3远动系统

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主讲内容
远动系统 远动系统构成 补充: 工作模式 变送器
第一节 远动系统基本模型 第二节 远动系统的性能指标 第三节 远动的发展
第一节 远动系统基本模型
远动系统
概念一:远动系统是指对远离调度中心的厂 站的生产过程进行监视和控制的系统,它包 括对必需的过程信息的采集、处理、传输和 显示、执行等端部的设备和功能。
A
B
通信规约规范的问题 共同的语言 一致的操作步骤——控制步骤
检查错误以及出现异常情况时计算机的应付方

通信规约包括的内容有代码(数据编 码)、传输控制字符、传输报文格式、呼 叫和应答方式、差错控制步骤、通信方式 (单工、半双工、全双工)、同步方式及 传输速率等。
循环式
子 站
主 站
问答式
④ 遥调(YT,Tele-adjusting):远程调节命令。 调度中心发给RTU的调整设备运行参数的命令。包括:改变变 压器分接头位置(调压)、改变发电机组P或Q的整定值(调节 出力)、自动装置整定值的设定等。容量可达几个到十几个设 备。 ⑤ 事故数据: a) 事件顺序记录(SOE:Sequence Of Event recording) :实时检测遥信变位(YXBW)(带时标的遥信),立即记录 变位时刻、变位设备序号、变位状态等组成SOE优先传送( CDT下)。 b) 事故追忆(PDR:Post Disturbance Review):冻结某时 刻全网的重要的遥测点、遥信点的画面(如照相),每个这样 的画面称为一帧,其循环周期可为数秒到数分。典型的PDR记 录长度为:事故前10min,事故后5min。
对于这种主干程序可以选用信道向分频 器发生的“上一个信息的最后一位已发出”的 信号来启动。 主干程序启动的任务: 1.把上一个加工好的信息字送到通道缓冲寄存器, 让信息自动地一位一位的发送; 2.加工下一次要发的信息字以及其他的处理任务 与结果。
每一种体现远动功能的程序往往都是在 一定的条件下启动,如信息发送信息字的节拍 脉冲是发送程序的启动条件。 接收回路收满一个完整信息字时发出的 “请求主机取数”标志是接收程序的启动条件。 另外,当地巡回检测程序、内部运算程序、响 应控制台键盘请求程序都有它的启动条件,即 使以上的启动条件没有出现时,也可以启动自 检程序。
程序Pm的执行周期小于信道发送信息的节拍 周期。
踏步同步的缺点:程序主循环执行时间 必须小于信道发送一个远动信息字的周期。
为了保证在任何情况下都能满足这个要 求,设计执行一个程序主循环时间的长度时, 必须留有充分的裕度。 这些裕度形成所谓的“时间碎片”。虽 然每一个程序的主循环只空出一小段踏步时
工作模式
踏步同步工作模式 中断工作模式
程序的扫查
踏步同步工作模式
S:主干程序的启动点 F:主干程序的结束点 P:主干程序本身 箭头:程序的执行方向
为达到远动装置循环的目的,应该通过某 种形式把S与F连接起来并构成环路。
一种最简单的方法就是把S与F直接连起来, 即用程序的最末一条结束的条件来启动第一条 程序。(不能执行,因为整个P的执行时间不可 能与远动装置发送信息的时间节拍长时间保持 同步。尽管这两种周期之间只有极小的差别, 但是经过一段时间后,程序执行的内容与信道 发送的内容将严重脱节。主干程序执行时间的 长短与被处理的信息字的性质和信息的内容有 关。)
⑥ 统一时钟:具有对时功能。接收调度中心的校时 命令。统一时钟为了不同厂站之间事故分析以及电 度量冻结。
⑦ 转发:接收其它RTU送来的远动信息,按规约组
装转发给指定的调度中心。
⑧ 适合多种规约的数据远传:基本远动任务配套标
准IEC 60870-5-101(简称101规约)或其它CDT 、Polling规约。具有同步或异步远动通信接口。
远动装置=远方终端=远动终端=RTU(Remote
Terminal Unit)。
RTU在电网调度自动化系统中具有重要的作用。
(系统结构:调度端SCADA+远动信道+ 厂站端RTU)。
RTU的功能概述
远方功能:RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完 成的监控功能。 ① 遥测(YC,Tele-measurement):远程量测值。 RTU将采集到的厂站运行参数按规约传送给调度中心(上传 )。包括:P、Q、U、I、档位、温度等,容量达几十到上 百个(路)。另外还包括2类特殊YC: a) 数字值(Digital Measured Value):RTU以数字量的 形式直接接收后上传。如频率、水库水位等。 b) 记数脉冲(Counter Pulse):单独的采集(电路)板。 主要指RTU采集的反映电能量的脉冲记数。容量可达几十路 电度量。
② 遥信(YX,Tele-indication, Tele-signalization):远
程状态信号。 RTU将采集到的厂站设备运行状态按规约传送给调度中心(
上传)。包括:
断路器和隔离刀闸的位置信号、继电保护和自动装置的位置 信号、发电机和远动设备的运行状态等。容量达几十到几百 个。 ③ 遥控(YK,Tele-command):远程命令。调度中心发 给RTU的改变设备运行状态的命令。 包括:操作厂站各电压回路的断路器、投切补偿电容器和电 抗器、发电机组的启停等。容量可达几十个设备。
允许响应迟延
每一种条件的出现的都相当于对主机发 出要求。执行某一相应远动功能程序的请 求,在主机只有一台的情况下往往会发生 这样的情形,也就是当主机还没有处理完 上面一个远动功能程序时,又有新的请求 出现。一般情况下都要等原来的程序执行 完毕后再响应新的请求。 新的请求将要等待一段时间才能得到响 应,这就产生了“最大允许响应迟延”的 问题。
多路点对点配 置 多点星形配置
控制中心或主站通过各自链路与多个子站 相连的一种配置,主站与各子站可同时交 换数据。 控制中心或主站与多个子站相连接的一种 配置。
多点共线配置
控制中心或主站通过一条公共链路与多个 子站相连的一种配置。 所有站之间的通信链路形成环形,控制中 心或主站可以通过两条不同的路径与每一 子站通信。
多点环形配置
• 远动信道
由远动装置产生的远动信号,以直流电的幅 值、极性或交流电的频率在架空明线或专业 电缆中传送。适用于近距离的传输。 远动信号与载波电话复用电力线载波信道, 采用不同的音频段进行信号的传输。利用电 力线作信道,覆盖电业部门,得到广泛应用。
专用通道
电力线载 波信道
微波信道
采用频率为300MHz~300GHz的无线电波 传输信号。传输距离为30~50km,距离较 远,需设立中继站。
解决主干程序与发送节拍同步的问题, 最简单的方法就是采用踏步同步的方式。 这种方式是使程序的长度控制在它执行的 周期小于信道发送一个信息的周期之内。没当 程序到达F点时,主机重复做一条查信道发送
信息时刻T是否到的标志。知道查到一个信道
发送信息的标志后,立即执行S程序。
这种方式要求编制的程序P中最大的分支
变送器的输出端一般可直接通过电缆与表 计相连接,以实现就地测量。 当变送器与远动设备和电子计算机(或控 制机)配套使用时,尚需经过模数(A/D)变 换器。将变送器的输出信号转换成为数字量, 以便于接收。 有时为了将遥测量的绝对值显示出来,还 需进行标度变换。因此要求电量变送器的输出 电压(电流)应在很大范围内不随负载阻抗而 变化,使其输出量仅反应输入量的大小而与负 载阻抗无关。
要求信道发送信息标志可以利用电路上的
硬件措施,中断正在执行的程序,并优先
插入最大允许响应迟延小的,即优先度高
的发送程序。
程序的扫查
在一个程序主循环的时间内,当主 机做完某一程序之后,接下去按固定次 序一个一个地调查的时候执行下一个程 序,这个过程叫做程序扫查。
远动终端RTU
远动终端:电网调度自动化系统中安装在发电厂、 变电站的一种具有四遥远动功能的自动化设备。
子 站
主 站
工作模式
大部分体现远动功能的程序都是按照对 装置的主观要求而编制的,这些程序都要由 主机完成。 如何组织这些程序按一定的方式来依次 工作,也就是说,远动装置正常运行时,执 行各种体现远动功能程序所遵循的一套流程 的原则,叫做工作模式。 工作模式也可以像程序框图一样,通常 用简单的示意框图表示,也可以简单地用带 箭头的线条表示。
④ RTU自检、自调功能:反映RTU的自身的可维护能力。 插件损坏诊断,程序“走飞”时的自恢复能力、主备通道 监视功能。
电量变送器
遥测量的采集
电量变送器是 一种将输入的被测电 量变换成以直流电量 输出的设备。 这种直流电量 的输出值一般均做成 通用的值,以便与远 动、巡回检测及电子 计算机等设备配套使 用。
当地功能:RTU自身或连接的显示记录设备的实现监控功
能。
① CRT显示:与RTU直接连接(或通过当地工作站)CRT 可显示RTU采集的四遥、YXBW等信息。
② 汉字报表打印:实现三类打印:定时打印、事件记录打
印和召唤打印。 ③ 本机键盘显示器:RTU自带的操作面板,实现循测、定
测、选测和显时功能。
概念二:远动系统是指对广阔地区的 生产过程进行监视和控制的系统,它 包括对必需的过程信息的采集、处理、 传输和显示、执行等端部的设备和功 能。
自己理解:什么是远动系统
对信息的处理、传输和显示、执行
远动系统构成
调度端
远动
厂站端 远动 装置
远动
装置
信道
远动 术语 调度 中心 主站
主站也称为控制站, 它是对子站实现远程 监控的站。
程序的启动 允许响应迟延
工作模式
程序的启动
远动装置的特点:周而复始地发送与
接收远动数字信息,主干程序完成远动装
置的功能,带有周期性。
微机远动装置的主干程序多数采用信
息字的节拍来同步 。
举例: 在信道上要发送第n个信息字之前,就必 须把这一信息的内容,以程序加工来拼成标准 的信息格式存放在内存规定的单元中,并且一 定要等到发送通道接口的缓冲寄存器发完第n1个信息字的最后一位时,才能把该内存规定 单元中的第n个信息字转移到此接口缓冲寄存 器中去。
厂站 端
子站
子站也称为受控站, 它是受主站监视的或 受主站监视且控制的 站。
缓冲和处理 输入或输出 数据
计算机的引入 前置 机
同步
主站 对电网中发电厂、变电站的各 种信息源,如U、I、P、f电能 脉冲量等,另外还有各种指令、 开关信号等各种数字信息按规 约编码后,向前置机传送;接 收前置机送来的各种信息字, 经过译码后还原,经返送校核 正确后输出执行。
前置机
保护
其他智能 设备(五 防、选线 、直流、 电能表等 ) 传感器
后机
另一个 厂站
上一级 调度
下一级 调度
非电量
• 远动系统配置
远动系统配置:主站与若干子站以及连 接这些站的传输链路的组合体。
点对 点
多路 点对 点
多点 星形
多点 共线
多点 环形
主站
子站
点对点配置
主站与子站之间通过专用的传输链路相连 接的一种配置。
间,可这些时间碎片的总和却能浪费了很多
主机可工作的时间。
我们利用留出来的踏步时间处理其他的 工作,如:执行一项遥控程序、打印程序 以及装置本身的自检工作。这些工作往往
不一定要在一个发送信息周期内做完,它
可以分配在几个发送信息周期中去做,可
称他们为跨周期的工作。
中断工作模式
为了使主机利用时间碎片执行跨周期的 工作而错过了对“信道发送信息标志”的 及时判断,可以采用中断模式。中断模式
光纤信道
采用光信号进行信息的传输。性能比较好。
无线电 信道
信号以电磁波在自由空间中传输,在地方电
力系统中应用较多。
卫星信道
利用位于同步轨道的通信卫星作为中继站来
转发或反射无线电信号,在两个或多个地面
站之间进行通信。
通信规约
在通信网中,为了保证通信双方能正确、有效、可靠地进行 数据传输,在通信的发送和接收过程中有一系列的规定,以 约束双方进行正确、协调的工作,我们将这些规定称为数据 传输控制规程,简称为通信规约。
Байду номын сангаасRTU
远动技术:将电力系统的 数据、命令从一端送到另 一端去显示、记录或控制 执行。
远动系统的简要过程
厂站设备(以变电站为例) 一次设备 二次设备 远动终端设备(RTU) 调度(以地调为例) 前置机
断路器 隔离刀 闸 变压器 电流互 感器 电压互 感器
测控 当地 监控
收、发 信装置 远动信道
收、发 信装置
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