电力系统远动一些基本概念和问题

1、什么是远程监控或远动？
远动就是应用通信技术对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节等各种功能。

3、电力系统远动的主要任务是什么？
电力系统远动的主要任务是：将表征电力系统运行状态和各发电厂、变电所的有关实时信息采集到调度中心；把调度中心的命令发往发电厂和变电站，对设备进行控制和调节。

4、远动系统的四项基本功能有哪些？远动系统还有哪些功能？
遥测、遥信、遥调、遥控是远动的四项基本功能。

此外还有事件记录顺序、事故追忆，此外为了保障远动装置的运行和便于维护，还具有自检查、自诊断的功能。

5、什么是遥测（yc）、遥信（yx）、遥控（yk）、及遥调（yt）？
用远程通信技术传送被测参量的测量值称为远程测量，简称遥测。

对状态量进行远程监视称为远程信号，简称遥信。

对于具有两个确定状态的运行设备进行操作的远程命令称为远程控制，简称遥控。

对于具有两个以上状态的运行设备发出的远程命令称为远程调节，简称遥调。

6、什么是主站、子站及RTU？
主站也称控制站，它是对子站实现远程监控的站；子站也称受控站，它是受主站监视的或受主站监视且控制的站；远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。

7、什么是上行信息、下行信息、上行信道及下行信道？
遥测信息和遥信信息从发电厂和变电站向调度中心传送，也可以从下级调度中心向上级调度中心转发，通常称他们为上行信息，所用的信道为上行信道。

遥控信息和遥调信息从调度中心向发电厂和变电站传送，也可以从上级调度中心通过下级调度中心转送称为下行信息，所用的信道为下行信道。

8、远动系统由哪三部分组成？
控制站、被控制站、远动信道三部分。

9、远动系统基本结构中 yc、yx 部分和 yk、yt 部分有何不同？
YC、YX 部分和 YK、YT 部分的传送信息的方向是相反的。

YC、YX 部分中信息即被测物理量。

状态量是厂站端向调度端传送的。

YK、YT 中是指调度端向厂站端传送遥控、遥调命令并执行的过程。

10、简述按消息传送的方向和时间来分的数字通信系统三种方式？
数字通信系统的工作方式按照消息传送的方向和时间，可分为单工通信半双工通信和全双工通信。

11、什么是二元制信号、元制信号？采用二元制信号和采用四元制信号各有什么优缺点？
每一个码元只有 2个状态的信号称为二元制信号。

每一个码元只有 4 个状态的信号称为四元制信号。

（1）码宽相同时，四元制信号信息速率高一倍。

（2）在峰值相同时，二元制信号抗干扰能力更强。

（3）数字信号与电脉冲信号的相互转换时，二元制信号更容易。

12、什么是码元传输速率、信息传输速率？两者有什么关系？传输码元宽度为t的二元制信号，码元传输速率、信息传输速率分别为多少？
每秒传送的码元数称为码元传输速率。

每秒传送的信息位数称为信息传输速率。

N 元制信号的信息传输速率为码元传输速率的 log2N 倍。

传输码元宽度为 T 的二元制信号，码元传输速率、信息传输速率分别为 1/T 和 1/T。

传输码元宽度为 T 的四元制信号，码元传输速率、信息传输速率分别为 1/T 和 2/T。

13、什么是远动系统配置？有哪些基本类型？简要叙述一下。

远动配置是指主站与若干子站以及连接这些站的传输链路的组合体。

1.点对点配置2.多路点对点配置 3.多点星型配置 4.多点共线配置 5.多点环形配置
14、远动信息、帧与码元之间有什么关系？为什么要如此划分它们的关系么要如此划分它们的关系？
所有远动信息都由帧组成。

所有帧都由远动字、字节或字组成。

所有远动字、字节或字都由码元或位组成。

远动信息很多，很复杂，需要如上划分才能提高远动系统性价比，满足远动要求。

15、什么是远动系统的总传输时间？ yc、yx、有什么要求？
事件发生至接收站呈显相应的信息为止的延时时间称为远动系统的总传送时间。

作为一般监视用的遥测量，按其重要性和变动的快慢，将允许的总传送时机分为几个等级：对于重要的遥测量为 3s，对于不重要的和变动较慢的为 10s 或更长。

对于遥信，因反应的信息可能与系统故障有关因而变位的总传输时间一般不大于 3s。

对于遥控和遥调一般不大于 4s。

16、什么是单极性不归零码？
单极性不归零码是指以脉冲幅度作为特征时，这种码的幅度只取两种不同的数值 +a 或-a 和 0。

且信号电压占满整个码元宽度的二元码。

17、在电力系统中，常见的信道有哪些？各有什么特点？
专用有线信道：由远动装置产生远动信号，以直流电的幅值、极性或交流电的频率在架空明线或专用电缆中传送。

常用作近距离传送。

复用电力线载波信道：由于电力线载波信道直接利用电力线作信道，覆盖各个电厂和变电所等电业部门，不另外增加线路投资，且结构坚固，所以应用广泛。

微波信道：频带宽，传输稳定，方向性强，保密性好。

光纤信道：工作频率高，容量大，衰减小，不受外界电磁场干扰，误码率低。

无线电信道：利用自由空间传输，不需要架设通讯线路，可以节约大量材料并减少维护人员工作量。

18、什么是信道的衰减频率特性？
信道用来传输信号，在传输过程中信号会发生衰减相移，这与信道的衰减频率特性和相依频率特性有关。

衰减频率特性是信号通过信道后的衰减量随频率变化的特性。

19、什么是信道的带宽？
信道的带宽是信道的通带宽度的简称，是用来表示信道的衰减频率特性的指标。

在信道带宽内，要求衰减量的波动小，衰减量的变化不能大于 3db，在通道外，衰减值可能很大。

20、信号的带宽与信道的带宽应如何配合？
信号的带宽必须与信道的带宽相匹配。

即信号的带宽应小于等于信道的带宽。

如果信号的带宽超过信道的带宽，则有一部分频率分量就会严重衰减，造成信号波形失真。

21、信道的衰减频率特性应与信号频谱如何配合信号的传输才不会失真？信号的带宽不能超过信道的带宽。

要使信号的频谱和信道的频率衰减性相互匹配，传输才不会失真。

22、什么是基带信号？基带信号的频谱有什么特点？
基带信号是指发送端未经连续波调制，或在接收端已经解调的数字信号，又称低频信号。

特点是其能量或功率主要集中在零频率附近，并具有一定的频率范围，即带宽。

基带信号有两种类型：连续信号、离散信号。

23、什么是调制？什么是数字调制？
什么是模拟调制？什么是振幅调制？调制是用基带信号来改变载波的参数。

用离散的数字基带信号对载波进行调制称为数字调制，用连续的模拟基带信号对载波进行调制为模拟调制，载波的振幅随基带信号而改变叫振幅调制，载波的频率随基带信号而改变叫频率调制，载波的相位随基带信号而改变叫相位调制。

24、数字调制有什么作用？
数字调制是利用数字信号去控制一定形式的载波而实现调制的一种方法。

通常用高频正弦波作为载波信号。

调制就是为了使信号便于传输、减少干扰和易于放大，使一种波形参数，按另一种信号波形变化的过程。

25、什么是频带信号？频带信号的频谱有什么特点？
频带信号是指发送端经过连续波调制的信号。

特点是信号的频谱分量主要集中在载波频率附近的频带内，故又称带通信号。

如果他的有效频带宽度远小于载波的中心频率，则又称窄带信号。

其信号适合在大多数信道上传送。

26、什么是振幅键控？其原理是什么？振幅键控的频带信号带宽是多少？振幅键控是载波的振幅随着数字基带信号而变化的数字调制。

当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。

幅度键控中载波在信号为 1 的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为 0 的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。

那么在接收端就可以根据载波的有无还原出数字信号的 1 和 0。

二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。

27、什么是同步、位同步、帧同步？
同步就是要保证收发两端码字计数器和字节计数器的计数值一致，并且使接受时钟的相位与发送时钟的相位差不超过允许值。

位同步是指收发两端的位相位一致，即码元和码元的起止时刻对齐。

帧同步：如果发送端在每帧发送信息字之前，先发送同步码字，即每帧以同步码字开头，标明帧的开始。

接收端从接收信息中检测到正确的同步码字之后，将接收端的码字计数器和字节计数器置成与发送端相同的技术状态的方式。

28、什么是检错？并举例说明并非百分之百地都能成功检错。

发送方除了向接收方发送要传送的信息外，还发送若干监督码元。

这若干监督码元是由要传送的信息按一定的算法计算得到的。

接收方除了能接收到发送方发送的信息外，还能接收到发送方发送的若干监督码元，通过比较接收到的若干监督码元与由接收到的信息按发送方同样的算法计算得到的监督码元是否相等，从而就检查出错误，称之为检错。

检错并非百分之百地都能成功，例如，假设采用偶校验检错方法，发送8 位信息"01010101 B"，则监督码元为"0"，在传输过程中错误成"010101100B"，收到的码中"1"的个数还是为偶数，因而不能检出错误。

29、奇偶校验码的编码原则是什么？
奇偶校验码是指码组中的 1 的个数是奇数还是偶数。

奇偶校验是在信息组后面附上一位奇偶校验位。

若附上奇偶校验位后形成的码字中 1 的个数为偶数，就称为偶校验，反正为奇校验。

奇偶校验只需附加一位奇偶校验位，编码效率相当高，但只能检验出奇数个差错。

30、是对奇偶校验码的检错能力进行简单分析。

奇偶校验是在信息组后面附上一位奇偶校验位。

如附上一位奇偶校验位后使生成的码字中"1"的个数为偶数，称之为偶校验。

如附上一位奇偶校验位后使生成的码字中"1"的个数为奇数，称之为奇校验。

当采用偶校验时，奇偶校验码字中"1" 的个数为偶数，如果在传输过程中发生了奇数位差错，则收到的码中"1"的个数变为奇数，从而能检出错误；反之，如果在传输过程中发生了偶数位差错，则收到的码中"1"的个数还是为偶数，从而不能检出错误。

当采用奇校验时，结论也一样，即：采用奇偶校验时，能检出奇数位差错，不能检出偶数位错误。

31、循环码如何编码？如何检错？
首先将信息多项式 m(x)乘以 xn-k,得 xn-km(x)；其次将 xn-km(x)除以生成多项式个g(x)，得余式r(x)；码字C(x)=xn-km(x)+r(x)
32、采集电路中的隔离电路有哪两个主要作用？常用两种实现方法？
断路器和隔离开关的位置状态都取自它们的辅助触点，而触电回路中所加的电压都比较高，这些辅助触点离远动装置通常都比较远，连线较长，为了避免连线将干扰等引入远动装置，所以采用隔离电路。

除设置低通 RC 滤波器滤除高频干扰外还应采取隔离措施，常用的隔离措施有继电气隔离和光电耦合隔离。

把模拟量转换成数字量时，常用方法有直流采样和交流采样两种方法。

33、把模拟量转换成数字量时，常用方法有直流采样和交流采样两种方法。

请简要介绍这两种方法。

交流采样方法如下：先把从电流互感器、电压互感器来的信号通过远动系统中的中间变换器转变为小的交流电压，这个电压经 A/D 电路转换后得到信号波形即瞬时值，再采用各种算法把瞬时值变成需要的遥测量值。

直流采样方法如下：先把从电流互感器、电压互感器来的信号通过电量变送器变为反映有效值的直流小电压或小电流，再经远动系统中的 A/D电路转换后得到数字信号，将这个数字信号乘以系数就是需要的遥测量。

34、简要介绍 A/D 转换电路的输入信号、输出信号及两者的关系？
A/D转换电路的输入信号为幅值变化范围不变的模拟信号U，输出信号为位数为 N 的数字信号 n。

两者的关系近似为一线段，即 U=k*n+b,其中 k,b 都为常数。

35、量死区的作用是什么？简要介绍怎样进行 yc 量死区值的检测。

在正常情况下电力系统中有的遥测量变化不大，在远动中重复传送没有意义，反而加重了两端装置和信道负担。

为了提高传送，压缩传送的数据量，可为每一个遥测设置一个阈值，当遥测量变化不超过阈值时就不传送。

设置一个yc死区量，当yc变化量不大时即小于yc死区值时，不传送。

反之，则传送。

36、什么是事件顺序记录？什么是事故追忆？
电力系统发生故障后，运行人员从遥信中能及时了解开关和继电保护的状态改变情况。

为了分析事故不仅要知道开关和继电保护的状态改变情况，还应掌握其动作的先后顺序及确切的时间。

遥信并不附带时间标记。

把发生的事件按先后的顺序将有关的内容记录下来就是事件顺序记录；为了分析事故，要求在一些影响较大的开关发生事故跳闸时，不仅把事故发生后而且把事故发生前的一段时间的有关遥测量记录下来，称为事故追忆。

37、什么是电度量冻结？什么是电度量解冻？
每一电度量都有两套计数器：主计数器和副计数器。

任何时候主计数器的值都反映了所测时段的电能量。

但发送到调度所的电度量值总是副计数器的值。

主计数器和副计数器的关系是：在收到统一读数的“电度冻结”命令后，副计数器的值就保持不变，等于收到“电度冻结”命令时主计数器的值；而在执行“电度冻结”命令后，副计数器重又跟随主计数器，两者的值保持一致。

38、调度中心对电度量的读取有什么要求？如何才能做到？
为了统计全系统的电度量，要求在统一时间同时读取各厂站的电度量。

通常的做法如下：由调度控制中心统一给各个厂站发布广播命令，各个厂站几乎同时收到这个命令。

各个厂站收到广播命令后，立即记录本厂站的电度量，然后逐一把他们发送给调度所。

39、远动系统的遥控过程是怎样的？为什么要这么做？
遥控过程分为两步。

第一步，由调度所向厂站端发送由遥控信息和遥控对象等信息组成的遥控命令。

厂站端收到遥控命令后再把含有收到的遥控性质和遥控对象信息的遥控返校信息返送给调度所。

第二步，调度所对厂站端发送过来的遥控返校信号进行核对；如果无误，调度所再把含有遥控性质和遥控对象信息的遥控执行命令发送厂站端，厂端对遥控执行命令进行核对无误后才进行遥控操作。

这样做的原因是因为遥控是一项十分重要的操作，必须确保高度可靠。

如果厂站端仅收到遥控执行命令后就进行遥控操作，可能会由于抗干扰编码不能保证传输100%正确而出现遥控误操作。

而通过以上两步之后，再出现传输正确的可能性就非常小。

40、循环式远动特点是什么？
循环式远动规约的主要特点是子站掌握通信的主动权，子站循环不断向主站发送遥测、遥信等远动数据。

此外还有主要特点：(1)遥测不采用越阈值传送，而是采用循环传送，但也能满足要求。

遥信主要采用变位传送，实时性较好。

(2)传送效率不高，信道利用率不高。

但循环式远动规约简单易懂。

41、什么是远动规约？
在远动系统中，为了正确的传送和接收信息，必须有一套信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定，这一套约定称为规约或协议。

42、循环式远动规约的帧结构包括哪三个部分？
以同步字开头，并有控制字，除少数帧外应有信息字。

43、对循环式远动为什么要把 yc 分为重要 yc、一般 yc 和次要 yc？电力系统对某些信息的总传送时间要求较高，不能大于3秒。

循环式远动中，YC 的传送只能采用固定循环传送方式。

发变所 YC 的信息很大，如果所有 YC 都同样对待也就是循环传送的周期相同的话，则循环传送的周期会较长，有可能不能满足电力系统对这些信息的总传送时间要求。

要解决这个问题，办法就是YC分为重要 YC、一般 YC 和次要YC。

这样可以让重要 YC 循环传送的周期减小，相应的信息总传送时间也就减小，可以满足电力系统对这些信息的总传送时间要求。

当然其他信息即一般 YC 和次要 YC 循环传送的周期会增加，相应的信息总传送时间也就增加，但电力系统对这些信息的总传送时间要求较低，因而也是满足要求的。

44、循环式远动规约中 yc、yx、yk、电度量和事件顺序记录的信息字各包括哪些内容？
循环式远动规约中，YC 的信息字包括 1 字节功能码，2 个 YC 的值，1 字节校验码；YX 的信息字包括 1 字节功能码，32 个 YX 的值，1 字节校验码；YK 的信息字包括1 字节功能码，含 YK 性质和 YK 对象的 4 字节数据，1 字节校验码；电度量的信息字包括 1 字节功能码，1 个电度量的值，1 字节校验码；事件顺序记录的信息字包括功能码，开关量的值及其变位时间，1 字节校验码。

45、上传信息主要有哪些？传送它们的优先级如何？
上传的信优先级为：子站时钟信息字和时间等待信息字—变位遥信和子站工作状态变化信息—遥控、升降命令的反送校核信息—重要遥测—次要遥测—一般遥测—遥信状态—电能脉冲计数值—事件顺序记录。

46、上传信息采用哪几种方式传送，分别加以叙述。

为什么要采用这几种方式传送？采用下列 3 种方式传送:(1)固定循环传送，用于传送重要遥测、次要遥测、一般遥测、遥信和电度量。

(2)帧插入传送，用于传送事件顺序记录信息。

(3)信息字随机插入传送，用于传送遥信变位信息、遥控返校信息等。

47、循环式远动规约中，为什么遥信变位的传送采用信息字插入方式？电力系统中的遥信量一般很少变动，但一旦它发生变动，就是一个很重要的事件，应尽快向调度所报告，这就是遥信变位的传送。

电力系统对遥信变位的总传送时间要求较高，不能大于 3 秒。

遥信变位的传送不能采用循环传送的方式，因为循环传送一遍信息的时间太长；也不能采用帧插入传送的方式，因为帧插入传送最多要等待传送一帧所用的时间，这个时间也还是太长；只有采用信息字插入方式，才可以满足电力系统对遥信变位的总传送时间要求。

因为这种方式不用等待的时间是传送一个或几个信息字所用的时间，等待时间很短，最适合传送象遥信变位这种实时性要求很高的情况。

48、问答式远动规约的主要特点是什么？
问答式远动规约的主要特点是主站掌握通信的主动权。

主站轮流询问各个分站。

被询问的分站按主站的要求发送，没有被询问的分站不能发送。

此外还有主要特点：(1)重要厂站、重要信息可以优先被询问和传送。

(2)遥测可以采用越阈值传送，遥信可以采用变位传送，实时性较好。

(3)问讯效率较高，信道利用率较高，实时性较好。

49、问答式远动规约中，划分类别的主要作用是什么？划分类别主要考虑什么？在问答式远动规约中，划分类别的主要作用是可以提高远动传输的实时性，因为(1)主站问讯重要的类别更频繁。

(2)采用按类别查询的报文字节一般很短，传输效率更高。

划分类别主要考虑 YC、YX 数据的重要性。

50、问答式远动规约中，在什么情况下需要通讯初始化，需要初始化哪些内容？在问答式远动规约中，当主站复位或子站复位时需要通讯初始化。

需要初始化的内容有：(1)主站对子站的参数设置，如类别、YC 阈值等。

(2)子站把 YC、YK 等所有数据送给主站。