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电气自动化论文.doc
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1、上海电力学院成教院本科毕业设计(论文) 题目:口孜东矿110KV变电所 综合自动化系统改造 专 业: 电气工程及自动化年 级:2008(合肥) 学生姓名: 学 号:14080017 指导教师: 2010年9月口孜东矿110KV变电所综合自动化系统改造摘要:口孜东煤矿110KV变电所综合自动化系统在二十世纪九十年代建成投运,已经成功运行了十年。但在运行过程中,也暴露了一些不足,同时由于长时间运行引起设备老化以及更换装置后版本不统一的情况也给变电所的安全运行工作带来隐患。随着计算机技术、通信技术以及网络技术等多项科学技术的不断发展,当今的变电站综合自动化系统的硬件和软件方面都有了巨大的变化,所以对
2、变电所的升级改造工作是十分必要的,而且条件也是成熟的。本文就口孜东煤矿110KV变电所综合自动化系统改造过程中遇到的问题及解决方法做出了叙述,系统改造完成后,使口孜东煤矿供电可靠性得到了很大的提高,为安全生产奠定了坚实的基础。关键词:110KV变电所综合自动化;改造AbstractThe automatic system of 110KV transformer station in kouzidongkuang mine has been functioned since the 90s of 21st century. But during this process , some disa
3、dvantages are revealed. For example, after the equipment has been used for too long time , if it was changed we cannot certify that the new device will fit well, and these would bring dangers for the whole station. With the development of computer、signal communication and the internet, todays automa
4、tic system of transformer station changed a lot both in hardware and software. So its necessary to be upgrated.This content will give an account to the questions and solvents during the automatic system of kouzidongkuang 110KV station was changed which give reliabilitis to the power supply for the w
5、hole mine.Key Words: Automatic system of 110KV transformer station; Upgrate目 录引言.11总述.11.1工程背景简述.11.2变电站NSC200NT系统概述.11.3工程硬件配置及施工目标.22系统结构及功能.42.1系统结构.4 2.2站控级.4 2.2.1当地后台监控系统.4 2.2.2站控主单元.8 2.2.3间隔级.103综合自动化系统调试.11 3.1开关控制回路的调试.11 3.2开关量状态在后台机上的反应.11 3.3二次交流测量保护检查.11 3.4遥控功能检查.12 3.5保护功能实验.13 3.6打
6、印功能调试.13 3.7声音报警功能调试.134调试中遇到的问题14 4.1电量脉冲时间的问题.14 4.2开关量遥信的问题.14 4.3 DSP插件上的NARAM的问题.14 4.4装置电源插件的问题.15 4.5监控程序稳定性的问题.155建议和意见.16 5.1 NSP788馈线保护装置的小电流接地保护.16 5.2后台信号监控.17小结.18参考文献.19致谢.20引言口孜东煤矿110KV变电所综合自动化系统在二十世纪九十年代建成投运,已经成功运行了十年。但在运行过程中,也暴露了一些不足,同时由于长时间运行引起设备老化以及更换装置后版本不统一的情况也给变电所的安全运行工作带来隐患。随着
7、计算机技术、通信技术以及网络技术等多项科学技术的不断发展,当今的变电站综合自动化系统的硬件和软件方面都有了巨大的变化,所以对变电所的升级改造工作是十分必要的,而且条件也是成熟的。本文就口孜东煤矿110KV变电所综合自动化系统改造过程中遇到的问题及解决方法做出了叙述,系统改造完成后,使口孜东煤矿供电可靠性得到了很大的提高,为安全生产奠定了坚实的基础。1. 总述1.1工程背景简述口孜东煤矿110KV变电所综合自动化系统在二十世纪九十年代建成投运,已经成功运行了十年。但在运行过程中,也暴露了一些不足,同时由于长时间运行引起设备老化以及更换装置后版本不统一的情况也给变电所的安全运行工作带来隐患。随着计
8、算机技术、通信技术以及网络技术等多项科学技术的不断发展,当今的变电站综合自动化系统的硬件和软件方面都有了巨大的变化,所以对变电所的升级改造工作是十分必要的,而且条件也是成熟的。为了口孜东煤矿110KV变电所各方面运行管理工作更好的开展,保证供电的可靠性和安全性,更好的为煤矿安全生产服务,这次改造工程应运而生。经过各个方面的共同努力和协调,目前改造工程已经结束,本次工程规模如表1-1序号名 称规 模备 注1110kV线路2回线路变压器组2主变压器2台110/10.5kV两卷变310kV进线2回410kV出线54回单母线分段510kV分段1回表1-11.2变电站NSC200NT系统概述口孜东煤矿1
9、10KV变电所综合自动化系统升级改造工程采用的是南京中德保护控制系统有限公司的NSC200NT厂站自动化系统。NSC200NT SCADA是国内首套在Windows NT平台上开发的、基于客户/服务器(Client/Server) 体系结构的、具有标准数据库接口、符合商用数据库规范的SCADA/EMS系统。不仅仅能满足用户目前的功能需求,更重要的是能提供用户进行二次开发或者直接追加功能的手段,此外系统还能随着计算机技术本身的不断发展而自然升级。由于系统设计的灵活性,NSC200NT的应用具有广泛的适用性,可以应用于大中型地调,甚至于省调,也可以应用于小型县调、集控站。NSC200NT还可用于其
10、他领域,如电信、交通、石油、化工、环保等。NSC200NT SCADA/EMS系统是是以Windows 2000 Server操作系统作为运行平台,以Microsoft SQL Server 2000作为数据库平台,以MS Visnal C+作为软件开发平台。NSC200NT SCADA/EMS系统基于客户/服务器(Client/Server)体系结构,逻辑上由两大部分组成,即服务器系统(Server)和客户机系统(Client)。服务器的基本任务是数据维护和数据处理,并响应客户机的请求向客户机传送格式化的数据信息。客户机则负责提供用户界面,如图形、表格甚至声音、动画等。NSC200NT的硬件
11、配置是非常灵活的。用户可以选择各种档次的计算机,整个系统可以全部由PC机组成,也可以全部由工作站组成,或者可以由两者混合组成异构型系统。1.3工程硬件配置及施工目标NSC200NT变电所综合自动化系统按照站控级、间隔级二级配置原则和分散布置原则配置,由站控级设备、间隔级设备组成,站控级和间隔级之间采用通信接口连接。本次改造工程,NSC200NT综合自动化系统的站控级包括1套站控主单元、2套当地后台监控系统。主单元采用集中组屏方式布置(将原有老式测量装置拆除,新一代的集中测量装置安装于原屏柜内),安装在主控室;当地后台监控系统,采用集中布置方式布置,布置在主控室。间隔级设备完全按断路器间隔、主变
12、等间隔划分,110KV及主变部分采用保护和监控(I/O)各自独立设备,其中测量使用的中德公司的NSC681测控装置,保护使用的中德公司的NSP784主变高后备、NSP772低后备、西门子7UT61差动保护装置,它们采用集中组屏方式布置,布置在主控室。10KV部分测量保护装置使用的是NSP788装置,同时计量采用新一代数字化综合电度表,分散安装在对应的开关柜上。实现所有间隔级单元设备各自运行,相互独立、互不影响。各间隔级设备通过通信接口方式能够与站控级层的站控单元进行通信,实现数据、信息的采集处理和监视,并完成变电站上级控制层和站控级层控制命令的执行;间隔级各单元设备功能上不依赖于站控级层的站控
13、单元,即使在通信网络失效或站控级设备故障时,仍然能实现对间隔级一次设备的测控和保护功能。另外,为了提高整个变电所的运行安全性、透明性以及故障分析的能力,系统还增加故障屏一面、WEB服务器一台。2.系统结构及功能2.1系统结构按照国际上通用的标准,变电站自动化系统由站控级设备、间隔级设备组成,站控级和间隔级之间采用通信接口进行连接。站控级采用1套站控主单元、2套当地后台监控系统。间隔级设备按断路器间隔、主变等间隔进行划分、110KV及主变部分采用保护和测控(I/O)各自独立设备,采用集中组屏方式布置,布置在主控室,测控装置为NSC681装置, 主变主保护采用德国进口差动保护装置7UT612装置、
14、高后备保护采用NSP784装置、后备保护采用NSP772装置,非电量保护装置不变,仍然采用NSP10装置。10KV开关柜保护和测量采用的是NSP788装置,同时在开关柜上增加了电度表,并且在新的通讯平台上对电度表和装置进行通讯。2.2站控级2.2.1当地后台监控系统当地后台监控系统根据标书要求和功能规范进行开发配置。在整个变电所自动化系统中,当地后台监控系统是系统进行数据采集、处理、存储、安全监视、画面显示及拷贝、操作显示的主要人机界面,用于图形及报表显示及打印、事件报警及记录、状态显示和查询、设备状态和参数的查询,操作指导、操作控制命令的解释和下达,时钟校正等。通过当地后台监控系统,运行值班
15、人员能实现对全所内设备的运行和操作控制。NSC200NT SCADA/EMS系统是以Windows 2000 Server操作系统作为运行平台。Windows 2000 Server是一个32位多任务优先级抢占式的大型网络操作系统,是SCADA/EMS系统的理想平台。Windows 2000 Server作为大型网络操作系统,内嵌完善的网络功能,支持目前流行的所有网络通信协议如TCP/IP、IPX/SPX、DECnet等等。由于有Windows 2000 Server的强大的网络支持,NSC200NT可以和任何网络类型的其他系统互联。尤其是由于它独特的Client/Server网络体系结构,还
16、可以组构大范围的实时广域网系统。本系统中就是通过WEB服务器把系统中的各种运行数据在矿区局域网中进行发布,实现了运行信息资源的共享。NSC200NT以Microsoft SQL Server 2000作为数据库平台。Microsoft SQL Server 2000是Windows 2000 Server的数据库配套软件,支持Client/Server。以前的SCADA系统,大多没有严格意义上的数据库系统,或者虽然有自己的数据系统,但无法为用户提供透明开放的数据接口。NSC200NT以Microsoft SQL Server 2000为数据库平台,针对SCADA实时性要求高的特点,开发了自己的
17、内存实时数据库管理系统RTDBMS。RTDBMS和SQL Server两者互为补充共同组成了NSC200NT的数据库处理系统,RTDBMS是SQL Server的扩展,SQL Server则是RTDBMS的基础。 历史采样数据(曲线和报表数据)是直接存放在SQL Server数据库中的,而其他的用户表除了存在于内存实时库中,同时在SQL Server 中也存有一张对应的表,由于SQL Server 基于硬盘设备,同时起到了数据备份的作用,当系统启动时,通过ODBC从SQL Server中读入库表信息以及数据信息到内存中,而RTDBMS中的数据表实际是SQL Server相应表的内存映射,系统在
18、运行过程中还按一定时间间隔把内存数据返写为SQL Server中。NSC200NT的报表系统是基于MS Excel开发的,报表系统不但功能强大,而且其通用性极佳。系统形成后,其主要功能如下:1、数据采集与处理、安全监视、即遥测、遥信、遥脉功能;2、报警及报警处理,实时反映电力系统运行状态,后台对一般遥信、预告信号、事故信号都做出不同的反应,真人发声做出相应告警;3、事件顺序记录和事故追忆;4、控制功能,即遥控功能,对开关进行远程控制;5、管理功能,如设置不同的用户密码;6、智能操作票及预演;7、事件记录,可通过事故浏览器查看历史信息(如图2-1)图2-1事件浏览器8、画面、图形的生成及显示,可
19、显示主接线图(如图2-2),也可显示各部分的分图(如图2-3),通过建立链接可在各个画面之间切换;图2-2系统主接线图图2-3 1#主变分图9、运行记录的制表和打印,能够根据运行需要自定义报表内容;10、数据库的建立和维护;11、系统自诊断和自我恢复;12、人机联系,界面友好,易于操作;13、用棒图(如图2-4)、曲线(如图2-5)形式显示电压、负荷等模拟量。图2-4 实时数据棒图图2-5 历史数据曲线图2.2.2站控主单元站控主单元装置在硬件上,利用工业级X86的嵌入式CUP和4个高性能的网络控制芯片R8100组成,使用512MB的CompactFlash作为存储介质,可靠性高 ,读写速度快
20、(16MB/s),容量大,除了保存嵌入式操作系统及通信程序外,并有足够的空间存储事件记录,600MHz 的VIA CPU提供强大处理能力的同时,功耗却控制在5W-10W。站控主单元提供最多4各以太网络通信接口,10个串口的强大支持。在软件上,采用Microsoft WindowsXP Embedded嵌入式多任务操作系统和高效率的C+编程语言。WindowsXP Embedded是Microsoft公司面向嵌入式领域推出的嵌入式软实时多任务操作系统。建立在Windows2000经过实践检验的代码库基础之上,WindowsXP Embedded具有独特的32位计算体系结构,以及完全保护的内存模型
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