四遥远动系统功能.docx

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四遥远动系统功能

在电力系统中，调度部门无疑是集中控制和管理的中心，每时每刻，调度都要向发电厂、变电站提取大量信息，同时又要将大量任务下达。

这时的工具只有电话通信，主要是电力载波通信，这种一来一往的通信方式不仅需要大量时间，而且缺乏实时性；而远动技术的采用，可以大大提高调度效率，它是实现系统实时调度和进一步实现变电站综合自动化，电网控制自动化的基础。

第一节                                                                                                                                                                                                          功能及配置

一、功能

  目前国内电力系统中的远动装置主要功能是遥测、遥信、遥控和遥调。

1、遥测

遥测是远方测量的简称，它是将被监控厂、站的主要参数变量远距离传输到调度端记录。

遥测量一般分为直流采样和交流采样两种。

直流采样的远动系统一般配有变送器屏，其内部的电量变送器将测量转换成远动设备所能处理的量，目前，电量变送器有交流电压、交流电流、直流电流、交流有功功率和频率等，变送器将输出的直流电压（或电流）输入到远动终端（RTU）的遥测板，转换成数字量后送给遥测编码器，编码器将输入的并行数码编成在时间上依次排列的串行数字信号，并经过调制解调器将数字脉冲信号变成正弦信号传输到调度端。

交流采样就是将线路二次侧的电压、电流信号，经隔离器TV、TA隔离后，通过移相、滤波，放大电路，转换成一定的交流电压信号送到遥测板，在遥测板通过运算得到f、cos∮、U、I、P、Q、Wp、Wq等电量，模数变换后送给编码器。

2、遥信

遥信是远方状态信号的简称，它是将被监视厂站的设备状态信号远距离传给调度，例如断路器位置信号、保护跳闸信号、重合闸信号等。

由于遥测量是开关量，可以直接输入编码器，编成在时间上按顺序排列的串行数字信号后经调制解调器，变成正弦信号传输到调度端。

3、遥控

遥控是远方操作的简称，它是从调度发出命令以实现远方操作和切换，通常只取两种状态指令，例如命令断路器的“分”、“合”指令。

由于遥控是直接通过远动装置跳断路器，所以执行时应特别谨慎。

基本步骤是：

先由调度端下遥控命令，远动终端（RTU）接令后，分析认可，然后启动相应出口，把启动的结果返送给调度端设备，调度端接到回送信息后与下发命令进行比较，确认RTU启动对象是下发命令的要求，接着就发出执行命令、启动最后出口，使断路器按遥控要求完成合闸或跳闸操作。

4、遥调

遥调是远方调整的简称，它是调度远方调整厂、站的参数，例如，调整变电站的电压和无功功率。

遥调是从调度到厂、站，与遥控相同，只是遥调控制的是变压器的有载分接开关或电容器投切开关，以此来进行有载调压或无功功率调整。

二、配置

在变电站终端，远动系统的常规配置如下。

1、远动终端屏（RTU）

RTU内一般配有主机板、遥测板、遥控板、电度板、调制解调器板等。

2、变送器屏

变送器屏由各种不同变送器组成，一般有交流电压、直流电压、直流电流、有功功率、无功功率和频率变送器等，用来测量变电站各种电气量以满足调度端的要求。

3、遥控执行屏

内部装有控制断路器跳合闸的执行断电器，可以对断路器进行遥控操作或遥调操作。

4、转接屏

在远动装置中，主要用于信息、信号的分配、转接。

三、实际应用

现以MWY-C8型RTU为例

MWY-C8型机由主机板（CPU）A/D板（模数转换）I/O（接口）板组成其总体结构如图4-1所示：

TV/TA

变送器

开关柜/保护屏

YK执行屏

调度端

YC板

YX板

YK板

MODEM

A/D板

I/O板

CPU板

CRT

当地监控

报表打印

总线

图4-1MWY-C8型机总体结构图

CRT-显示器；CPU-主机板；A/D板-模数转换板；I/O板-接口板；

YC板-遥测板；YX板-遥信板；YK板-遥控板；MODEM-调制解调器

功能实现：

1、模拟量输入：

TV、TA信号通过变送器输入遥测量，通过A/D转换后进入数据总线，最后经调制解调器送入调度；

2、开关量输入：

遥信分为断路器量和保护信号两类，直接进入YX板；

3、脉冲量输入：

脉冲电度量与遥信输入为同一类型，每个脉冲量占一路遥信量；

4、遥控：

遥控分为对象选择、合跳闸性质及执行操作三部分，在板间完成返送校核；

5、遥调：

和遥控执行类似，只不过控制有载开关和电容器开关。

第一节                                                                                       通信通道

通信是指消息的传递和交换，即互通信息。

在现代通信中，要传输的消息有语言、文字、图像、符号、数据等各种类型。

利用“电”来传输的消息途径有有线通信、载波通信、短波超短波通信、微波通信、卫星通信和计算机通信、音频电缆（变电站离调度中心较近时采用）、特高频通信、无线扩频通信技术等各种方式。

任何一个通信系统都要具备这样一个过程：

即信息源将各种信息转换成电信号，由发送设备转换成适于信道传输的信号后送入信道；而接收设备与发送设备的作用相反，它在收信终端把电信号转换成与发送端信源相应的信息。

如图4-2所示：

信源

输入

设备

交换

设备

发送

信道

接收

交换设备

输出

设备

信宿

噪声源

 图4-2通信通道图

1、载波通信：

载波通信是电力系统主要通信方式之一，在系统通信中起举足轻重的作用，电力线载波通信就是利用传输电能的电力线来传送通信信号，由于通信信号的频率远高于50Hz工频信号，所以该通信通道称为输电线高频通道。

目前在输电线上传输的高频信号有三种，即语言、远动和保护信号，要在输电线上实现两个站之间的通信，必须采取两种措施：

①使工频信号不能进入载波机；②使高频信号不能进入变电站。

如图4-3所示：

阻波器起到不使高频信号进入变电站的作用；耦合电容器起到不让高压加到载波机上的作用，结合滤波器滤出高频；高频电缆把高频信号引入载波机。

所以高频通道是指：

阻波器、高频电缆、耦合电容器、结合滤波器和输电线路实现载波通信。

变电站

变电站

阻波器

阻波器

结合滤波器

载波机

高频电缆

载波机

      图4-3 载波通信通道

2、微波多路通信，一点多址微波通信：

微波多路通信是一种无线电通信，微波频率范围是300MHz～300GHz，微波的频率高，波长短，其特点是直线传播，微波通信实现了大容量通信。

因微波在地表传播的损耗较大，且绕射能力较差，因此采用中继方式，微波通信系统必须有复用设备作为终端机。

复用设备的作用是：

在发端将各用户的话路信号按一定的规律结合成群频话路信号，在收端将群频话路信号按相应规律解出各个话路信号，根据微波站作用的不同，微波站可分为不同类型，不同的微波站又根据所承担任务不同有着不同的微波发收信机方案。

3、光纤通信：

光纤通信也是有线光通信，发收采用半导体光源器件和

光检器件，传输介质是光纤，又称光纤维或光波导，光纤通信系统如图4-4所示。

调制

半 或

导 发

体 光

激 二

光 极

器 管

光电检测器

解调

光纤

电信号

电信号

图4-4 光纤通信通道

 在各种光通信方式中，光纤通信是目前最能充分发挥特点的一种方式，有下列优点：

①传输频带宽，通信容量大；②传输距离远；③抗电磁干扰能力强、无串话；④光纤细、光纤轻；⑤资源丰富。

4、架空明线、对称电缆和同轴电缆通信：

有电通信的传输有三种主要类型，即架空明线、对称电缆和同轴电缆。

架空明线数量较大，但从发展观点将被逐渐淘汰；对称电缆投资大，衰减小，抗干扰能力强，能克服串音问题，所以目前国内同轴电缆是有线通信的重要传输媒介。

5、移动通信：

移动通信一般是指移动体与固定地点，或移动体相互间通过有线和无线信道进行的通信，它需要使用各种设备，概括起来，移动通信有如下特点：

①传播条件十分恶劣；②受城市干扰尤其电台干扰比较突出；③要求接收设备有很大动态范围。

移动通信是随交通工具同步发展的，反过来，它又大大提高了交通运输及其他行业的生产效率，广泛应用移动通信和其他通信工具能够带动电力等其他部门的进一步发展。

第六章  无人值守变电站“遥视系统”

随着无人值守变电站管理模式的推广，变电站巡检制度的建立，在巡检中心、集控中心（集控站）等相关部门通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理，可提高变电站运行和维护的安全性和可靠性，并可逐步实现电网的可视化监控和调度，使电网调控运行更为安全、可靠。

在电力系统实施的这种监控系统被称为“遥视系统”。

这种遥视监控一般通过安装一体化球形彩色摄像机、带云台的摄像机和固定摄像机来实现。

  一、电力变电站远程图像监控系统解决方案针对变电站内的如下目标实施实时监控：

   1、实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听及喊话；

   2、监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观运行状态；

   3、监视变电站内CT、PT、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态；

   4、监视变电站内隔离开关和接地刀闸的分合状态；

   5、监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态；

   6、监视变电站内主要室内环境（主控室、高压室、电容器室、独立通信室等）的情况；

   7、实现变电站站内关键部位防火、防盗自动监视，可进行周边报警联动。

电力变电站远程图像监控系统，对于纳入遥视监控范围的变电站的数量没有限制，主要视其应用环境的网络状况，因此基本上系统规模可根据电网区域范围大小和变电站数量自由组合定义。

同时系统可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络。

    根据电力行业的应用特点及管理模式，其电力变电站远程图像监控系统基本上分为主控中心、区域监控中心和站端系统的三级网络结构方式

二、电力变电站远程图像监控系统的组成：

    根据电力行业的应用特点及管理模式，其电力变电站远程图像监控系统由主控中心（调度中心）、区域监控（巡检）中心和前端变电站站端部分（监控前端）以及传输网络设备构成。

    其中，主控中心和区域监控中心的功能基本一致，主要包括监控管理服务器、中心值班员工作站、录像资料存储设备以及网络视频集中监控系统应用软件。

变电站监控前端部分包括摄像机及配件、语音设备、网络型硬盘录像机、矩阵控制器（可选）、告警处理单元等。

    视频、音频、告警信息，由网络型硬盘录像机压缩编码后，通过通信网络，上传到监控中心，完成实时监控，掌握站内设备运行情况。

监控中心可实施对变电站监控设备的管理、告警信息的查询、图像浏览和控制等功能。

三、变电站监控前端部分

    变电站监控前端部分设备安装在变电站现场，完成变电站现场各种信息采集、处理、上传，主要可分为网络型硬盘录像机和外围监控设备两大部分。

设备应符合变电站自动化设备设计要求及有关标准，各部分的配置和要求如下：

1、网络型硬盘录像机   

网络型硬盘录像机是电力变电站远程图像监控系统中的核心设备，执行电力有关标准规范中所谓的站端视频处理单元的功能，主要包括：

    ①采集变电站各监控对象的视频图像和背景声音，经过压缩编码后上传到监控中心；

    ②在需要时，通过现场网络连接解码器，根据本地或监控中心操作发出来的命令控制视频切换、控制镜头聚焦、近景/远景、光圈调节，控制云台上下、左右和自动巡视动作；

    ③根据告警处理单元、报警探测器采集到的各种状态信息和报警信息，实现警视联动录像功能，自动启动告警照明灯、警铃等受控设备，自动以字幕、声光提示报警加以说明；

    ④与变电站相关自动化系统（即综合自动化系统或RTU、门禁系统等）互联互动，根据预先设定信息实现和所连接的自动化系统之间的联动；

    需要特别指出的是，由于网络型硬盘录像机的独特性能和强大功能，在变电站站端和监控中心之间网络带宽允许的情况下，它可以将变电站站端所有监控对象的视频图像实时上传到监控中心并同时显示。

    2、外围监控设备

    由于各变电站规模、电压等级、变电站形式（室内、室外）的不同，外围监控设备的类型、构成和组织结构，尤其是摄像点的布置和摄像机的类型数量差异较大，总体上以满足图像监控基本目标和要求为原则进行配置。

第七章  无人值守变电站的技术经济效益

从我国已经建成并投入运行的无人值班变电站的实际情况看，这种变电站起码已经体现出了以下优点。

1、提高了运行的可靠性

由于运行人员素质和管理水平的差异，由调度端直接进行分析判断并进行操作控制，可以统观全局，使遥控的误动率降至万分之一左右，减少了由于人员误操作和事故处理不当所造成的经济损失。

2、减少了运行值班人员，提高了劳动生产率

无人值班变电站不仅减少了运值班人员的各项开支，而且提高了调度值班人员的素质，为实现电力调度综合自动化奠定了良好基础。

3、降低了变电站的综合投资

由于实现了全盘自动化，可大大减小变电站建筑面积，新建的无人值班变电站的综合投资实际上有所减少。

4、促进了电力工业的科技进步，提高了整体管理水平

常规远动和综合自动化系统是依托高新技术才形成，无人值班变电站是顺应科技发展和电业部门的需要而产生的，也是提高电力调度部门生产技术和管理水平的有效步骤。

单就技术而言，凡有遥测、遥信、遥控、遥调功能的变电站，则具备了无人值班运行的条件。

科学技术的进步，特别是计算机与通讯技术的发展，使“四遥”变成现实，为变电站实现无人值班奠定了坚实的物质基础。

比如：

   ①性能好、检修周期长的免维护、少维护设备——GIS组合电器、真空开关、SF6开关、干式变压器、免维护蓄电池等的问世；

   ②变电站主接线简化,如采用线路变压器组接线、T型接线等,不仅节约了主设备投资,减少变电站的占地面积,而且还相应减少了设备维修与操作的工作量；

   ③城区110kV变电站从供电枢纽变为高压配电变电站,使倒闸操作大为减少。

   ④火灾自动报警及灭火装置的出现,使变电站的火灾隐患大大降低。

   无人值班的变电站，既可以采用将变电站常用及必备的监视控制、测量计算、保护通讯等功能集合在一个系统内的综合自动化技术，也可以采用远动RTU方式，两者各有利弊。

   微机技术进入变电站后，出现了微机远动、微机监控。

微机监控系统取代了原来模拟控制及盘表指示，增加了自动抄表、图形显示、语音报警等功能，在完善通讯功能，实现与调度自动化系统接口后，可用于无人值班变电站。

同样，微机远动装置在完善就地显示、就地控制及数据处理功能后，也可以实现监控系统的主要功能。

随着技术的发展、渗透，微机远动与微机监控之间在功能上的差别正在缩小。

   变电站综合自动化技术就是把变电站的监视控制、保护、通讯等电气二次部分综合在一起的技术。

由于继电保护担负着保证电力系统安全稳定运行的重任，因此它在变电站综合自动化中的作用极其重要，通常有两种模式：

   一种是继电保护完全独立,采用微机保护加微机监控的形式,两者各有自己的装置,在硬件上完全分开,可以是一个厂家产品,也可是不同厂家生产的。

它们之间通过I/O方式或通讯的方式连接。

   另一种是完全把继电保护和监控通讯结合在一套系统中,硬件上很难分清哪部分是保护,哪部分是监控。

这种融合各种功能的综合自动化系统使硬件资源的使用更加合理,特别是在分布式综合自动化系统中,其优越性得到更充分的体现。

在分布式系统中,各元件（主变、馈线、电容器等）均对应配置一个有监视控制、保护通讯等功能的功能单元,各单元之间通过通讯线（双绞线或光纤）与上位机连接且就近安装于被控对象上（如安装在开关柜上）。

这样,不仅节省了大量的二次电缆,使变电站的二次接线简单,便于远方维护,而且还大大减少了现场的安装调试工作量,缩短基建周期。

第八章  结束语

无人值班变电站是通过变电站综合自动化实现的，变电站综合自动化是变电站内微机实现运行功能的多机系统、包括测量、监控、保护、远动、信号等部分，实现变电站的日常运行和事故处理、其范围包含站有的二次部分。

它利用计算机的技术综合、统一进行处理、促进各环节的功能协调，其主要特点有：

   1、克服了传统变电站信息容量大，速度慢的缺点，其微机系统，保护信息串行通信采用交流采样，大大提高了信息总量，能够根据事件优先级迅速远传变电信息；

   2、实现综合自动化后的无人值班变电站占地面积小，基建投资省。

对变电站实现综合自动化可以极大地减小主控室面积、取消传统变电站必需的值班室、更衣室，取消模拟屏、控制台和单独的小电流接地系统与无功电压自动调节装置等，既减小了征地，也大大减少了投资；

   3、变电站综合自动化采用交流采样，速度快，精度高、克服了直流变送器的弱点。

变电站综合自动化系统采用微机采样、微机变送器输入由CT、PT提供，直接输入计算机编码、与数据采集微机通信，可传送多种计算量，速度较快、精度较高，是目前数据采集的最佳选择；

   4、变电站综合自动化采用微机保护与监控部分通信可在调度端查看和修改保护整定值。

微机保护与监控部分串行通信不仅可传送保护信息，而且还可以传送保护整定值和测量值，并可由调度端远方修改和下发保护定值。

   5、变电站综合自动化具有对装置本身实时自检功能，方便维护与维修。

综合自动化系统可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。

 建设无人值班变电站，实现变电站综合自动化是变电站实现现代化管理的必然发展趋势，无人值班变电站的建设应以提高运行管理水平，降低基建和运行管理费用为宗旨。

另外，制定和完善规章制度，加强对无人值班变电站的运行、安全管理，提高维护和检修质量也是我们急需解决的问题。

无人值班变电站是经济、技术发展的必然产物,可带来巨大的经济和社会效益。

今后的变电站将继续沿着无人值班的模式发展下去,变电站综合自动化将是变电站自动化公认的发展方向。

变电站综合自动化技术为变电站实现无人值班提供了坚实、可靠的技术基础,无人值班变电站的发展又为变电站综合自动化技