110kV变电站综合自动化系统设计毕业设计论文.docx

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110kV变电站综合自动化系统设计毕业设计论文

摘要

本课题针对110kV变电站供电系统，结合国内外变电站综合自动化技术的发展现状，根据变电站的监控要求，对110kV变电站自动化系统进行了设计。

在系统研究过程中，重点进行了以下工作：

首先，讲述了国内外变电站综合自动化的发展情况，研究变电站自动化的目的和意义，提出本论文变电站自动化系统研究设计的内容。

其次，根据变电站原始资料和监控要求，以及变电站自动化系统的设计原则，研究设计变电站自动化体系结构和功能。

再次，根据所给出的原始数据，综合变电站设计的原则和国家法律法规、制度，以及变电站的监控要求，设计变电站的主回路接线；进行了变电站负荷的简要计算然后选择了基本设备。

随后，简述PLC的工作原理和设计PLC自动控制系统的过程；阐述高压断路器控制的重要性和PLC控制断路器的优势，设计利用PLC控制高压断路器；综合变压器备用投切的重要性和操作过程，设计PLC控制的变压器备用自投系统。

最后，总结了本论文的设计内容及设计过程，总结了设计存在的问题和缺陷，以及以后努力的方向。

关键词：

变电站；PLC；高压断路器；备用自动投切

ABSTRACT

Thistopicisfor110kVsubstationpowersupplysystem,combinedwiththedevelopmentofsubstationautomationtechnologyathomeandabroad.Accordingtotransformersubstationmonitoringrequirements,110kVsubstationautomationsystemisfordesign.Andthestudyissummarizedasthefollowsteps．

Firstofall,coversdomesticandforeigndevelopmentofsubstationautomation,purposeandsignificanceoftheresearchonsubstationautomation,bringsoutthedesignofsubstationautomationsystem.Secondly,accordingtotheSourcebookofsubstationandmonitoringrequirements,andsubstationautomationsystemdesignprinciples,researchanddesigntheautomationsystem’sstructureandfunction.Third,accordingtotheoriginaldata,integratingprinciplesofsubstationdesignandnationallawsandregulations,systems,andthesubstationmonitoringrequirements,designthemaincircuitwiringofsubstation;simplecalculationstoselectthebasicequipmentofsubstationload.Fourth,outlinetheoperationprocessofPLCanddesignthePLCcontrolsystem;accordingtotheimportanceofhigh-voltagecircuitbreakercontrolandPLCcontrolcircuitbreaker’sadvantage,designusingPLCcontroltohighvoltagecircuitbreaker;basedontheimportanceofintegratedbuscouplingspareswitchingandoperationalprocesses,designthePLCcontrolsystemofautomaticbustransfersystem.Finally,drawaconclusionofthepaper'sdesignanddesignprocess,sumuptheproblemsanddefectsindesign,andwheretoworktoward.

Keywords:

Substation;PLC;High-voltageCircuitBreaker;AlternateDeviceAuto-switching

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

日期：

毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。

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学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。

保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

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注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

1绪论

1.1变电站综合自动化概述

变电站综合自动化是20世纪70年代国际上兴起的，在计算机技术、自动控制技术和通信技术发展到一定程度的基础上，使变电站二次设备更合理、有效地运行的一种变电站自动化模式。

变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术和信号处理技术，实现对变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度中心通信等综合自动化功能。

变电站综合自动化系统除了实现对现场的监测、控制和保护之外，更重要的是能实现当地和远方对现场的监控、调节和保护，概括起来即为：

遥测、遥信、遥控、遥调的“四遥”功能和对保护定值的远方整定。

“四遥”即：

接受监控调度计算机发出的控制信号的遥控；监控调度计算机对变电站现场设备的电压、电流、功率等的数据采集要求的遥测；接受识别被控主机所发出的一些报警信息的遥信；将监控调度计算机发出的修改参数信息应用于被控设备的遥调。

1.2国内外变电站综合自动化现状及发展

1.2.1国外变电站自动化技术的现状及发展

国外变电站自动化技术始于20世纪70年代。

英国、意大利、法国、西德、澳大利亚等国均于70年代末装设了微机型远动装置，个别还使用了16位小型计算机。

1981年5月在英国召开的第6届国际供电会议上有文章指出，变电站监控系统的功能正以综合自动化为目标迅速发展，除了具有遥测、遥信、遥控、遥调功能，还要具备寻找处理单相接地故障功能、负荷管理功能、成组数据记录功能、自动重合闸等功能。

90年代以后，研究变电站综合自动化技术的国家和公司越来越多，相应的技术也越来越先进。

例如德国西门子公司、ABB公司、AEG公司，美国GE公司、西屋公司，法国阿尔斯通公司等都有自己的综合自动化系统的产品。

德国西门子公司于1985年在德国汉诺威正式投运了第一套变电站自动化系统LSA-678，此后陆续在德国以及欧洲投运了300多套该种型号的变电站自动化系统。

该系统结构有两类，一类是全分散式的系统，另一类是集中与分散相结合的系统。

日本也在20世纪90年代，将计算机监控系统运用到其新建和扩建的高压变电站的运行支援系统中。

其主要特点是继电保护装置下放至开关现场，并设置微机控制终端，将采集到的测量值和开关接点信息，通过光缆传送到主控制室的后台计算机系统。

主控制室的后台计算机系统将采集到的测量值和开关接点信息处理后，发出开关及隔离开关操作命令通过光缆下达至终端执行，主控制室计算机系统采用双以太网。

美国投运的变电站自动化技术大体有三类：

一类是以远动终端设备（RTU，RemoteTerminalUnit）为基础进行实时数据采集，并和上级调度中心通信；另一类以通用计算机为数据采集设备，不但采集实时数据而且建立历史数据库，并通过计算机网（以太网）与远程工作站联络；第三类采用MODBUSPLUS多主站网络系统，保护、监控等部件均通过规约转换器接入该网，并通过RTU与调度中心联系。

目前国外产品以ABB公司的SCSl00/200和西门子公司的LSA-678为主流，在间隔层终端集保护、录波、计量、远动功能于一体，并使得信号采集完全分散分布和下放，简化了二次回路。

通信网主要以具有很高的通信速率和非常好的抗干扰能力的光纤为介质。

也有一部分变电站自动化系统的通信网采用了现场总线技术，现场总线具有很高的抗干扰性能，网络传输速度适中，成本低，施工方便。

1.2.2国内变电站自动化技术的现状及发展

国内变电站自动化技术起步较晚，在上世纪80年代后开始讨论、研制与开发，真正投入使用，则是在国内微机保护能够实现与监控系统交换数据之后。

上世纪80年代及以前，是以RTU为基础的远动装置及当地监控为代表，功能主要是与远方调度进行通信以实现“四遥”（遥测、遥信、遥控、遥调），与继电保护及自动安全装置的联接通信，此类系统称为集中RTU模式。

目前在一些老站改造中仍有少量使用，这一阶段称为自动化的初级阶段。

到了上世纪90年代初期，单元式微机保护按功能设计的分散式微机测控装置得到广泛应用，保护与测控装置相对独立，通过通信管理单元能够将各自信息送到后台或调度端计算机。

从上世纪90年代中后期，随着计算机技术、网络及通信技术的飞速发展，采用分层分布式的系统结构，按间隔为对象设计保护测控单元，形成真正意义上的分层分布式自动化系统。

目前国内主流厂家均采用了此类结构模式。

进入21世纪后，数字保护技术的发展使得变电站综合自动化技术产生了一个飞跃，变电站综合自动化技术在我国进入了实质性发展阶段。

10kV变电站综合自动化多采用分散分布式交流采集系统，通过