電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)手冊

《電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)》

課程設(shè)計指導(dǎo)手冊

蘭州交通高校

自動化學(xué)院電氣工程系

2010-2-14

電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計

學(xué)院：自動化學(xué)院適用專業(yè)：電氣工程及其自動化

課程設(shè)計名稱：電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計課程代碼：3111241

學(xué)分數(shù)：1學(xué)時數(shù)：16

一、課程設(shè)計目的

本課程設(shè)計是本專業(yè)學(xué)生在學(xué)完《電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)》課程之后所進行的一個綜合

性的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。通過本課程設(shè)計，一方面可以使學(xué)生獲得綜合運用學(xué)過的學(xué)問并設(shè)

計電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的基本實力，另一方面能鞏固與擴

高校生的電氣綜合設(shè)計學(xué)問，為畢業(yè)設(shè)計做打算，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)探

討、工程技術(shù)工作打下較堅實的基礎(chǔ)。

通過本課程設(shè)計，學(xué)生能運用電氣基礎(chǔ)課程中的基本理論和實踐學(xué)問，正確地解決

電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程自動監(jiān)控技術(shù)及調(diào)度管理，通過對電力系統(tǒng)和

電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計程序及協(xié)議轉(zhuǎn)換的駕馭，可以提

高學(xué)生的電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計的實力，為將來從事鐵路電力自動化系統(tǒng)的建設(shè)打下基

礎(chǔ)。

二、課程設(shè)計的要求

進行課程設(shè)計前，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)遠程監(jiān)控技術(shù)、微機愛護、變電站綜合自動化、CAD制圖等方面

的相關(guān)學(xué)問。

學(xué)生要依據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書的要求，依據(jù)題目所給原始參數(shù)進行設(shè)計。通過設(shè)計應(yīng)

能駕馭電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(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,詳細要求有：

I、依據(jù)遠動系統(tǒng)設(shè)計原則和程序，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。不進行設(shè)備選型和相應(yīng)的計算;

2、學(xué)生應(yīng)駕馭電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程監(jiān)控技術(shù)的基本組成、功

能、設(shè)計規(guī)范、規(guī)約內(nèi)容；

3、學(xué)會電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計原則和設(shè)計

程序，駕馭協(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)遠程監(jiān)控系統(tǒng)原理圖，必要

時給出二次接線原理圖；

5、重點駕馭部頒Polling規(guī)約、并能說明幀內(nèi)容并給出標(biāo)準(zhǔn)幀格式；

6、為避開雷同，應(yīng)采納多電壓等級及功能需求有差異的遠動系統(tǒng)作為原始資料。

三、課程設(shè)計的主要內(nèi)容及設(shè)計步驟

(-)主要內(nèi)容

電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程系統(tǒng)設(shè)計。每個學(xué)生依據(jù)給定鐵菖牽引變

電所相關(guān)資料、數(shù)據(jù)，設(shè)計一套簡潔的遠動系統(tǒng)。

詳細要求：

(1)應(yīng)用CAD畫出各系統(tǒng)原理圖及二次接線圖；

(2)完成規(guī)約的說明；

(3)完成遠動系統(tǒng)功能說明書。

(二)設(shè)計步驟(參考)

設(shè)計步驟如下：

1)主站、子站功能需求調(diào)查、遠動信道的選擇；

2)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)確定、子站系統(tǒng)組成設(shè)計及四遙功能的實現(xiàn)的設(shè)計；

3)子站愛護單元選擇及設(shè)置；

4)子站按單元繪制原理圖及二次接線圖；

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)約說明；

7)主站系統(tǒng)設(shè)計、主站原理組成圖繪制；

8)繪制遠動系統(tǒng)組成原理圖；

2）設(shè)計一個詳細的MCS—51單片機數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)（開關(guān)量輸入數(shù)據(jù)，路數(shù)為16路），

A4紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），詳細到芯片管腳的連線

3）選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，以16路開關(guān)量為例，編寫出相應(yīng)的線性系統(tǒng)循環(huán)碼

4）計算機繪制（A4紙）相應(yīng)的遙信數(shù)據(jù)采集程序流程圖，編寫遙信數(shù)據(jù)采集程序

2、牽引變電所的遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

設(shè)計內(nèi)容：

1）計算機繪制被控站（RTU端）通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（A4）o

要求：繪出各種數(shù)據(jù)點的采集通道（如：模擬量輸入、開關(guān)量輸入、脈沖累計量輸入）,

限制輸出通道（模擬量輸出、開關(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)計一個詳細的MCS-51單片機數(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），A4紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖敿毜叫酒苣_的連線。

3）選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，結(jié)合題目實際，以部分采集數(shù)據(jù)為例，編寫出相應(yīng)的線

性系統(tǒng)循環(huán)碼

4）計算機繪制（A4紙）相應(yīng)的遙測數(shù)據(jù)采集程序流程圖，編寫遙測數(shù)據(jù)采集程序。

3、牽引變電所的遙控數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)

設(shè)計內(nèi)容：

1）計算機繪制被控站（RTU端）通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（A4）。

要求：繪出各種數(shù)據(jù)點的采集通道（如：模擬量輸入、開關(guān)量輸入、脈沖累計量輸入）,

限制輸出通道（模擬量輸出、開關(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)計一個詳細的MCS-51單片機數(shù)據(jù)輸出最小系統(tǒng)（開關(guān)量輸出數(shù)據(jù)，路數(shù)為16

路，限制斷路器的分、合閘繼電器），A4紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖?，詳細到芯片?/p>

腳的連線。

3）選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，以16路開關(guān)量為例，編寫出相應(yīng)的線性系統(tǒng)循環(huán)碼

4）計算機繪制（A4紙）相應(yīng)的遙控數(shù)據(jù)輸出流程圖，編寫遙控數(shù)據(jù)輸出采集程序。

4、老師自定綜合設(shè)計題目

七、教材與參考書

運用教材:

單片機原理與接口技術(shù)等

《電力系統(tǒng)遠動》，柳永智、劉曉川主編，中國電力出版社，2006年7月

《電氣化鐵道微機監(jiān)控技術(shù)》，錢清泉主編，中國鐵道出版社，2000年11月

《鐵路電力牽引供電遠動系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（TB11017-98）》，鐵道部，鐵道出版社，2000

年12月

《鐵路電力遠動系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范（TB10064-2000）》，鐵道部，鐵道出版社，2000

年12月

本次課程設(shè)計詳細支配:

10個人一大組，每組針對一個實際RTU接線圖（附圖1、圖2、圖3）進行設(shè)計，

10個人又分成3個小組，分別對實習(xí)題目中的3個各部分（遙信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遙測

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遙控數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)）進行設(shè)計，建議1題3人、2題4人、3題3人。

詳細到個人，建議大組組內(nèi)先統(tǒng)一對題圖上的各個元件、節(jié)點等進行編號（依據(jù)須

要，比如開關(guān)量設(shè)計對開關(guān)器件進行編號，模擬量對采集節(jié)點進行編號；另外因為圖為

固定圖片，編號可以打印出來手動填寫），以示統(tǒng)一為同一大題，小組內(nèi)因為做的為同

一類悉尼港設(shè)計，不同個人在做的時候在詳細對象上選擇不同的對象，以示區(qū)分。

每人針對自己詳細所作設(shè)計交一份設(shè)計報告，報告格式請務(wù)必依據(jù)參考格式統(tǒng)一制

作，要求論文前后內(nèi)容支配條理清楚，前后連接緊密，內(nèi)容充溢，格式規(guī)范。

附圖

110KV?220KV110kv?220kv

AB

圖1采納雙T結(jié)線的單線三相牽引變電所

55kV

T------

N------

上行

去變電所

55kV

T------

N------

F------

下行

圖2紐結(jié)型開閉所主接線

圖欺50kV

I

N