（变电站综合自动化微机监控系统的设计）（最终版）

本设计论文是在孟祥萍教授的悉心指导和严格要求下完成的，从得到任务书到圆满完成设计任务，孟老师直都给予我莫大的指导和帮助。

没有孟老师细致耐心地指导和严格地要求，我是无论如何都完不成这么艰巨的任务的。

在毕业设计期间，我从孟老师严谨的治学态度渊博深厚的学识高深的学术造诣务实的工作作风锲而不舍的科学探索精神中获取了终身收益的宝贵财富。

最后，我也要真诚地感谢我的家人和身边的同学。

在整个设计过程中，他们不断地督促鼓励和帮助我，使我最终克服了切困难，圆满地完成了大学四年的最后项学业。

我再次向学校老师和同学表示最诚挚的谢意和深深的敬意，的分析软件的层次分析监控系统的软件可以分为三个层次操作系统支撑软件应用软件。

如图所示。

操作系统位于系统的最底层，它的上面是支撑软件，应用软件位于系统的最上层。

在图中支撑软件指数据库管理系统办公应用软件等为用户应用软件提供运行支撑的系统软件和工具软件应用软件包括了数据处理系统图形查看程序告警显示图形显示及维护下发命令管理程序报表打印程序等。

图系统软件层次示意图本文采用的操作系统，是公司的专业及服务的最新版本。

是个跨平台的操作系统，具有丰富的第三方软硬件支持，提供了良好的二次开发平台。

此外，它具有强大的网络功能，支持客户服务器通信方式和流行的许多通信协议，方便地实现的目标。

总之，用它既能取得最佳的性价比，又能保护用户软件方面上的投资。

支撑软件最主要的是数据库软件和网络管理软件。

本文软件的设计，主要是针对应用软件的。

应用软件支撑软件操作系统监控软件的逻辑构成变电站上位机监控系统是调度员运行管理人员以及他们监控的对象变电站的开关和线路等设备的个中介。

因此，监控系统除了自身核心的部分以外，还应该包括系统和监控对象的接口系统和使用者的接口等。

基于此，监控软件在逻辑上可以分成三个部分数据处理系统前置机系统和人机联系工作站。

如下面的图所示。

图监控系统的逻辑构成数据处理系统是监控的核心部分。

它起到监控数据库和数据库维护的功能以及数据计算统计等数据处理的功能。

前置机系统主要与下位机的保护测量装置打交道，以完成系统与监控对象的接口。

前置机软件包括串行口通信功能规约转换功能数据预处理功能以及和数据处理系统通信等功能。

人机联系工作站负责向管理和操作人员提供人机界面，如图形表格声音及动画等等。

此外，人机联系工作站还为操作人员提供了向发送控制和调节命令如遥控的手段。

另外，监控系统本身的许多维护工作也是通过人机联系工作站进行的。

监控软件功能的分析对需求的完全理解是对软件开发工作取得成功的前提。

对需求进行详尽的分析精确的描述和定义可以缩短开发周期降低后期开发成本，也是设计出高质量高可靠性软件的前提工作。

只有明白了系统的功能，才有可能成功设计出高质量的软件来。

因此，在开发设计软件之前，必须完全掌握系统要实现的功能。

根据对变电站综合自动化微机监控系统应具备的功能的理解，监控软件应该具备如下的功能。

通信功能。

监控主机与变电站之间的通信，由上行通信和下行通信这两方面内数据处理系统前置机系统人机联系工作站容组成。

上行通信主控程序接收变电站所采集的变电站运行的实时信息，包括遥测量遥信量电度脉冲量事件顺序记录等数据，对各种控制命令的反馈信息等。

下行通信主控程序向变电站子站发送遥控遥调设置子站时钟召唤子站时钟设置时钟校正值命令广播命令等各种控制命令。

另外，监控主机还与调度控制中心进行通信，其过程类似。

数据处理及记录功能。

对通信程序采集的原始数据进行加工和处理，并进行各种累计和统计运算，以得到变电站运行的监控信息。

安全监视功能。

系统对采集到的遥测量遥信量保护信息以及开关变位的次数进行监视。

当发生遥测量越限遥信量状态异常保护动作等，系统能及时在本地发出报警并记录相应信息以供运行人员分析处理用。

报警处理分两种方式，种是事故报警，包括非操作引起的开关跳闸和保护装置动作信号另种是预告报警，包括般设备变位状态异常信息模拟量越限复限计算机站控系统的各个部件间隔层单元的状态异常等。

事件顺序记录和事故追忆功能。

事件顺序记录和事故追忆有利于对事故的分析和处理。

当变电站发生故障时，能够将上报的异常状态变化的时间事件顺序地存储，并能打印。

发生事故时，能够记录事故前帧后帧的变电站电气运行参数变化过程，并能够以表格或图形方式再现追忆内容，即事故发生的变化过程。

控制与调节功能。

主要完成遥控和遥调功能，即完成对断路器和隔离开关的开合操作，可以对有载调压变压器的分接头调节进行调节控制，对电容器组进行远方投切。

接线图编辑设计功能和打印功能。

通过编辑好的次主接线图，可以直观地显示电能生产的状况。

本系统提供多种打印功能，可将所关心的数据图形报表打印出来。

可打印的内容各种报表各种告警信息事故追忆各种表格操作记录，事件记录等设备参数历史数据。

打印的方式主要有召唤打印定时打印随机打印。

报表功能。

以表格的形式记录显示变电站主要设备运行的数据信息可，代替人工抄表填写变电站运行报表。

主要的报表有日运行报表月运行报表旬电量分析报表电压质量统计报表电容器投切运行记录报表变电站安全综合月报表主变压器报表和有载调压操作记录报表等。

参数设置和维护功能。

完成系统运行的各项参数的设置，包括所监视的遥测量遥信量电度量越限参数遥调参数遥控参数等参数的维护。

安全管理功能。

为保证数据及操作等的安全，根据操作的内容和对象将系统的操作权限分为以下三级值班员仅有数据浏览权限值班长浏览，遥控，遥调操作系统管理员浏览，遥控，遥调和修改各种数据。

另外，在遥控和遥调操作时，需要有操作员和监护员同时输入口令才能进行。

监控主站的功能模块根据对系统的理解，可以将监控主站的系统功能划分为若干模块通信管理模块系统配置模块权限设置模块打印模块数据库模块告警模块图表显示模块遥控遥调操作模块等。

下面就简要介绍。

通信管理模块。

上位机与通信管理机之间的通信协议采用规约，所有信息量由通信管理机主动上传。

系统配置模块。

各种图表生成后，必须进行系统的配置。

完成该项功能的系统配置模块由以下三个子模块组成单元配置模块保护配置模块和图表重载模块等。

权限设置模块。

系统的人员权限级别分为两级系统管理员和操作人员。

操作人员可以进行控制调节操作。

操作人员口令设置包含有名称设置和密码设置，每个操作人员都有唯的名称。

每个操作人员的名称和密码都由系统管理员负责设置。

操作人员不能修改任何操作人员名称，但可以修改自己的登录密码，同时无权修改他人的密码。

系统管理员可以进行系统配置的修改保护定值的修改或定义添加新增值班人员删除原有值班人员修改值班人员密码防止值班人员遗忘自己密码等各种操作。

这样，就保证了每个人的信息安全。

打印模块。

该模块分为三个子模块事项打印定时报表打印和召唤报表打印等。

数据库模块。

本系统的所有数据分别包含在和这两个文件夹中。

其中，文件夹中包含下列内容系统基本参数系统运行参数参数遥测遥信参数遥测遥信存盘量参数电度存盘量参数等等。

文件夹中包含的是变电站运行中的实时数据，其中包括遥测数据遥信数据电度量事项数据登录事项等和故障录波数据。

告警模块。

每次报警都将伴有信息窗的产生，它将详细说明事故或事件发生的地点时间类型以及故障数据。

对于保护预告开关动作等各种事件，系统都提供了不同的多媒体语音告警，该语音告警会直持续下去直到运行人员来解除报警为止。

图表显示模块。

该模块包含两个子模块图形显示模块和图表显示模块。

遥控遥调操作模块。

它也包括两个子模块开关操作模块和调压器操作模块。

开关操作模块分为两种操作开关挂摘牌操作和开关分合操作。

同开关分合操作有子模块样，调压器操作模块也包含了选择执行和撤消三个子模块。

定值修改模块。

定值修改模块由定值显示修改模块和控制字投退模块两个子模块组成。

监控软件模块化设计从前节中的分析可知，监控软件应具备的功能很多。

在这么短的时间内，全面系统地设计它几乎是不可能的。

为此，特意选出几个模块进行详细地设计。

监控软件模块的划分鉴于前节所述的原因，将对上位机监控软件应用分层模块化和面向对象的软件设计方法进行软件部分的设计。

根据监控软件要实现的功能，我把软件系统分解成了相应的若干模块。

如图所示。

系统的整体工作流程如下在平时正常的监控运行状态，数据采集处理及通信模块负责接收来自下位机测控保护单元发送的实时数据，同时把接受到的数据送到数据管理模块进行处理并同时存入数据库图形显示模块完成变电站运行状态的实时显示，报表打印模块定时打印日报表月报表等当操作人员对下位机遥控进行操作时，命令管理模块通过数据采集处理及通信模块与下位机进行通信，以实现对所选设备的操作当有事件发生时，报警模块通过图形显示，明白实现它的步骤。

通过分析该软件要实现的功能，流程可分为交流量越限监视和交流量越限处理这两大部分，如上小节所述。

越限处理模块是变电站部分发生异常或事故时才有的功能在变电站正常运行的情况下，只有对交流量越限监视这个功能模块在不间断地运行。

因此，越限处理模块实际就是个中断交流量越限监视模块正常运行的模块。

然而，越限处理模块中还包含有对交流量进行连续地越限监视这功能部分。

因为只有这样，监控程序才能够从越限处理这个中断程序中跳出来，回到原来运行的主控模块中去。

该功能模块的整体流程框图如图所示。

交流量安全监视模块交流采样模块交流量越限安全监视模块交流信号的采样控制模块交流采样数据的处理模块交流量越限监视模块越限处理模块图本功能模块的整体流程框图图中的越限处理模块的功能是发出告警信号，记录和显示越限时间和越限值，当然也得显示电力系统中哪个部分的电气量出了问题是什么电气量发生了越限。

因此，它得需要定时器，来显示越限时间。

根据