自动化系统基础知识

一．自动化系统基础知识

1．电力系统自动化的分类：

电网自动化、电厂动力机械自控、变电站自动控制、电力系统自动装置（发电机组自动并列、自动励磁、自动励磁、自动同期、VQC等）2．主讲的重点是：变电自动化系统

A.变电自动化系统的由来和初衷（最初抄报表）

通过某中传输媒体将电力设备的各种运行状态传送至当地微机系统或远方集控系统，并可实现在远方对电力一次设备进行控制。即：由微机监控系统取代常规的控制盘，在当地或集控站监控相关电力设备。（原来变电站为：控制盘、操作手把、盘表等；变电自动化的初衷为：集中监视、远方监控、SCADA系统）

A．现阶段及远期目的：随着微机技术的发展，变电自动化系统的功能和需求不再仅仅局限于对电力设备的运行监视，又增加了对系统负荷及信息的分析、统计等功能，成为了电力系统运行管理中的主要手段。

3．变电自动化系统所含设备：RTU、测控装置、通讯设备、当地和集控站监控SCADA系统、微机五防、VQC等。

4．北京电网变电自动化系统的目的和发展：

A．目的：减员增效，提高电网安全可靠运行能力，减少电网各类事故的发生。

举例：无人站减员；微机监控

微机五防从技术手段上防止人员误操作。

B．初期：建立110kV集控站，实现110kV电压等级以下的变电站无人化。

C．二期：建立各电压等级变电站的当地微机监控系统，取代站内常规控制盘。

D．三期：建立220kV负荷站的集控站，实现220kV负荷站的无人化。

E．远期：按地域分布，设置综合集控站，实现220kV所有变电站（负荷站、枢纽站）的无人化。

二．“四遥”的意义和实现：四遥是变电自动化系统的基本功能，也是变电自动化系统最初要实现的目的，但对于现阶段及以后的变电自动化系统来说，仅满足“四遥”功能是远远不够的。

1．遥信

定义：指开关量输入，反映电力系统结构、状态的各种信息。一般均通过光电隔离装置接入RTU或测控装置。

最初，采用-24V、-48V弱电方式采集，自2000年后，主要采用-220V 强电输入。

电力系统的状态量均采用实接点引入RTU（测控），遥信电源由远动装置提供，不同厂家采用不同的公共正或公共负。

二极管的作用：防止灯侧电压不平衡反向启动KGZ，误发信号。

对于通过山迪装置光字牌引入时，不用加二极管，因为山迪采用的是发光二极管，具有反向截止功能。

YX引入RTU后，仍需要通过光电隔离元件后，由RTU记录其状态，一般为打开为“0”或“OFF”，闭合为“1”或“ON”，使可根据现场实际情况人为定义：“1”动作或恢复，“0”恢复或动作。

③YX的防抖和展宽

对于RTU来说YX是一个矩形方波，但RTU对它的分判有一定的限度，宽度小于一定的时限，RTU将不能分辨，一般小于1ms的YX抖动，RTU无法分辨，但RTU可设置防抖时间，当YX脉冲宽

度小于设置值时，RTU将此YX扔掉。用于防止YX干扰误发。

防抖举例：景园街站110kV自投动作信号，RTU默认防抖20ms，此YX实传不发，将防抖改为10ms，信号上送。

展宽是将瞬间发生的YX脉冲通过软件将其脉冲宽度加长至设置时间。

YX采用弱电时，由于其电源为RTU提供，对地绝缘，为防止烧坏元器件，应避免YX回路中串入强电，或接地。

对于YX的公共端，不采用小母线的布线方式，而按一次设备间隔分别采用不同开关控制，且在转接柜处使用可断端子。

2．遥测：（分类：直流采样、交流采样）

A．定义：指模拟量输入。采集电力系统中的各运行参数。

例如：I、U、P、Q、f、ω等。

此外，有一种脉冲量，即电度，是通过累计脉冲个数，统计电度数量。严格说，脉冲量不属于YC，目前从管理上从变电系统分离，采用单独采集系统，直接传输至调度，再次不叙。

B．直流采样

通过变送器将需要测量的交流模拟量有效值（U、I），平均值（P、Q）变换为标准的直流电压或电流信号，然后送入RTU。

变送器输入为PT：0～100V（120V）CT：0～5A（1A）

输出为：单向：0～5V，4～20mA，双向：0～±5V ，4～12～20mA 一次值变送器输入变送器输出RTU数字量监控值，均为正比关系

C．交流采样

将PT、CT二次的交流电压、电流通过精密测量PT、CT转换为±5V的交流电压引入RTU或测控装置。再通过A/D转换为数字量，利用不同算法算出U、I有效值，P、Q、Φ、cosΦ等。

D．直、交比较

①直流采样：优点是程序设计简单，易于实现；缺点变送器投资大，

维护工作量大，复杂、采集值存在时延。

②交流采样：优点是速度快、投资少、维护简单，转换速度时延短；

缺点是程序算法复杂，对计算机运行速度要求高。但随着微机技术发展这已不成问题。

今后趋势：全部采用交流采样。

3．遥控：指数字控制量输出，由RTU发出改变设备状态的控制命令。例：开关的分合闸。

为保证下发命令正确可靠，其下发步骤分为遥控预选返校执

行

一个遥控对象，两个遥控状态（分、合）

CPU I/O接口发出电压脉冲启动控制继电器继电器的接点接通相应控制回路

4．遥调：指模拟量输出，连续或断续改变设备运行参数的有关信息。

例如：调节发电机的有功、无功出力等。

特例：分接头调节：命令的下发为YK，但返回位置为非“0”“1”状态，而是一个模拟量的数值。（分头位置为变送器YC上送）目前一般采用BCD码计算分头位置，用5个YX量反映分头位置。

BCD 10 8 4 2 1

题：1.变送器上送至监控的分头位置BCD码为10011，问：分头位置为多少？13

2.“四遥”指的是什么？简述其原理