变电站微机监控实训设计.docx

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变电站微机监控实训设计

变电站微机监控实训设计说明书

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摘要3

正文：

3

变电站远程监控系统概述3

1、系统组成3

2、系统功能4

电力系统“四遥”概述4

1、遥信、遥测与电力系统远程监视5

2、遥控遥调与电力系统远程控制和调整6

3、问答式远动（Polling方式）与召唤式显示或选择性控制6

第三节、设计步骤6

1、建立工程7

2、利用力控软件并根据实际的变电站情形设计系统实物图7

3、按照电力网络结构图作图8

第四节、总结9

摘要：

随着电力系统改造和自动化建设不断完善，电网企业大多已经实现了对远程变电站发电机组的的遥测、遥信、遥信、遥调，即“四遥”功能。

变电站微机监控实训是电气工程及其自动化专业的重要实验环节。

通过基于THLDK-2型电力系统监控实验台的微机监控实训可以加深我们对电力系统调度的理解与认识，初步掌握现代电力调度自动化系统的功能和基础操作。

早期的电力系统调度手段，信息传递的速度慢，费时，费工，实时性差。

电力系统采用远动技术后厂站端的远动装置实时地向调度中心的装置传送遥测和遥信的信息。

远动装置中信息的生成，传输和处理速度非常快，适应了电力系统对调度工作的实时性要求，使电力系统的调度管理工作进入了自动化阶段。

调度自动化系统中的远动系统由远东主站、远动终端和通道组成。

关键字：

变电站；监控系统；微机保护；力控组态软

正文：

第一节、程监控系统概述

1、系统组成

系统由安装在无人值守的机房的监控单元和安装在中心局办公室的监控中心两部分组成，通过电话线路组成网络，监控单元可以根据需要可多可少，扩展非常灵活。

计算机可循环收集每个无人值守的机房检测的信息，也可单独收集。

当某个无人值守的机房发生紧急事件时，可自动向中心发出警报。

2、系统功能

a实时监测：

系统自动实时采集每个无人值守的机房状态信息和环境信息，并形成完整的数据信息，包括门锁状态、开门状态、开门时间、开门操作员信息等。

监控中心IPC工控机对这些信息进行处理，存储在历史数据库中，并与文字、图像等多种方式显示在屏幕上。

b自动报警：

当监控到非法进入无人值守的机房或破坏开锁时，系统自动报警，同时自动拨通报警电话，或传呼相关人员的BP机上。

c远程监控：

在监控中心IPC计算机上，有权限的操作员可对无人值守机房实时远程开锁控制。

d信息功能管理：

系统提供了完整的无人值守机房属性数据管理功能；为维修人员建立一套完整档案，可以对维修人员的工作进行科学的量化考核，从而提高了现代化的管理水平。

第二节、“四遥”概述

远动终端（RTU）与主站配合可以实现四遥功能：

1）遥测：

采集并传送电力系统运行的实时参数

2）遥信：

采集并传送电力系统中继电保护的动作信息、断路器的状态信息等

3）遥控：

从调度中心发出改变运行设备状况的命令

4）遥调：

从调度中心发出命令实现远方调整发电厂或变电站的运行参数

本实验平台上，可完成的四遥功能见表3-21。

表3-21

远动类型

信息名称

遥测

线路有功、无功功率或电流

变压器有功、无功功率

发电机有功、无功功率

母线电压（电压控制点）

频率（每一个可解列部分）

发电机组功率角

遥信

断路器分、合闸状态

变压器分接头位置

发电机并、解列运行状态

遥控

断路器分、合闸

发电机开、停机控制

遥调

发电机组功率调整

发电机组电压调整

变压器分接头位置选择

1、遥信、遥测与电力系统远程监视

电力系统的遥信遥测是由安装在发电厂和变电站的远动终端（RTU）负责采集电力系统运行的实时参数，并借助远动信道将其传送到调度中心的。

电力系统运行的实时参数有：

发电机出力，母线电压，线路有功和无功负荷，断路器的状态信息等。

在本实验中，RTU的信息采集功能由微机励磁调节器、微机调速器和智能电力监测仪承担远动信道用有线通信信道来模拟，通信方式采用问答式（Polling）方式，调度中心的计算机负责管理调度自动化功能。

采用面向对象的人机交互界面，通过鼠标点击查询远方厂站实时参数并自动检测和报告断路器变位和模拟量越限。

2、遥控遥调与电力系统远程控制和调整

电力系统中的遥控遥调过程是：

厂站RTU接受并执行调度中心的调度员从主站发来的命令，完成对断路器的分、合闸操作，实现发电机组的有功出力或无功出力的调整。

本实验系统中，安装在THLDK-2型电力系统监控实验台内的PLC执行遥控功能，THLZD-2型控制柜内的微机励磁调节器和微机调速器接受调度中心通过通信网发来的命令，执行遥调功能。

3、问答式远动（Polling方式）与召唤式显示或选择性控制

远动信息的传输可以采用循环传输模式或问答传输模式

循环式数字传输模式（CDT）：

厂站端将要发送的远动信息按规约的规定组成各种帧，再编排帧的顺序，一帧一帧地循环向调度端传送。

发端不顾及收端的需要，也不要求收端给以回答。

问答传输模式（polling）：

调度端要得到厂站端的监视信息，必须由调度端主动向厂站端发送查询命令报文。

查询命令是要求一个或多个厂站传输信息的命令，厂站端按调度端的查询要求发送回答报文。

用这种方式，可以做到调度端询问什么，厂站端就回答什么，即按需传送，对信道质量的要求较高，且必须保证有上下行信道。

问答式远动的遥信遥测，是由调度端主动地按顺序依次“调取”各厂站地信息。

作为厂站端，仅在自己受到调度端“召唤”时，才能够送出自己的信息。

问答式远动的遥控遥调是调度端发令，被选中厂站端执行，而其他厂站不动作。

问答式远动可以在一条信息传输通道上连续多个厂站端，节省信道投资。

本实验系统采用RS485通信标准模拟问答式远动通信方式工作。

（2）内容及步骤

本实验电力网络结构如图3-34所示。

1、监控系统软件的启动

运行“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”。

2、无穷大系统的调整以及电力网的组建

1）逆时针调整自耦调压器把手至最小，投入“操作电源”之后，投入“无穷大系统电源”，合闸QF19，接通8#母线，再合闸QF18，顺时针调整自耦调压器把手至400V。

联络变压器的分接头选择为UN。

2）依次合闸QF17→QF16→QF15→QF14→QF10→QF12→QF1→QF2→QF3→QF4→QF5→QF6→QF7，观察1#～5#母线电压为400V左右，6#母线220V左右。

3、各发电机组的启动和同期运行

分别起动1#～5#发电机组，控制方式：

常规励磁，他励，组网运行，n=1500rpm，UG=400V。

此时，通过1#发电厂的自动准同期装置，将1#发电厂并入无穷大系统，完成1#发电机组的并网运行，并手动调节微机调速装置和微机励磁装置，发出一定的有功功率和无功功率。

然后按同样操作，依次完成2#～5#发电机组的并网运行，发出一定的功率。

4、网络中，负荷的投入

依次按下QF8，QF9，QF11，QF13“合闸”按钮，投入负荷LD1、LD2、LD3、LD4。

实验截图如下：

第三节、设计步骤

力控6.0组态软件的安装，建立工程，定义变量，进行画面设计和编辑，控制程序的编写，包括定时器的使用，然后进行程序的运行、调试与改进。

1、建立工程

（1）双击PCauto图标，进入力控6.0组态环境，中间窗口为工作台

（2）单击“文件”菜单，新建工程

（3）在文件名一栏输入工程名，保存，工程监理完毕

2、利用力控软件并根据实际的变电站情形设计系统实物图

如下图：

3、按照电力网络结构图作图

如下图：

在发电机并网前

发电机并网后：

变电站监控程序如下：

3、程序

进入程序：

Open.pv=0;

State.pv=0;

Start.pv=0;

程序运行周期执行：

IFopen.pv==0THEN

QF1.pv=0;

QF2.pv=0;

QF3.pv=0;

QF4.pv=0;

QF5.pv=0;

QF6.pv=0;

QF7.pv=0;

QF8.pv=0;

QF9.pv=0;

QF10.pv=0;

QF11.pv=0;

QF12.pv=0;

QF13.pv=0;

QF14.pv=0;

QF15.pv=0;

QF16.pv=0;

QF17.pv=0;

QF18.pv=0;

QF19.pv=0;

QFG1.pv=0;

QFG2.pv=0;

QFG3.pv=0;

QFG4.pv=0;

QFG4.pv=0;

QFG5.pv=0;

ENDIF

IFopen.pv==1THEN

QF1.pv=1;

QF2.pv=1;

QF3.pv=1;

QF4.pv=1;

QF5.pv=1;

QF6.pv=1;

QF7pv=1;

QF8.pv=1;

QF9.pv=1;

QF10.pv=1;

QF11.pv=1;

QF12.pv=1;

QF13.pv=1;

QF14.pv=1;

QF15.pv=1;

QF16.pv=1;

QF17.pv=1;

QF18.pv=1;

QF19.pv=1;

QFG1.pv=1;

QFG2.pv=1;

QFG3.pv=1;

QFG4.pv=1;

QFG5.pv=1;

ENDIF

IFopen.pv==0THEN

L1I.pv=10;

L2I.pv=15;

L3I.pv=20;

L4I.pv=16;

L5I.pv=19;

L6I.pv=23;

ENDIF

IFopen.pv==1THEN

L1I.pv=20+rand

（2）+10*sin（$Msec）;

L2I.pv=20+rand（3）+9*sin（$Msec）;

L3I.pv=20+rand（4）+12*sin（$Msec）;

L4I.pv=20+rand（3）+13*sin（$Msec）;

L5I.pv=20+rand

（2）+12*sin（$Msec）;

L6I.pv=20+rand（4）+13*sin（$Msec）;

ENDIF

IFstart.pv==0THEN

p.pv=0;

q.pv=0;

f.pv=0;

ENDIF

IFstart.pv==1THEN

f.pv=45+rand（5）;

p.pv=25+rand（10）;

q.pv=35+rand（10）;

ENDIF

IFopen.pv==0THEN

P1.pv=0;

P2.pv=0;

P3.pv=0;

P4.pv=0;

P5.pv=0;

P6.pv=0;

Q1.pv=0;

Q2.pv=0;

Q3.pv=0;

Q4.pv=0;

Q5.pv=0;

Q6.pv=0;

U1.pv=0;

U2.pv=0;

U3.pv=0;

U4.pv=0;

U5.pv=0;

U6.pv=0;

I1.pv=0;

I2.pv=0;

I3.pv=0;

I4.pv=0;

I5.pv=0;

I6.pv=0;

ENDIF

IFopen.pv==1THEN

P1.pv=280+rand（5）;

P2.pv=280+rand（5）;

P3.pv=280+rand（5）;

P4.pv=190+rand（5）;

P5.pv=190+rand（5）;

P6.pv=190+rand5）;

Q1.pv=90+rand（5）;

Q2.pv=90+rand（5）;

Q3.pv=90+rand（5）;

Q4.pv=60+rand（5）;

Q5.pv=60+rand（5）;

Q6.pv=60+rand（5）;

U1.pv=4+rand

（1）;

U2.pv=4+rand

（1）;

U3.pv=4+rand

（1）;

U4.pv=4+rand

（1）;

U5.pv=4+rand

（1）;

U6.pv=4+rand

（1）;

I1.pv=60+rand（10）;

I2.pv=60+rand（10）;

I3.pv=60+rand（10）;

I4.pv=40+rand（10）;

I5.pv=40+rand（10）;

I6.pv=40+rand（10）;

ENDIF

]

]

第四节：

总结

通过基于在THLDK-2型电力系统监控实验台上完成遥控、遥测、遥信、遥调四遥实验对变电站微机监控有了更深刻的了解，掌握了更丰富的实际经验。

在此基础上又用MCGS软件亲手制作了组态微机监控，通过一系列仿真训练使自己的实际工作能力有了很的的提升，对即将走上工作岗位的自己，也是一次很好的演练。

在实训完成后，我深刻的体会了电力系统自动化已经到达了一个很现代化的地步了。

尤其在电力系统采用远动技术后，厂站端的远动装置实时地向调度中心的装置传送遥测和遥信信息，这些信息能直观地显示在调度中心的屏幕显示器上和调度模拟屏上，使调度员随时看到系统的实时运行参数和系统运行方式，实现对系统运行状态的有效监视。

在需要的时候，调度员可以在调度中心操作，完成向厂站中的装置传送遥控或遥调命令。

由于远动装置中信息的生成，传输和处理速度非常快，适应了电力系统对调度工作的实时性要求，使电力系统的调度管理工作进入了自动化阶段。

实训结束了，实训和设计诚然又是我们的一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，给了我莫大的思考空间。

通过实训我提高了自己的独立思考的能力。

参考文献：

1、北京三维力控科技有限公司，力控PCAuto监控组态软件说明书，修订版A2006年5月

罗钰玲等，电力系统微机继电保护，北京：

人民邮电出版社，2005年2月