電力系統(tǒng)遠動 - 電力系統(tǒng)遠動

 

電力系統(tǒng)遠動 - 正文

　　為電力系統(tǒng)調度服務的遠距離監(jiān)測、控制技術。由于電能生產的特點，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，其中發(fā)電廠、變電所、調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千公里。要管理和監(jiān)控分布甚廣的眾多廠、所、站和設備、元器件的運行工況，已不能用通常的機械聯系或電聯系來傳遞控制信息或反饋的數據，必須借助于一種技術手段，這就是遠動技術。它將各個廠、所、站的運行工況（包括開關狀態(tài)、設備的運行參數等）轉換成便于傳輸的信號形式，加上保護措施以防止傳輸過程中的外界干擾，經過調制后，由專門的信息通道傳送到調度所。在調度所的中心站經過反調制，還原為原來對應于廠、所、站工況的一些信號再顯示出來，供給調度人員監(jiān)控之用。調度人員的一些控制命令也可以通過類似過程傳送到遠方廠、所、站，驅動被控對象。這一過程實際上涉及遙測、遙信、遙調、遙控，所以，遠動技術是四遙的結合。
　　發(fā)展簡況 　隨著科學技術的發(fā)展，遠動技術的內容和實現的技術手段也在不斷發(fā)展、更新,大體可分為3個階段。
　　第一階段（20世紀30年代）：以繼電器和電子管為主要部件構成遠動設備。這些設備中用繼電器、磁心構成遙信、遙調、遙控設備；用電子管和磁放大器構成脈沖頻率式遙測；調制解調采用脈沖調幅式。這些設備的運行是可靠的，在電力系統(tǒng)的調度管理中發(fā)揮過一定的作用。
　　第二階段（50～60年代初）：以半導體器件為主體，采用模數轉換技術和脈沖編碼技術、信息論中抗干擾編碼，與計算機技術相結合的綜合遠動設備；將遙信、遙測、遙調、遙控綜合為循環(huán)式點對點遠動設備；調制解調器采用調頻制為主。
　　第三階段（60年代以后）：采用微型計算機構成遠動系統(tǒng)，其主要特征是在主站端(調度端)形成前置機接收、處理遠動信息，可以接收多個遠方站的信息，前置機并可以向上級轉發(fā)信息和驅動模擬盤。前置機應能接收處理符合標準的遠動信息，還要能接入各類已在使用的遠動設備的信息。后臺機完成數據處理、驅動屏幕顯示和打印制表等安全監(jiān)控功能。后臺機可采用超小型機、小型機或高檔微型計算機。遠方站的遠動設備也采用微型機。這種系統(tǒng)除了傳統(tǒng)的遠動功能、模擬轉換、遙信掃描、遙控之外，還擴展了事故順序記錄、全系統(tǒng)時鐘對時、事故追憶、發(fā)（耗）電量統(tǒng)計和傳送，增加當地功能，如電容器投切、接地檢查，當地屏幕顯示和打印制表以及其他需要的功能，遠方站擴大功能時要發(fā)展成多機系統(tǒng)或采用高功能微型機。
　　為了保證整個安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，在遠方站和主站端分別采用不停電電源，以及主站端采用雙機備用切換系統(tǒng)。為保證信息傳輸的可靠性，需采用雙通道備用。為適應電力系統(tǒng)調度管理中采用分層控制的方式，遠動信息網也采用分層式結構，以保證有效地傳輸信息，減少設備和通道投資。
　　遠動規(guī)約 　由于電力生產的特點，發(fā)電廠、變電所和調度所之間的信息交換只能經過通道實現。信息傳送只能是串行方式。因此，要使發(fā)送出去的信息到對方后，能夠識別、接收和處理，就要對傳送的信息的格式作嚴格的規(guī)定，這就是遠動規(guī)約的一個內容。這些規(guī)定包括傳送的方式是同步傳送還是異步傳送，幀同步字，抗干擾的措施，位同步方式，幀結構，信息傳輸過程。
　　遠動規(guī)約的另一方面內容，是規(guī)定實現數據收集、監(jiān)視、控制的信息傳輸的具體步驟。例如，將信息按其重要性程度和更新周期，分成不同類別或不同循環(huán)周期傳送；確定實現遙信變位傳送、實現遙控返送校核以提高遙控的可靠性的方式，實現發(fā)（耗）電量的凍結、傳送,實現系統(tǒng)對時、實現全部數據或某個數據的收集,以及遠方站遠動設備本身的狀態(tài)監(jiān)視的方式等。
　　遠動規(guī)約的制定，有助于各個制造廠制造的遠方終端設備可以接入同一個安全監(jiān)控系統(tǒng)。尤其在調度端(主站端) 采用微型機或小型機作為安全監(jiān)控系統(tǒng)的前置機的情況下，更需要統(tǒng)一規(guī)約，使不同型號的設備能接入同一個安全監(jiān)控系統(tǒng)。它還有助于制造設備的工廠提高工藝質量，提高設備的可靠性，因而提高整個安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。
　　遠動規(guī)約分為循環(huán)式遠動規(guī)約和問答式遠動規(guī)約。在中國這兩種規(guī)約并存。
　　循環(huán)式規(guī)約 　規(guī)約中的幀結構具有幀同步字、控制字、幀類別和信息字。其中幀同步字是用作一幀的開頭，要求幀同步字具有較好的自相關特性，以便對方比較容易捕捉，檢出幀同步。還要求幀同步具有較小的假同步概率，防止假同步發(fā)生�？刂谱质侵该鲙念悇e，共有多少字節(jié)，以及發(fā)送信息的源地址、目的地址等。
　　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 　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)約為了減少傳輸的信息量，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。
　　問答式遠動規(guī)約的另一個特點是通道結構可以簡化，在一個通信鏈路上，可以連接好幾個遠方站，這樣可以使通道投資減少，，提高通道的備用性。問答式遠動可以適用雙工、半雙工通道。
　　對遠動規(guī)約要求傳輸的信息有相應抗干擾措施，一般對于遙信、遙測的抗干擾編碼的信號距離為4,殘余差錯率≤10-14。
　　遙測 　將遠方站的各種測量值傳送到主站端。遙測的主要技術指標是模擬轉器的準確度、分辨率、溫度穩(wěn)定性。一般要求準確度在±0.1～±0.5％；分辨率為10或12±1位。 數字量的字長則根據被測對象的要求而定。遙測量一般有模擬量、數字量、脈沖計數量和其他測量值。
　　模擬量 　電氣設備的各種參量，諸如電壓、電流、功率等。它們經過各種變送器的轉換變成統(tǒng)一規(guī)格的直流電壓(0～5伏,0～±5伏,0～±10伏)或直流電流（0～1毫安，0～10毫安,4～10毫安）輸入到遠動設備，經過多路轉換開關，輸入到模數轉換器，轉換成10位或12位（包括符號位）的數值，傳送到主站端。
　　數字量 　主要是水位計、數字或頻率計、功角轉換器、電能累加器和變壓器分接頭位置所反映的水位、系統(tǒng)頻率、電氣量的功率角，發(fā)（耗）電量以及變壓器分接頭位置等。這些量經過相應的變送器或直接以并行數字狀態(tài)輸入到遠動設備的并行接口部件。輸入的格式可能是若干組并行的二進制、二-十進制、格雷碼形式。
　　脈沖計數量 　脈沖電能表以脈沖串的形式向遠動設備輸入，由遠動設備進行累加。根據調度端(主站端)的凍結和傳送命令，向主站端傳送。傳送的間隔周期可能是 15分鐘、1 小時、8小時或24小時。累計器的字長可以是6位二-十進碼,和電能表的字長一樣；或者是8位二進制字長。后一種情況要求傳送的時間間隔短，在兩次傳送的時間內累加器不會溢出。
　　其他測量值 　諸如變壓器油溫,SF6組合電器氣體壓力、密度，熱工量的溫度、壓力，水電廠閘門的開度等水工信息，雨量、氣溫等一些非電量。
　　遙信 　將遠方站內電工設備的狀態(tài)以信號的兩種狀態(tài)即0、1（或斷開、閉合）傳送主站端（調度端）。遙信反映的內容主要有斷路器和隔離開關的位置，繼電保護的動作狀態(tài)，報警信號，自動控制的投、切，發(fā)電廠、變電所的事故信號，電工設備參數的越限信號，以及遠方站遠動設備的狀態(tài)、自診斷信號等。
　　遙信的傳送有變位傳送和循環(huán)傳送兩種，以變位傳送為優(yōu)。為避免發(fā)生信號丟失，在遠動設備初投入運行時，需將全部內容向主站端傳送，使主站端安全監(jiān)控系統(tǒng)內的數據庫的內容和模擬盤的信號狀態(tài)準確反映系統(tǒng)內運行設備的狀態(tài)。在平時定期傳送全部信號。
　　對遙信的主要技術要求是在遙信變位以后應在 1秒鐘內傳送到主站,并要求防止遙信誤動作,即遙信編碼的信號距離應當大于或等于4,以防止外界干擾的作用。在電工設備輸入的接口部件處應加濾波和其他技術措施，防止接點抖動后引起誤反映。濾波時間常數應≤10毫秒。由于遙信的接口部件和主要高壓電工設備的接點聯系，距離較遠，易受強電感應，接口處應有光電隔離或經過繼電器隔離。
　　目前遠動設備的遙信編碼一般以數據字節(jié)的一位反映一個開關接點的狀態(tài)。但是國際電工委員會(IEC)TC-57專委會的標準規(guī)定,一般斷路器等設備的開合狀態(tài),應以兩位來反映一個開關接點的狀態(tài)，即以01、10來反映，而00、11為錯誤狀態(tài)，只有事故告警信號才用一位數據位來反映一個信號的狀態(tài)。
　　遙調 　由主站端向遠方站發(fā)送調節(jié)命令，遠方站經過校驗后轉換成適合于被控對象的數據形式，驅動被調對象。
　　發(fā)送的調節(jié)命令可以采取返送校核，也可以不采取返送校核，遠方站接受遙調命令后直接執(zhí)行。
　　遙調命令有兩種形式：①設定值形式。由主站端向遠方站發(fā)送控制被控對象的一個數值，遠方站接受后或者以數字形式直接輸出，或者經數／模轉換器將數字量轉換成被控對象所需要的模擬量形式輸出。②升降命令形式。將主站端發(fā)送過來的升/降調節(jié)命令，轉換成升/降的步進信號，用以調節(jié)發(fā)電機的出力或者變壓器的分接頭的位置以及水電廠的閘門。
　　實現遙調可以采取局部反饋調節(jié)的方式，即主站端定時發(fā)送調節(jié)命令后，由被調對象的自動調節(jié)設備來完成調節(jié)過程；也可以采用大反饋調節(jié)方式，即將被調節(jié)對象的信息反饋到主站端來進行反饋平衡，決定是否繼續(xù)發(fā)送調節(jié)命令。一般采取前一種形式較多。
　　遙控 　調度所（主站端）遠距離控制發(fā)電廠、變電所需要調節(jié)控制的對象。被控對象為發(fā)電廠、變電所電氣設備的合閘和跳閘、投入和切除。遙控涉及到電工設備動作，要求遙控動作準確無誤，一般采用選擇—返送校驗—執(zhí)行的過程。
　　選擇的要求 　在調度員發(fā)送命令時，首先應該校核該被控制站和被控制的設備在正常運行，系統(tǒng)或變電所沒有發(fā)生事故和警報，所發(fā)出的命令符合被控設備的狀態(tài)。在主站端校驗正確后，方能向遠方站發(fā)送命令。
　　返送校驗 　命令被送到遠方站以后，經過差錯控制的校核,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。
　　執(zhí)行 　在返送校核無誤后，將結果顯示給調度人員，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，并將動作結果告知主站，過一定時間將電路電源自動切除。只有這樣嚴格的技術措施，才能保證遙控的正確無誤。對于電力系統(tǒng)，遙控的技術指標是執(zhí)行的正確動作率為100％。
　　參考書目
　盛壽麟、尹更生主編：《電力系統(tǒng)遠動原理及應用》（上、下冊），水利電力出版社，北京，1984。
　于爾主編：《電力系統(tǒng)狀態(tài)估計》，水利電力出版社，北京，1985。

 

電力系統(tǒng)遠動 - 配圖

 

電力系統(tǒng)遠動 - 相關連接

本文編號：31772