調(diào)度自動(dòng)化2ppt課件

1、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化電氣工程學(xué)院 林國(guó)松第二章 遠(yuǎn)動(dòng)安裝的功能模塊遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU的功能和構(gòu)造1遙丈量的采集和處置2遙信量的采集和處置3遙信變位及遙丈量越限比較4遙控與遙調(diào)5RTU實(shí)例7缺點(diǎn)檢測(cè)與缺點(diǎn)診斷6第一節(jié) 遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU的功能和構(gòu)造遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)數(shù)字量計(jì)數(shù)脈沖事件順序記錄轉(zhuǎn)發(fā)電力系統(tǒng)一致時(shí)鐘適宜規(guī)約的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳顯示報(bào)表打印本機(jī)鍵盤、顯示器一、RTU的功能遠(yuǎn)方功能當(dāng)?shù)毓δ茏詸z、自調(diào)自恢復(fù)其他功能第一節(jié) 遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU的功能和構(gòu)造二、RTU的構(gòu)造從功能上，RTU主要是采集發(fā)電廠或變電站的遙丈量、遙信量、數(shù)字值和計(jì)數(shù)值，經(jīng)適當(dāng)處置后及時(shí)向調(diào)度中心發(fā)送，構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)視。同時(shí)RTU接納并執(zhí)行

2、調(diào)度中心發(fā)送到所在廠站的命令，構(gòu)成對(duì)電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。第一節(jié) 遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU的功能和構(gòu)造二、RTU的構(gòu)造單CPU構(gòu)造多CPU構(gòu)造多CPU構(gòu)造RTU根本框圖第二節(jié) 遙丈量的采集和處置遙丈量分位模擬量、數(shù)字量和脈沖量三種。P、Q、U、I油溫電壓方式表達(dá)的水庫(kù)水位數(shù)字式水位計(jì)輸出的水庫(kù)水位電能表脈沖一、概述交流采樣第二節(jié) 遙丈量的采集和處置電量變送器是將一種電量變換為供丈量用的一種電量?jī)x器。交流電流、交流電壓變送器有功功率、無(wú)功功率變送器有功電能、無(wú)功電能變送器頻率變送器功率因數(shù)變送器直流電流、直流電壓變送器微機(jī)變送器直流采樣和交流采樣的區(qū)別？直流采樣第二節(jié) 遙丈量的采集和處置正弦電路功率計(jì)算電壓、電

3、流瞬時(shí)值表達(dá)式有功功率P、無(wú)功功率Q、視在功率S表達(dá)式第二節(jié) 遙丈量的采集和處置三相有功功率丈量三表法兩表法第二節(jié) 遙丈量的采集和處置三相無(wú)功功率丈量三表法兩表法當(dāng)三相電路完全對(duì)稱時(shí)由于所以第二節(jié) 遙丈量的采集和處置二、模/數(shù)轉(zhuǎn)換原理與常用芯片逐位比較式A/D轉(zhuǎn)換逐位比較式A/D變換是把待轉(zhuǎn)換的直流模擬電壓與一組呈二進(jìn)制關(guān)系的規(guī)范電壓一位一位由高至低逐位進(jìn)展比較，決議每位是去碼為0還是留碼為1，從而實(shí)現(xiàn)模擬電壓到二進(jìn)制數(shù)碼的轉(zhuǎn)換。第二節(jié) 遙丈量的采集和處置二、模/數(shù)轉(zhuǎn)換原理與常用芯片雙積分式A/D轉(zhuǎn)換第二節(jié) 遙丈量的采集和處置二、模/數(shù)轉(zhuǎn)換原理與常用芯片雙積分式A/D轉(zhuǎn)換Ui0Ui0第二節(jié) 遙

4、丈量的采集和處置二、模/數(shù)轉(zhuǎn)換原理與常用芯片電荷平衡式U/f轉(zhuǎn)換在一個(gè)周期T中，輸入電壓ui和R不斷處于充電形狀，恒流源IR只繼續(xù)t0時(shí)間的反充電過(guò)程。第二節(jié) 遙丈量的采集和處置三、模擬遙丈量輸入電路基于逐次逼近式A/D變換的模擬量輸入電路第二節(jié) 遙丈量的采集和處置三、模擬遙丈量輸入電路基于U/f轉(zhuǎn)換的模擬量輸入電路第二節(jié) 遙丈量的采集和處置典型模擬量采集電路第二節(jié) 遙丈量的采集和處置四、遙丈量的處置模擬式濾波數(shù)字濾波在計(jì)算機(jī)中用一定的計(jì)算方法對(duì)輸入信號(hào)的量化數(shù)據(jù)進(jìn)展數(shù)學(xué)處置，減少干擾在有用信號(hào)的比重，提高信號(hào)的真實(shí)性輸入到遙丈量采集系統(tǒng)的模擬直流電壓來(lái)自各類變送器和傳感器，有用的信號(hào)長(zhǎng)混雜有

5、各種頻率的信號(hào)。在遙丈量采集的輸入端通常采用RC低通濾波器，用來(lái)抑制某些干擾信號(hào)。濾波第二節(jié) 遙丈量的采集和處置四、遙丈量的處置標(biāo)度變換：把A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字量轉(zhuǎn)換成具有不同量綱的數(shù)值，以便于任務(wù)人員進(jìn)展監(jiān)視和管理。設(shè)遙丈量的實(shí)踐值為S， A/D轉(zhuǎn)換后的值為D，那么標(biāo)度變換系數(shù)K=S/D。二進(jìn)制十進(jìn)制對(duì)應(yīng)電流（A）00000000000001111111111120471500例如：各個(gè)遙丈量都有對(duì)應(yīng)的標(biāo)度變換系數(shù)。第二節(jié) 遙丈量的采集和處置四、遙丈量的處置標(biāo)度變換系數(shù)兩個(gè)字節(jié)存放如下圖：當(dāng)一個(gè)遙丈量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，相應(yīng)從遙測(cè)系數(shù)區(qū)取出相應(yīng)的標(biāo)度變換系數(shù)K與之相乘，再把乘積右移N位。假設(shè)需求顯示，

6、那么在二-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換后，根據(jù)F1F2標(biāo)上的小數(shù)點(diǎn)完成標(biāo)度變換。第二節(jié) 遙丈量的采集和處置四、遙丈量的處置二-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換：二-十進(jìn)制代碼稱為BCD碼整數(shù)位處置小數(shù)位處置第二節(jié) 遙丈量的采集和處置四、遙丈量的處置死區(qū)計(jì)算死區(qū)計(jì)算式對(duì)延續(xù)變化的模擬量規(guī)定一個(gè)較小的變化范圍，當(dāng)模擬量在這個(gè)范圍變化時(shí)，以為模擬量沒(méi)有變化，此期間模擬量的值用原值表示，這個(gè)規(guī)定的范圍稱為死區(qū)。第二節(jié) 遙丈量的采集和處置四、遙丈量的處置死區(qū)計(jì)算在我國(guó)問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中，死區(qū)以緊縮因子的方式來(lái)表示，用緊縮因子來(lái)規(guī)定模擬量的變化范圍。數(shù)據(jù)區(qū)有8個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)存放一種緊縮因子，用二進(jìn)制表示，其值從0255恣意設(shè)定，代表模擬量變化的

7、絕對(duì)值。由主站向RTU發(fā)送的I/O模塊任務(wù)方式與參數(shù)報(bào)文確定。第三節(jié) 遙信量的采集和處置一、遙信量的采集遙信信息通常由電力設(shè)備的輔助觸點(diǎn)提供，輔助觸點(diǎn)的開合直接反映出該設(shè)備的任務(wù)形狀。無(wú)源觸點(diǎn)有源觸點(diǎn)事故跳閘音響回路控制開關(guān)輔助觸點(diǎn)第三節(jié) 遙信量的采集和處置一、遙信量的采集遙信信息的隔離措施繼電器隔離光電隔離第三節(jié) 遙信量的采集和處置一、遙信量的采集一個(gè)適用的遙信取樣電路目前在遙信對(duì)象形狀的采集方面也有采取雙觸點(diǎn)遙信的處置方法，稱“雙點(diǎn)遙信。遙信量由兩個(gè)形狀信號(hào)表示，分別來(lái)自開關(guān)的合閘觸點(diǎn)、分閘觸點(diǎn)?！?1、“10為有效代碼； “00、“11為無(wú)效代碼第三節(jié) 遙信量的采集和處置二、遙信量的輸入

8、電路接納遙信量的輸入回路可以采用三態(tài)門芯片、并行接口芯片和數(shù)字多路開關(guān)芯片三類接口芯片實(shí)現(xiàn)。典型擴(kuò)展電路如右：鎖存器8選1多路開關(guān)第三節(jié) 遙信量的采集和處置普通采用FPGA、CPLD邏輯器件。典型電路如右：第三節(jié) 遙信量的采集和處置三、提高遙信信息可靠性措施硬件方面：繼電器隔離、光耦隔離軟件方面：延續(xù)多次讀取消抖對(duì)于TTL電平，00.8V為低電平，25V為高電平，0.82V的電平不定。第四節(jié) 遙信變位及遙丈量越限比較一、遙信量變位的檢測(cè)定時(shí)掃查方式變位觸發(fā)方式如今根本上都是采用1ms中斷定時(shí)采集方式第四節(jié) 遙信變位及遙丈量越限比較二、事件順序記錄事件指的是運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備形狀的變化，如開關(guān)所的閉合或斷

9、開形狀的變化，維護(hù)所的正常或告警形狀的變化。事件順序記錄是指開關(guān)或繼電維護(hù)動(dòng)作時(shí)，按動(dòng)作的時(shí)間先后順序進(jìn)展的記錄。事件分辨率是指能正確區(qū)分事件發(fā)生順序的最小時(shí)間間隔。站內(nèi)分辨率和站間分辨率或稱系統(tǒng)分辨率是事件順序記錄的主要技術(shù)目的。站內(nèi)或站間分辨率是指站內(nèi)或站間發(fā)生兩個(gè)事件能分辨出來(lái)的最小時(shí)間間隔。規(guī)約中要求，站內(nèi)分辨率應(yīng)小于10ms，系統(tǒng)分辨率應(yīng)小于20ms。第四節(jié) 遙信變位及遙丈量越限比較四、事故追想要實(shí)現(xiàn)事故追想功能，就必需在內(nèi)存中開辟一足夠大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，普通不對(duì)一切的遙丈量，可以事先定義好每一事故對(duì)應(yīng)的需存儲(chǔ)的遙丈量集這樣既減少了存儲(chǔ)容量，有提高了事故的分析效率。事故追想功能應(yīng)該

10、在發(fā)惹事故時(shí)啟動(dòng)。三、遙丈量越限比較越限比較功能通常設(shè)在調(diào)度端，每一個(gè)遙丈量都要設(shè)定對(duì)應(yīng)的上限值和下限值。例如：頻率的變化不能超越500.2Hz，電壓的變化不能超越額定電壓的5%。第五節(jié) 遙控與遙調(diào)一、遙控遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙控命令第一步第二步第三步第四步主站調(diào)度端向子站RTU發(fā)送遙控命令子站向主站返送返校信息根據(jù)實(shí)踐情況，主站向子站下達(dá)遙控執(zhí)行或遙控撤銷命令假設(shè)是遙控執(zhí)行那么RTU改動(dòng)遙控輸出形狀，假設(shè)是遙控撤銷那么遙控輸出形狀不變第五節(jié) 遙控與遙調(diào)一、遙控遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙控命令遙控過(guò)程遙控命令的控制字格式第五節(jié) 遙控與遙調(diào)一、遙控遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙控命令遙控選擇下行遙控返校上行遙控執(zhí)行下行遙控撤銷下行

11、第五節(jié) 遙控與遙調(diào)遙控輸出接口電路遙控輸出框圖遙控輸出繼電器接線第五節(jié) 遙控與遙調(diào)二、遙調(diào)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙調(diào)命令在部頒循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中，涉及遙調(diào)的有升降命令和設(shè)定命令兩類。升降選擇下行升降返校上行升降執(zhí)行下行升降撤銷下行升降命令第五節(jié) 遙控與遙調(diào)二、遙調(diào)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約中的遙調(diào)命令設(shè)定命令：控制字格式與遙控一樣幀類別為57H。只需一個(gè)下行幀，無(wú)返校、執(zhí)行、撤銷命令幀。功能碼為E8H，設(shè)定操作為C3H，對(duì)象號(hào)是二進(jìn)制碼，設(shè)定點(diǎn)的數(shù)值為12位二進(jìn)制數(shù)，無(wú)系數(shù)，負(fù)數(shù)以2的補(bǔ)碼表示。第五節(jié) 遙控與遙調(diào)遙調(diào)輸出接口框圖勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)理安裝頻率和有功功率自動(dòng)調(diào)理安裝有載調(diào)壓變壓器的分接頭調(diào)理安裝第六節(jié) 缺點(diǎn)檢測(cè)與缺點(diǎn)診

12、斷一、CPU的缺點(diǎn)檢測(cè)CPU的電路相當(dāng)復(fù)雜，從功能來(lái)檢查比從電路檢查更為適宜。指令執(zhí)行能否正確可以用其他的指令完成同一功能來(lái)比較。對(duì)于功能不易相互比較的指令可以將指令執(zhí)行的結(jié)果與預(yù)定的值比較。RTU出現(xiàn)缺點(diǎn)是不可防止的，缺點(diǎn)往往由于強(qiáng)電如雷電的侵入、器件的老化、潮濕、人為損壞等緣由引起。缺點(diǎn)分系統(tǒng)級(jí)、部件級(jí)、器件級(jí)。第六節(jié) 缺點(diǎn)檢測(cè)與缺點(diǎn)診斷二、存儲(chǔ)器的缺點(diǎn)檢測(cè)RAM的缺點(diǎn)檢測(cè)缺點(diǎn)類型電源或控制線缺點(diǎn)某些存儲(chǔ)單元固定為1或0地址譯碼器缺點(diǎn)有的數(shù)據(jù)線固定為1或0有的地址線固定為1或0RAM檢查流程第六節(jié) 缺點(diǎn)檢測(cè)與缺點(diǎn)診斷二、存儲(chǔ)器的缺點(diǎn)檢測(cè)ROM的缺點(diǎn)檢測(cè)缺點(diǎn)類型與RAM類似。ROM檢查流程第

13、六節(jié) 缺點(diǎn)檢測(cè)與缺點(diǎn)診斷三、串行通訊口的缺點(diǎn)檢測(cè)正常情況：繼電器不動(dòng)作，TxD和RxD信號(hào)經(jīng)過(guò)各自的動(dòng)斷觸點(diǎn)連通，系統(tǒng)正常通訊。通訊自檢：繼電器動(dòng)作，兩個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)將TxD和RxD短接，正常通訊中斷，通訊自檢程序做自發(fā)、自收操作。第六節(jié) 缺點(diǎn)檢測(cè)與缺點(diǎn)診斷四、模擬量采集及模/數(shù)轉(zhuǎn)換的缺點(diǎn)檢測(cè)多路開關(guān)內(nèi)部譯碼器缺點(diǎn)多路開關(guān)一直導(dǎo)通、一直斷開元件特性變壞規(guī)范電源、控制邏輯、數(shù)模網(wǎng)絡(luò)、數(shù)碼存放器缺點(diǎn)缺點(diǎn)類型規(guī)范電壓檢測(cè)反碼識(shí)別處理方案第七節(jié) RTU實(shí)例多微機(jī)系統(tǒng)：由多臺(tái)微機(jī)經(jīng)過(guò)共享總線、數(shù)據(jù)鏈路或共享存儲(chǔ)器等銜接起來(lái)的系統(tǒng)。一、多微機(jī)系統(tǒng)共享總線方式輸入-輸出鏈接方式多端口存儲(chǔ)器方式遠(yuǎn)動(dòng)安裝采用多微機(jī)

14、構(gòu)造可以按實(shí)踐需求組織遠(yuǎn)動(dòng)安裝的功能，各微機(jī)之間可以按主-從方式、按層次劃分或按功能劃分。常見(jiàn)分層構(gòu)造直接接納分層接納第七節(jié) RTU實(shí)例GM7-A型智能監(jiān)控安裝 二、箱式變電所遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控終端(RTU第七節(jié) RTU實(shí)例GM7-A型智能監(jiān)控安裝適用范圍新一代的分布式、模塊化的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控終端 集遠(yuǎn)方終端設(shè)備RTU、饋線自動(dòng)化終端FTU和信號(hào)電源監(jiān)控安裝(STU)功能于一身 順應(yīng)于各類箱式變電站、10/0.4KV低壓變電所、低壓信號(hào)電源、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜等的監(jiān)控客運(yùn)專線10KV配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化處理方案第七節(jié) RTU實(shí)例安裝尺寸: 19規(guī)范寬度、6U規(guī)范高度 482.6mm280mm265mm監(jiān)控

15、容量： 標(biāo)配：監(jiān)控48路24個(gè)開關(guān)遙控、128路遙信和75路遙測(cè) 可擴(kuò)展：可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展第七節(jié) RTU實(shí)例 GM7-A的一種典型配置: 1塊主處置器模板， 1塊電源管理模板， 5塊遙測(cè)采集模板：75路遙測(cè)對(duì)象 1塊遙控控制模板： 24路遙控對(duì)象 2塊遙信采集模板：128路遙信對(duì)象 GM7-A的部分模板的配置類型可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求和容量的不同，存在多種不同配置 。第七節(jié) RTU實(shí)例GM7-A型智能監(jiān)控安裝的電氣構(gòu)造第七節(jié) RTU實(shí)例安裝系統(tǒng)構(gòu)成圖第七節(jié) RTU實(shí)例GM7-A型智能監(jiān)控安裝特點(diǎn)靈敏的容量配置模板在線熱插拔冗余的交直流電源先進(jìn)的以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)可靠的全光纖通訊詳實(shí)的缺點(diǎn)錄波準(zhǔn)確的越限報(bào)警和相序報(bào)

16、警準(zhǔn)確的時(shí)鐘同步超強(qiáng)的電磁防護(hù)完善的維護(hù)工具第七節(jié) RTU實(shí)例冗余的交直流電源電能質(zhì)量的技術(shù)性目的(供電能否合格的角度提出的): 電壓偏向； 頻率偏向； 諧波含量； 電壓動(dòng)搖和閃變； 三相電壓不平衡度。第七節(jié) RTU實(shí)例準(zhǔn)確的時(shí)鐘同步1.美國(guó)：全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)，本世紀(jì)70年代由美國(guó)陸?？杖娊Y(jié)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) ,經(jīng)過(guò)20余年的研討實(shí)驗(yàn)，耗資300億美圓，是美國(guó)獨(dú)霸全球戰(zhàn)略的重要組成。全球定位系統(tǒng)由三部分構(gòu)成： (1)地面控制部分，由主控站(擔(dān)任管理、協(xié)調(diào)整個(gè)地面控制系統(tǒng)的任務(wù)) (2)空間部分：24個(gè)衛(wèi)星 (3)用戶安裝部分，

17、主要由GPS接納機(jī)和衛(wèi)星天線組成。 2.俄羅斯：GLONASS系統(tǒng) 精度1015m,2003年服役10周年3.歐盟：伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng) 精度1m (1999-2021)4.中國(guó)的北斗星定位系統(tǒng) 精度10m (2000-2020)用戶不是被動(dòng)接納衛(wèi)星的信號(hào)來(lái)計(jì)算本人的位置，而要發(fā)射一串時(shí)間脈沖給臨近的衛(wèi)星，衛(wèi)星接納后再發(fā)射信號(hào)給地面的主控站，主控站擔(dān)任來(lái)計(jì)算往返于衛(wèi)星、主站、用戶之間的信號(hào)代碼。最后將計(jì)算得到的定位信息傳送到用戶終端。第七節(jié) RTU實(shí)例超強(qiáng)的電磁防護(hù)1 高頻干擾實(shí)驗(yàn)：頻率1Mhz，高頻干擾脈沖400次、秒，進(jìn)展20-30秒實(shí)驗(yàn)，無(wú)元件損壞，安裝運(yùn)轉(zhuǎn)正常。2 靜電放電抗擾度實(shí)驗(yàn)滿足

18、GB/T17626.2、IEC61000-4-2的4級(jí)規(guī)范3 輻射電磁的抗擾度實(shí)驗(yàn)滿足GB/T17626.3、IEC61000-4-3的4級(jí)規(guī)范4 快速瞬變脈沖群抗擾度實(shí)驗(yàn)滿足GB/T17626.4、IEC61000-4-4的4級(jí)規(guī)范5 雷電沖擊浪涌抗擾度實(shí)驗(yàn)滿足GB/T17626.5、IEC61000-4-5的4級(jí)規(guī)范6 電磁場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度實(shí)驗(yàn)滿足GB/T17626.6、IEC61000-4-6的3級(jí)規(guī)范7 工頻磁場(chǎng)的抗擾度實(shí)驗(yàn)滿足GB/T17626.8、IEC61000-4-8的4級(jí)規(guī)范8 電壓突降和中斷滿足GB/T15153.1-1998的2級(jí)規(guī)范第七節(jié) RTU實(shí)例快速瞬變脈沖群抗擾度實(shí)驗(yàn)切斷