電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)

《電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)》

課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)

蘭州交通高校

自動(dòng)化學(xué)院電氣工程系

2011-11-04

電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)

學(xué)院：自動(dòng)化學(xué)院適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化

課程設(shè)計(jì)名稱：電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程代碼：3111241

學(xué)分?jǐn)?shù)：1學(xué)時(shí)數(shù)：16

一、課程設(shè)計(jì)目的

本課程設(shè)計(jì)是本專業(yè)同學(xué)在學(xué)完《電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)》課程之后所進(jìn)行的一個(gè)綜合

性的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，一方面可以使同學(xué)獲得綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的學(xué)問(wèn)并設(shè)

計(jì)電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基本力量，另一方面能鞏固與擴(kuò)

高校生的電氣綜合設(shè)計(jì)學(xué)問(wèn)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做預(yù)備，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)討

論、工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，同學(xué)能運(yùn)用電氣基礎(chǔ)課程中的基本理論和實(shí)踐學(xué)問(wèn)，正確地解決

電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)及調(diào)度管理，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)和

電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)程序及合同轉(zhuǎn)換的把握，可以提

高同學(xué)的電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)的力量，為將來(lái)從事鐵路電力自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)打下基

礎(chǔ)。

二、課程設(shè)計(jì)的要求

進(jìn)行課程設(shè)計(jì)前，同學(xué)應(yīng)學(xué)習(xí)完電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)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(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、微機(jī)愛護(hù)、變電站綜合自動(dòng)化、CAD制圖等方面

的相關(guān)學(xué)問(wèn)。

同學(xué)要依據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的要求，依據(jù)題目所給原始參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)應(yīng)

能把握電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)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(xì)要求有：

1、依據(jù)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)施選型和相應(yīng)的計(jì)算;

2、同學(xué)應(yīng)把握電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的基本組成、功

能、設(shè)計(jì)法律規(guī)范、規(guī)約內(nèi)容；

3、學(xué)會(huì)電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)

程序，把握合同轉(zhuǎn)換；

4、應(yīng)用CAD繪制電力系統(tǒng)和電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)原理圖，必要

時(shí)給出二次接線原理圖；

5、重點(diǎn)把握部頒Polling規(guī)約DL/T634-1999,并能解釋幀內(nèi)容并給出標(biāo)準(zhǔn)幀格式；

6、為避開雷同，應(yīng)采納多電壓等級(jí)及功能需求有差異的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)作為原始資料。

三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)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(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每個(gè)同學(xué)依據(jù)給定鐵路牽

引變電所（或地方變電站）相關(guān)資料、數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)潔的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。

詳細(xì)要求：

（1）應(yīng)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(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)功能說(shuō)明書。

（二）設(shè)計(jì)步驟（參考）

設(shè)計(jì)步驟如下：

1）主站、子站功能需求調(diào)查、遠(yuǎn)動(dòng)信道的選擇；

2）系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定、子站系統(tǒng)組成設(shè)計(jì)及四遙功能的實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)；

3）子站愛護(hù)方式配置及整定值計(jì)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(shè)計(jì)、主站原理組成圖繪制；

8）繪制遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)組成原理圖；

2）設(shè)計(jì)一個(gè)詳細(xì)的MCS—51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集最小系統(tǒng)（開關(guān)量輸入數(shù)據(jù)，路數(shù)為16路），

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

求用標(biāo)準(zhǔn)圖紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），詳細(xì)到芯片管腳的連線。

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

結(jié)構(gòu)；

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(shè)置。

4）計(jì)算機(jī)繪制（A4紙）相應(yīng)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(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1）計(jì)算機(jī)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(jié)構(gòu)框圖（A4）。

要求：繪出各種數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集通道（如：模擬量輸入、開關(guān)量輸入、脈沖累計(jì)量輸入）,

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

2）設(shè)計(jì)一個(gè)詳細(xì)的MCS-51單片機(jī)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(zhuǎn)換為12位），模擬量輸入數(shù)據(jù)類型為經(jīng)過(guò)變送器（變送器環(huán)節(jié)可略）；要求

用標(biāo)準(zhǔn)圖紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），詳細(xì)到芯片管腳的連線。

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

遙測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)；

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(shè)置。

4）計(jì)算機(jī)繪制（A4紙）相應(yīng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)采集程序流程圖，編寫遙測(cè)數(shù)據(jù)采集程序。

3、牽引變電所的遙控?cái)?shù)據(jù)輸出系統(tǒng)

設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1）計(jì)算機(jī)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(jié)構(gòu)框圖（A4）。

要求：繪出各種數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集通道（如：模擬量輸入、開關(guān)量輸入、脈沖累計(jì)量輸入）,

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

2）設(shè)計(jì)一個(gè)詳細(xì)的MCS-51單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出最小系統(tǒng)（開關(guān)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(guān)量輸出接口電路；要求用標(biāo)準(zhǔn)圖紙，

手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），詳細(xì)到芯片管腳的連線。

3）選用問(wèn)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(guò)程報(bào)文幀結(jié)構(gòu)；

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(shè)置。

4）計(jì)算機(jī)繪制（A4紙）相應(yīng)的遙控?cái)?shù)據(jù)輸出流程圖，編寫遙控?cái)?shù)據(jù)輸出采集程序。

4、老師自定綜合設(shè)計(jì)題目

七、教材與參考書

使用教材：

單片機(jī)原理與接口技術(shù)等

《電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)》，柳永智、劉曉川主編，中國(guó)電力出版社，2006年7月

《電氣化鐵道微機(jī)監(jiān)控技術(shù)》，錢清泉主編，中國(guó)鐵道出版社，200（）年11月

《鐵路電力牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)法律規(guī)范（TB11017-98）》，鐵道部，鐵道出版社,

2000年12月

《鐵路電力遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)法律規(guī)范（TB10064-2000）》，鐵道部，鐵道出版社，

2000年12月

本次課程設(shè)計(jì)詳細(xì)支配:

每位老師指導(dǎo)一大組15人左右，每組針對(duì)一個(gè)實(shí)際供電系統(tǒng)主接線圖（附圖1、圖

2、圖3）進(jìn)行設(shè)計(jì)，15個(gè)人又分成3個(gè)小組，分別對(duì)題目中的3個(gè)子系統(tǒng)（遙信數(shù)據(jù)

采集系統(tǒng)、遙測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遙控?cái)?shù)據(jù)輸出系統(tǒng)）進(jìn)行設(shè)計(jì)。

詳細(xì)到個(gè)人，建議大組組內(nèi)先統(tǒng)一對(duì)題圖上的各個(gè)元件、節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行編號(hào)（依據(jù)需

要，比如開關(guān)量設(shè)計(jì)對(duì)開關(guān)器件進(jìn)行編號(hào)，一般為8位二進(jìn)制編碼；模擬量對(duì)采集節(jié)點(diǎn)

進(jìn)行編號(hào)，一般為電流、電壓及功率；此外由于給出的三個(gè)主接線圖為固定圖片，可以

打印出主接線手動(dòng)填寫編號(hào)），然后再設(shè)計(jì)。

每人針對(duì)自己詳細(xì)所作設(shè)計(jì)交一份設(shè)計(jì)報(bào)告，報(bào)告格式請(qǐng)務(wù)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(shí)，格式法律規(guī)范。

附圖

110KV?220KV

B

圖1采納雙T結(jié)線的單線三相牽引變電所

圖2紐結(jié)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(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式

電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

題目：

班級(jí)：_______________________

姓名：_______________________

學(xué)號(hào)：_______________________

指導(dǎo)老師：_______________________

設(shè)計(jì)時(shí)間：_______________________

評(píng)語(yǔ):

成果

目錄

采納三級(jí)名目

1設(shè)計(jì)原始資料

1.1詳細(xì)題目說(shuō)明

1.2要完成的內(nèi)容

格式與畢業(yè)設(shè)計(jì)模板格式相同。

2硬件設(shè)計(jì)

2.1各開關(guān)元件及數(shù)據(jù)采集點(diǎn)編號(hào)

2.1.1各開關(guān)元件編號(hào)

2.1.2數(shù)據(jù)采集點(diǎn)定義

2.2被控站通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(luò)通信信道（示意圖）

2.3MCS-51單片機(jī)（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(shè)計(jì)

3.1數(shù)據(jù)報(bào)文幀結(jié)構(gòu)

3.1.1傳輸規(guī)約

3.1.2主站和子站地址

3.1.3報(bào)文幀結(jié)構(gòu)

2.5主要程序設(shè)計(jì)

2.5.1程序流程圖

2.5.2程序清單

參考文獻(xiàn)

引用的文獻(xiàn)在正文中用方括號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字按挨次以右上角標(biāo)形式標(biāo)注在引用處。標(biāo)題中不能

消失引用。

(1)參考文獻(xiàn)依據(jù)在正文中引用的挨次進(jìn)行編碼。

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

人以上只列出前3人，后加“等”或“etal”。

(3)標(biāo)題“參考文獻(xiàn)”選用模板中的樣式所定義的“標(biāo)題1”，再居中；或者手動(dòng)設(shè)置成字體：

黑體，居中，字號(hào)：小三，1.5倍行距，段后11磅，段前為0。

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

均為0。參考文獻(xiàn)正文英文設(shè)置為字體：TimesNewRoman,居左,字號(hào):五號(hào),多倍行距1.25行,

段后、段前均為0。

(5)依據(jù)引用的文獻(xiàn)類型不同使用不同的表示方法。

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

［序號(hào)］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(hào)］作者.題名［J］.刊名，出版年，卷(期)：起止頁(yè)碼..

③會(huì)談?wù)撐?，表示方法為?/p>

［序號(hào)］作者.題名［A