远动监控技术_01

3. 遥信 YX：(Telesignal)
将被控站的设备状态信号远距离传送给调度端。如开关 位置信号、报警信号等。
4. 遥测 YC：(Telemetering)
将被控站的某些运行和环境参数传送给调度端。如有功 和无功功率、电度、电压、电流等电气参数，温/湿度、 接触网故障点的距离等非电参数。
19/64
12/64
1.1.5 远动技术的发展
远动技术在20世纪30年代首先用于铁路运输 系统 我国在20世纪50年代末才在电力系统中采用 电子管、继电器 （50年代） 晶体管 （60年代） 集成电路 （70年代） 微机式远动 （现在）


13/64
1.1.5 远动技术的发展
——分类



11/64
1.1.4 远动系统的应用领域
• • • • • • • • • 铁路系统电力系统调度网 无线通讯基站网 地铁、轻轨电力调度系统 铁路系统道口，信号管理系统 交通安全监侧 坝体、隧道、桥梁、机场和码头等安全监控网 石油和天然气等管道监控管理系统 城市供热、供水系统监控和调度 环境、天文等无人检测网络的管理
34/64
1.3.3 远动信道
3. 无线电信道：由发射机、发射天线、自由空间、接收 天线和接收机组成。利用自由空间传输，不需架设通 信线路，可节约大量金属材料并减少维护工作量
4. 微波信道：频率300MHz－300GHz的无线电传播信号。 直线传播，远距离时设中继站。频带宽，传输稳定， 方向性强，保密性好。


8/64
1.1.1 远动监控是什么？
——实现生产过程的远程数据采集、远程监视以 及远程控制的系统，称之为远动监控系统。 人工－自动－无人值守 发电—输电－配电－用电
电力调度中心（控制中心）
电力变电所
9/64
1.1.2 远动系统的基本功能
测量功能 控制功能 报警功能 指示功能 累加功能 数据传输 网络功能
28/64
1.2.6 远动系统的基本构成
2. 通信通道
传输介质包括音频 实回线（电话线） 、光纤、电力载波 、无线电等。
远动通道示意图
29/64
1.2.6 远动系统的基本构成
3. 被控端或远方终端单元 （RTU, Remote Terminal Unit)
RTU主要配置有CPU、I/O （输入/输出）模板、通 信接口单元，以及通讯机 、GPS天线、电源、机箱 等辅助设备。
学时数：54学时 学时安排：3学时/周 上课时间：1－16周 总评成绩＝平时成绩＋考试成绩 平时成绩：占30％ 考试成绩：占70％ （闭卷考试）

3/64
教材与参考书

教材：
柳永智、刘晓川，《电力系统远动》，中国电力出版 社，2006年第二版


参考书：
钱清泉，电气化铁道微机监控技术，中国铁道出版社 盛寿麟，电力系统远动原理，中国电力出版社 杨爵，实用编码技术，中国铁道出版社 胡道元，计算机局域网，清华大学出版社 曹志刚，现代通信原理，清华大学出版社 张永健，电网监控与调度自动化，中国电力出版社 何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配 置与接口技术，北京航空航天大学出版社
1.2.4 远动系统的功能结构框图
25/64
1.2.5 远动系统配置的基本模式
远动配置：指主站与若干子站以及连接这些站 的传输链路的组合体。
常用的远动配置类型： 1. 点对点配置 2. 多路点对点配置 3. 多点星型配置 4. 多点共线配置 5. 多点环形配置
26/64
1.2.5 远动系统配置的基本模式
主站 子站
（a） （b） （c） （d） （ e）
远动系统的配置图 (a)点对点； (b)多路点对点； (c)多点星形；(d)多点共线；(e)多点环形
27/64
1.2.6 远动系统的基本构成
1. 控制中心
主站、控制 端ห้องสมุดไป่ตู้or 调度 端，CC 包括主机、 备用主机、 人机接口、 模拟盘、通 讯装置、网 络等设备。
8. 调度自动化系统 (Dispatching Automation System)
SCADA ＋数据处理和管理功能＋与其它系统联网＋在 线培训、辅助决策等功能。
20/64
第一章 远动技术概述
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 概论 远动系统的基本结构 远动信息与远动信道 远动系统的基本功能 远动系统的性能指标 电力调度自动化系统
事件顺序功能
10/64
1.1.3 远动系统的作用



提高系统的自动化水平，大大提高生产效率； 及时采集系统信息，随时掌握系统运行状态， 提高了系统运行的安全性和可靠性； 及时发现故障、及时处理故障，有效缩短故 障处理时间，减少故障损失； 减小了操作人员的劳动强度，保证第一线人 员的操作安全； 减少不必要的人工浪费，达到减员增效的目 的； 为变电站无人职守、以及智能电网提供必备 的技术手段和装备……


21/64
1.2.1 远动系统的组成
22/64
1.2.2 远动系统的工作流程
通信接口 通信接口
控 制 中 心
监视控制 控制程序 改变数据库 参数设置 GPS标准时间信号 模拟量 数字量 累加量 诊断结果
RTU
主站
通信系统
现场设备
23/64
1.2.3 远动系统的原理框图
24/64
本章主要回答以下几个问题:
1. 远动系统是什么？有何作用？
2. 远动系统的发展怎样？
3. 远动系统基本概念、基本构成是什么？
4. 调度自动化系统的功能、基本构成、及其与 远动系统的关系是什么？
7/64
第一章 远动技术概述
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 概论 远动系统的基本结构 远动信息与远动信道 远动系统的基本功能 远动系统的性能指标 电力调度自动化系统
14/64
1.1.5 远动技术的发展
——从硬件设计上划分

片级设计：用户根据自己的要求选用不同种
类的微处理器片、存储器片、输入输出片等 联成各自的系统。

模块级设计：直接采用单板机或软硬件结合 的多功能集成模块构成用户系统。

系统级设计：直接使用具有完整的硬件和软
件结构的微型机系统，适当配置一些接口电 路，构成系统。
成帧，再编排帧的顺序，周期性地以循环方式向调度端 传送。信息传送是周期性的，发端不顾及收端的需要， 也不需收端给以回答。

问答传输模式Polling（查询）方式：调度端与被控
端采用一问一答的方式进行通讯。调度端需要主动向被 控端发送查询报文，被控端按调度端的查询要求发送回 答报文。要保证调度端发问后收到正确的回答，必须保 证有上下行信道。
15/64
1.1.6 远动系统监控中心的发展
——第一/二代远动系统
缺点:
1. 软件之间的耦合程度高， 系统难于扩展、维护； 2. 软件依赖于硬件平台，不 能实现资源重用； 3. 容错性差，局部故障影响 整体； 4. 系统开放性差。
主机 A
主机 B
切换装置
通讯 设备
通讯 设备
16/64
1.1.6 远动系统监控中心的发展

本课程以现有的第三代远动系统为例，介绍其功能和 工作原理。
18/64
1.1.7 远动监控系统的基本概念
1. 远动技术
监控系统调度端（控制中心）与执行（被控）端之间实 现遥控、遥信、遥测、遥调技术的总称。
2. 遥控 YK：(Romote-Control, Telecontrol)
从调度端发出命令以实现远方操作和切换。如开关的 “分”、“合”、故障信号的复归等。
1.1.7 远动监控系统的基本概念
6. 遥调 YT：(Teleadjusting)
调度端直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整。 如变压器电压（抽头）等。
7. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition
System) 能够完成常规“四遥”功能的监视控制和数据采集系统。 简称远动系统（Telecontrol System，或Remote-Control System）。
4/64


远动监控技术教学大纲

第一章 远动技术概述（1）
“四遥”功能的定义；微机远动系统的基本组成； 微机远动系统的性能指标

第二章 远动信息与编码的基本理论（3）
数据传输系统的组成；抗干扰编码的基本原理； 线性分组码；循环码

第三章 远动通信原理和信道（2、4、7）
数字调制与解调；同步技术；电力线载波信道； 光纤信道；微波信道；频分复用技术；时分复用 技术；串行通信接口
33/64
1.3.3 远动信道
信道（通道）：信号传输时经过的通道。
远动通道：传输远动信号的通道。
1. 专用有线信道：由远动装置产生的远动信号，以直流 电的幅值、极性或交流电的频率在架空明线或专用电 缆中传送。常作近距离传输。 2. 电力线载波信道：载波电话，远动信号占用一个话路 （音频段）：0.3-3.4kHz。直接利用电力线作信道， 无需额外投资，结构坚固。

36/64
1.3.5 数字通信
传输模拟信号的通信方式——模拟通信

第四代---基于信息化的远动系统 主要特征是采用Internet技术、Agent技术、自律分布 系统技术ADS、面向对象技术、组件技术以及JAVA 等技术，实现SCADA系统与其它信息系统的增值集 成，实现控制和管理过程的综合化、智能化。
具体特征：1. 变（配）电所采用综合自动化系统； 2. 控制中心采用综合调度； 3. 以上新技术的采用等。