為：序號(hào)作