毕业论文 题 目 变电站综合自动化系统的 设计 学生姓名 杨振卿 学 号 20061340071 院 系 信息与控制 学院 专 业 电气工程与 自动化 指导教师 谈玲 二一 年 六 月 十 日 目 录 摘要 . 1 1 绪论 . 1 1.1 变电站综合自动化系统简介 . 1 1.2 变电站综合自动化系统的发展现状. 2 1.3 论文主要内容 . 2 2 变电站综合自动化系统的结构与功能. 3 2.1 变电站综合自动化系统的体系结构. 3 2.1.1 集中式 结构 . 3 2.1.2 分布集中式 结构 . 3 2.1.3 分散分布式 结构 . 4 2.2 变电站综合自动化系统的基本功能. 5 3 变电站综合自动化系统硬件配置 . 8 3.1 变电站综合自动化系统层次结构设计. 8 3.1.1 变电 站变电设备及电气主接线 . 8 3.1.2 变电 站层 . 8 3.1.3 间隔 层 . 9 3.1.4 通信 层 . 9 3.2 小电流接地选线装置 . 10 3.3 备用电源自动投入装置 . 10 3.4 故障录波装置 . 11 3.5 电压和无功综合控制装置 . 12 I 3.5.1 无功功率 对电力系统的影响 . 12 3.5.2 变电 站的电压调整 . 12 3.6 微机型继电保护装置 . 12 4 监控系统软件配置 . 14 4.1 监控系统软件逻辑框架结构 . 14 4.2 软件的层次结构 . 15 4.3 软件模 化划分 . 15 4.4 监控系统软件设计的方法 . 15 5 软件设计 . 17 5.1 电压无功综合控制的原理 . 17 5.2 控制策略 . 18 5.3 越限产生的原因 . 18 5.4 调节手段 . 19 5.5 策略表制定 . 19 5.6 模 算法分析 . 21 5.7 代码编写 . 22 5.8 其他模 设计 . 23 5.8.1 用户 操作模 设计 . 24 5.8.2 小电 流接地选线模 设计 . 24 6 基于 VC+ 的应用程序设计 . 26 6.1 VC+ 概述 . 26 6.2 程序结构及算法 . 26 II 6.3 可视化程序设计 . 27 6.4 程序测试 . 27 7 总结 . 29 参考文献 . 30 ABSTRACT . 31 致 谢 . 32 附录 . 33 III 变电站综合自动化系统的设计 杨振卿 南京信息工程大学信息与控制学院，南京 210044 摘要：随着大型、特大型水电站电站的建设及远距离大容量输电线路和互联电 网的发展，高 压和超高压变电站在规模和容量 方面日益增加，对其控制和保 护系统的可靠性也提出了更高的要求。本文分析了变电站综合自动化系统的原理和功能，确定 了其总体设计要求与控制措施， 设计了一个变电站自动化系统方案，实现了变电站自动化系统的综合控制。该变电站综合自 动化系统将能够提高变电站安全稳定运行水平、 低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能。 关键词：变电站；综合自动化；系统控制；监控软件 1 绪论 1.1 变电站综合自动化系统简 介 变电站自动化系统 (Substation Automation System-SAS)，国 际电工委员会解释为“ 在变电站内提供包 括通信基础设施在内的自动化系统“。 对于变电站综合自动化系 统这一概念，目前国内 暂无统一的标准和 规范，故对其定义不尽相同，一个比 较通用的解释：利用 进的 计算机技术、现代电子技术、通信技 术和 信息处理技术等实现对变电站二次设备（继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自 动装置及远动装置 等）的功能进行重新组合、 优化设计 、 对变电站的全部设备的运行情况 执行监视、测量、自 动控制和保护 1 及与调度间通信等综合性自动化功能的自动化系统。 变电站综合自动化的实质是以计算机技术为核心，通 过对变电站原有的保 护、 仪表、中央信号、 远动 装置等二次系统及其功能重新组合、互 联和计算机化，集 变电站保 护、测量、监视和远方控制于一体，完 全替代了变电站常规二次设备， 简化了变电站二次接线。通 过变电 站综合自动化系统内各设备间互相交换 信息，数据共享等完成变电站的运行、 监视和控制任务。 变电站作为整个电网中的一个节点，担任着 电能传输、分配的 监测、控制和管理的任 务。 变电站自动 化是电网自动化系统的一个重 组成部分，因此 求变电站综合自动化系统运行高效、 实时、可靠， 对变 电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时，又必 须与电网系统进行实时、有效的信息交 换、共 享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益。仅依靠各级电网调度运行值班人员显然 是难以解决的，现在控制技术的 发展， 计算机技术，通信技术和电力电子技术的进步与发展，电网自动化 系统的应用，为以上 求提供了解决方案。 这些技术的综合应 用造就了变电站综合自动化系统的产生与发 展。 1 1.2 变电站综合自动化系统 的发展现状 （ 1）变电站综合自动化系统国外的发展 国外变电所自动化的研究开始于 20 世纪 70 年代。日本在微 处 理器应用于电力系统方面的研究工作虽 然晚于欧美，但后来居上。早在七十年代末，日本就研制出了世界上第一套综合数字式保护和控制系统。 此后，美国、英国、法国、德国等一些发达国家也相继在此领域内取得不同程度的进展。在八十年代初， 美国一家电力公司研制了 IMPac 模块化保护和控制系统。美国西屋公司和 EPRI 联合研制出了 SPCS 变电 站保护和控制综合自动化系统。到 1984 年，瑞士的 BBC 公司首次 出了他们的变电站综合自动化系统。 1985 年，德国的西门子公司又 出了他们研制的第一套变电站综合自动化系统 LSA678。变电站综合自动 化目前在国外已得到了较普遍的应用。例如美国、德国、法国、意大利等国家，在他 们所属的某