某工廠供電自動化系統設計

　　摘 要

　　工廠供電自動仡系統是應粥控制技術、計算機技術和現代通信技術對供配電系統進行自動監視、測量、控制和調節,以代替人工操作佧業,從兩提高供配電遙行和管理水平的一種自動化系統,包括調度自動化、變電所自動化、網絡及逡動技術.

　　本文詳細介紹了菜工廠供電自動化系統的設計思想、原則和系統的軟硬件結構、配置,結合作翥在系繞設計、建設避程的實際工程經驗,對工廠供咆蠹動化系統的設計和實現應用進行了詳細的論述、分析,總結了網絡技術在工廠供電自動化系統應用的經驗、模式,為工廠供電系統突現自動億控制應用掇傻指導和借鑒.

　　關鍵詞:供電自動化;調度自動化;變電站自動化;網絡技術;實時監控

　　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 緒論

　　1.1 課題背景與意義

　　計算機網絡技術近年來獲得了飛速的發展.計算機通信已成為我們社會結構的一個基本組成部分.網絡也已被廣泛應用于工廠企業的各個方面,尤其在工業生產和控制領域中.在工廠供電自動化系統中,網絡技術同樣發揮著重要的作用.

　　工廠供電自動化系統是應用控制技術、信息處理和通信技術,通過計算機系統或自動裝置,代替人工進行各種運行作業,以提高供配電系統運行的安全可靠性和調度管理水平的及時性、合理性和準確性的一種自動化系統.

　　具體到它的功用來說,工廠供電自動化系統是將變電所二次回路設備包括控制、信號、測量、保護、自動、遠動裝置等,利用計算機技術和現代通信技術,經過功能組合和優化設計,對供配電系統執行自動監視、測量、控制和調節的一種綜合性自動化系統,是自動化和計算機、通信技術的綜合運用.可以收集完整的數據和信息,有計算機的高速運算能力和判斷功能,可以方便地監視和控制變電所內各種設備的運行和操作,具有不同程度的功能綜合化,設備及操作、監視微機化及運行管理智能化等特征.主要由調度自動化系統、變電所自動化系統、遠動系統三個子系統組成.

　　某工廠是因家"一五"期間建設的骨于老企業,已有五十年的歷史,供配電系統一直沿用傳統的人工倒閘、切除操作方式,自動化程度很低,運行工人勞動強度大,誤操作幾率大,容易發生因誤操作導致的人身和供電事故,且操作順序和事故發生過程無法追溯,難以為事故或故障發生后及時恢復系統供電提供有價值的判定依據.同時電力調度負責人無法掌握供配電系統的現場情況,只能依靠異地電話問訊了解負荷變化情況,下達操作命令,無法在同一時間掌握全廠負荷狀況進行有效合理的調度分配.總之該廠供電可靠性差,統計調度困難,難以適應現代企業供電要求.在這種情況下結合技術改造項目對該廠供電系統進行自動化改造十分必要.

　　針對以上情況,本論文結合該工廠供電系統的實際情況和特點,以調度自動化主站、變電站自動化子站為基礎,以遠動通訊系統為連接,采用C/S三層結構和B/S結構相結合的設計原則構建工廠供電自動化系統.

　　1.2國內國際發展狀況

　　從國內外工廠供電自動化系統的發展過程來看,其結構形式有集中式,分層--分布集中式, 分散分布與集中相結合式等三種結構形式.

　　一、集中式的結構形式

　　指集中采集變電站的模擬量、開關量和數字量等信息,集中進行計算與處理.再分別完成微機監控,微機保護和一些自動控制功能.其結構如圖1-1

　　二、分層--分布集中式的結構形式

　　所謂分布式結構,是指結構上采用以主從CPU協同工作方式,各功能模塊(通常是各個從CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信,多CPU系統提高了處理多發事件的能力,解決了集中式結構中獨立CPU計算處理的瓶頸問題,同時方便系統的擴展和維護.局部故障不影響其它模塊(部件)的正常運行.

　　所謂分布式結構,是指變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個級分層布置.其結構如圖1-2

　　三、分散分布與集中相結合的結構

　　將配電線路的保護和控制單元分散安裝在各開關柜內,高壓線路和變壓器保護裝置等集中組屏的系統結構.如圖1-3 所示

　　1.3本論文的工作

　　本文作者參與了某機械廠供電自動化系統設計建設的全過程,本文詳細介紹了該工廠供電自動化系統的設計思想、原則和系統的軟硬件結構、配置,結合作者在系統設計、建設過程的實際工程經驗,對網絡技術在工廠供電自動化系統中的應用進行了詳細的論述、分析,以期總結網絡技術在工廠供電自動化系統應用的經驗、模式,為網絡技術在工廠供電自動化系統的應用提供指導和借鑒.

　　本論文的主要工作如下:

　　規劃總體設計方案:通過對實際供電系統的分析,確定了系統數據通信網絡的整體結構設計.

　　確定了系統的自動化實現方式.

　　系統采用分布式的實時數據庫系統與基于Client/Server 計算模式的商用數據庫系統相結合的方法,既滿足實時性要求又保證了數據的開放性和安全性.

　　本人在該項目的改造工作中,作為工程主要技術負責人對供電自動化系統進行了充分的調研,通過對多種方案的論證、選擇,最終確定了各站內數據通信的總體方案.

　　本系統的設計和建設過程有多個單位和個人參加.作者在項目的設計和建設中除負責整體方案的設計、站點布局確定、系統數據通信網絡的整體結構設計外,還擔負了調度自動化系統的通信設計、報表功能模塊、操作票工作票模塊報警模塊的設計.

　　目前本系統已投入運行一年多,系統運行穩定可靠,達到了預期效果.提高了工廠供電系統的運行和管理的自動化和安全可靠運行程度.

　　本論文共分八章.

　　第一章緒論.

　　第二章工廠供電系統介紹,介紹了工廠供電系統的基本要求,山西平陽機械廠的實際供電狀況,工廠供電自動化系統的設計要求和實現方式.

　　第三章系統總體結構設計與目標,介紹了工廠供電自動化系統的總體結構.

　　第三章.系統總體結構設計與目標,介紹了工廠供電自動化系統的總體結構及設計原則;調度自動化主站系統、變電站自動化子站系統的目標要求.

　　第四章調度和變電站自動化,介紹了調度自動化主站和變電站自動化子站的實現.

　　第五章遠動系統,介紹了遠動系統的設計思想、原則、系統結構和功能設計.

　　第六章系統的軟件結構,對系統的軟件結構配置、分布式數據庫結構及設計原則進行了說明.

　　第七章網絡通信系統設計及其實現對調度自動化主站系統網絡通信設計、協議及其實現進行了描述.

　　第八章 結論與展望
 

　　…………由于本文篇幅較長,部分內容省略,詳細全文見文末附件

　　第八章 結論與展望

　　網絡技術的迅猛發展,為供電自動化系統提供了強大的技術支持.將計算機網絡技術和數據通信技術應用于供電自動化系統,可以有效地解決傳統通信方式在響應速率、傳輸延遲、互操作性方面的問題.

　　本文詳細介紹了某機械工廠供電自動化系統的設計思想、原則和系統的軟硬件結構、配置,結合作者在系統設計、建設過程的實際工程經驗,對網絡技術在工廠供電自動化系統中的應用進行了詳細的論述、分析,總結網絡技術在工廠供電自動化系統應用的經驗、模式,為網絡技術在工廠供電自動化系統中的應用提供指導和借鑒.

　　本論文的主要成果

　　1、工廠供電自動化系統實現的基礎是變電站自動化,實現的形式是建立正變電站自動化基礎之上的經網絡通信連接起來的調度自動化系統.

　　2、采用分層分布集中式結構形式,將變電站自動化系統的功能在邏輯上分配在變電站層,間隔層,過程層三個層次.各功能模塊之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信,多CPU系統提高了處理多發事件的能力,解決了集中式結構中獨立CPU計算處理的瓶頸問題,同時方便系統的擴展和維護.局部故障不影響其它模塊的正常運行.

　　3、調度自動化系統采用C/S三層結構和B/S結構的混合體,滿足了不同需求的應用.對這三層進行明確分割,并在邏輯上使其獨立.

　　4、采用WEB超鏈接和多媒體信息技術,描述網絡的資源,創建網頁,并以HTML數據文件的形式保存其中,以供Web瀏覽器閱讀.HTML文檔的特點是交戶性.超鏈接使文擋中的鏈接,不管是一般文本還是圖形,都能連接到服務器上的其他文檔,從而快速地搜尋資料.

　　本論文描述的工廠供自動化系統已實現投入運行一年半時間,系統運行可靠,達到了設計效果.基本實現無人值守運行.安全、可靠,大大提高了勞動生產率.隨著工廠管理水平的提高,本系統可以以TCP/IP協議的方式接入工廠能源管理網絡系統,進而接入工廠經營管理網絡系統.

　　致謝詞

　　在我多年的工程碩士學習和論文寫作中得到了李誠人教授的多方面的指導和教誨,我在這里表示衷心的感謝,同時也對我在工廠的專業指導老師研究員級高級工程師章揚明先生對我多年的指導表示衷心的感謝.

　　在我的論文寫作和工程建設中,得到了多位技術人員的支持和幫助,在此一并表示衷心的感謝.

　　在我幾年的工程碩士學習和論文寫作中得到了西北工業大學尤其是航海工程學院各位老師和領導的關心和幫助,我在此一并表示衷心的感謝.
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