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1、电力系统调度自动化电力系统调度自动化第二章第二章 远动装置的功能模块远动装置的功能模块远动终端（RTU）的功能和结构1遥测量的采集和处理2遥信量的采集和处理3遥信变位及遥测量越限比较4遥控与遥调5RTU实例7故障检测与故障诊断6第一节第一节 远动终端（远动终端（RTU）的功能和结构）的功能和结构v 遥测、遥信、遥控、遥调遥测、遥信、遥控、遥调v 数字量数字量v 计数脉冲计数脉冲v 事件顺序记录事件顺序记录v 转发转发v 电力系统统一时钟电力系统统一时钟v 适合规约的数据远传适合规约的数据远传v 显示显示v 报表打印报表打印v 本机键盘、显示器本机键盘、显示器一、一、RTU的功能的功能远方功能远
2、方功能当地功能当地功能v 自检、自调自检、自调v 自恢复自恢复其他功能其他功能第一节第一节 远动终端（远动终端（RTU）的功能和结构）的功能和结构二、二、RTU的结构的结构从从功能功能上，上，RTU主要是采集发电厂或变电站的遥测量、遥信主要是采集发电厂或变电站的遥测量、遥信量、数字值和计数值，经适当处理后及时向调度中心发送，形量、数字值和计数值，经适当处理后及时向调度中心发送，形成对电网的监视。同时成对电网的监视。同时RTU接收并执行调度中心发送到所在接收并执行调度中心发送到所在厂站的命令，形成对电网运行的控制。厂站的命令，形成对电网运行的控制。第一节第一节 远动终端（远动终端（RTU）的功能
3、和结构）的功能和结构二、二、RTU的结构的结构v 单单CPU结构结构v 多多CPU结构结构多多CPUCPU结构结构RTURTU基本框图基本框图第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理遥测量分位遥测量分位模拟量模拟量、数字量数字量和和脉冲量脉冲量三种。三种。P、Q、U、I油温油温电压形式表达电压形式表达的水库水位的水库水位数字式水位计数字式水位计输出的水库水输出的水库水位位电能表脉冲电能表脉冲一、概述一、概述交流采样交流采样第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理电量变送器电量变送器是将一种电量变换为供测量用的一种电量仪器。是将一种电量变换为供测量用的一种电量仪器。v交流电流
4、、交流电压变送器交流电流、交流电压变送器v有功功率、无功功率变送器有功功率、无功功率变送器v有功电能、无功电能变送器有功电能、无功电能变送器v频率变送器频率变送器v功率因数变送器功率因数变送器v直流电流、直流电压变送器直流电流、直流电压变送器v微机变送器微机变送器直流采样和交流采样的区别？直流采样和交流采样的区别？直流采样直流采样第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理正弦电路功率计算正弦电路功率计算电压、电流瞬时值表达式电压、电流瞬时值表达式tItitUtusin2)()sin(2)(有功功率有功功率P、无功功率、无功功率Q、视在功率视在功率S表达式表达式sincossin)sin
5、(21)()(100UIQUISUItdttUITdttituTPTT第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理三相有功功率测量三相有功功率测量321PPPP三表法三表法两表法两表法),cos(),cos(21CCBCCBAABAABIUIUIUIUPPP第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理三相无功功率测量三相无功功率测量三表法三表法两表法（当三相电路完全对称时）两表法（当三相电路完全对称时）sin)90sin()sin(21)( )(100UIdtttUITdttituTQTT321QQQQsin2)90cos()90cos(21UIIUIUPPCABABC因为因为所以
6、所以）（2123sin3PPUIQ第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理二、模二、模/数转换原理与常用芯片数转换原理与常用芯片v逐位比较式逐位比较式A/D转换转换逐位比较式逐位比较式A/D变变换换是把待转换的直是把待转换的直流模拟电压与一组流模拟电压与一组呈二进制关系的标呈二进制关系的标准电压一位一位由准电压一位一位由高至低逐位进行比高至低逐位进行比较，决定每位是去较，决定每位是去码（为码（为0）还是留）还是留码（为码（为1），从而），从而实现模拟电压到二实现模拟电压到二进制数码的转换。进制数码的转换。第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理二、模二、模/数转换原理与常用
7、芯片数转换原理与常用芯片v双积分式双积分式A/D转换转换第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理二、模二、模/数转换原理与常用芯片数转换原理与常用芯片v双积分式双积分式A/D转换转换Ui0Ui0第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理0tITRuRi二、模二、模/数转换原理与常用芯片数转换原理与常用芯片v电荷平衡式电荷平衡式U/f转换转换在一个周期在一个周期T中，输入中，输入电压电压ui和和R一直处于充一直处于充电状态，恒流源电状态，恒流源IR只持只持续续t0时间的反充电过程。时间的反充电过程。Tf1第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理三、模拟遥测量输入电路三
8、、模拟遥测量输入电路基于逐次逼近式基于逐次逼近式A/D变换的模拟量输入电路变换的模拟量输入电路第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理三、模拟遥测量输入电路三、模拟遥测量输入电路基于基于U/f转换的模拟量输入电路转换的模拟量输入电路第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理典型模拟量采集电路典型模拟量采集电路第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理四、遥测量的处理四、遥测量的处理模拟式滤波模拟式滤波数字滤波数字滤波在计算机中用一定的计算方法对输入信号的量化数据进行在计算机中用一定的计算方法对输入信号的量化数据进行数学处理，减少干扰在有用信号的比重，提高信号的真实数学
9、处理，减少干扰在有用信号的比重，提高信号的真实性性输入到遥测量采集系统的模拟直流电压来自各类变送器和输入到遥测量采集系统的模拟直流电压来自各类变送器和传感器，有用的信号长混杂有各种频率的信号。在遥测量传感器，有用的信号长混杂有各种频率的信号。在遥测量采集的输入端通常采用采集的输入端通常采用RC低通滤波器，用来抑制某些干低通滤波器，用来抑制某些干扰信号。扰信号。v滤波滤波第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理四、遥测量的处理四、遥测量的处理v标度变换：标度变换：把把A/D转换数字量转换成具有不同量转换数字量转换成具有不同量纲的数值，以便于工作人员进行监视和管理。纲的数值，以便于工作人
10、员进行监视和管理。设遥测量的实际值为设遥测量的实际值为S， A/D转换后的值为转换后的值为D，则则标度变换系数标度变换系数K=S/D。二进制二进制十进制十进制对应电流（对应电流（A A）00000000000001111111111120471500例如：例如：各个遥测量都有对应的各个遥测量都有对应的标度变换系数标度变换系数。第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理四、遥测量的处理四、遥测量的处理标度变换系数（标度变换系数（两个字节两个字节）存放如图所示：）存放如图所示：当一个遥测量经当一个遥测量经A/D转换后，相应从遥测系数区取转换后，相应从遥测系数区取出相应的标度变换系数出相应的
11、标度变换系数K与之相乘，再把乘积右与之相乘，再把乘积右移移N位。若需要显示，则在二位。若需要显示，则在二-十进制转换后，根十进制转换后，根据据F1F2标上的小数点完成标度变换。标上的小数点完成标度变换。第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理四、遥测量的处理四、遥测量的处理v二二-十进制转换：十进制转换：二二-十进制代码称为十进制代码称为BCD码码整数位处理整数位处理小数位处理小数位处理第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理四、遥测量的处理四、遥测量的处理v死区计算死区计算死区计算式对连续变死区计算式对连续变化的模拟量规定一个化的模拟量规定一个较小的变化范围，当较小的变化
12、范围，当模拟量在这个范围变模拟量在这个范围变化时，认为模拟量没化时，认为模拟量没有变化，此期间模拟有变化，此期间模拟量的值用原值表示，量的值用原值表示，这个规定的范围称为这个规定的范围称为死区死区。第二节第二节 遥测量的采集和处理遥测量的采集和处理四、遥测量的处理四、遥测量的处理v死区计算死区计算在我国问答式远动规约中，死区以压在我国问答式远动规约中，死区以压缩因子的形式来表示，用缩因子的形式来表示，用压缩因子压缩因子来来规定模拟量的变化范围。规定模拟量的变化范围。数据区有数据区有8 8个字节，每个字节存放一个字节，每个字节存放一种压缩因子，用二进制表示，其值从种压缩因子，用二进制表示，其值从
13、02550255任意设定，代表模拟量变化任意设定，代表模拟量变化的绝对值。由主站向的绝对值。由主站向RTURTU发送的发送的I/OI/O模块工作方式与参数报文确定。模块工作方式与参数报文确定。第三节第三节 遥信量的采集和处理遥信量的采集和处理一、遥信量的采集一、遥信量的采集遥信信息通常由电力设备的辅助触点提供，辅助触点的开遥信信息通常由电力设备的辅助触点提供，辅助触点的开合直接反映出该设备的工作状态。合直接反映出该设备的工作状态。无源触点无源触点有源触点（事故跳闸音响回路）有源触点（事故跳闸音响回路）控制开关控制开关辅助触点辅助触点第三节第三节 遥信量的采集和处理遥信量的采集和处理一、遥信量的
14、采集一、遥信量的采集遥信信息的隔离措施遥信信息的隔离措施继电器隔离继电器隔离光电隔离光电隔离第三节第三节 遥信量的采集和处理遥信量的采集和处理一、遥信量的采集一、遥信量的采集一个实用的遥信取样电路一个实用的遥信取样电路目前在遥信对象状态的采集方面也有采取双触点遥信的处理目前在遥信对象状态的采集方面也有采取双触点遥信的处理方法，称方法，称“双点遥信双点遥信”。遥信量由两个状态信号表示，分别来自开关的合闸触点、分遥信量由两个状态信号表示，分别来自开关的合闸触点、分闸触点。闸触点。“0101”、“1010”为有效代码；为有效代码； “0000”、“11 11”为无效代为无效代码码第三节第三节 遥信量
15、的采集和处理遥信量的采集和处理二、遥信量的输入电路二、遥信量的输入电路接收遥信量的输入接收遥信量的输入回路可以采用三态回路可以采用三态门芯片、并行接口门芯片、并行接口芯片和数字多路开芯片和数字多路开关芯片三类接口芯关芯片三类接口芯片实现。片实现。典型扩展电路如右：典型扩展电路如右：锁存器8选1多路开关第三节第三节 遥信量的采集和处理遥信量的采集和处理一般采用一般采用FPGAFPGA、CPLDCPLD逻逻辑器件。辑器件。典型电路如右：典型电路如右：第三节第三节 遥信量的采集和处理遥信量的采集和处理三、提高遥信信息可靠性措施三、提高遥信信息可靠性措施硬件方面：继电器隔离、光耦隔离硬件方面：继电器隔
16、离、光耦隔离软件方面：连续多次读取（消抖）软件方面：连续多次读取（消抖）对于对于TTLTTL电平，电平，0 00.8V0.8V为低电平，为低电平，2 25V5V为高为高电平，电平，0.80.82V2V的电平不定。的电平不定。第四节第四节 遥信变位及遥测量越限比较遥信变位及遥测量越限比较一、遥信量变位的检测一、遥信量变位的检测v定时扫查模式定时扫查模式v变位触发模式变位触发模式现在基本上都是采用现在基本上都是采用1ms1ms中断定时采集模式中断定时采集模式第四节第四节 遥信变位及遥测量越限比较遥信变位及遥测量越限比较二、事件顺序记录二、事件顺序记录事件事件指的是运行设备状态的变化，如开关所的闭合或断开状指的是运行设备状态的变化，如开关所的闭合或断开状态的变化，保护所的正常或告警状态的变化。态的变化，保护所的正常或告警状态的变化。事件顺序记录事件顺序记录是指开关或继电保护动作时，按动作的时间先是指开关或继电保护动作时，按动作的时间先后顺序进行的记录。后顺序进行的记录。事件分辨率事件分辨率是指能正确区分事件发生顺序的最小时间间隔。是指能正确区分事件发生顺序的最小时间间隔。站内分辨率站内分辨率
