第一篇：110KV變電站綜合自動化系統分析與設計開題報告

開 題 報 告

一、選題目的及意義

變電站自動化自20世紀90年代以來一直是我國電力行業中的熱點之一，所以成為熱點，是建設的需要。日前全國投入電網運行的35-110kV變電站18000座(不包括用戶變)，220kV變電站有 1000多座，500kV變電站大約有70座。而且每年變電站的數量以3%-5%的速度增長，也就是說每年都有數千座新建變電站投入電網運行。同時，根據電網的要求，特別是自上個世紀末在我國全范圍內開始的大規模城鄉電網改造，不但要新建許多變電站，現有將近一半以上的建設于上世紀六、七十年代、甚至還有五十年代的老舊變電站因設備陳舊老化而面臨改造。二是市場的因素，采用綜合自動化系統，可在遠方設立集控站，通過遠方遙控、遙信、遙測、遙調、遙視等五遙功能集中監控若干個變電站，變電站現場實現無人值班，節約了大量的人力；它通過SCADA系統與MIS系統結合實現了辦公自動化，提高了管理效率，為管理人員的決策提供了切實有力的依據。

三、論文提綱

1、畢業設計的主要內容

（1）課題研究的意義及目的，國內外研究的現狀；（2）變電站綜合自動化系統的組成和主要功能；（3）變電站綜合自動化系統的一次系統設計；（4）變電站綜合自動化系統的二次系統設計；

（5）線路微機保護系統設計（速斷、過流、零序保護設計）（6）配電變壓器微機保護系統設計（7）主要電氣設備選擇；

（8）監控軟件的設計及圖形界面的設計

2.設計實現的主要功能

實時顯示變電站綜合自動化系統的運行參數（包括電壓、電流、功率、頻率、cosφ等參數）和運行趨勢圖，故障報警顯示，建立實時和歷史數據庫，實現SCADA功能。實現無人值守變電站綜合自動化功能。3.主要技術指標

功率因數不低于0.9，可靠性和經濟性滿足變電站綜合自動化要求。結論

4.設計的思想及過程

（一）電氣一次部分的設計

1.變電所主接線方案的設計

2．負荷的計算和主變的選擇：

（1）負荷的計算和無功補償

本變電所的電壓等級為110/35/10kV，主要的負載在35kV和10kV的線路上。負荷的計算就是把35kV和10kV電壓等級上的總的負載算出來。一方面，為了提高電網的有功功率，也就是降低無功功率，要對電網進行無功補償，這樣就使選擇的主變壓器的容量減小，降低了成本。另一方面，為使變電所的功率因數不低于0.9，要對系統進行無功補償，也就是把10kV和35kV線路上負載的功率因數從0.8提高到0.9，而在具體的補償中，使用并聯電容器的補償方式。

（2）主變壓器的容量選擇

在本設計中，為了滿足運行的靈敏性和供電的可靠性，應選兩臺三繞組變壓器，主變壓氣容量應根據5—10年的發展規劃進行選擇，并考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷能力。所以每臺變壓器的額定容量按Sn=0.7PM（PM上一步無功補償后的視在功率，即供電容量）選擇，同時每臺主變壓器的容量不應小于一、二級負荷之和，依據上述要求選擇所用變壓器的型號。3．短路電流的計算： 短路電流的計算主要是為了選擇電氣設備、校驗電氣設備的熱穩定性和動穩定性，進行繼電保護的設計和調整。對于整個電網來說，要考慮在不同地點同時發生短路時的情況，將設計的主接線按其阻抗的形式轉化為電力系統界限的示意圖，再根據所選主變的參數、線路的阻抗進行短路電流的計算。4．一次設備的選擇與校驗：

按正常運行的條件進行選擇，對110kV、35kV和10kV的母線按經濟的電流密度算出其截面，按照截面面積和環境的要求選擇適合的母線；對斷路器的選擇依據其額定電壓、額定電流和開斷電流來選擇，隔離開關按其通過的額定電流必須大于此回路的電流來選擇，電壓互感器和電流互感器均依據一次側和二次側的電壓和電流進行選擇；對所選的母線和電氣設備要進行熱穩定性和動穩定性的校驗，看所選的母線和設備是否滿足設計的要求，校驗時遵循短路時的情況來校驗。

（二）二次部分及監控部分的設計

電力系統繼電保護的設計與配置是否合理直接影響到電力系統的安全運行，如果設計與配置不合理，保護將可能誤動或拒動，從而擴大事故停電范圍，有時還可能造成人身和設備安全事故。因此，合理地選擇保護方式和正確地整定計算，對保證電力系統的安全運行具有非常重要的意義。

為了安全、經濟的提供電能，必須及時而準確的掌握系統的實際運行的情況，隨時進行分析，做出正確的判斷和決策，必要時采取相應的措施，及時處理事故和異常情況，必須對電力系統實施監視和控制。也就是說要對系統中的一些器件進行監視和控制，在這一部分中，最基本的是監視控制與數據采集系統，首先要對電器設備編號，完成模擬量和數字量的采集，然后使用組態軟件對其采集到的信息進行編程，最后通過人機界面實現對電氣設備的控制。

參考文獻

四、論文寫作進度安排

三、畢業設計（論文）工作進度安排

周 次 1 2 3 4

設 計 內 容

熟悉工藝要求和設計內容，查閱資料 熟悉工藝要求和設計內容，查閱資料

總體方案設計和硬件配置

一次系統圖設計

完 成 情 況

教 師 檢 查

二次系統電氣原理圖

二次系統電氣原理圖

控制程序軟件設計與調試

控制程序軟件設計與調試

監控組態軟件和通訊軟件設計

監控組態軟件和通訊軟件設計

繪圖，整理說明書

繪圖，整理說明書

第二篇：圖書館自動化系統分析與設計

軟件工程案例

圖書館自動化系統分析與設計

案例

某圖書館自動化系統分析與設計

一．項目開發背景

某圖書館是一所綜合性大學的圖書館，其讀者對象主要是該校的教師和學生，約20000人左右。館藏各類圖書300多萬冊，期刊4800多種。圖書館工作人員約110。

雖然該圖書館在某些局部工作中使用了計算機。但尚未建立起真正的集成自動化系統，大部分業務工作仍靠手工完成。為了能更好地利用現代信息技術的成果，提高圖書館的工作效率和水平，更好地為讀者服務，決定開發圖書館自動化系統。二．系統分析 1．可行性研究

圖書館自動化系統是使用計算機對圖書館工作進行管理的系統。圖書館自動化系統以現代信息技術(計算機技術、通信技術、數據庫技術等)為手段，以提高圖書館的工作質量和工作效率為目標，利用先進的硬件設備，對圖書館工作的各個業務環節實行計算機管理、控制。

在該項目的可性行研究與計劃工作中，系統分析人員對圖書館工作環境進行了實地調查。同主要領導、管理人員和工作人員進行了交流，對手工工作情況、工作流程、所完成的任務及目前存在的問題、新系統要解決的主要問題等進行了初步調查。初步調查研究的結果成為可行性研究的前提。

目前，該圖書館有采購部、編目部、流通典藏部、閱覽室、期刊部、咨詢部、技術部(完成拍照、復印工作及計算機等設備的維護工作)、辦公室等部門，負責各自相關的工作。該圖書館存在的主要問題有：(1)圖書館的業務工作涉及各類數據量大，讀者人數多。手工模式下的工作勞動強度高，效率低，錯誤多，處理速度慢。

(2)在各類業務工作中，編目工作具有智力程度高、工作量大的特點，是圖書館工作流程中的瓶頸。手工編目工作存在成本高、勞動重復和編目結果總體不一致等問題，編目規范難以徹底貫徹。

(3)在手工工作中，很多理論上可行的工作方法，如流通系統中的多軌制管理模式，公務目錄和讀者目錄中多套目錄體系的維護等，實際難以實現。(4)業務工作中存在著大量查找工作，如各類查找、讀者查詢等，手工查詢方式速度慢，查準率和查全率低，影響了圖書館的服務質量。

針對以上問題，需進行圖書館自動化系統的開發工作。在本次開發中，開發工作涉及采購部、編目部、流通典藏部、期刊部和咨詢部五個部門。技術部、閱覽室、辦公室等部門不在系統開發范圍之內，咨詢部的部分工作(公共目錄查詢)包括在系統開發中。

本系統開發的目的，就是通過系統開發，實現圖書館有關部門工作的計算機化，提高關鍵業務環節的處理速度和規范化程度，并對有關的工作進行集成和重組，通過網絡系統加強本圖書館同其他圖書館之間的業務聯系，提高業務工作水平，進而全面提高工作效率和質量，更好地為讀者服務。圖書館自動化系統的應用可大幅度提高圖書館工作的效率和質量，這主要表現在以下幾個方面：(1)聯機編目

編目是組織圖書館文獻資源的手段。編目工作所形成的圖書館書目體系是管理、揭示和利用館藏的唯一工具，也是圖書館重要的數據資源。編目工作具有多種工作形式，其中聯合編目是多館協同合作編目的一種方式。聯合編目克服了各館分散編目所造成的編目成本高、重復勞動和編目結果總體不一致問題，提高了編目效率和質量。聯合編目的實施需要一個基本的編目環境，即聯合編目的管理中心和成員館之間便捷的數據存取途徑，而在當前技術條件下滿足這種環境要求的配置是廣域網環境下連接各成員館內的自動化系統。在編目過程中，各成員館應同編目的管理中心聯機，以完成編目數據的共享、數據上載和一致性的驗證。(2)計算機化的公共查詢

在圖書館自動化系統中，計算機對大量的書目數據進行了有效的管理。作為圖書館自動化系統的重要功能，公共查詢充分發揮了計算機大容量、高速度的特點，多檢索途徑索引的建立和組合邏輯檢索使讀者擺脫了卡片目錄查找的不便，極大地提高了查全率和查準率，降低了查找時間。(3)更為有效的內部業務管理

圖書館自動化系統的應用降低了圖書館業務工作的強度、提高了工作質量和效率。很多手工工作方式中無法實現的功能，如流通系統中的多雙軌制管理模式，公務目錄和讀者目錄中多套目錄體系的維護等，都變得簡單、易行，使圖書館業務工作更為有效。(4)便捷的讀者服務

圖書館自動化系統使直接面向讀者的服務發生了巨大的變化。光筆等輸入輸出設備的應用使讀者的查詢、借閱等方面更為便捷、準確有效。讀者可以通過校園網，在學校的每個辦公地點和家庭進行圖書的查詢、預約、續借乃至館際互借，圖書館的讀者服務工作質量和效率得到明顯的提高。

從技術上講，現行的網絡技術、計算機技術完全能完成本系統的功能要求。在經濟方面，該圖書館用于系統開發的預算基本可滿足設備投入和人力投入。就收益而言，由于圖書館自動化系統主要的效益是社會效益。系統一旦投入使用，將會極大提高圖書館的工作效率和工作質量，為讀者創造一個更好的環境和服務。在社會可行性方面，系統開發和開發后的運行等活動不違反現行法律，沒有對他人的專利、版權造成侵犯，與現行的管理制度沒有沖突。系統開發時充分注意可操作性及易用性。現有員工通過培訓完全能掌握系統和主便地使用系統。

綜上所述，可行性研究最后認為：該圖書館具備系統開發的條件，項目可行，建議開始開發。2．需求分析

根據圖書館工作的需要，圖書館自動化系統的應用包括采購部、編目部、流通典藏書部、期刊部、咨詢部等部門。需求分析主要采用結構化分析方法，用數據流圖表示需求分析模型，必要時在局部分析采用原型法。由于篇幅限制，本書只對流通部分的工作進行數據流分析。(1)流通工作的數據流分析

流通工作應完成借還管理、圖書管理、讀者管理、流通查詢、流通統計和系統管理等功能，如圖1的IPO圖所示。

圖2----圖8為流通工作的數據流圖。

(2)數據字典

以下為進一步說明數據流圖內容的文件條目和數據項目條目，其他條目略。? 文件條目 a．讀者文檔

文件名稱：讀者文檔

簡述：記錄和保存讀者的基本信息和借書信息

記錄組成：借書證號，證碼，姓名，性別，單位，住址，發證日期，有效使用期，讀者類型，通信地址，聯系電話，借書證狀態，允許借書數量，實際借書數量，借書記錄={借書登錄號+借書日期+續借次數，違章次數，累計罰款金額

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列有借書證號索引、姓名索引、證碼索引存取頻率：100—300次/天

b．圖書書目文檔 文件名稱：圖書書目文檔 簡述：記錄和保存參加流通的每種圖書的基本書目信息

記錄組成：索書號，題名，責任者，ISBN號，出版者，出版地，出版日期，單價，裝訂，文種，頁數，版次，復本量，復本記錄={圖書登錄號}，復本記錄={圖書書碼}，預約記錄={預約讀者借書證號} 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列有題名、責任者、ISBN號、索書號索引存取頻率：100—300次/天

c．圖書書目文檔 文件名稱：圖書流通文檔

簡述：記錄和保存流通中的每本圖書的借出信息

記錄組成：登錄號，書碼，索書號，圖書類型，物理狀態，借出記錄=借書證號+借書日期

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列有登錄號索引，書碼索引 存取頻率：100—300次/天 d．流通統計文檔 文件名稱：流通統計文檔

簡述：記錄和保存流通的有關統計信息

記錄組成：索書號，借出次數，預約次數，續借次數，分類統計={單位代碼+借出次數} 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率：100—300次/天 e．系統管理文檔 文件名稱：系統管理文檔

簡述：此文件為系統的配置文件，記錄和保存系統運行的基本參數。記錄組成：借書權限，借書期限，有效證號范圍，最后使用證號 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率：1次/天 f．新書文檔 文件名稱：新書文檔 簡述：由編目部門發來的記錄新入館圖書基本書目信息的文檔。

記錄組成：索書號，ISBN號，題名，責任者，出版者，出版地，出版日期，單價，裝訂，文種，頁數，版次，復本量，{登錄號} 組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率： 0—1次/天 g．日志文檔 文件名稱：日志文檔

簡述：記錄和保存流通系統運行中的有關修改文件操作，供數據恢復用 記錄組成：操作類型，操作日期，操作時間，操作對象=文件名+字段名，操作行為=原值+更新值

組織方式：記錄定長，按記錄建立次序順序排列 存取頻率： 300—900次/天

? 加工說明

由于篇幅所限，本書只列出五個加工說明條目，其他省略。

加 工 名：取讀者文檔數據

編 號：2．2．1

處理邏輯：在讀者文檔的借書證號索引中查找所收到的證號，IF 無此證號 THEN發“非法證號”信息 ELSE 從讀者文檔中調出相應數據，并發此數據到加工 2．2．2．

激發條件：接收到讀者借書證號時

輸 入：讀者借書證號

輸 出：“讀者數據”或“非法證號”

加 工 名：審查借書權

編 號：2．2．2

處理邏輯：IF 有過期書 或 借書已滿

THEN 發“無借書權信息”

ELSE 向加工 2．2．3 發“有借書權信息”。

激發條件：接收到讀者數據時

加 工 名：登記借書信息 編 號：2．2．3

處理邏輯：接收擬借書書碼，按書碼在圖書流通文檔中找到相應記錄，在該記錄的相應 字段中記錄書碼和借書日期，接收讀者證碼，按證碼找到讀者文檔中的相應記錄，修改讀者 文檔中的“借書記錄”。

激發條件：收到有借書權信息

輸 入：有借書權信息

輸 出：借書登記數據

加 工 名：取圖書文檔數據

編 號：2．3．1 處理邏輯：根據還書證碼在圖書流通文檔中找到相應記錄。激發條件：收到還書證碼后

輸 入：還書證碼

輸 出：一個圖書流通文檔記錄數據

加 工 名：預約檢查

編 號：2.3.2

處理邏輯：根據所還書的流通數據得到該書的索書號，根據此索書號讀出圖書書目文檔 中的相應記錄，IF 有預約讀者 THEN 發第一個預約讀者的借書證號 ELSE 發無預約信息．

激發條件：收到所還圖書的流通數據時

輸 入：所還書的圖書數據

輸 出：“ 預約借書證號”或“無預約信息”

? 數據項條目

由于篇幅所限，本書只列出五個數據項條目，其他省略。

a．數據項名稱：借書證號

別名：證號

簡述：給每個讀者借書證的一個唯一的、做標識用的號碼

數據項組成：單位代碼+流水號碼

值類型：6 位字符

取值范圍：000000..99999 b.數據項名稱：發證日期

簡述：給讀者簽發借書證的日期

數據項組成：年+月

值類型：4 個字符

取值范圍：有意義的年、月值

? c.數據項名稱：有效使用期

簡述：讀者借書證的最后使用期限，結構及取值同“發證日期”

數據項組成：年+月

值類型：4 個字符

取值范圍：有意義的年、月值

d.數據項名稱：讀者類型

簡述：讀者在圖書流通管理中的身份和借出權限的類型

數據項組成：[學生|教師] 值類型：1 個字符

取值范圍：[1|0]

e．數據項名稱：借書證狀態

簡述：借書證能否正常使用的標志

數據項組成：[正常|掛失|停用] 值類型：1 個字符

取值范圍：[1|2|3]

三.項目開發背景

1．總體設計

系統設計工作以需求分析的結果為基礎。根據需求分析，該圖書館自動化系統可分成采

購子系統、編目子系統、流通子系統、連續出版物管理子系統、公共查詢子系統等子系統組

成。如圖 9所示。

(1)采購子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料采購工作的管理。其組成部分主要包括采購過程管理、館藏財產管理、數據統計和報表、出版商數據管理等幾個模塊。

其中采購過程管理包括的功能有：套錄訂購數據，編輯采購數據，輔助采購決策，采購 數據的檢索、查重，打印訂單或生成、發送采購數據交換文檔，采購數據的驗收、登記(個 別登記、總括登記)； 館藏財產管理的主要工作是各類登記賬管理，采購數據登記，采購資金管理、結算等。

(2)編目子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料編目工作的管理。其主要功能包括編目查重、著錄、套 錄標準數據、原始數據錄入、編輯書目數據記錄、數據校驗、編排新書通報、打印款目卡片、打印書袋卡和打印書標等。

(3)流通子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料流通工作的管理。它 主要由讀者數據維護、書 目數據維 護、出納管理、查詢和統計及其他系統管理等幾個模塊組成。下邊是這些模塊的具體功能。讀者數據維護模塊的功能包括：辦 理讀者借閱證、借 閱證件掛失與解掛、借 閱證注銷等； 書目數據維護模塊的功能包括：新書登錄、圖書注銷、圖書掛失與解掛、圖書暫停外借 與恢復外借等；

出納管理模塊的功能包括：辦理圖書外借、還書、預約、續借、交罰金等手續;查詢和統計模塊的功能包括：查詢圖書流通情況、查詢讀者借閱情況、打印催還通知單 和預約通知單等；

實用工具模塊的功能包括：日志備份、日志瀏覽和讀者批注銷等;系統維護模塊的功能包括；日期與時間管理、書目庫狀態與讀者庫狀態管理和賬戶管理等。

(4)連續出版物子系統

在圖書館工作中，連續出版物管理是一項獨立的、自成體系的工作，它包括了采購、編 目、流通和查詢等各個環節。

圖書館自動化系統中連續出版物子系統完成對圖書館有關連續出版物的管理工作，主要 有訂購管理、連續出版物著錄、現刊和過刊管理、產品輸出、查詢和系統維護等幾個模塊。

訂購管理模塊主要完成訂購查重、訂購數據錄入、訂購決策(如根據以往訂購情況確定訂 購數據、停訂或補訂等)、編輯訂購數據、打印訂單、驗收、記到與登記、催詢、財產與賬 目管理、訂購統計等。

連續出版物著錄模塊按照標準格式，如 CNMARC、LCMARC 等完成書目數據的建立工作，產 生以后各個工作環節的數據基礎。

現刊和過刊管理模塊完成條碼生成、確定館藏分配、整理館藏數據、裝訂管理等。

產品輸出模塊主要是根據多種途徑和限定條件輸出著錄卡片、館藏卡片、書本式目錄、書標、書袋片及各種打印輸出產品。

（5)公共查詢子系統

該子系統完成對圖書館文獻資料采購工作的管理。其 主要模塊包括書目查詢和讀者查詢。其中讀者查詢是指讀者對其借閱基本情況進行查詢，因而該功能一般放在流通子系統管理 中。

書目查詢包括用戶查詢和書目庫索引維護兩方面的功能。書目查詢的功能主要體現在其 性能上。一般來說，書目查詢的性能可由以下指標描述：

檢索途徑：是否能提供盡可能多的檢索入口點，如記錄號、控制號、ISBN 號、題名、主 題、責任者、分類號和索書號等。

檢索手段：是否能提供盡可能全面的檢索形式，如單項檢索、組配檢索、限制檢索、截 詞檢索和全文檢索等。

響應時間：完成一個檢索所花費的時間。

檢索表達式的復雜性：是否可以利用任意中間步驟構造新的檢索式，布爾檢索所支持的 邏輯運算的嵌套層數。

檢索結果的輸出形式：能否提供形式多樣的檢索結果輸出形式，如卡片數據、機讀目錄 數據、全文等。

用戶易用性：用戶界面是否友好，檢索操作是否簡單，是否有檢索向導幫助自動生成檢 索式。

2．詳細設計

詳細設計包括多方面的工作，如數據設計、人機界面設計、處理過程設計等，其中最主 要的內容是對總體設計中得出的模塊進行處理過程設計。在結構化設計中，處理過程設計可 以多種圖形化工具表示，如 盒圖、模 塊結構圖等。由 于處理過程設計涉及大量處理邏輯細節，所以這里不再贅述。

第三篇：變電站綜合自動化技術

第一章

1、變電站綜合自動化：是將變電站的二次設備經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。

2、傳統變電站的缺點：

（1）安全性、可靠性不能滿足現代電力系統高可靠性的要求。（2）供電質量缺乏科學的保證。（3）占地面積大，增加了征地投資。

（4）不適應電力系統快速計算和實時控制的要求。

（5）維護工作量大，設備可靠性差，不利于提高運行管理水平和自動化水平。

3、變電站自動化技術的發展過程。[P5內詳] 第二章

4、二次設備的組成部分：繼電保護、自動裝置、測量儀表、操作控制屏和中央信號屏以及遠動裝置。

5、變電站綜合自動化的優越性：

（1）變電站綜合自動化系統利用當代計算機的技術和通信技術，提供了先進技術的設備，改變了傳統的二次設備模式，信息共享，簡化了系統，減少了連接電纜，減少占地面積，降低造價，改變了變電站的面貌。（2）提高了自動化水平，減輕了值班員的操作量，減少了維修工作量。（3）隨著電網復雜程度的增加，各級調度中心要求各變電站能提供更多的信息，以便及時掌握電網及變電站的運行情況。（4）提高變電站的可控性，要求更多地采用遠方集中控制、操作、反事故措施等。（5）采用無人值班管理模式，提高勞動生產率，減少人為誤報操作的可能。（6）全面提高運行的可靠性和經濟性。

6、變電站的數據包括：模擬量、開關量和電能量。

7、直流采樣：即將交流電壓、電流等信號經變送器轉換為適合于A/D轉換器輸入電平的直流信號。交流采樣：指輸入給A/D轉換器的是與變電站的電壓、電流成比例關系的交流電壓信號。

8、并聯、串聯有源電力濾波器的不同點及示意圖。[P17內詳]

9、電力系統的電壓、無功綜合控制的方式：集中控制、分散控制和關聯分散控制。[P27內詳]

10、電力系統頻率偏移的原因：電力系統的頻率與發電機的轉速有著嚴格的對應關系，而發電機的轉速是由作用在機組轉軸上的轉矩決定的，原動機輸入的功率如果在扣除了勵磁損耗和各種機械損耗后能與發電機輸出的電磁功率保持平衡，則發電機的轉速將保持不變，電力系統所有發電機輸出的有功功率的總和，在任何時刻都將等于此系統包括各種用電設備所需的有功功率和網絡的有功損耗的總和。但由于有功負荷經常變化，其任何變動都將立刻引起發電機輸出電磁功率的變化，而原動機輸入功率由于調節系統的滯后，不能立即隨負荷波動而作相應的變化，此時發電機轉軸上的轉矩平衡被打破，發電機的轉速將發生變化，系統的頻率隨之發生偏移。

11、電力系統頻率降低的危害：

（1）系統的頻率下降，使發電廠的廠用機械出力大為下降，結果必然影響發電設備的正常工作，使發電機的有功出力減少，導致系統頻率的進一步降低。

（2）系統頻率降低，勵磁機的轉速也相應降低，當勵磁電流一定時，勵磁機發出的無功功率就會減少。（3）系統頻率長期處于49.5Hz或49Hz以下時，會降低各用戶的生產率。

12、明備用和暗備用的原理和圖。[P33內詳] 系統正常運行時，備用電源不工作的稱明備用。系統正常運行時，備用電源也投入運行的，稱為暗備用。

備用電源自投（BZT）的作用：備用電源自投裝置是因為電力系統故障或其他原因使工作電源被斷開后，能迅速將備用電源或備用設備或其他正常工作的電源自動投入工作，使原來工作電源被斷開的用戶能迅速恢復供電的一種自動控制裝置。

13、變電站綜合自動化系統的特點：（1）功能綜合化

（2）分級分布式、微機化的系統結構（3）測量顯示數字化（4）操作監視屏幕化（5）運行管理智能化 第三章

14、光電傳感器的優越性：

（1）優良的絕緣性能，造價低、體積小、質量輕。（2）不含鐵心，消除了磁飽和、鐵磁諧振等問題。（3）動態范圍大，測量精度高。（4）頻率范圍寬。（5）抗干擾能力強。第四章

15、輸入/輸出的傳送方式：并行和串行傳送方式。

16、CPU對輸入/輸出的控制方式：同步傳送方式、查詢傳送方式、中斷控制輸入/輸出方式和直接存儲器訪問方式（DMA）[P50內詳]

17、DMA控制器必須具備的功能：

（1）能接受外設的請求，向CPU發出總線請求信號HOLD；

（2）當CPU發出總線請求認可信號HLDA后，接管對地址線、數據線和控制線的控制，進入DMA方式；（3）發出地址信息，能對存儲器尋址及能修改地址指針；（4）能向存儲器和外設發出讀或寫等控制信號；

（5）能控制傳送的字節數及判斷DMA傳送是否結束；

（6）在DMA傳送結束以后，能發出DMA結束信號，釋放總線使CPU恢復正常工作狀態。

18、光電耦合器工作原理及原理圖。[P62內詳] 第五章

19、D/A轉換器的工作原理、關系式、權電阻輸入網絡。[P67內詳] 20、絕對精度和相對精度。[P74內詳] 第六章

21、交流采樣法：是直接對經過裝置內部小TA，小TV轉換后形成的交流電壓信號進行采樣，保持和A/D轉換，然后在軟件中通過各種算法計算出所需電量。第七章

22、小波分析在變電站綜合自動化中的應用前景。[P103內詳] 第八章

23、變電站內的信息傳輸：

（1）設備層與間隔層（單元層）間信息交換（2）單元層內部的信息交換（3）單元層之間的通信

（4）單元層和變電站層的通信（5）變電站層的內部通信

24、變電站通信網絡的要求：快速的實時響應能力，很高的可靠性，優良的電磁兼容性能，分層式結構。

25、數據通信的傳輸的方式：并行數據通信和串行數據傳輸。

26、數據通信系統的工作方式：單工通信，半雙工通信和全雙工通信。原理及圖示[P119內詳]

27、網絡的拓撲結構：點對點結構、星型結構、總線結構和環形結構。

28、移頻鍵控原理。[P131內詳]

29、差錯檢測技術：就是采用有效編碼方法對咬傳輸信息進行編碼，并按約定的規則附上若干碼元（稱監督碼），作為信息編碼的一部分，傳輸到接收端，接收端則按約定的規則對所收到的碼進行檢驗。30、幾種常用的監督碼構成方法：奇偶校驗、縱向冗余校驗和循環冗余校驗CRC。第九章

31、電磁兼容意義：電氣或電子設備或系統能夠在規定的電磁環境下不因電磁干擾而降低工作性能，它們本身發射電磁量不影響其他的設備或系統正常工作，從而達到互不干擾，在共同的電磁環境下一起執行各自功能的共存狀態。

32、電磁干擾的三要素：干擾源、傳播途徑和電磁敏感設備。

33、解決電磁干擾問題的方法：

（1）抑制干擾源產生的電磁干擾（濾波、屏蔽和接地）；（2）切斷干擾的傳播途徑；

（3）提高敏感設備抗電磁干擾的能力（降低對干擾的敏感度）。

34、干擾分類：

（1）差模干擾：是串聯于信號源回路中的干擾，主要由長線路傳輸的互感耦合所致。（2）共模干擾：是由網絡對地電位變化所引起的干擾，即對地干擾。

35、抑制干擾源影響的屏蔽措施：

（1）一次設備與自動化系統輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地。（2）測量和微機保護或自控裝置采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間加設屏蔽層。（3）機箱或機柜的輸入端子對地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。（4）系統的機柜和機箱采用鐵質材料。

第四篇：變電站綜合自動化教學大綱

《變電站綜合自動化》課程教學大綱

一、課程名稱：變電站綜合自動化

課程負責人：

二、學時與學分：

三、適用專業：重慶大學城市科技學院電氣學院

四、課程教材：

五、參考教材：《變電站綜合自動化》，國家電網公司人力資源部，中國電力出版社;第1版(2010年5月1日)。

《變電站綜合自動化原理及運用》，丁書文，中國電力出版社;第2版(2010年7月1日)。

《變電站綜合自動化原理與系統》，張惠鋼，中國電力出版社;第1版(2004年1月1日)。

六、開課單位：電氣信息學院電氣專業

七、課程的性質、目的和任務

《變電站綜合自動化》，是電氣工程及其自動化專業面向應用的一門專業課，是電力系統繼電保護及自動化方向與發電廠及電力系統方向的核心專業課程。本課程以“變電站綜合自動化系統”為載體，學生通過該門課的學習，使學生較全面地了解變電站綜合自動化系統的用途、結構、原理和性能，初步掌握變電站綜合自動化系統基本知識和技能，具備變電站綜合自動化系統的安裝調試、運行及事故處理的能力。

八、課程的基本要求

1、了解變電站站綜合自動化的含義。

2、掌握變電站實現綜合自動化的基本功能。

3、了解變電站實現綜合自動化系統的結構形式。

4、掌握變電站綜合自動化信息的測量和采集種類和方式方法。

5、了解變電站綜合自動化中的通信技術。

6、了解變電站綜合自動化系統運用的新技術。

7、掌握變電站綜合自動化系統的智能裝置的。

8、掌握變電站綜合自動化系統的運行、維護及調試。

9、了解提高綜合自動化系統可靠性的措施。

10、熟悉變電站綜合自動化的監控系統相關知識。

九、課程的主要內容

第一章 變電站綜合自動化系統概述 1.1 綜合自動化的基本概念 1.2 綜合自動化的優越性

1.3 綜合自動化系統的主要內容和基本功能 1.4 綜合自動化系統的設計原則與要求

1.5 綜合自動化系統的硬件結構（結構形式和配置）1.6 變電站綜合自動化與無人值班變電站 1.7 變電站綜合自動化技術的發展方向 第二章 變電站綜合自動化信息的測量和采集 2.1 變電站綜合自動化信息

2.2 變電站綜合自動化信息的體系結構 2.3 變電站模擬量信息的變送器測量及采集 2.4 交流采樣技術及其應用 2.5 變電站油溫的采集 2.6 變電站狀態信息的采集 2.7 變電站實時時鐘的建立和應用 第三章 變電站綜合自動化系統中的通信技術 3.1 數據通信基礎 3.2 數據交換技術 3.3 計算機網絡基礎知識

3.4 網絡體系結構及OSI基本參考模型 3.5 計算機局域網絡 3.6 現場總線技術

第四章 變電站綜合自動化系統中的新技術應用 4.1 VQC知識 4.2 程序化操作 4.3 IEC 61850簡介

第五章 變電站運行的自動控制與調節（變電站綜合自動化系統的智能裝置）5.1 變電站低頻減負荷控制 5.2 變電站電壓和無功功率控制

5.3 變電站“五防”的基本概念及實現方法 5.4 同期知識

5.5 備用電源自動投入裝置 5.6 變電站主設備的遙控 5.7 微機故障錄波原 5.8 微機故障錄波實例

第六章 變電站綜合自動化系統的運行、維護及調試 6.1 綜合自動化系統人機聯系與操作 6.2 綜合自動化系統運行與維護 6.3 綜合自動化系統的調試

第七章 提高綜合自動化系統可靠性的措施 7.1 綜合自動化可靠性概述 7.2 干擾來源和干擾的影響 7.3 抗干擾措施

7.4 綜合自動化系統的自動檢測技術 第八章 變電站綜合自動化的監控系統 8.1 綜合自動化監控系統的基本功能 8.2 綜合自動化監控系統的基本結構 8.3 綜合自動化監控系統基本要求及特點 8.4 綜合自動化監控系統界面及監控操作 8.5 綜合自動化監控系統的附屬部分

十、課程教學重點

1、變電站實現綜合自動化的基本功能。

2、變電站綜合自動化信息的測量和采集種類和方式方法。

3、變電站綜合自動化系統運用的新技術。

4、變電站綜合自動化系統的智能裝置的。

5、變電站綜合自動化系統的運行、維護及調試。

6、提高綜合自動化系統可靠性的措施。

7、變電站綜合自動化的監控系統。

十一、考核方式

筆試考試

總成績=筆試考試（70%）+平時考評（30%）

十二、學時分配

第五篇：淺談變電站綜合自動化系統

淺談變電站綜合自動化系統

吳科續

（豐滿發電廠，吉林

豐滿

132108）

摘 要：本文簡要介紹了變電站綜合自動化系統的重要性和發展趨勢，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統結構、通訊方式和能實現的基本功能及變電站自動化的發展前景進行分析。

關鍵詞：變電站綜合 自動化系統 結構 功能

1.前言

電網是一個不可分割的整體，對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。隨著自動化技術、通信技術、計算機和網絡技術等高科技的飛速發展，一方面綜合自動化系統取代或更新傳統的變電站二次系統，已經成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監視和控制管理等更強健的功能。發展和完善變電站綜合自動化系統，是電力系統發展的新的趨勢。2.系統結構

目前從國內、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結構：2.1分布式系統結構

按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題，提高了系統的實時性。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。

2.2集中式系統結構

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內許多的廠家尚屬于這種結構方式，這種結構有以下不足：

（1）前置管理機任務繁重、引線多，降低了整個系統的可靠性，若前置機故障，將失去當地及遠方的所有信息及功能。

（2）軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。

（3）組態不靈活，對不同主接線或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。2.3分層分布式結構

按變電站的控制層次和對象設置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

這種結構相比集中式處理的系統具有以下明顯的優點：

（1）可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統或網絡故障，只影響到監控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續運行；段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網絡。

（2）可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用。

（3）站內二次設備所需的電纜大大減少，節約投資也簡化了調試維護。3.常見通訊方式

目前國內常采用以太網通訊方式，在以太網出現之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現場總線的應用部分地緩解了便電站自動化系統對通信的需求，但在系統容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網的應用，使通訊問題迎刃而解。常見的通訊方式有：

（1）雙以太網、雙監控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現上可以是雙控機+雙服務器方式，支撐光/電以太網。

（2）單以太網，雙/單監控機模式。

（3）雙LON網，雙監控機模式。

（4）單LON網，雙/單監控機模式。4.變電站自動化系統應能實現的功能

4.1微機保護：是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應具有下列功能：

（1）故障記錄。（2）存儲多套定值。

（3）顯示和當地修改定值。

（4）與監控系統通信。根據監控系統命令發送故障信息，動作序列，當前整定值及自診斷信號，接收監控系統選擇或修改定值，校對時鐘等命令，通信應采用標準規約。

4.2數據采集及處理功能

包括狀態數據，模擬數據和脈沖數據

（1）狀態量采集

狀態量包括：斷路器狀態，隔離開關狀態，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。

（2）模擬量采集

常規變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。4.3事件記錄和故障錄波測距

事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳合記錄。變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。

4.4控制和操作功能

操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。

4.5系統的自診斷功能

系統內各插件應具有自診斷功能，并把數據送往后臺機和遠方調度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發現裝置內部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。

4.6數據處理和記錄

歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據，主要有：

（1）斷路器動作次數。

（2）斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數。

（3）輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間。

（4）獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間。

（5）控制操作及修改整定值的記錄。

根據需要，該功能可在變電站當地全部實現，也可在遠動操作中心或調度中心實現。

4.7人機聯系系統的自診斷功能

系統內各插件應具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數據一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。

4.8本功能在常規遠動“四遙”的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統的遠動系統。還應具有同調度中心對時，統一時鐘的功能和當地運行維護功能。

5.結束語

通過以上分析，可以看到變電所綜合自動化對于實現電網調度自動化和現場運行管理現代化，提高電網的安全和經濟運行水平起到了很大的促進作用，它將能大大加強電網一次、二次系統的效能和可靠性，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。隨著技術的進步和硬件軟件環境的改善，它的優越性必將進一步體現出來。■ 參考文獻

1.楊奇遜.變電站綜合自動化技術發展趨勢.電力系統自動化，1995。

2.王海猷，賀仁睦.變電站綜合自動化監控主站的系統資源平衡.電網技術，1999。

2008.05.08 吳科續（1978-），男，工程師，從事水輪發電機組值班員工作。郵 編：132108 通訊地址：吉林市豐滿發電廠發電部 聯系電話：*** 工作電話：0432-4604511