某工厂供电自动化系统设计

　　摘 要

　　工厂供电自动仡系统是应粥控制技术、计算机技术和现代通信技术对供配电系统进行自动监视、测量、控制和调节,以代替人工操作佧业,从两提高供配电遥行和管理水平的一种自动化系统,包括调度自动化、变电所自动化、网络及逡动技术.

　　本文详细介绍了菜工厂供电自动化系统的设计思想、原则和系统的软硬件结构、配置,结合作翥在系绕设计、建设避程的实际工程经验,对工厂供咆蠹动化系统的设计和实现应用进行了详细的论述、分析,总结了网络技术在工厂供电自动化系统应用的经验、模式,为工厂供电系统突现自动亿控制应用掇傻指导和借鉴.

　　关键词:供电自动化;调度自动化;变电站自动化;网络技术;实时监控

　　Abstract

　　The industrial power supply automatic system is to automatic scout,∞easule,control andadjust power supply system that used of control technical,computer technical and moderncommunication technical.It is a kind of automatic system for run and manage.It including  dispatch automation,transformer substminn automation and telecontrol network.

　　This paper introduced the power supply system of a machine factory,described designprinciple and configuration of the software and hardware.Based on the experience of systemdesign and construction,this paper analyzed the network technology in the power supply system,summarized experience and pattern of the network technology in the power supply system,provided direction and reference forthe network technology in the power supply system.

　　KEY WORDS:power supply automation;dispatch automation;substation automation;network technology;real-time supervision

　　第一章 绪论

　　1.1 课题背景与意义

　　计算机网络技术近年来获得了飞速的发展.计算机通信已成为我们社会结构的一个基本组成部分.网络也已被广泛应用于工厂企业的各个方面,尤其在工业生产和控制领域中.在工厂供电自动化系统中,网络技术同样发挥着重要的作用.

　　工厂供电自动化系统是应用控制技术、信息处理和通信技术,通过计算机系统或自动装置,代替人工进行各种运行作业,以提高供配电系统运行的安全可靠性和调度管理水平的及时性、合理性和准确性的一种自动化系统.

　　具体到它的功用来说,工厂供电自动化系统是将变电所二次回路设备包括控制、信号、测量、保护、自动、远动装置等,利用计算机技术和现代通信技术,经过功能组合和优化设计,对供配电系统执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性自动化系统,是自动化和计算机、通信技术的综合运用.可以收集完整的数据和信息,有计算机的高速运算能力和判断功能,可以方便地监视和控制变电所内各种设备的运行和操作,具有不同程度的功能综合化,设备及操作、监视微机化及运行管理智能化等特征.主要由调度自动化系统、变电所自动化系统、远动系统三个子系统组成.

　　某工厂是因家"一五"期间建设的骨于老企业,已有五十年的历史,供配电系统一直沿用传统的人工倒闸、切除操作方式,自动化程度很低,运行工人劳动强度大,误操作几率大,容易发生因误操作导致的人身和供电事故,且操作顺序和事故发生过程无法追溯,难以为事故或故障发生后及时恢复系统供电提供有价值的判定依据.同时电力调度负责人无法掌握供配电系统的现场情况,只能依靠异地电话问讯了解负荷变化情况,下达操作命令,无法在同一时间掌握全厂负荷状况进行有效合理的调度分配.总之该厂供电可靠性差,统计调度困难,难以适应现代企业供电要求.在这种情况下结合技术改造项目对该厂供电系统进行自动化改造十分必要.

　　针对以上情况,本论文结合该工厂供电系统的实际情况和特点,以调度自动化主站、变电站自动化子站为基础,以远动通讯系统为连接,采用C/S三层结构和B/S结构相结合的设计原则构建工厂供电自动化系统.

　　1.2国内国际发展状况

　　从国内外工厂供电自动化系统的发展过程来看,其结构形式有集中式,分层--分布集中式, 分散分布与集中相结合式等三种结构形式.

　　一、集中式的结构形式

　　指集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息,集中进行计算与处理.再分别完成微机监控,微机保护和一些自动控制功能.其结构如图1-1

　　二、分层--分布集中式的结构形式

　　所谓分布式结构,是指结构上采用以主从CPU协同工作方式,各功能模块(通常是各个从CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,多CPU系统提高了处理多发事件的能力,解决了集中式结构中独立CPU计算处理的瓶颈问题,同时方便系统的扩展和维护.局部故障不影响其它模块(部件)的正常运行.

　　所谓分布式结构,是指变电站信息的采集和控制分为管理层、站控层和间隔层三个级分层布置.其结构如图1-2

　　三、分散分布与集中相结合的结构

　　将配电线路的保护和控制单元分散安装在各开关柜内,高压线路和变压器保护装置等集中组屏的系统结构.如图1-3 所示

　　1.3本论文的工作

　　本文作者参与了某机械厂供电自动化系统设计建设的全过程,本文详细介绍了该工厂供电自动化系统的设计思想、原则和系统的软硬件结构、配置,结合作者在系统设计、建设过程的实际工程经验,对网络技术在工厂供电自动化系统中的应用进行了详细的论述、分析,以期总结网络技术在工厂供电自动化系统应用的经验、模式,为网络技术在工厂供电自动化系统的应用提供指导和借鉴.

　　本论文的主要工作如下:

　　规划总体设计方案:通过对实际供电系统的分析,确定了系统数据通信网络的整体结构设计.

　　确定了系统的自动化实现方式.

　　系统采用分布式的实时数据库系统与基于Client/Server 计算模式的商用数据库系统相结合的方法,既满足实时性要求又保证了数据的开放性和安全性.

　　本人在该项目的改造工作中,作为工程主要技术负责人对供电自动化系统进行了充分的调研,通过对多种方案的论证、选择,最终确定了各站内数据通信的总体方案.

　　本系统的设计和建设过程有多个单位和个人参加.作者在项目的设计和建设中除负责整体方案的设计、站点布局确定、系统数据通信网络的整体结构设计外,还担负了调度自动化系统的通信设计、报表功能模块、操作票工作票模块报警模块的设计.

　　目前本系统已投入运行一年多,系统运行稳定可靠,达到了预期效果.提高了工厂供电系统的运行和管理的自动化和安全可靠运行程度.

　　本论文共分八章.

　　第一章绪论.

　　第二章工厂供电系统介绍,介绍了工厂供电系统的基本要求,山西平阳机械厂的实际供电状况,工厂供电自动化系统的设计要求和实现方式.

　　第三章系统总体结构设计与目标,介绍了工厂供电自动化系统的总体结构.

　　第三章.系统总体结构设计与目标,介绍了工厂供电自动化系统的总体结构及设计原则;调度自动化主站系统、变电站自动化子站系统的目标要求.

　　第四章调度和变电站自动化,介绍了调度自动化主站和变电站自动化子站的实现.

　　第五章远动系统,介绍了远动系统的设计思想、原则、系统结构和功能设计.

　　第六章系统的软件结构,对系统的软件结构配置、分布式数据库结构及设计原则进行了说明.

　　第七章网络通信系统设计及其实现对调度自动化主站系统网络通信设计、协议及其实现进行了描述.

　　第八章 结论与展望
 

　　…………由于本文篇幅较长,部分内容省略,详细全文见文末附件

　　第八章 结论与展望

　　网络技术的迅猛发展,为供电自动化系统提供了强大的技术支持.将计算机网络技术和数据通信技术应用于供电自动化系统,可以有效地解决传统通信方式在响应速率、传输延迟、互操作性方面的问题.

　　本文详细介绍了某机械工厂供电自动化系统的设计思想、原则和系统的软硬件结构、配置,结合作者在系统设计、建设过程的实际工程经验,对网络技术在工厂供电自动化系统中的应用进行了详细的论述、分析,总结网络技术在工厂供电自动化系统应用的经验、模式,为网络技术在工厂供电自动化系统中的应用提供指导和借鉴.

　　本论文的主要成果

　　1、工厂供电自动化系统实现的基础是变电站自动化,实现的形式是建立正变电站自动化基础之上的经网络通信连接起来的调度自动化系统.

　　2、采用分层分布集中式结构形式,将变电站自动化系统的功能在逻辑上分配在变电站层,间隔层,过程层三个层次.各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,多CPU系统提高了处理多发事件的能力,解决了集中式结构中独立CPU计算处理的瓶颈问题,同时方便系统的扩展和维护.局部故障不影响其它模块的正常运行.

　　3、调度自动化系统采用C/S三层结构和B/S结构的混合体,满足了不同需求的应用.对这三层进行明确分割,并在逻辑上使其独立.

　　4、采用WEB超链接和多媒体信息技术,描述网络的资源,创建网页,并以HTML数据文件的形式保存其中,以供Web浏览器阅读.HTML文档的特点是交户性.超链接使文挡中的链接,不管是一般文本还是图形,都能连接到服务器上的其他文档,从而快速地搜寻资料.

　　本论文描述的工厂供自动化系统已实现投入运行一年半时间,系统运行可靠,达到了设计效果.基本实现无人值守运行.安全、可靠,大大提高了劳动生产率.随着工厂管理水平的提高,本系统可以以TCP/IP协议的方式接入工厂能源管理网络系统,进而接入工厂经营管理网络系统.

　　致谢词

　　在我多年的工程硕士学习和论文写作中得到了李诚人教授的多方面的指导和教诲,我在这里表示衷心的感谢,同时也对我在工厂的专业指导老师研究员级高级工程师章扬明先生对我多年的指导表示衷心的感谢.

　　在我的论文写作和工程建设中,得到了多位技术人员的支持和帮助,在此一并表示衷心的感谢.

　　在我几年的工程硕士学习和论文写作中得到了西北工业大学尤其是航海工程学院各位老师和领导的关心和帮助,我在此一并表示衷心的感谢.
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