電力系統(tǒng)監(jiān)控技術課程設計指導手冊

《電力系統(tǒng)監(jiān)控技術》

課程設計指導手冊

蘭州交通高校

自動化學院電氣工程系

2011-11-04

電力系統(tǒng)監(jiān)控技術課程設計

學院：自動化學院適用專業(yè)：電氣工程及其自動化

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

學分數(shù)：1學時數(shù)：16

一、課程設計目的

本課程設計是本專業(yè)同學在學完《電力系統(tǒng)監(jiān)控技術》課程之后所進行的一個綜合

性的教學實踐環(huán)節(jié)。通過本課程設計，一方面可以使同學獲得綜合運用學過的學問并設

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)的基本力量，另一方面能鞏固與擴

高校生的電氣綜合設計學問，為畢業(yè)設計做預備，為后續(xù)課程的學習及今后從事科學討

論、工程技術工作打下較堅實的基礎。

通過本課程設計，同學能運用電氣基礎課程中的基本理論和實踐學問，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)設計原則和設計程序及合同轉換的把握，可以提

高同學的電力系統(tǒng)監(jiān)控技術設計的力量，為將來從事鐵路電力自動化系統(tǒng)的建設打下基

礎。

二、課程設計的要求

進行課程設計前，同學應學習完電力系統(tǒng)監(jiān)控技術專業(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、微機愛護、變電站綜合自動化、CAD制圖等方面

的相關學問。

同學要依據(jù)課程設計指導書的要求，依據(jù)題目所給原始參數(shù)進行設計。通過設計應

能把握電力系統(tǒng)監(jiān)控技術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：

1、依據(jù)遠動系統(tǒng)設計原則和程序，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。不進行設施選型和相應的計算;

2、同學應把握電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程監(jiān)控技術的基本組成、功

能、設計法律規(guī)范、規(guī)約內(nèi)容；

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

程序，把握合同轉換；

4、應用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、重點把握部頒Polling規(guī)約DL/T634-1999,并能解釋幀內(nèi)容并給出標準幀格式；

6、為避開雷同，應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、課程設計的主要內(nèi)容及設計步驟

（一）主要內(nèi)容

電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計。每個同學依據(jù)給定鐵路牽

引變電所（或地方變電站）相關資料、數(shù)據(jù)，設計一套簡潔的遠動系統(tǒng)。

詳細要求：

（1）應用CAD畫出各系統(tǒng)原理圖及二次接線圖；

（2）完成規(guī)約的解釋；

（3）完成遠動系統(tǒng)功能說明書。

（二）設計步驟（參考）

設計步驟如下：

1）主站、子站功能需求調(diào)查、遠動信道的選擇；

2）系統(tǒng)拓撲結構確定、子站系統(tǒng)組成設計及四遙功能的實現(xiàn)的設計；

3）子站愛護方式配置及整定值計算；

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)約解釋；

7）主站系統(tǒng)設計、主站原理組成圖繪制；

8）繪制遠動系統(tǒng)組成原理圖；

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

開關量輸入數(shù)據(jù)類型為各斷路器、隔離開關的狀態(tài)信息（經(jīng)過采集電路后的信息）；要

求用標準圖紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），詳細到芯片管腳的連線。

3）選用問答式傳輸規(guī)約，以16路開關量為例，編寫上傳調(diào)度中心的遙信數(shù)據(jù)報文的幀

結構；

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，自行設置。

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

2、牽引變電所的遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

設計內(nèi)容：

1）計算機繪制被控站（RTU端：變電所或開閉所或分區(qū)亭）通用系統(tǒng)結構框圖（A4）。

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

掌握輸出通道（模擬量輸出、開關量輸出、脈寬調(diào)制輸出），網(wǎng)絡通信通道的示意圖。

2）設計一個詳細的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轉換為12位），模擬量輸入數(shù)據(jù)類型為經(jīng)過變送器（變送器環(huán)節(jié)可略）；要求

用標準圖紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），詳細到芯片管腳的連線。

3）選用問答式傳輸規(guī)約，結合題目實際，以部分采集數(shù)據(jù)為例，編寫上傳調(diào)度中心的

遙測數(shù)據(jù)報文的幀結構；

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，自行設置。

4）計算機繪制（A4紙）相應的遙測數(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)

設計內(nèi)容：

1）計算機繪制被控站（RTU端：變電所或開閉所或分區(qū)亭）通用系統(tǒng)結構框圖（A4）。

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

掌握輸出通道（模擬量輸出、開關量輸出、脈寬調(diào)制輸出），網(wǎng)絡通信通道的示意圖。

2）設計一個詳細的MCS-51單片機數(shù)據(jù)輸出最小系統(tǒng)（開關量輸出數(shù)據(jù)，路數(shù)為16

路，掌握斷路器的分、合閘繼電器），繪制出開關量輸出接口電路；要求用標準圖紙，

手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），詳細到芯片管腳的連線。

3）選用問答式傳輸規(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

調(diào)度中心和該所的遙控過程報文幀結構；

注：主站地址（一般取00H）和子站地址（一般取011HJFEH））可在符合規(guī)約要求的前

提下，自行設置。

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

4、老師自定綜合設計題目

七、教材與參考書

使用教材：

單片機原理與接口技術等

《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》，錢清泉主編，中國鐵道出版社，200（）年11月

《鐵路電力牽引供電遠動系統(tǒng)技術法律規(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)工程設計法律規(guī)范（TB10064-2000）》，鐵道部，鐵道出版社，

2000年12月

本次課程設計詳細支配:

每位老師指導一大組15人左右，每組針對一個實際供電系統(tǒng)主接線圖（附圖1、圖

2、圖3）進行設計，15個人又分成3個小組，分別對題目中的3個子系統(tǒng)（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)）進行設計。

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)需

要，比如開關量設計對開關器件進行編號，一般為8位二進制編碼；模擬量對采集節(jié)點

進行編號，一般為電流、電壓及功率；此外由于給出的三個主接線圖為固定圖片，可以

打印出主接線手動填寫編號），然后再設計。

每人針對自己詳細所作設計交一份設計報告，報告格式請務必依據(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)容充實，格式法律規(guī)范。

附圖

110KV?220KV

B

圖1采納雙T結線的單線三相牽引變電所

圖2紐結型開閉所主接線

圖3AT分區(qū)所主接線

電力系統(tǒng)監(jiān)控技術課程設計報告格式

電力系統(tǒng)監(jiān)控技術課程設計報告

題目：

班級：_______________________

姓名：_______________________

學號：_______________________

指導老師：_______________________

設計時間：_______________________

評語:

成果

目錄

采納三級名目

1設計原始資料

1.1詳細題目說明

1.2要完成的內(nèi)容

格式與畢業(yè)設計模板格式相同。

2硬件設計

2.1各開關元件及數(shù)據(jù)采集點編號

2.1.1各開關元件編號

2.1.2數(shù)據(jù)采集點定義

2.2被控站通用系統(tǒng)結構

數(shù)據(jù)采集通道（示意圖）

掌握輸出通道（示意圖）

2.2.3網(wǎng)絡通信信道（示意圖）

2.3MCS-51單片機（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程序設計

3.1數(shù)據(jù)報文幀結構

3.1.1傳輸規(guī)約

3.1.2主站和子站地址

3.1.3報文幀結構

2.5主要程序設計

2.5.1程序流程圖

2.5.2程序清單

參考文獻

引用的文獻在正文中用方括號和阿拉伯數(shù)字按挨次以右上角標形式標注在引用處。標題中不能

消失引用。

(1)參考文獻依據(jù)在正文中引用的挨次進行編碼。

(2)作者一律姓前名后(外文作者名應縮寫)，作者間用“，”間隔。作者少于3人應全部寫出，3

人以上只列出前3人，后加“等”或“etal”。

(3)標題“參考文獻”選用模板中的樣式所定義的“標題1”，再居中；或者手動設置成字體：

黑體，居中，字號：小三，1.5倍行距，段后11磅，段前為0。

(4)參考文獻正文漢字設置為字體：宋體，居左，字號：五號，多倍行距1.25行，段后、段前

均為0。參考文獻正文英文設置為字體：TimesNewRoman,居左,字號:五號,多倍行距1.25行,

段后、段前均為0。

(5)依據(jù)引用的文獻類型不同使用不同的表示方法。

①專著(留意應標明出版地及所參閱內(nèi)容在原文獻中的位置)，表示方法為：

［序號］作者.書名［M］.版本(第一版).出版地：出版者，出版年.

②期刊，表示方法為：

［序號］作者.題名［J］.刊名，出版年，卷(期)：起止頁碼..

③會談論文，表示方法為：

［序號］作者.題名［A