变电站综合自动化数据采集及传输系统设计论文.doc

目 录 1 前言 1 1.1 课题的目的和意义 1 1.2 变电站综合自动化系统的发展过程 1 1.3 设计内容和拟解决的关键问题 3 2 变电站综合自动化数据采集及传输系统的设计原理 3 2.1 变电站综合自动化系统的基本功能 3 2.2 变电站综合自动化系统的硬件结构 4 2.3 交流采样技术 6 2.4 变电站综合自动化系统的设计原则和要求 7 3 变电站综合自动化数据采集及传输系统的硬件设计 9 3.1 数据采集系统的硬件设计 9 3.2 中间互感器 9 3.3 多路模拟开关 9 3.4 采样/保持器 11 3.5 A/D转换器 12 3.6 频率跟踪器 14 3.7 单片微机的设计 15 3.8 变电站内信息传输内容 17 3.9 数据通信的主要方式 18 3.10 数据通信协议 20 3.11 网络体系结构 21 4 变电站综合自动化数据采集及传输系统的软件设计 22 4.1 交流采样的软件设计 23 4.2 显示子程序的设计 25 4.3 键盘子程序的设计 26 4.5 PC机子程序设计 27 5 总结 28 参考文献 29 致谢 30 附录 31 1 前言 1.1 课题的目的和意义 变电站综合自动化系统是以计算机和网络通信技术为基础，将保护、控制、远动、自动装置、故障录波等分散的技术集成在一起，从而实现电网的现代化管理，并可以给运行、安全、设计、施工、检修、维护、管理等诸多方面带来直接或间接的经济效益和社会效益。 随着科学技术的不断发展，计算机已渗透到了世界每个角落。电力系统也不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。鉴于变电站在电网安全稳定运行中的重要作用，各有关部门应该把变电站自动化系统的配置及运行可靠性作为重点课题来考虑。通过合理地配置超高压变电站自动化系统的功能，达到提高运行可靠、减人增效的目的，同时也为我国发展自己的超高压变电站自动化系统探索出一条实用、可靠、经济、先进的途径。[1] 数据采集和传输系统的作用是采集各种反映电力系统运行状况的实时数据，并根据运行需要将有关数据通过远动装置传送到主站或调度中心。这些数据包括反映系统运行状态的各种电气量，如频率、电压、功率等，也包括某些与系统运行有关的非电气量，如反映周围环境的温度、湿度等。这些数据既可以是由远动装置所在的变电站直接采集的，也可以是来自下一级控制中心的有关数据。所传送的既可以是直接采集的原始数据，也可以是经远方终端加工处理过的数据。数据采集和传输系统子系统同时接受来自主站或上一级调度中心根据运行需要而发出的操作、调节和控制命令，并将该命令按一定的规律转发给相应装置的操作或调节机构。采集到的数据通过数据传输子系统传送给主站或上级调度中心。对该子系统进行设计时应充分考虑其经济性和可靠性，同时要保证传输数据的速度及准确率。[8] 本次设计不仅是对我们专业知识综合应用能力的一次考察与提高，而且对我们的相关科目也有很多涉猎。树立了工程观念，使我们在良好的专业知识基础上，有了很强的实际应用能力，为我国今后的经济建设创造了大批的人才。随着国民经济的发展，电力工业的腾飞，举世瞩目的三峡工程按期发电，“西电东送，南北互供，全国联网”战略正在顺利推进，祖国正是需要我们的时候，人民正是需要我们的时候！本次设计是我们走向社会，为我国电力事业做出贡献的基石，对我们今后的工作、学习、生活有着不可忽视的影响。所以我将以最大的努力来认真完成本次设计，迈向这级通向成功不可或缺的阶石。 1.2 变电站综合自动化系统的发展过程 从变电站自动化的发展过程来看，变电站综合自动化系统的发展过程可分为以下几个阶段：[6] 1 变电站分立元件的自动装置阶段 为保证电力系统的正常运行，长期以来陆续研制出各种功能的自动装置，如自动重合闸装置、低频自动减负荷装置、备用电源自投和各种继电保护装置等。70年代以前，这些自动装置主要采用模拟电路，由晶体管等分立元件组成，对提高变电站的自动化水平，保证系统的安全运行，发挥了一定的作用。但这些自动装置，相互之间独立运行，互不相干，而且缺乏智能，没有故障自诊断能力，在运行中若自身出现故障，不能提供报警信息，有的甚至会影响电网运行的安全。同时，分立元件的装置可靠性不高，维护工作量大，装置本身体积大，不经济。因此需要有更高性能的装置代替。 2 处理器为核心的智能自动装置阶段 1971年，世界上第一片微处理器问世。微处理器产品集成度高、体积小、性能价格比高，使微型机迅速渗透和占领了各个技术领域，为计算机应用的普及和推广提供了现实的可能性。80年代，微处理器技术开始引入我国。在变电站自动化方面，首先将原来由晶体管等分立元件组成的自动装置逐