电力系统远动原理与技术第三章2014
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电力系统远动原理及技术
第三章 遥信信息的编码和遥测信息的采集
3．1 概述
1、遥信信息概述
遥信信息是指电力系统的各种开关设备的状态以 及继电保护，自动装置的动作状态等。这些位置 状态和动作状态都只可能取两种状态值。如开关 位置只能取“合”或“开”，设备的动作状态值 只能取“动作”或“未动作”。因此，遥信信息 的某一个值只要一位二进制数，即只要用一位就 可以描述一个遥信对象的状态。
2、有源方式：保护装置或者自动控制装 置中二次回路（220AC 光隔----体积--电压等级）
3、其他方式：从其他系统中用软件方法 提取
现实应用中需要注意的问题
1、继电器的节点有限时，不能随意增加， 因为保护装置动作时间有限制。
2、当采用微机保护或综合自动化系统时， 如果要在此基础上采集遥信（其他应用系统 有时也需要，如短信提示），就需要用相应 规约通信提取，但是要损失时间。
3．2．1 遥信对象的状态采集
断路器，隔离开关等开关设备的位置信号， 通常是由它的辅助节点获得，继电保护、自动 装置的动作状态可以由它们的动作继电器（中 间）的状态获得。
为了远动装置的安全，可靠地工作，防止干 扰，在远动装置与电力设备二次回路之间要有 隔离措施，大多采用继电器或光电耦合器作为 隔离器件。
去遥信编码 电阻:大小决定付方电流
3、光电耦合器图3-2
0V 0V
去遥信编码
P +12V
工作过程
当断路器处于“合”时 辅助节点断开 发光二管不导通 光敏三极管则截止 此时将“0”信号送去编码；
当断路器处于“开”时 辅助节点闭合 使 p点电位为+12v或+24v 发光二极管导通 光敏三极管则导通 将“1”信号送去 遥信编码。
3．2 遥信信息的编码
根据遥信对象的性质，每个遥信对象的状态可以用 一位二进制数进行描述，而在计算机处理过程中一 般至少（为什么？A总线、B特殊位运算）都是以 字节来完成的。
一个字节可以描述8个遥信对象。因此遥信信息要 传送出去，必须要经过两个过程：第一是将遥信对 象的状态采集下来（信源编码）；第二是将采集到 的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码 字中去（信道编码）。遥信码字根据不同的规约， 可以定义为8位，也可以定义为16位（2个字节）。
2、遥测信息概述
遥测信息是指电力系统中各节点（母线）的电压， 支路（线路变压器）的潮流（有功，无功）或电流 等模拟量。这些模拟量通过变送器变换成远动装置 RTU可以采集处理的信号，对于直流变送器的输 出必须要完成模数转换，乘系数等；对于交流变送 器的输出，还必须完成交流采样的过程，并通过相 应的计算，才能供调度自动化系统使用。
采用ຫໍສະໝຸດ Baidu电隔离的方式的优点
体积（交流220V，直流24V） 可靠性 价格
采用24V回路电压优点
特殊情况
遥信虽然所占长度为1位，但是可以通过双 触点遥信的采集提高遥信信源编码的可靠性 和准确性。
方法：一个遥信量由两个状态信号构成，分 别来自合闸接点、跳闸接点。因此用两位二 进制表示。合为“10”，跳为“01”
下面以断路器为例说明遥信信息的采集：
1、遥信状态采集图3-1
断路器
+12V
去遥信编码
W1
？辅助接点的作用 (避开大电流)
W2 ？辅助接点的状态
（反）
×
？此符号 （常闭）
辅助接点 （a）断路器动作机构原理图
P
0V
？电流如 何流通
（b）
2、继电隔离器的遥信采集原理（2）
见图3-1（b）,该线圈的另一端接+12 v电压； 当
• 保存变位状态更新数据区内容 在内存(快)中有一块数据区（RAM）
专门保存遥信信息
其目的是为了下一轮扫描时可以和本 次扫描的结果做比较，从而知道是否有 变位
遥信变位处理子程序
• 置有变位标志 表示有开关发生了变位，以供编辑组装
新的码字时使用。（根据远动规约，变位 遥信优先传送，有了标志位，就可以立即 知道是否有变位遥信） 为何变位遥信要优先处理？ （事故情况下，非事故情况下开关变位对 系统的影响都很大）
中 进行处理。
3、遥信处理软件的组成
遥信的编码和处理可以由相应的软件来完成。 遥信处理的软件主要由两部分组成： （1）、遥信扫查子程序：用于不断地对端口上的遥 信状态进行扫查，将遥信的状态保存到指的内存中。 （2）、遥信变位处理子程序：主要工作是记录下是 哪个对象发生了变位，具体变位的时间，并给出有遥 信对象发生变位的标志，供其他应用功能使用（插入
为何会提高可靠性？距离
3．2．2 遥信信息的编码
1、遥信编码电路图3-3
遥
多
信 输
路 开
接口 电路
CPU
入
关
一般情况下，一个变电站或电厂要监控的遥信 对象比较多，其编码的电路原理图见图3-3。
2、遥信在硬件中的处理过程
遥信输入是由上一节介绍的采集到的遥信对象状 态输出接入的，通过数字多路开关分别将各路的 遥信状态输出到接口电路。通常这里的接口电路 采用的是并行接口电路（有现成的集成电路芯 片，如8255A等），再通过接口电路送入到CPU
断路器合闸时，辅助节点断开，使继电器处于释 放状态其常闭节点x仍然闭合，将“0”信号（0） 送去进行遥信编码；当断路器处于开时，辅助节 点闭合，使P点电位为0v,继电器线圈通电，常闭 节点跳开，将悬空的信号（相当于逻辑“1”）
送 去进行编码。于是用一位二进制信号表示出了一
其他遥信信号源
1、无源方式：保护装置或者自动控制装 置中继电器的空接点（信号继电器）
传送、主动上报）。
4、遥信扫查 子程序框图
子程序入口 从端口输入遥信状态
与原状 态相同 吗？
调遥信变位 处理子程序
图3-4
所有遥信对 象扫查完毕 吗？
返回
5、遥信变位处理子程序框图3-5
子程序入口 保存变位遥信的状态 更新遥信数据区内容
置“有变位”数志 记录变位遥信对象的信息
记录变位时间 返回
遥信变位处理子程序(注意程序的位 置,可能是分布式远动系统)
光电耦合
通常采集遥信信息时，还可用光电耦合器作 隔离器。
光电偶合器又称光隔离器，它是由发光器 （发光二极管）和受光器件（光敏三极管）组 合在一起的四端元件，以光为媒介传输信号。
接法
原方： 负端:经电阻接至0v 电阻:大小取决于原方电源电压 正端:通过端子，电缆与断路器辅助节点相连。
外接+12V电源 副方： 集电极：外接+12v 发射极：一根引线通过电阻接至0v,另一根引
第三章 遥信信息的编码和遥测信息的采集
3．1 概述
1、遥信信息概述
遥信信息是指电力系统的各种开关设备的状态以 及继电保护，自动装置的动作状态等。这些位置 状态和动作状态都只可能取两种状态值。如开关 位置只能取“合”或“开”，设备的动作状态值 只能取“动作”或“未动作”。因此，遥信信息 的某一个值只要一位二进制数，即只要用一位就 可以描述一个遥信对象的状态。
2、有源方式：保护装置或者自动控制装 置中二次回路（220AC 光隔----体积--电压等级）
3、其他方式：从其他系统中用软件方法 提取
现实应用中需要注意的问题
1、继电器的节点有限时，不能随意增加， 因为保护装置动作时间有限制。
2、当采用微机保护或综合自动化系统时， 如果要在此基础上采集遥信（其他应用系统 有时也需要，如短信提示），就需要用相应 规约通信提取，但是要损失时间。
3．2．1 遥信对象的状态采集
断路器，隔离开关等开关设备的位置信号， 通常是由它的辅助节点获得，继电保护、自动 装置的动作状态可以由它们的动作继电器（中 间）的状态获得。
为了远动装置的安全，可靠地工作，防止干 扰，在远动装置与电力设备二次回路之间要有 隔离措施，大多采用继电器或光电耦合器作为 隔离器件。
去遥信编码 电阻:大小决定付方电流
3、光电耦合器图3-2
0V 0V
去遥信编码
P +12V
工作过程
当断路器处于“合”时 辅助节点断开 发光二管不导通 光敏三极管则截止 此时将“0”信号送去编码；
当断路器处于“开”时 辅助节点闭合 使 p点电位为+12v或+24v 发光二极管导通 光敏三极管则导通 将“1”信号送去 遥信编码。
3．2 遥信信息的编码
根据遥信对象的性质，每个遥信对象的状态可以用 一位二进制数进行描述，而在计算机处理过程中一 般至少（为什么？A总线、B特殊位运算）都是以 字节来完成的。
一个字节可以描述8个遥信对象。因此遥信信息要 传送出去，必须要经过两个过程：第一是将遥信对 象的状态采集下来（信源编码）；第二是将采集到 的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码 字中去（信道编码）。遥信码字根据不同的规约， 可以定义为8位，也可以定义为16位（2个字节）。
2、遥测信息概述
遥测信息是指电力系统中各节点（母线）的电压， 支路（线路变压器）的潮流（有功，无功）或电流 等模拟量。这些模拟量通过变送器变换成远动装置 RTU可以采集处理的信号，对于直流变送器的输 出必须要完成模数转换，乘系数等；对于交流变送 器的输出，还必须完成交流采样的过程，并通过相 应的计算，才能供调度自动化系统使用。
采用ຫໍສະໝຸດ Baidu电隔离的方式的优点
体积（交流220V，直流24V） 可靠性 价格
采用24V回路电压优点
特殊情况
遥信虽然所占长度为1位，但是可以通过双 触点遥信的采集提高遥信信源编码的可靠性 和准确性。
方法：一个遥信量由两个状态信号构成，分 别来自合闸接点、跳闸接点。因此用两位二 进制表示。合为“10”，跳为“01”
下面以断路器为例说明遥信信息的采集：
1、遥信状态采集图3-1
断路器
+12V
去遥信编码
W1
？辅助接点的作用 (避开大电流)
W2 ？辅助接点的状态
（反）
×
？此符号 （常闭）
辅助接点 （a）断路器动作机构原理图
P
0V
？电流如 何流通
（b）
2、继电隔离器的遥信采集原理（2）
见图3-1（b）,该线圈的另一端接+12 v电压； 当
• 保存变位状态更新数据区内容 在内存(快)中有一块数据区（RAM）
专门保存遥信信息
其目的是为了下一轮扫描时可以和本 次扫描的结果做比较，从而知道是否有 变位
遥信变位处理子程序
• 置有变位标志 表示有开关发生了变位，以供编辑组装
新的码字时使用。（根据远动规约，变位 遥信优先传送，有了标志位，就可以立即 知道是否有变位遥信） 为何变位遥信要优先处理？ （事故情况下，非事故情况下开关变位对 系统的影响都很大）
中 进行处理。
3、遥信处理软件的组成
遥信的编码和处理可以由相应的软件来完成。 遥信处理的软件主要由两部分组成： （1）、遥信扫查子程序：用于不断地对端口上的遥 信状态进行扫查，将遥信的状态保存到指的内存中。 （2）、遥信变位处理子程序：主要工作是记录下是 哪个对象发生了变位，具体变位的时间，并给出有遥 信对象发生变位的标志，供其他应用功能使用（插入
为何会提高可靠性？距离
3．2．2 遥信信息的编码
1、遥信编码电路图3-3
遥
多
信 输
路 开
接口 电路
CPU
入
关
一般情况下，一个变电站或电厂要监控的遥信 对象比较多，其编码的电路原理图见图3-3。
2、遥信在硬件中的处理过程
遥信输入是由上一节介绍的采集到的遥信对象状 态输出接入的，通过数字多路开关分别将各路的 遥信状态输出到接口电路。通常这里的接口电路 采用的是并行接口电路（有现成的集成电路芯 片，如8255A等），再通过接口电路送入到CPU
断路器合闸时，辅助节点断开，使继电器处于释 放状态其常闭节点x仍然闭合，将“0”信号（0） 送去进行遥信编码；当断路器处于开时，辅助节 点闭合，使P点电位为0v,继电器线圈通电，常闭 节点跳开，将悬空的信号（相当于逻辑“1”）
送 去进行编码。于是用一位二进制信号表示出了一
其他遥信信号源
1、无源方式：保护装置或者自动控制装 置中继电器的空接点（信号继电器）
传送、主动上报）。
4、遥信扫查 子程序框图
子程序入口 从端口输入遥信状态
与原状 态相同 吗？
调遥信变位 处理子程序
图3-4
所有遥信对 象扫查完毕 吗？
返回
5、遥信变位处理子程序框图3-5
子程序入口 保存变位遥信的状态 更新遥信数据区内容
置“有变位”数志 记录变位遥信对象的信息
记录变位时间 返回
遥信变位处理子程序(注意程序的位 置,可能是分布式远动系统)
光电耦合
通常采集遥信信息时，还可用光电耦合器作 隔离器。
光电偶合器又称光隔离器，它是由发光器 （发光二极管）和受光器件（光敏三极管）组 合在一起的四端元件，以光为媒介传输信号。
接法
原方： 负端:经电阻接至0v 电阻:大小取决于原方电源电压 正端:通过端子，电缆与断路器辅助节点相连。
外接+12V电源 副方： 集电极：外接+12v 发射极：一根引线通过电阻接至0v,另一根引