電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng) - 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)

 

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng) - 正文

　　為電力系統(tǒng)調(diào)度服務(wù)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)、控制技術(shù)。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)，能源中心和負(fù)荷中心一般相距甚遠(yuǎn)，電力系統(tǒng)分布在很廣的地域，其中發(fā)電廠、變電所、調(diào)度中心和用戶之間的距離近則幾十公里，遠(yuǎn)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、站和設(shè)備、元器件的運(yùn)行工況，已不能用通常的機(jī)械聯(lián)系或電聯(lián)系來(lái)傳遞控制信息或反饋的數(shù)據(jù)，必須借助于一種技術(shù)手段，這就是遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)。它將各個(gè)廠、所、站的運(yùn)行工況（包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)等）轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘?hào)形式，加上保護(hù)措施以防止傳輸過(guò)程中的外界干擾，經(jīng)過(guò)調(diào)制后，由專門的信息通道傳送到調(diào)度所。在調(diào)度所的中心站經(jīng)過(guò)反調(diào)制，還原為原來(lái)對(duì)應(yīng)于廠、所、站工況的一些信號(hào)再顯示出來(lái)，供給調(diào)度人員監(jiān)控之用。調(diào)度人員的一些控制命令也可以通過(guò)類似過(guò)程傳送到遠(yuǎn)方廠、所、站，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。這一過(guò)程實(shí)際上涉及遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控，所以，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)是四遙的結(jié)合。
　　發(fā)展簡(jiǎn)況 　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段也在不斷發(fā)展、更新,大體可分為3個(gè)階段。
　　第一階段（20世紀(jì)30年代）：以繼電器和電子管為主要部件構(gòu)成遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備。這些設(shè)備中用繼電器、磁心構(gòu)成遙信、遙調(diào)、遙控設(shè)備；用電子管和磁放大器構(gòu)成脈沖頻率式遙測(cè)；調(diào)制解調(diào)采用脈沖調(diào)幅式。這些設(shè)備的運(yùn)行是可靠的，在電力系統(tǒng)的調(diào)度管理中發(fā)揮過(guò)一定的作用。
　　第二階段（50～60年代初）：以半導(dǎo)體器件為主體，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)和脈沖編碼技術(shù)、信息論中抗干擾編碼，與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的綜合遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備；將遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、遙控綜合為循環(huán)式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備；調(diào)制解調(diào)器采用調(diào)頻制為主。
　　第三階段（60年代以后）：采用微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，其主要特征是在主站端(調(diào)度端)形成前置機(jī)接收、處理遠(yuǎn)動(dòng)信息，可以接收多個(gè)遠(yuǎn)方站的信息，前置機(jī)并可以向上級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)信息和驅(qū)動(dòng)模擬盤。前置機(jī)應(yīng)能接收處理符合標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)動(dòng)信息，還要能接入各類已在使用的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的信息。后臺(tái)機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、驅(qū)動(dòng)屏幕顯示和打印制表等安全監(jiān)控功能。后臺(tái)機(jī)可采用超小型機(jī)、小型機(jī)或高檔微型計(jì)算機(jī)。遠(yuǎn)方站的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備也采用微型機(jī)。這種系統(tǒng)除了傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)功能、模擬轉(zhuǎn)換、遙信掃描、遙控之外，還擴(kuò)展了事故順序記錄、全系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)時(shí)、事故追憶、發(fā)（耗）電量統(tǒng)計(jì)和傳送，增加當(dāng)?shù)毓δ�，如電容器投切、接地檢查，當(dāng)?shù)仄聊伙@示和打印制表以及其他需要的功能，遠(yuǎn)方站擴(kuò)大功能時(shí)要發(fā)展成多機(jī)系統(tǒng)或采用高功能微型機(jī)。
　　為了保證整個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，在遠(yuǎn)方站和主站端分別采用不停電電源，以及主站端采用雙機(jī)備用切換系統(tǒng)。為保證信息傳輸?shù)目煽啃�，需采用雙通道備用。為適應(yīng)電力系統(tǒng)調(diào)度管理中采用分層控制的方式，遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)也采用分層式結(jié)構(gòu)，以保證有效地傳輸信息，減少設(shè)備和通道投資。
　　遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約 　由于電力生產(chǎn)的特點(diǎn)，發(fā)電廠、變電所和調(diào)度所之間的信息交換只能經(jīng)過(guò)通道實(shí)現(xiàn)。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(duì)方后，能夠識(shí)別、接收和處理，就要對(duì)傳送的信息的格式作嚴(yán)格的規(guī)定，這就是遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的一個(gè)內(nèi)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(jié)構(gòu)，信息傳輸過(guò)程。
　　遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的另一方面內(nèi)容，是規(guī)定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、監(jiān)視、控制的信息傳輸?shù)木唧w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(shí)現(xiàn)遙信變位傳送、實(shí)現(xiàn)遙控返送校核以提高遙控的可靠性的方式，實(shí)現(xiàn)發(fā)（耗）電量的凍結(jié)、傳送,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)時(shí)、實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)或某個(gè)數(shù)據(jù)的收集,以及遠(yuǎn)方站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備本身的狀態(tài)監(jiān)視的方式等。
　　遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的制定，有助于各個(gè)制造廠制造的遠(yuǎn)方終端設(shè)備可以接入同一個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)。尤其在調(diào)度端(主站端) 采用微型機(jī)或小型機(jī)作為安全監(jiān)控系統(tǒng)的前置機(jī)的情況下，更需要統(tǒng)一規(guī)約，使不同型號(hào)的設(shè)備能接入同一個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)。它還有助于制造設(shè)備的工廠提高工藝質(zhì)量，提高設(shè)備的可靠性，因而提高整個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。
　　遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約分為循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約和問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約。在中國(guó)這兩種規(guī)約并存。
　　循環(huán)式規(guī)約 　規(guī)約中的幀結(jié)構(gòu)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(kāi)頭，要求幀同步字具有較好的自相關(guān)特性，以便對(duì)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(fù)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(bǔ)救，保護(hù)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。可以采用位同步和波形的積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(wèn)答式規(guī)約 　其主要特點(diǎn)是以主站端為主，主站端向遠(yuǎn)方站詢問(wèn)召喚某一類別信息，遠(yuǎn)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(kāi)始下一輪新的詢問(wèn)，否則還繼續(xù)向遠(yuǎn)方站詢問(wèn)召喚此類信息。
　　問(wèn)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(cè)量等壓縮傳送信息的方法。
　　問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的另一個(gè)特點(diǎn)是通道結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化，在一個(gè)通信鏈路上，可以連接好幾個(gè)遠(yuǎn)方站，這樣可以使通道投資減少，，提高通道的備用性。問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)可以適用雙工、半雙工通道。
　　對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約要求傳輸?shù)男畔⒂邢鄳?yīng)抗干擾措施，一般對(duì)于遙信、遙測(cè)的抗干擾編碼的信號(hào)距離為4,殘余差錯(cuò)率≤10-14。
　　遙測(cè) 　將遠(yuǎn)方站的各種測(cè)量值傳送到主站端。遙測(cè)的主要技術(shù)指標(biāo)是模擬轉(zhuǎn)器的準(zhǔn)確度、分辨率、溫度穩(wěn)定性。一般要求準(zhǔn)確度在±0.1～±0.5％；分辨率為10或12±1位。 數(shù)字量的字長(zhǎng)則根據(jù)被測(cè)對(duì)象的要求而定。遙測(cè)量一般有模擬量、數(shù)字量、脈沖計(jì)數(shù)量和其他測(cè)量值。
　　模擬量 　電氣設(shè)備的各種參量，諸如電壓、電流、功率等。它們經(jīng)過(guò)各種變送器的轉(zhuǎn)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(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，經(jīng)過(guò)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成10位或12位（包括符號(hào)位）的數(shù)值，傳送到主站端。
　　數(shù)字量 　主要是水位計(jì)、數(shù)字或頻率計(jì)、功角轉(zhuǎn)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(jīng)過(guò)相應(yīng)的變送器或直接以并行數(shù)字狀態(tài)輸入到遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的并行接口部件。輸入的格式可能是若干組并行的二進(jìn)制、二-十進(jìn)制、格雷碼形式。
　　脈沖計(jì)數(shù)量 　脈沖電能表以脈沖串的形式向遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備輸入，由遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行累加。根據(jù)調(diào)度端(主站端)的凍結(jié)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(shí)、8小時(shí)或24小時(shí)。累計(jì)器的字長(zhǎng)可以是6位二-十進(jìn)碼,和電能表的字長(zhǎng)一樣；或者是8位二進(jìn)制字長(zhǎng)。后一種情況要求傳送的時(shí)間間隔短，在兩次傳送的時(shí)間內(nèi)累加器不會(huì)溢出。
　　其他測(cè)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(kāi)度等水工信息，雨量、氣溫等一些非電量。
　　遙信 　將遠(yuǎn)方站內(nèi)電工設(shè)備的狀態(tài)以信號(hào)的兩種狀態(tài)即0、1（或斷開(kāi)、閉合）傳送主站端（調(diào)度端）。遙信反映的內(nèi)容主要有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的位置，繼電保護(hù)的動(dòng)作狀態(tài)，報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)控制的投、切，發(fā)電廠、變電所的事故信號(hào)，電工設(shè)備參數(shù)的越限信號(hào)，以及遠(yuǎn)方站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)、自診斷信號(hào)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(hào)丟失，在遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備初投入運(yùn)行時(shí)，需將全部?jī)?nèi)容向主站端傳送，使主站端安全監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容和模擬盤的信號(hào)狀態(tài)準(zhǔn)確反映系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)。在平時(shí)定期傳送全部信號(hào)。
　　對(duì)遙信的主要技術(shù)要求是在遙信變位以后應(yīng)在 1秒鐘內(nèi)傳送到主站,并要求防止遙信誤動(dòng)作,即遙信編碼的信號(hào)距離應(yīng)當(dāng)大于或等于4,以防止外界干擾的作用。在電工設(shè)備輸入的接口部件處應(yīng)加濾波和其他技術(shù)措施，防止接點(diǎn)抖動(dòng)后引起誤反映。濾波時(shí)間常數(shù)應(yīng)≤10毫秒。由于遙信的接口部件和主要高壓電工設(shè)備的接點(diǎn)聯(lián)系，距離較遠(yuǎn)，易受強(qiáng)電感應(yīng)，接口處應(yīng)有光電隔離或經(jīng)過(guò)繼電器隔離。
　　目前遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的遙信編碼一般以數(shù)據(jù)字節(jié)的一位反映一個(gè)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的狀態(tài)。但是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)TC-57專委會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,一般斷路器等設(shè)備的開(kāi)合狀態(tài),應(yīng)以兩位來(lái)反映一個(gè)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的狀態(tài)，即以01、10來(lái)反映，而00、11為錯(cuò)誤狀態(tài)，只有事故告警信號(hào)才用一位數(shù)據(jù)位來(lái)反映一個(gè)信號(hào)的狀態(tài)。
　　遙調(diào) 　由主站端向遠(yuǎn)方站發(fā)送調(diào)節(jié)命令，遠(yuǎn)方站經(jīng)過(guò)校驗(yàn)后轉(zhuǎn)換成適合于被控對(duì)象的數(shù)據(jù)形式，驅(qū)動(dòng)被調(diào)對(duì)象。
　　發(fā)送的調(diào)節(jié)命令可以采取返送校核，也可以不采取返送校核，遠(yuǎn)方站接受遙調(diào)命令后直接執(zhí)行。
　　遙調(diào)命令有兩種形式：①設(shè)定值形式。由主站端向遠(yuǎn)方站發(fā)送控制被控對(duì)象的一個(gè)數(shù)值，遠(yuǎn)方站接受后或者以數(shù)字形式直接輸出，或者經(jīng)數(shù)／模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成被控對(duì)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(guò)來(lái)的升/降調(diào)節(jié)命令，轉(zhuǎn)換成升/降的步進(jìn)信號(hào)，用以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的出力或者變壓器的分接頭的位置以及水電廠的閘門。
　　實(shí)現(xiàn)遙調(diào)可以采取局部反饋調(diào)節(jié)的方式，即主站端定時(shí)發(fā)送調(diào)節(jié)命令后，由被調(diào)對(duì)象的自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備來(lái)完成調(diào)節(jié)過(guò)程；也可以采用大反饋調(diào)節(jié)方式，即將被調(diào)節(jié)對(duì)象的信息反饋到主站端來(lái)進(jìn)行反饋平衡，決定是否繼續(xù)發(fā)送調(diào)節(jié)命令。一般采取前一種形式較多。
　　遙控 　調(diào)度所（主站端）遠(yuǎn)距離控制發(fā)電廠、變電所需要調(diào)節(jié)控制的對(duì)象。被控對(duì)象為發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備的合閘和跳閘、投入和切除。遙控涉及到電工設(shè)備動(dòng)作，要求遙控動(dòng)作準(zhǔn)確無(wú)誤，一般采用選擇—返送校驗(yàn)—執(zhí)行的過(guò)程。
　　選擇的要求 　在調(diào)度員發(fā)送命令時(shí)，首先應(yīng)該校核該被控制站和被控制的設(shè)備在正常運(yùn)行，系統(tǒng)或變電所沒(méi)有發(fā)生事故和警報(bào)，所發(fā)出的命令符合被控設(shè)備的狀態(tài)。在主站端校驗(yàn)正確后，方能向遠(yuǎn)方站發(fā)送命令。
　　返送校驗(yàn) 　命令被送到遠(yuǎn)方站以后，經(jīng)過(guò)差錯(cuò)控制的校核,確認(rèn)命令沒(méi)有受到干擾。遠(yuǎn)方站收到命令后,應(yīng)先檢查輸出執(zhí)行電路沒(méi)有接點(diǎn)處于閉合狀態(tài)；然后將正確接收的命令輸出，同時(shí)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(jìn)行比較。
　　執(zhí)行 　在返送校核無(wú)誤后，將結(jié)果顯示給調(diào)度人員，并向遠(yuǎn)方站發(fā)送執(zhí)行命令。此時(shí)由執(zhí)行命令將輸出執(zhí)行電路的電源合上，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路操作對(duì)象動(dòng)作。被控制的對(duì)象動(dòng)作后，過(guò)一定時(shí)間還要檢查有關(guān)電路是否有接點(diǎn)粘上，并將動(dòng)作結(jié)果告知主站，過(guò)一定時(shí)間將電路電源自動(dòng)切除。只有這樣嚴(yán)格的技術(shù)措施，才能保證遙控的正確無(wú)誤。對(duì)于電力系統(tǒng)，遙控的技術(shù)指標(biāo)是執(zhí)行的正確動(dòng)作率為100％。
　　參考書(shū)目
　盛壽麟、尹更生主編：《電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)原理及應(yīng)用》（上、下冊(cè)），水利電力出版社，北京，1984。
　于爾主編：《電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)》，水利電力出版社，北京，1985。

 

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng) - 配圖

 

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng) - 相關(guān)連接

本文編號(hào)：31772