变电站微机监控系统的设计与实现

摘要

变电站微机监控系统是变电站综合自动化系统的重要组成部分，本课题以韶关冶炼厂变电站综合自动化系统的研发为依托，主要目标是实现对整个变电站的主要电气设备和线路的自动监视、测量、控制和保护，以全面提高变电站自动化运行和管理水平，提高变电站的生产效率和经济效益。 本论文以韶关冶炼厂变电站微机监控系统为研究对象，运用UML面向对象分析与设计语言，建立了变电站微机监控系统统一的对象模型。采用面向对象的编程方法和编程工具实现了变电站微机监控系统的各个类及实例。为迅速准确地获得变电站运行的实时信息，完整地掌握变电站的实时运行状奠定了坚实的基础。 在建立了面向对象的变电站模型的基础上，本文深入细致地研究了变电站微机监控系统的软件设计方案。首先，论文根据面向对象的监控系统设计原理，研究和分析了监控系统的图形类实现，并以图元类对象为载体，通过与实时数据接收的完美结合，将变电站现场设备的实时运行情况完整地动画地再现在监控系统人机界面中；其次，为了使监控系统能对变电站进行快速保护，本文研究了微机保护算法、图元绘制算法和曲线的拟合算法，并深入阐叙了监控系统的数据处理和展现流程。最后，论文分析了变电站微机监控系统的数据存储技术，对系统数据进行分类，并在此基础上研究了基于实时内存数据库和历史数据库的数据存储及数据应用。 变电站的通信是实现变电站内部和各子系统间的信息交换和实现信息共享的基础，在微机监控系统中起着承上启下的作用。本文建立了以RS485总线、以太网两大主体的变电站监控通信网络，实现数据实时可靠传输。针对变电站监控系统不同子系统通信协议不一致、数据交互困难的问题，提出了一种协议转换模型，通过统一的TCP/IP网络传输协议方便、高效地互联了变电站的多个子系统，完成了整个微机监控系统的数据整合。 最后，结合韶关冶炼厂110kV变电站的现状，给出了系统的工程实现结果。该系统目前已正式投运，运行结果表明，该微机监控系统满足了变电站控制精度高，响应速度快，数据传输可靠，可扩展性强，易用易维护的要求，创造了良好的社会效益和经济效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作

第2章面向对象的监控系统设计

2.1面向对象思想概述

2.2微机监控系统功能分析

2.3系统静态结构设计

2.4基于UML的系统动态模型

2.5 小结

第3章变电站监控系统的软件实现

3.1图元类的生成

3.1.1图元基类的建立

3.1.2图元的绘制算法

3.1.3图元操作方法

3.2实时数据类的实现

3.2.1监控信息计算

3.2.2报警类信息显示

3.2.3曲线的平滑

3.2.4潮流趋势图

3.3数据库类的完成

3.3.1内存数据库

3.3.2历史数据库

3.4通信类的搭建

3.5监控系统人机界面

3.6 小结

第4章变电站通信系统设计

4.1变电站通信网络特点

4.2站内数据通信

4.2.1 Modbus协议介绍

4.2.2基于modbus协议的IED设备通信

4.2.3 Modbus转TCP/IP协议

4.3站外数据转换

4.2.1 IEC-60870-5-101规约

4.3.2 IEC101协议转换

4.4模拟屏通信

4.5小结

第5章 110kV变电站监控系统的工程实现

5.1韶冶110kV变电站概况

5.2系统体系结构

5.3硬件设备选型

5.4软件实现流程

5.5工程应用情况

5.6小结

结论

参考文献

致谢

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