电力系统监控技术课程设计报告-牵引供电系统的遥信数据采集系统

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1、自动化及电气工程学院电力系统监控技术课程设计报告电力系统监控技术课程设计报告题目：牵引供电系统的遥信数据采集系统班级：　　　电气084班　姓名：　　　　学号：　　　　200809332　指导教师：　　设计时间：　　2012年3月10日评语：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　成绩　　　　　-13-自动化及电气工程学院电力系统监控技术课程设计报告1设计原始资料1.1具体题目说明牵引供电系统的遥信数据采集系统，如图1.1所示。1.2要完成的内容（1）计算机绘制被控站（RTU端：变电所或开闭所或分区亭）通用系统结构框图（A4）。绘出各种数据点的采

2、集通道（如：模拟量输入、开关量输入、脉冲累计量输入），控制输出通道（模拟量输出、开关量输出、脉宽调制输出），网络通信通道的示意图。（2）设计一个具体的MCS－51单片机数据采集最小系统（开关量输入数据，路数为16路），开关量输入数据类型为各断路器、隔离开关的状态信息（经过采集电路后的信息）；要求用标准图纸，手工绘制（或专用软件protel、protus等），具体到芯片管脚的连线。（3）选用问答式（或者CDT）传输规约，以16路开关量为例（以表格形式给出各个遥信状态（开/合）），编写上传调度中心的遥信数据报文的帧结构；主站地址（一般取00H）和

3、子站地址（一般取01H-0FEH））可在符合规约要求的前提下，自行设置。（4）计算机绘制（A4纸）相应的遥信数据采集程序流程图，编写遥信数据采集程序。图1.1AT分区所电气主接线2硬件设计-13-自动化及电气工程学院电力系统监控技术课程设计报告2.1各开关元件及数据采集点编号表2.1开关及采集点编号开关代号开关编号（16进制）QF10001HQF20010HQS10011HQS20100HQS30101HQS40110H2.2被控站通用系统结构SCADA系统由监控站，被控站及信道三大部分组成，在此只画出被控站（RTU）端系统结构图，如图2.1

4、所示。牵引供电SCADA系统调度控制中心与牵引供电系统变电所、开闭所、分区所中的被控站联系起来。按我国的习惯，一侧称为调度端，另一侧称为执行端。从监控的角度看，一侧是监控端，而另一测是被监控端。在被控站内完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备称为远东终端（RTU）。在信道中传输的远动信息分为上行信息和下行信息。（1）下行信息：从调度端发往被控站的信息称为下行信息，所有通道称为下行通道。（2）上行信息：从被控站发往调度端的信息称为上行信息，所有信道称为上行信道。2.2.1数据采集通道（示意图）遥信信息通常由电力设备的辅助接点

5、提供，辅助接点的开合直接反应出该设备的工作状态。提供给远动装置的辅助接点大多数为无源节点，即空接点，这种接点无论是在“开”状态还是在“合”状态下，接点两端均无电压差。断路器和隔离开关提供的就是这一类辅助触点。另一类辅助接点则是有源接点，有源接点在“开”-13-自动化及电气工程学院电力系统监控技术课程设计报告状态时两端有一个直流电压，是由系统蓄电池提供的110V或220V直流电压。一些保护信号提供此类接点。图2.2给出了第一类触点信号的例子。图2.2是断路器动作机构原理图。当合闸线圈YC通电时，断路器闭合，辅助触点QF断开；当跳闸线圈YT通电时

6、，断路器断开，辅助触点QF闭合。QF为动断触点，如直接提供给远动装置，则是一无源触点。通常情况下，二次系统都要给远动提供相应的空触点，但有时无空触点提供给远动使用时，则需在保护回路中提取有源触点。图2.3是断路器跳闸音响回路的一部分。断路器在合闸位置时，控制开关SA投入合闸后位置，则SA的132321两对触点闭合，而串接在该回路中的断路器辅助接点QF在断开位置。图2.1SCADA系统被控站结构图图2.4给出一适用于有源和无源接点的实用电路。当遥信信源连通（短路）时，输出YX为高电平；当遥信信源悬空或带有直流正电压时，YX为低电平。图中+U的大

7、小选择应根据电力设备的辅助触点与远动装置之间距离的远近来决定，距离远时+U可选大一些。一般+U取+12V或+24V，当然适当提高该电压水平可以增强遥信信息的可靠性和抗干扰能力。-13-自动化及电气工程学院电力系统监控技术课程设计报告图2.2遥信对象无源触点图2.3遥信对象有源触点图2.4一实用遥信取样电路图2.5用Intel8255采集遥信量-13-自动化及电气工程学院电力系统监控技术课程设计报告接收遥信量的输入电路可以采用三态门芯片、并行接口芯片和数字多路开关芯片三类接口芯片实现。在此，选择并行接口芯片Intel8255实现遥信量的采集,如

8、图2.5所示。该芯片有三个口，在此，只取用PA、PB两个口，实现16路遥信量采集，其引脚功能控制如表2.1所示。表2.1Intel8255数据读取控制CS的非A1A