電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)(自動(dòng)化學(xué)院-任麗苗)

1、電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院電氣工程系2010-2-14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)學(xué)生在學(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)。通過本課程設(shè)計(jì)，一方面可以使學(xué)生獲得綜合運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)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)的基本能力，另一方面能鞏固與擴(kuò)大學(xué)生的電氣綜合設(shè)計(jì)知識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過本課程設(shè)計(jì)

2、，學(xué)生能運(yùn)用電氣基礎(chǔ)課程中的基本理論和實(shí)踐知識(shí)，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)程序及協(xié)議轉(zhuǎn)換的掌握，可以提高學(xué)生的電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)的能力，為將來從事鐵路電力自動(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，學(xué)生應(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)保護(hù)、變電站綜合自動(dòng)化、CAD制圖等方面的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生要按照課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的要求，根據(jù)題目所給原始參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)應(yīng)能掌握電力系統(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

3、、子站的功能及其信道和通訊接口的選用等。具體要求有：1、根據(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)備選型和相應(yīng)的計(jì)算；2、學(xué)生應(yīng)掌握電力系統(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)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，掌握協(xié)議轉(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)掌握部頒Polling規(guī)約、并能解釋幀內(nèi)容并給出標(biāo)準(zhǔn)幀格式；6、為避免雷同，應(yīng)采用多電壓等級(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

4、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)程系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每個(gè)學(xué)生根據(jù)給定鐵路牽引變電所相關(guān)資料、數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。具體要求：(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) 子站保護(hù)單元選擇及設(shè)置；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)

5、 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；四、考核評(píng)估 通過計(jì)算、總結(jié)報(bào)告和學(xué)習(xí)態(tài)度綜合考評(píng)，并結(jié)合學(xué)生的動(dòng)手能力，獨(dú)立分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神。成績(jī)分優(yōu)、良、中、及格和不及格五等?？己藰?biāo)準(zhǔn)包括：1、課程設(shè)計(jì)的正確性。2、學(xué)生的工作態(tài)度、動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神。3、總結(jié)報(bào)告。總成績(jī)?cè)u(píng)定：滿分為100分，總分=第一項(xiàng)成績(jī)×50%+第二項(xiàng)成績(jī)×20%+第三項(xiàng)成績(jī)×30%，90-100分為優(yōu)秀，80-89分為良好，70-79分為中等，60-69分為及格，60分以下為不及格。成績(jī)單上按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格填寫。五、設(shè)計(jì)時(shí)間安排本次課程設(shè)計(jì)

6、安排1周的時(shí)間，具體安排如下：第一天：學(xué)習(xí)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。研究系統(tǒng)主站、子站的功能需求。 第二天：子站系統(tǒng)設(shè)計(jì)；繪出草圖。第三天：主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)；繪出草圖。第四天：應(yīng)用CAD繪制系統(tǒng)原理圖、完成規(guī)約的解釋。第五天：說明書編制。六、課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)題針對(duì)附圖提供的變電所或開閉所或分區(qū)亭進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)。1、牽引供電系統(tǒng)的遙信數(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），控制輸出通道（模擬量輸出、開關(guān)量輸出、脈寬調(diào)制

7、輸出），網(wǎng)絡(luò)通信通道的示意圖。2）設(shè)計(jì)一個(gè)具體的MCS51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），A4紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖rotel等），具體到芯片管腳的連線3）選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，以16路開關(guān)量為例，編寫出相應(yīng)的線性系統(tǒng)循環(huán)碼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)采集程序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）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），控制輸出通道（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)具體的

8、MCS51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），A4紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖?，具體到芯片管腳的連線。3）選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，結(jié)合題目實(shí)際，以部分采集數(shù)據(jù)為例，編寫出相應(yīng)的線性系統(tǒng)循環(huán)碼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）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），控制輸出通道（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)具體的MCS51單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出

9、最小系統(tǒng)（開關(guān)量輸出數(shù)據(jù)，路數(shù)為16路，控制斷路器的分、合閘繼電器），A4紙，手工繪制（或?qū)Ｓ密浖?，具體到芯片管腳的連線。3）選用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模式，以16路開關(guān)量為例，編寫出相應(yīng)的線性系統(tǒng)循環(huán)碼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、教師自定綜合設(shè)計(jì)題目七、教材與參考書使用教材：?jiǎn)纹瑱C(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，2000年11月鐵路電力牽引供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)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)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)具體安排：10個(gè)人一大組，每組針對(duì)一個(gè)實(shí)際RTU接線圖（附圖1、圖2、圖3）進(jìn)行設(shè)計(jì)，10個(gè)人又分成3個(gè)小組，分別對(duì)實(shí)習(xí)題目中的3個(gè)各部分（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)，建議1題3人、2題4人、3題3人。具體到個(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)（根據(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)，模擬量對(duì)采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；另外因?yàn)閳D為固定圖片，編號(hào)可以打印出來手動(dòng)填寫），以示統(tǒng)一為同一大題，小組內(nèi)因