電力系統(tǒng)遠動技術(電氣試驗室-鄧超婧)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)電力系統(tǒng)遠動技術作者：鄧超婧（發(fā)電事業(yè)部）摘要遠動是調(diào)度中心與各被控端之間實現(xiàn)遙控、遙測、遙信及遙調(diào)技術的總稱，是調(diào)度自動化的核心內(nèi)容。本文從系統(tǒng)組成、四遙，通訊方式及通訊規(guī)約四個方面結(jié)合君正熱電廠典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對遠動技術做了介紹。關鍵詞遠動技術，君正熱電廠，系統(tǒng)組成，通信方式，規(guī)約綜述隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展壯大，完成發(fā)電、變電、配電的廠站數(shù)量也越來越多，因工業(yè)生產(chǎn)及電力生產(chǎn)的特點，能源中心和負荷中心一般相距甚遠，電力系統(tǒng)分布在很廣的地域，發(fā)電廠、變電所、電力調(diào)度中心和用戶之間的距離近則幾十公里，遠則幾百公里甚至數(shù)千公里。要管理和監(jiān)控分布甚廣的眾多廠、所、站設備及元器件的運行工況，已不能用通常的機械聯(lián)系或電聯(lián)系來傳遞控制信息或反饋的數(shù)據(jù)，必須借助于一種遠距離傳輸技術，這就是遠動技術。簡單地說，遠動是調(diào)度中心與各被控端之間實現(xiàn)遙控、遙測、遙信及遙調(diào)技術的總稱。遠動裝置在調(diào)度中心和各變電所之間充當傳送各種信息的橋梁。遠動裝置對于監(jiān)視和控制系統(tǒng)的運行是一個十分有利的工具。它是實現(xiàn)系統(tǒng)實時調(diào)度和進一步實現(xiàn)調(diào)度綜合自動化的基礎。發(fā)、供、配電同時完成是電力生產(chǎn)最為顯著的特點，為了保證供電系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟性，調(diào)度所必須實時掌握系統(tǒng)的實際運行情況。所以，從調(diào)度工作出發(fā)，一方面需要收集大量信息，要求廠站將斷路器、刀閘的位置信號、事故信號及主要運行參數(shù)等信息能迅速、正確、可靠地反映給調(diào)度中心；另一方面，調(diào)度所切實了解到系統(tǒng)的運行情況并通過DMS等先進分析管理系統(tǒng)進行判斷處理后，應對廠站及變電所下達命令，去直接操作某些設備或調(diào)整某些參量，或去完成實時控制的任務，遠動系統(tǒng)則負責為調(diào)度中心提供大量信息并根據(jù)調(diào)度指令執(zhí)行調(diào)度員的遙控、遙調(diào)命令，它是調(diào)度自動化系統(tǒng)的重要組成部分。遠動系統(tǒng)組成遠動系統(tǒng)由廠站端RTU、遠動機、通信設備、信道及調(diào)度端的信息采集和處理系統(tǒng)、模擬屏及人機接口等內(nèi)容組成，如圖1所示。圖1遠動系統(tǒng)組成RTU英文全稱RemoteTerminalUnit，即遠方終端單元，負責站端信息的采集、轉(zhuǎn)換、傳輸，接收并執(zhí)行遙控命令，通常布置在間隔層。遠動機則布置在站控層，與監(jiān)控SCADA機、五防主機位于同一層.在這里需要強調(diào)的是，遠動機與監(jiān)控機是獨立的，監(jiān)控機工況退出不影響遠動機信號發(fā)送和接收，遠動機故障，監(jiān)控機可以完成所有SCADA功能。在日常檢修工作中，大家常常不自主地將兩個系統(tǒng)聯(lián)系在一起，從而影響了對故障的判斷。遠動機主要完成規(guī)約轉(zhuǎn)換、按照調(diào)度中心要求配置轉(zhuǎn)發(fā)表，按照規(guī)約約定傳送將廠站的運行信息上送給調(diào)度，并將接收到的AVC、AGC指令進行變換后送給AVC和AGC上位機。這樣由遠動主機傳給調(diào)度中心的方向我們稱為上行，相反方向則稱為下行。通信機主要是PCM設備及光傳輸設備SDH,它們將收到的模擬信號進行調(diào)制（解調(diào)）、抽樣、量化、編碼，復用等復雜過程，轉(zhuǎn)換成通信通道要求的報文格式，進行傳送，SDH電接口帶寬為2M,烏海地區(qū)大部分的SDH光接口速率為155M，即STM-1制式。只有千里山變電站出口為STM-4即622M。從我廠站到中調(diào)需要經(jīng)過好多個中繼站，為提高信噪比并增強信號功率，信號到每一站都要經(jīng)過低通濾波消除干擾，通過光端機再次增補損耗，繼續(xù)傳輸。調(diào)度端的信息采集和處理系統(tǒng)對接收到的多個子站信息轉(zhuǎn)換，并提供給模擬屏或終端監(jiān)控屏，共調(diào)度員使用。廠站端遠動系統(tǒng)設備及通信接口典型配置見圖2。圖2廠站端設備及接口典型配置廠站端典型配置為雙遠動主機、雙以太網(wǎng)，兩臺遠動主機一主一備，備機一直處于熱備用，備機采用無縫跟蹤技術實時監(jiān)控主機運行狀態(tài)，一旦主機故障，則備機馬上升為主機，接替主機的所有任務，在調(diào)度側(cè)是感覺不到通訊中斷的。遠動機為主機時與調(diào)度端才有報文傳送。遠動主機一般配有四個以太網(wǎng)口，多個串口，以南瑞科技遠動裝置為例，A、B網(wǎng)口與站內(nèi)遠動A、B網(wǎng)通訊，剩下兩個網(wǎng)口一個用于調(diào)度通訊，一個用于工程人員調(diào)試。串口主要的通訊對象為中調(diào)101、地調(diào)CDT、DCS機組、AVC、AGC等。A、B網(wǎng)物理上完全獨立。RTU同樣為A、B雙網(wǎng)配置。隨著遠動在調(diào)度自動化的廣泛應用，電力系統(tǒng)對網(wǎng)絡計算機監(jiān)控系統(tǒng)測控屏技術要求也越來越規(guī)范，2012年，內(nèi)蒙中調(diào)自動化對站端測控屏內(nèi)配置也有了詳細的技術要求。測控屏柜端子排應采用鳳凰端子，保證有足夠的絕緣水平(額定電壓不小于600V)，各功能端子排間應分段，每段端子排應至少有20%集中設置的備用端子。CT,PT遙測回路采用鳳凰電流試驗端子，遙信回路接線端子采用刀閘式端子，遙控回路采用鳳凰電流試驗端子，遙控公共端與分、合間隔開5個端子。引到端子排上的接線應考慮電纜出線的合理性，可能引入兩根以上電纜線芯的回路必須有足夠的連接端子，禁止一個端子壓二根線芯。CT、PT引入接線應留有足夠空間，便于測試卡鉗正常接入測試。直流電源正、負極不能接在相鄰端子上，正、負間應隔開至少3個端子。遙測、遙控、遙信端子排應按顏色區(qū)分，遙控部分應使用醒目顏色(如:紅色)的端子排。接地端子應使用黃綠相間專用端子，禁止使用普通端子。測控屏內(nèi)端子排排列順序(從上到下)：遙測端子排、遙控端子排、遙信端子排。電源端子排放在右側(cè)最上方，接地端子排放在右側(cè)最下方。信號電源與裝置電源開關分別設置?？臻_采用進口空開，采用直流特性的空開。PT回路經(jīng)空開進入裝置，空開采用進口空開，采用交流特性的空開。遠動技術中的“四遙”簡單地說，遠動是調(diào)度中心與各被控端之間實現(xiàn)遙控、遙測、遙信及遙調(diào)技術的總稱。由遠動裝置在調(diào)度中心和各變電所之間充當傳送各種信息的橋梁。遠動裝置對于監(jiān)視和控制系統(tǒng)的運行是一個十分有利的工具。它是實現(xiàn)系統(tǒng)實時調(diào)度和進一步實現(xiàn)調(diào)度綜合自動化的基礎。遙控是從調(diào)度中心發(fā)出命令以實現(xiàn)遠方控制和切換。這種命令只取有限個離散值，通常只取兩種狀態(tài)指令，例如開關的“合”、“分”指令。在調(diào)度員發(fā)送命令時，命令被送到遠方站以后，經(jīng)過差錯控制的校核，確認命令沒有受到干擾。遠方站收到命令后，應先檢查輸出執(zhí)行電路沒有接點處于閉合狀態(tài)；然后將正確接收的命令輸出，同時將輸出命令的狀態(tài)反編碼送到主站端；在主站端將接收到的返送校核碼進行比較。返送校驗在返送校核無誤后，將結(jié)果顯示給調(diào)度人員，并向遠方站發(fā)送執(zhí)行命令。此時由執(zhí)行命令將輸出執(zhí)行電路的電源合上，驅(qū)動執(zhí)行電路操作對象動作。被控制的對象動作后，過一定時間還要檢查有關電路是否有接點粘上，并將動作結(jié)果告知主站，過一定時間將電路電源自動切除。目前內(nèi)蒙地區(qū)調(diào)度中心對廠站的遙控功能未采用。遙調(diào)是調(diào)度中心直接對被控站某些設備的工作狀態(tài)和參數(shù)的調(diào)整。如調(diào)節(jié)改變電壓量值等。遙測是應用遠程通信技術，傳輸被測變量的值。如有功和無功功率、電度、電壓、電流、頻率、功率因素等電氣參數(shù)及接觸網(wǎng)故障點等非電氣參數(shù)。遙信是對諸如告警情況、開關位置或閥門位置這樣的狀態(tài)信息的遠程監(jiān)視。如開關位置信號、報警信號等。

廠站端根據(jù)調(diào)度要求，按順序配置轉(zhuǎn)發(fā)遙控、遙調(diào)、遙測及遙信表，下裝到遠動主機中，遠動主機配有四塊或更多網(wǎng)卡，兩塊用于廠站內(nèi)雙以太網(wǎng)通訊，我們習慣上稱A、B網(wǎng)，一塊用于與中調(diào)主站前置機的通訊，遠動機按照固定頻率通過A、B網(wǎng)采集現(xiàn)場設備運行工況，通過第三塊網(wǎng)卡向主站傳遞信息。剩余一個網(wǎng)口用于工作人員調(diào)試配置。內(nèi)蒙中調(diào)對“四遙”信號的傳送要求遙測采集范圍發(fā)電機有功功率、無功功率、電流、電壓；發(fā)變組高壓側(cè)有功功率、無功功率、電流；啟備變高壓側(cè)有功功率、無功功率、電流；機組AGC調(diào)節(jié)上限、下限；機組AGC調(diào)節(jié)速率；500kV出線有功功率、無功功率、電流、電壓；220kV出線有功功率、無功功率、電流、電壓；主變(聯(lián)絡變)壓器各側(cè)有功功率、無功功率、電流；500kV,220kV母線電壓及頻率，35kV母線電壓及頻率；500kV,220kV母聯(lián)、分段開關電流；500kV,220kV旁路開關有功功率、無功功率、電流；低壓無功補償元件無功功率、電流；高壓電抗器無功功率、電流；變壓器三相抽頭位置信號(變電站)；變壓器及并聯(lián)補償設備動作次數(shù)統(tǒng)計。遙信信息采集范圍廠、站事故總信號;機組AGC允許投入信號（電廠上傳信號）；機組AGC狀態(tài)信號（電廠上傳信號）；機組AGC退出信號（EMS下發(fā)信號）；所有斷路器位置信號；接地刀閘（包括：母線地刀、線路地刀、變壓器中性點地刀）；反映運行狀態(tài)的隔離開關位置信號、旁路刀閘位置信號及低壓無功補償元件出口接地刀閘位置信號；全站統(tǒng)一GPS系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視信號及1PPH脈沖信號；UPS運行狀態(tài)監(jiān)視信號；500kV母線、220kV母線母差保護總信號(變電站)；主變保護總信號(變電站)；無功補償元件保護動作總信號(變電站)；主變有載調(diào)壓閉鎖信號(變電站)；主變分接頭遙控(遠方/本地)信號(變電站)；低壓無功補償元件遙控投切(遠方/本地)信號(變電站)；機組AVC增磁閉鎖信號；AVC裝置投退狀態(tài)信號；AVC裝置接受遠方控制信號；AVC全廠控制信號；AVC功能投退信號。內(nèi)蒙古電網(wǎng)遙調(diào)下發(fā)指令范圍AGC機組設點命令；EMS系統(tǒng)下發(fā)ACE；AVC母線電壓設定值。內(nèi)蒙古電網(wǎng)遙控下發(fā)指令范圍主變分接頭升降(變電站)；低壓無功補償元件投切(變電站)；遠動通信方式變電站自動化系統(tǒng)設備應支持兩種通信方式：4.1專線方式：遠動信號調(diào)制后經(jīng)過防雷器后，由四芯音頻電纜傳到音頻配線架，上行兩芯，下行兩芯，轉(zhuǎn)到PCM的E/M板，最后由PCM把調(diào)度電話、計量小號及遠動四線信號復用成2M接口上數(shù)字配線架，再轉(zhuǎn)到SDH傳輸設備上，然后轉(zhuǎn)到光纖配線架，最后通過架空光纜傳到下個光端站。見圖3。圖3專線通道4.2網(wǎng)絡方式：遠動2臺主機調(diào)度通訊網(wǎng)口引出2條網(wǎng)線接到調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機實時業(yè)務接口上，加密裝置加密后上路由器，出來2M電纜，通過光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)化為光信號傳到通訊機房，對端光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)出2M信號，上數(shù)字配線架，再到光傳輸設備，最后上光纖配線架，通過架空光纜傳到下一個光端站數(shù)字通道。見圖4。圖4遠動網(wǎng)絡104通道遠動通信規(guī)約專線通訊中經(jīng)常采用的規(guī)約為IEC60870-5-101和IEC60870-5-CDT，即我們經(jīng)常說的101規(guī)約及CDT規(guī)約，君正熱電廠與烏海區(qū)調(diào)使用的是CDT規(guī)約，與中調(diào)使用的是101規(guī)約，目前廣泛采用的是101規(guī)約。常見設置為波特率為1200，中心頻率1700波特，頻偏±400，偶校驗，數(shù)據(jù)位8，停止位1。如果專線通道正常，轉(zhuǎn)發(fā)表配置正確，但雙方通訊異常，可以通過兩端核對以上設置可以排除故障。網(wǎng)絡方式一般使用IEC60870-5-104規(guī)約，或97版或02版，只要雙方設置一致，轉(zhuǎn)發(fā)序號配置正確，通訊就可以實現(xiàn)。隨著網(wǎng)絡通信在計算機通信領域的廣泛應用，基于網(wǎng)絡通信方式的規(guī)約正在成為電力遠動通信規(guī)約中的主流。按照傳輸形式又可以分為循環(huán)式規(guī)約和問答式規(guī)約。循環(huán)式規(guī)約（典型CDT）循環(huán)式規(guī)約要求循環(huán)往復不停頓地傳送信息。傳送信息的內(nèi)容在受到干擾而拒受以后，在下一幀還可以傳送，丟失的信息還可以得到補救，保護性措施可以降低要求，也可以適用于單工或雙工通道，但不能用于半雙工通道?？梢圆捎梦煌胶筒ㄐ蔚姆e分檢出等提高通道傳輸質(zhì)量的措施。此種通信規(guī)約傳輸信息的有效率較低。問答式規(guī)約（典型101、104）其主要特點是以主站端為主，主站端向遠方站詢問召喚某一類別信息，遠方站即將此種類別信息作回答。主站端正確接受此類別信息后，才開始下一輪新的詢問，否則還繼續(xù)向遠方站詢問召喚此類信息。問答式規(guī)約為了減少傳輸?shù)男畔⒘?，采用變位傳送遙信、死區(qū)變化傳送遙測量等壓縮傳送信息的方法。問答式遠