110KV变电站综合自动化系统分析与设计开题报告

第一篇：110KV变电站综合自动化系统分析与设计开题报告

开 题 报 告

一、选题目的及意义

变电站自动化自20世纪90年代以来一直是我国电力行业中的热点之一，所以成为热点，是建设的需要。日前全国投入电网运行的35-110kV变电站18000座(不包括用户变)，220kV变电站有 1000多座，500kV变电站大约有70座。而且每年变电站的数量以3%-5%的速度增长，也就是说每年都有数千座新建变电站投入电网运行。同时，根据电网的要求，特别是自上个世纪末在我国全范围内开始的大规模城乡电网改造，不但要新建许多变电站，现有将近一半以上的建设于上世纪六、七十年代、甚至还有五十年代的老旧变电站因设备陈旧老化而面临改造。二是市场的因素，采用综合自动化系统，可在远方设立集控站，通过远方遥控、遥信、遥测、遥调、遥视等五遥功能集中监控若干个变电站，变电站现场实现无人值班，节约了大量的人力；它通过SCADA系统与MIS系统结合实现了办公自动化，提高了管理效率，为管理人员的决策提供了切实有力的依据。

三、论文提纲

1、毕业设计的主要内容

（1）课题研究的意义及目的，国内外研究的现状；（2）变电站综合自动化系统的组成和主要功能；（3）变电站综合自动化系统的一次系统设计；（4）变电站综合自动化系统的二次系统设计；

（5）线路微机保护系统设计（速断、过流、零序保护设计）（6）配电变压器微机保护系统设计（7）主要电气设备选择；

（8）监控软件的设计及图形界面的设计

2.设计实现的主要功能

实时显示变电站综合自动化系统的运行参数（包括电压、电流、功率、频率、cosφ等参数）和运行趋势图，故障报警显示，建立实时和历史数据库，实现SCADA功能。实现无人值守变电站综合自动化功能。3.主要技术指标

功率因数不低于0.9，可靠性和经济性满足变电站综合自动化要求。结论

4.设计的思想及过程

（一）电气一次部分的设计

1.变电所主接线方案的设计

2．负荷的计算和主变的选择：

（1）负荷的计算和无功补偿

本变电所的电压等级为110/35/10kV，主要的负载在35kV和10kV的线路上。负荷的计算就是把35kV和10kV电压等级上的总的负载算出来。一方面，为了提高电网的有功功率，也就是降低无功功率，要对电网进行无功补偿，这样就使选择的主变压器的容量减小，降低了成本。另一方面，为使变电所的功率因数不低于0.9，要对系统进行无功补偿，也就是把10kV和35kV线路上负载的功率因数从0.8提高到0.9，而在具体的补偿中，使用并联电容器的补偿方式。

（2）主变压器的容量选择

在本设计中，为了满足运行的灵敏性和供电的可靠性，应选两台三绕组变压器，主变压气容量应根据5—10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。所以每台变压器的额定容量按Sn=0.7PM（PM上一步无功补偿后的视在功率，即供电容量）选择，同时每台主变压器的容量不应小于一、二级负荷之和，依据上述要求选择所用变压器的型号。3．短路电流的计算： 短路电流的计算主要是为了选择电气设备、校验电气设备的热稳定性和动稳定性，进行继电保护的设计和调整。对于整个电网来说，要考虑在不同地点同时发生短路时的情况，将设计的主接线按其阻抗的形式转化为电力系统界限的示意图，再根据所选主变的参数、线路的阻抗进行短路电流的计算。4．一次设备的选择与校验：

按正常运行的条件进行选择，对110kV、35kV和10kV的母线按经济的电流密度算出其截面，按照截面面积和环境的要求选择适合的母线；对断路器的选择依据其额定电压、额定电流和开断电流来选择，隔离开关按其通过的额定电流必须大于此回路的电流来选择，电压互感器和电流互感器均依据一次侧和二次侧的电压和电流进行选择；对所选的母线和电气设备要进行热稳定性和动稳定性的校验，看所选的母线和设备是否满足设计的要求，校验时遵循短路时的情况来校验。

（二）二次部分及监控部分的设计

电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行，如果设计与配置不合理，保护将可能误动或拒动，从而扩大事故停电范围，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行具有非常重要的意义。

为了安全、经济的提供电能，必须及时而准确的掌握系统的实际运行的情况，随时进行分析，做出正确的判断和决策，必要时采取相应的措施，及时处理事故和异常情况，必须对电力系统实施监视和控制。也就是说要对系统中的一些器件进行监视和控制，在这一部分中，最基本的是监视控制与数据采集系统，首先要对电器设备编号，完成模拟量和数字量的采集，然后使用组态软件对其采集到的信息进行编程，最后通过人机界面实现对电气设备的控制。

参考文献

四、论文写作进度安排

三、毕业设计（论文）工作进度安排

周 次 1 2 3 4

设 计 内 容

熟悉工艺要求和设计内容，查阅资料 熟悉工艺要求和设计内容，查阅资料

总体方案设计和硬件配置

一次系统图设计

完 成 情 况

教 师 检 查

二次系统电气原理图

二次系统电气原理图

控制程序软件设计与调试

控制程序软件设计与调试

监控组态软件和通讯软件设计

监控组态软件和通讯软件设计

绘图，整理说明书

绘图，整理说明书

第二篇：图书馆自动化系统分析与设计

软件工程案例

图书馆自动化系统分析与设计

案例

某图书馆自动化系统分析与设计

一．项目开发背景

某图书馆是一所综合性大学的图书馆，其读者对象主要是该校的教师和学生，约20000人左右。馆藏各类图书300多万册，期刊4800多种。图书馆工作人员约110。

虽然该图书馆在某些局部工作中使用了计算机。但尚未建立起真正的集成自动化系统，大部分业务工作仍靠手工完成。为了能更好地利用现代信息技术的成果，提高图书馆的工作效率和水平，更好地为读者服务，决定开发图书馆自动化系统。二．系统分析 1．可行性研究

图书馆自动化系统是使用计算机对图书馆工作进行管理的系统。图书馆自动化系统以现代信息技术(计算机技术、通信技术、数据库技术等)为手段，以提高图书馆的工作质量和工作效率为目标，利用先进的硬件设备，对图书馆工作的各个业务环节实行计算机管理、控制。

在该项目的可性行研究与计划工作中，系统分析人员对图书馆工作环境进行了实地调查。同主要领导、管理人员和工作人员进行了交流，对手工工作情况、工作流程、所完成的任务及目前存在的问题、新系统要解决的主要问题等进行了初步调查。初步调查研究的结果成为可行性研究的前提。

目前，该图书馆有采购部、编目部、流通典藏部、阅览室、期刊部、咨询部、技术部(完成拍照、复印工作及计算机等设备的维护工作)、办公室等部门，负责各自相关的工作。该图书馆存在的主要问题有：(1)图书馆的业务工作涉及各类数据量大，读者人数多。手工模式下的工作劳动强度高，效率低，错误多，处理速度慢。

(2)在各类业务工作中，编目工作具有智力程度高、工作量大的特点，是图书馆工作流程中的瓶颈。手工编目工作存在成本高、劳动重复和编目结果总体不一致等问题，编目规范难以彻底贯彻。

(3)在手工工作中，很多理论上可行的工作方法，如流通系统中的多轨制管理模式，公务目录和读者目录中多套目录体系的维护等，实际难以实现。(4)业务工作中存在着大量查找工作，如各类查找、读者查询等，手工查询方式速度慢，查准率和查全率低，影响了图书馆的服务质量。

针对以上问题，需进行图书馆自动化系统的开发工作。在本次开发中，开发工作涉及采购部、编目部、流通典藏部、期刊部和咨询部五个部门。技术部、阅览室、办公室等部门不在系统开发范围之内，咨询部的部分工作(公共目录查询)包括在系统开发中。

本系统开发的目的，就是通过系统开发，实现图书馆有关部门工作的计算机化，提高关键业务环节的处理速度和规范化程度，并对有关的工作进行集成和重组，通过网络系统加强本图书馆同其他图书馆之间的业务联系，提高业务工作水平，进而全面提高工作效率和质量，更好地为读者服务。图书馆自动化系统的应用可大幅度提高图书馆工作的效率和质量，这主要表现在以下几个方面：(1)联机编目

编目是组织图书馆文献资源的手段。编目工作所形成的图书馆书目体系是管理、揭示和利用馆藏的唯一工具，也是图书馆重要的数据资源。编目工作具有多种工作形式，其中联合编目是多馆协同合作编目的一种方式。联合编目克服了各馆分散编目所造成的编目成本高、重复劳动和编目结果总体不一致问题，提高了编目效率和质量。联合编目的实施需要一个基本的编目环境，即联合编目的管理中心和成员馆之间便捷的数据存取途径，而在当前技术条件下满足这种环境要求的配置是广域网环境下连接各成员馆内的自动化系统。在编目过程中，各成员馆应同编目的管理中心联机，以完成编目数据的共享、数据上载和一致性的验证。(2)计算机化的公共查询

在图书馆自动化系统中，计算机对大量的书目数据进行了有效的管理。作为图书馆自动化系统的重要功能，公共查询充分发挥了计算机大容量、高速度的特点，多检索途径索引的建立和组合逻辑检索使读者摆脱了卡片目录查找的不便，极大地提高了查全率和查准率，降低了查找时间。(3)更为有效的内部业务管理

图书馆自动化系统的应用降低了图书馆业务工作的强度、提高了工作质量和效率。很多手工工作方式中无法实现的功能，如流通系统中的多双轨制管理模式，公务目录和读者目录中多套目录体系的维护等，都变得简单、易行，使图书馆业务工作更为有效。(4)便捷的读者服务

图书馆自动化系统使直接面向读者的服务发生了巨大的变化。光笔等输入输出设备的应用使读者的查询、借阅等方面更为便捷、准确有效。读者可以通过校园网，在学校的每个办公地点和家庭进行图书的查询、预约、续借乃至馆际互借，图书馆的读者服务工作质量和效率得到明显的提高。

从技术上讲，现行的网络技术、计算机技术完全能完成本系统的功能要求。在经济方面，该图书馆用于系统开发的预算基本可满足设备投入和人力投入。就收益而言，由于图书馆自动化系统主要的效益是社会效益。系统一旦投入使用，将会极大提高图书馆的工作效率和工作质量，为读者创造一个更好的环境和服务。在社会可行性方面，系统开发和开发后的运行等活动不违反现行法律，没有对他人的专利、版权造成侵犯，与现行的管理制度没有冲突。系统开发时充分注意可操作性及易用性。现有员工通过培训完全能掌握系统和主便地使用系统。

综上所述，可行性研究最后认为：该图书馆具备系统开发的条件，项目可行，建议开始开发。2．需求分析

根据图书馆工作的需要，图书馆自动化系统的应用包括采购部、编目部、流通典藏书部、期刊部、咨询部等部门。需求分析主要采用结构化分析方法，用数据流图表示需求分析模型，必要时在局部分析采用原型法。由于篇幅限制，本书只对流通部分的工作进行数据流分析。(1)流通工作的数据流分析

流通工作应完成借还管理、图书管理、读者管理、流通查询、流通统计和系统管理等功能，如图1的IPO图所示。

图2----图8为流通工作的数据流图。

(2)数据字典

以下为进一步说明数据流图内容的文件条目和数据项目条目，其他条目略。 文件条目 a．读者文档

文件名称：读者文档

简述：记录和保存读者的基本信息和借书信息

记录组成：借书证号，证码，姓名，性别，单位，住址，发证日期，有效使用期，读者类型，通信地址，联系电话，借书证状态，允许借书数量，实际借书数量，借书记录={借书登录号+借书日期+续借次数，违章次数，累计罚款金额

组织方式：记录定长，按记录建立次序顺序排列有借书证号索引、姓名索引、证码索引存取频率：100—300次/天

b．图书书目文档 文件名称：图书书目文档 简述：记录和保存参加流通的每种图书的基本书目信息

记录组成：索书号，题名，责任者，ISBN号，出版者，出版地，出版日期，单价，装订，文种，页数，版次，复本量，复本记录={图书登录号}，复本记录={图书书码}，预约记录={预约读者借书证号} 组织方式：记录定长，按记录建立次序顺序排列有题名、责任者、ISBN号、索书号索引存取频率：100—300次/天

c．图书书目文档 文件名称：图书流通文档

简述：记录和保存流通中的每本图书的借出信息

记录组成：登录号，书码，索书号，图书类型，物理状态，借出记录=借书证号+借书日期

组织方式：记录定长，按记录建立次序顺序排列有登录号索引，书码索引 存取频率：100—300次/天 d．流通统计文档 文件名称：流通统计文档

简述：记录和保存流通的有关统计信息

记录组成：索书号，借出次数，预约次数，续借次数，分类统计={单位代码+借出次数} 组织方式：记录定长，按记录建立次序顺序排列 存取频率：100—300次/天 e．系统管理文档 文件名称：系统管理文档

简述：此文件为系统的配置文件，记录和保存系统运行的基本参数。记录组成：借书权限，借书期限，有效证号范围，最后使用证号 组织方式：记录定长，按记录建立次序顺序排列 存取频率：1次/天 f．新书文档 文件名称：新书文档 简述：由编目部门发来的记录新入馆图书基本书目信息的文档。

记录组成：索书号，ISBN号，题名，责任者，出版者，出版地，出版日期，单价，装订，文种，页数，版次，复本量，{登录号} 组织方式：记录定长，按记录建立次序顺序排列 存取频率： 0—1次/天 g．日志文档 文件名称：日志文档

简述：记录和保存流通系统运行中的有关修改文件操作，供数据恢复用 记录组成：操作类型，操作日期，操作时间，操作对象=文件名+字段名，操作行为=原值+更新值

组织方式：记录定长，按记录建立次序顺序排列 存取频率： 300—900次/天

 加工说明

由于篇幅所限，本书只列出五个加工说明条目，其他省略。

加 工 名：取读者文档数据

编 号：2．2．1

处理逻辑：在读者文档的借书证号索引中查找所收到的证号，IF 无此证号 THEN发“非法证号”信息 ELSE 从读者文档中调出相应数据，并发此数据到加工 2．2．2．

激发条件：接收到读者借书证号时

输 入：读者借书证号

输 出：“读者数据”或“非法证号”

加 工 名：审查借书权

编 号：2．2．2

处理逻辑：IF 有过期书 或 借书已满

THEN 发“无借书权信息”

ELSE 向加工 2．2．3 发“有借书权信息”。

激发条件：接收到读者数据时

加 工 名：登记借书信息 编 号：2．2．3

处理逻辑：接收拟借书书码，按书码在图书流通文档中找到相应记录，在该记录的相应 字段中记录书码和借书日期，接收读者证码，按证码找到读者文档中的相应记录，修改读者 文档中的“借书记录”。

激发条件：收到有借书权信息

输 入：有借书权信息

输 出：借书登记数据

加 工 名：取图书文档数据

编 号：2．3．1 处理逻辑：根据还书证码在图书流通文档中找到相应记录。激发条件：收到还书证码后

输 入：还书证码

输 出：一个图书流通文档记录数据

加 工 名：预约检查

编 号：2.3.2

处理逻辑：根据所还书的流通数据得到该书的索书号，根据此索书号读出图书书目文档 中的相应记录，IF 有预约读者 THEN 发第一个预约读者的借书证号 ELSE 发无预约信息．

激发条件：收到所还图书的流通数据时

输 入：所还书的图书数据

输 出：“ 预约借书证号”或“无预约信息”

 数据项条目

由于篇幅所限，本书只列出五个数据项条目，其他省略。

a．数据项名称：借书证号

别名：证号

简述：给每个读者借书证的一个唯一的、做标识用的号码

数据项组成：单位代码+流水号码

值类型：6 位字符

取值范围：000000..99999 b.数据项名称：发证日期

简述：给读者签发借书证的日期

数据项组成：年+月

值类型：4 个字符

取值范围：有意义的年、月值

 c.数据项名称：有效使用期

简述：读者借书证的最后使用期限，结构及取值同“发证日期”

数据项组成：年+月

值类型：4 个字符

取值范围：有意义的年、月值

d.数据项名称：读者类型

简述：读者在图书流通管理中的身份和借出权限的类型

数据项组成：[学生|教师] 值类型：1 个字符

取值范围：[1|0]

e．数据项名称：借书证状态

简述：借书证能否正常使用的标志

数据项组成：[正常|挂失|停用] 值类型：1 个字符

取值范围：[1|2|3]

三.项目开发背景

1．总体设计

系统设计工作以需求分析的结果为基础。根据需求分析，该图书馆自动化系统可分成采

购子系统、编目子系统、流通子系统、连续出版物管理子系统、公共查询子系统等子系统组

成。如图 9所示。

(1)采购子系统

该子系统完成对图书馆文献资料采购工作的管理。其组成部分主要包括采购过程管理、馆藏财产管理、数据统计和报表、出版商数据管理等几个模块。

其中采购过程管理包括的功能有：套录订购数据，编辑采购数据，辅助采购决策，采购 数据的检索、查重，打印订单或生成、发送采购数据交换文档，采购数据的验收、登记(个 别登记、总括登记)； 馆藏财产管理的主要工作是各类登记账管理，采购数据登记，采购资金管理、结算等。

(2)编目子系统

该子系统完成对图书馆文献资料编目工作的管理。其主要功能包括编目查重、著录、套 录标准数据、原始数据录入、编辑书目数据记录、数据校验、编排新书通报、打印款目卡片、打印书袋卡和打印书标等。

(3)流通子系统

该子系统完成对图书馆文献资料流通工作的管理。它 主要由读者数据维护、书 目数据维 护、出纳管理、查询和统计及其他系统管理等几个模块组成。下边是这些模块的具体功能。读者数据维护模块的功能包括：办 理读者借阅证、借 阅证件挂失与解挂、借 阅证注销等； 书目数据维护模块的功能包括：新书登录、图书注销、图书挂失与解挂、图书暂停外借 与恢复外借等；

出纳管理模块的功能包括：办理图书外借、还书、预约、续借、交罚金等手续;查询和统计模块的功能包括：查询图书流通情况、查询读者借阅情况、打印催还通知单 和预约通知单等；

实用工具模块的功能包括：日志备份、日志浏览和读者批注销等;系统维护模块的功能包括；日期与时间管理、书目库状态与读者库状态管理和账户管理等。

(4)连续出版物子系统

在图书馆工作中，连续出版物管理是一项独立的、自成体系的工作，它包括了采购、编 目、流通和查询等各个环节。

图书馆自动化系统中连续出版物子系统完成对图书馆有关连续出版物的管理工作，主要 有订购管理、连续出版物著录、现刊和过刊管理、产品输出、查询和系统维护等几个模块。

订购管理模块主要完成订购查重、订购数据录入、订购决策(如根据以往订购情况确定订 购数据、停订或补订等)、编辑订购数据、打印订单、验收、记到与登记、催询、财产与账 目管理、订购统计等。

连续出版物著录模块按照标准格式，如 CNMARC、LCMARC 等完成书目数据的建立工作，产 生以后各个工作环节的数据基础。

现刊和过刊管理模块完成条码生成、确定馆藏分配、整理馆藏数据、装订管理等。

产品输出模块主要是根据多种途径和限定条件输出著录卡片、馆藏卡片、书本式目录、书标、书袋片及各种打印输出产品。

（5)公共查询子系统

该子系统完成对图书馆文献资料采购工作的管理。其 主要模块包括书目查询和读者查询。其中读者查询是指读者对其借阅基本情况进行查询，因而该功能一般放在流通子系统管理 中。

书目查询包括用户查询和书目库索引维护两方面的功能。书目查询的功能主要体现在其 性能上。一般来说，书目查询的性能可由以下指标描述：

检索途径：是否能提供尽可能多的检索入口点，如记录号、控制号、ISBN 号、题名、主 题、责任者、分类号和索书号等。

检索手段：是否能提供尽可能全面的检索形式，如单项检索、组配检索、限制检索、截 词检索和全文检索等。

响应时间：完成一个检索所花费的时间。

检索表达式的复杂性：是否可以利用任意中间步骤构造新的检索式，布尔检索所支持的 逻辑运算的嵌套层数。

检索结果的输出形式：能否提供形式多样的检索结果输出形式，如卡片数据、机读目录 数据、全文等。

用户易用性：用户界面是否友好，检索操作是否简单，是否有检索向导帮助自动生成检 索式。

2．详细设计

详细设计包括多方面的工作，如数据设计、人机界面设计、处理过程设计等，其中最主 要的内容是对总体设计中得出的模块进行处理过程设计。在结构化设计中，处理过程设计可 以多种图形化工具表示，如 盒图、模 块结构图等。由 于处理过程设计涉及大量处理逻辑细节，所以这里不再赘述。

第三篇：变电站综合自动化技术

第一章

1、变电站综合自动化：是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

2、传统变电站的缺点：

（1）安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。（2）供电质量缺乏科学的保证。（3）占地面积大，增加了征地投资。

（4）不适应电力系统快速计算和实时控制的要求。

（5）维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平。

3、变电站自动化技术的发展过程。[P5内详] 第二章

4、二次设备的组成部分：继电保护、自动装置、测量仪表、操作控制屏和中央信号屏以及远动装置。

5、变电站综合自动化的优越性：

（1）变电站综合自动化系统利用当代计算机的技术和通信技术，提供了先进技术的设备，改变了传统的二次设备模式，信息共享，简化了系统，减少了连接电缆，减少占地面积，降低造价，改变了变电站的面貌。（2）提高了自动化水平，减轻了值班员的操作量，减少了维修工作量。（3）随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求各变电站能提供更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况。（4）提高变电站的可控性，要求更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等。（5）采用无人值班管理模式，提高劳动生产率，减少人为误报操作的可能。（6）全面提高运行的可靠性和经济性。

6、变电站的数据包括：模拟量、开关量和电能量。

7、直流采样：即将交流电压、电流等信号经变送器转换为适合于A/D转换器输入电平的直流信号。交流采样：指输入给A/D转换器的是与变电站的电压、电流成比例关系的交流电压信号。

8、并联、串联有源电力滤波器的不同点及示意图。[P17内详]

9、电力系统的电压、无功综合控制的方式：集中控制、分散控制和关联分散控制。[P27内详]

10、电力系统频率偏移的原因：电力系统的频率与发电机的转速有着严格的对应关系，而发电机的转速是由作用在机组转轴上的转矩决定的，原动机输入的功率如果在扣除了励磁损耗和各种机械损耗后能与发电机输出的电磁功率保持平衡，则发电机的转速将保持不变，电力系统所有发电机输出的有功功率的总和，在任何时刻都将等于此系统包括各种用电设备所需的有功功率和网络的有功损耗的总和。但由于有功负荷经常变化，其任何变动都将立刻引起发电机输出电磁功率的变化，而原动机输入功率由于调节系统的滞后，不能立即随负荷波动而作相应的变化，此时发电机转轴上的转矩平衡被打破，发电机的转速将发生变化，系统的频率随之发生偏移。

11、电力系统频率降低的危害：

（1）系统的频率下降，使发电厂的厂用机械出力大为下降，结果必然影响发电设备的正常工作，使发电机的有功出力减少，导致系统频率的进一步降低。

（2）系统频率降低，励磁机的转速也相应降低，当励磁电流一定时，励磁机发出的无功功率就会减少。（3）系统频率长期处于49.5Hz或49Hz以下时，会降低各用户的生产率。

12、明备用和暗备用的原理和图。[P33内详] 系统正常运行时，备用电源不工作的称明备用。系统正常运行时，备用电源也投入运行的，称为暗备用。

备用电源自投（BZT）的作用：备用电源自投装置是因为电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。

13、变电站综合自动化系统的特点：（1）功能综合化

（2）分级分布式、微机化的系统结构（3）测量显示数字化（4）操作监视屏幕化（5）运行管理智能化 第三章

14、光电传感器的优越性：

（1）优良的绝缘性能，造价低、体积小、质量轻。（2）不含铁心，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。（3）动态范围大，测量精度高。（4）频率范围宽。（5）抗干扰能力强。第四章

15、输入/输出的传送方式：并行和串行传送方式。

16、CPU对输入/输出的控制方式：同步传送方式、查询传送方式、中断控制输入/输出方式和直接存储器访问方式（DMA）[P50内详]

17、DMA控制器必须具备的功能：

（1）能接受外设的请求，向CPU发出总线请求信号HOLD；

（2）当CPU发出总线请求认可信号HLDA后，接管对地址线、数据线和控制线的控制，进入DMA方式；（3）发出地址信息，能对存储器寻址及能修改地址指针；（4）能向存储器和外设发出读或写等控制信号；

（5）能控制传送的字节数及判断DMA传送是否结束；

（6）在DMA传送结束以后，能发出DMA结束信号，释放总线使CPU恢复正常工作状态。

18、光电耦合器工作原理及原理图。[P62内详] 第五章

19、D/A转换器的工作原理、关系式、权电阻输入网络。[P67内详] 20、绝对精度和相对精度。[P74内详] 第六章

21、交流采样法：是直接对经过装置内部小TA，小TV转换后形成的交流电压信号进行采样，保持和A/D转换，然后在软件中通过各种算法计算出所需电量。第七章

22、小波分析在变电站综合自动化中的应用前景。[P103内详] 第八章

23、变电站内的信息传输：

（1）设备层与间隔层（单元层）间信息交换（2）单元层内部的信息交换（3）单元层之间的通信

（4）单元层和变电站层的通信（5）变电站层的内部通信

24、变电站通信网络的要求：快速的实时响应能力，很高的可靠性，优良的电磁兼容性能，分层式结构。

25、数据通信的传输的方式：并行数据通信和串行数据传输。

26、数据通信系统的工作方式：单工通信，半双工通信和全双工通信。原理及图示[P119内详]

27、网络的拓扑结构：点对点结构、星型结构、总线结构和环形结构。

28、移频键控原理。[P131内详]

29、差错检测技术：就是采用有效编码方法对咬传输信息进行编码，并按约定的规则附上若干码元（称监督码），作为信息编码的一部分，传输到接收端，接收端则按约定的规则对所收到的码进行检验。30、几种常用的监督码构成方法：奇偶校验、纵向冗余校验和循环冗余校验CRC。第九章

31、电磁兼容意义：电气或电子设备或系统能够在规定的电磁环境下不因电磁干扰而降低工作性能，它们本身发射电磁量不影响其他的设备或系统正常工作，从而达到互不干扰，在共同的电磁环境下一起执行各自功能的共存状态。

32、电磁干扰的三要素：干扰源、传播途径和电磁敏感设备。

33、解决电磁干扰问题的方法：

（1）抑制干扰源产生的电磁干扰（滤波、屏蔽和接地）；（2）切断干扰的传播途径；

（3）提高敏感设备抗电磁干扰的能力（降低对干扰的敏感度）。

34、干扰分类：

（1）差模干扰：是串联于信号源回路中的干扰，主要由长线路传输的互感耦合所致。（2）共模干扰：是由网络对地电位变化所引起的干扰，即对地干扰。

35、抑制干扰源影响的屏蔽措施：

（1）一次设备与自动化系统输入、输出的连接采用带有金属外皮的控制电缆，电缆的屏蔽层两端接地。（2）测量和微机保护或自控装置采用的各类中间互感器的一、二次绕组之间加设屏蔽层。（3）机箱或机柜的输入端子对地接一耐高压的小电容，可抑制外部高频干扰。（4）系统的机柜和机箱采用铁质材料。

第四篇：变电站综合自动化教学大纲

《变电站综合自动化》课程教学大纲

一、课程名称：变电站综合自动化

课程负责人：

二、学时与学分：

三、适用专业：重庆大学城市科技学院电气学院

四、课程教材：

五、参考教材：《变电站综合自动化》，国家电网公司人力资源部，中国电力出版社;第1版(2010年5月1日)。

《变电站综合自动化原理及运用》，丁书文，中国电力出版社;第2版(2010年7月1日)。

《变电站综合自动化原理与系统》，张惠钢，中国电力出版社;第1版(2004年1月1日)。

六、开课单位：电气信息学院电气专业

七、课程的性质、目的和任务

《变电站综合自动化》，是电气工程及其自动化专业面向应用的一门专业课，是电力系统继电保护及自动化方向与发电厂及电力系统方向的核心专业课程。本课程以“变电站综合自动化系统”为载体，学生通过该门课的学习，使学生较全面地了解变电站综合自动化系统的用途、结构、原理和性能，初步掌握变电站综合自动化系统基本知识和技能，具备变电站综合自动化系统的安装调试、运行及事故处理的能力。

八、课程的基本要求

1、了解变电站站综合自动化的含义。

2、掌握变电站实现综合自动化的基本功能。

3、了解变电站实现综合自动化系统的结构形式。

4、掌握变电站综合自动化信息的测量和采集种类和方式方法。

5、了解变电站综合自动化中的通信技术。

6、了解变电站综合自动化系统运用的新技术。

7、掌握变电站综合自动化系统的智能装置的。

8、掌握变电站综合自动化系统的运行、维护及调试。

9、了解提高综合自动化系统可靠性的措施。

10、熟悉变电站综合自动化的监控系统相关知识。

九、课程的主要内容

第一章 变电站综合自动化系统概述 1.1 综合自动化的基本概念 1.2 综合自动化的优越性

1.3 综合自动化系统的主要内容和基本功能 1.4 综合自动化系统的设计原则与要求

1.5 综合自动化系统的硬件结构（结构形式和配置）1.6 变电站综合自动化与无人值班变电站 1.7 变电站综合自动化技术的发展方向 第二章 变电站综合自动化信息的测量和采集 2.1 变电站综合自动化信息

2.2 变电站综合自动化信息的体系结构 2.3 变电站模拟量信息的变送器测量及采集 2.4 交流采样技术及其应用 2.5 变电站油温的采集 2.6 变电站状态信息的采集 2.7 变电站实时时钟的建立和应用 第三章 变电站综合自动化系统中的通信技术 3.1 数据通信基础 3.2 数据交换技术 3.3 计算机网络基础知识

3.4 网络体系结构及OSI基本参考模型 3.5 计算机局域网络 3.6 现场总线技术

第四章 变电站综合自动化系统中的新技术应用 4.1 VQC知识 4.2 程序化操作 4.3 IEC 61850简介

第五章 变电站运行的自动控制与调节（变电站综合自动化系统的智能装置）5.1 变电站低频减负荷控制 5.2 变电站电压和无功功率控制

5.3 变电站“五防”的基本概念及实现方法 5.4 同期知识

5.5 备用电源自动投入装置 5.6 变电站主设备的遥控 5.7 微机故障录波原 5.8 微机故障录波实例

第六章 变电站综合自动化系统的运行、维护及调试 6.1 综合自动化系统人机联系与操作 6.2 综合自动化系统运行与维护 6.3 综合自动化系统的调试

第七章 提高综合自动化系统可靠性的措施 7.1 综合自动化可靠性概述 7.2 干扰来源和干扰的影响 7.3 抗干扰措施

7.4 综合自动化系统的自动检测技术 第八章 变电站综合自动化的监控系统 8.1 综合自动化监控系统的基本功能 8.2 综合自动化监控系统的基本结构 8.3 综合自动化监控系统基本要求及特点 8.4 综合自动化监控系统界面及监控操作 8.5 综合自动化监控系统的附属部分

十、课程教学重点

1、变电站实现综合自动化的基本功能。

2、变电站综合自动化信息的测量和采集种类和方式方法。

3、变电站综合自动化系统运用的新技术。

4、变电站综合自动化系统的智能装置的。

5、变电站综合自动化系统的运行、维护及调试。

6、提高综合自动化系统可靠性的措施。

7、变电站综合自动化的监控系统。

十一、考核方式

笔试考试

总成绩=笔试考试（70%）+平时考评（30%）

十二、学时分配

第五篇：浅谈变电站综合自动化系统

浅谈变电站综合自动化系统

吴科续

（丰满发电厂，吉林

丰满

132108）

摘 要：本文简要介绍了变电站综合自动化系统的重要性和发展趋势，提出了变电站综合自动化基本概念，并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析。

关键词：变电站综合 自动化系统 结构 功能

1.前言

电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。2.系统结构

目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：2.1分布式系统结构

按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。

2.2集中式系统结构

集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：

（1）前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。

（2）软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。

（3）组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。2.3分层分布式结构

按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。

这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：

（1）可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。

（2）可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。

（3）站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。3.常见通讯方式

目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有：

（1）双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网。

（2）单以太网，双/单监控机模式。

（3）双LON网，双监控机模式。

（4）单LON网，双/单监控机模式。4.变电站自动化系统应能实现的功能

4.1微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：

（1）故障记录。（2）存储多套定值。

（3）显示和当地修改定值。

（4）与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列，当前整定值及自诊断信号，接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令，通信应采用标准规约。

4.2数据采集及处理功能

包括状态数据，模拟数据和脉冲数据

（1）状态量采集

状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。

（2）模拟量采集

常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。4.3事件记录和故障录波测距

事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。

4.4控制和操作功能

操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。

4.5系统的自诊断功能

系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。

4.6数据处理和记录

历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：

（1）断路器动作次数。

（2）断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数。

（3）输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间。

（4）独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间。

（5）控制操作及修改整定值的记录。

根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。

4.7人机联系系统的自诊断功能

系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。

4.8本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时，统一时钟的功能和当地运行维护功能。

5.结束语

通过以上分析，可以看到变电所综合自动化对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化，提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用，它将能大大加强电网一次、二次系统的效能和可靠性，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。随着技术的进步和硬件软件环境的改善，它的优越性必将进一步体现出来。■ 参考文献

1.杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势.电力系统自动化，1995。

2.王海猷，贺仁睦.变电站综合自动化监控主站的系统资源平衡.电网技术，1999。

2008.05.08 吴科续（1978-），男，工程师，从事水轮发电机组值班员工作。邮 编：132108 通讯地址：吉林市丰满发电厂发电部 联系电话：*** 工作电话：0432-4604511