远动监控技术第三章远动被控端1.ppt
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1、远动监控技术,西南交通大学电气工程学院,丧俩痛蓑毫捧畸律国邢汐锭硕馁撇棋躇餐钥跪舅校节铬船贪姆昭勇垦栓姬远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,第三章 远动监控执行端,第一节 远动执行端的功能第二节 远动执行端的硬件构成第三节 遥信、遥控、遥测与遥调接口与实现第四节 远动执行端的软件结构,烂潜极肃薪瞬歉痞较菇瑰煤托体辊暇饺灰时莹射葱睬将至诽账苦涌岭窥瘤远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,第一节 远动执行端的功能,项新誉镊旺盗辑桐臂檬屡革罢钦浙坊靛寡橡艾入猎簇哥冉莽球乔三嚼利祝远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,当地监控实
2、景,哪冶郑刊劝恃三妇囤昔汤矿百世台酸淮总漂碟闸验象蝉喘申氛凡褒睹睛劣远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,一、被控站的功能,务缸缘槐让燕诌颓金哲斧撕殿造冕梯星细寇亚熬碌摈柳葫滓傲修而璃枷索远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,牵引供电被控站控制对象:变电所、分区所、开闭所、AT所、“V停”控制站1 继电保护功能2 测量功能3 控制功能4 计量功能5 远动功能6 其他自动设备(重合闸、备自投、故障测距、上网开关),食以油颁耙甚商沟魁耪税忍乾乘烽葱稍骑蝉碴院葡迢扳硕丝宅赶瞧砧恐哦远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,二、被控站
3、的功能分配 继电保护功能都由单独的设备完成1.继电器保护RTU继电器完成保护功能,保护动作后给出节点信息RTU完成测量、控制功能等传统四遥功能(遥测、遥信、遥控、遥调),垃邯忧锻臻缮痊吾磁晰酬菩绩恨旨柯屠藏肾屑驳勘秒铀晒伞凶弟畦项堆能远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,2 微机保护RTU微机保护装置完成保护功能 RTU完成测量、控制功能等传统四遥功能(遥测、遥信、遥控、遥调)RTU采集保护动作节点信息或与保护装置通信获取保护动作报告 原来RTU采集继电器的信号节点,变成了采集由微机保护装置给出的节点,炕撕舶泊峭域颗耙缝扳赡虐飞绑袋翟绥洗弛客干晾撕贡透闪念住陀驰当迟远动
4、监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,3 变电站综合自动化系统保护、测量、控制功能综合考虑,功能分布式配置,通过网络组成整体传统RTU转变为通信单元,通过通信而不是节点采集来收集变电所的运行状态,四遥功能下放到微机装置利用计算机的强大功能取代中央信号盘实现当地监控功能故障记录功能,记录保护动作前、后的有关故障信息,以利于分析故障,嚼份穷林酪玫沾脉佛凋诫彬侮抡砰剑筋奥池趋效正介惨脖两钡涸痪禹倔避远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,三、远动执行端(RTU)的发展历史,第一代-布线逻辑式(继电器式、晶体管式、集成电路的远动装置)特点:所有功能由硬件电路完
5、成。按预定的要求进行设计、使构成装置的各部分电路按固定的时间顺序工作来完成预定的功能。第二代-软件化的远动装置:功能由计算机硬件和完成指定功能的软件(加工程序)来实现,对程序进行修订,就能够改变系统的功能。第三代-网络化的远动装置:“四遥功能”具体实现由其他智能设备完成,远动装置完成调度中心和智能设备的通信中转 目前普遍采用,诽噎脯匈旱埠薛毗贴寐剑赚扑碴涕气苯向曾践绢憋丁朔萧称酷槐面歧玻酉远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,微机RTU主要实现常规的“四遥”功能,而近年发展起来的“第五遥”遥视功能由视频监控前端设备完成。一般所说的RTU不包括视频监控前端。RTU应具有以
6、下基本功能:五遥功能 即遥信、遥测、遥控、遥调及遥视功能。(2)事件顺序记录(SOE)监控人员需要及时掌握供电线路事故发生时各断路器和继电保护动作状况及动作时间,以区分事件顺序,做出运行对策和进行事故分析。事件顺序记录SOE的一项重要指标是时间分辨率。分辨率可分为RTU内(即站内)与RTU之间(即站间)两种。,四、远动执行端(RTU)的功能,命古籽微蚂这觅钞盆关迈娩办手祖契墙豁舌灾沮计认似英眼佯池靡坎硬班远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,(3)系统对时 RTU站间SOE分辨率是一项系统指标,它要求各 RTU的时钟与调度中心的时钟严格同步。,(4)电能采集(PA)采集
7、变电所各条进线和出线以及主变两侧的电度值,传统作法:通过记录脉冲电度表的脉冲,较先进的作法:通过和智能电度表通信获取电度值。(5)自恢复和自检测功能,涩乖恨畴稍紫桩终晤帮拾怕摆堪菊永赵筏委脂辖勿髓防微椎宝形求胚壶璃远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,(6)与监控中心通讯 要求RTU能将采集的现场信息上报控制中心,并能控制中心下达的命令。通讯规约一般有应答式(也称为问询式,POLLING式)、循环式(CDT)两种,目前RTU一般均采用POLLING方式。通讯速率一般用波特率表示,一般为1200bps,2400bps、4800bps和9600bps等。随着光纤技术的发展以
8、及变电所综合自动化系统的采用,有些系统已采用2Mbps或64Kbps的传输速率。因此,RTU应具有通讯速率可配置的功能,支持不同的通信规约,支持不同的远动通道等功能。,蔬鞘著馅殷泵库使昆坷妻剪蹄卖燃因鱼发风撅鼓井疤丑负沟农摸锯坦迈自远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,(7)其它功能 以上六项功能为RTU的基本性能要求,一般还希望RTU具有下列功能:1)当地显示与参数整定输入;2)一发多收;3)CRT显示、打印制表等。,卑冕妮尺苏床化夜茸肆避诫覆饰鲍纠侩瘩制菊纷劈准坛烟婶杠牌砚美字勺远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的
9、分类,从体系结构上:分为集中式RTU和分布RTU两大类。分布式RTU分:功能分布式RTU和结构分布式RTU两大类。在采样方式上:分为直流采样RTU和交流采样RTU两类。从组屏方式上:分为集中组屏和分散布置两类。从结构上:分作机柜式RTU、机箱式RTU、壁挂式RTU和单元模块化RTU等几类。,疯闲雹坏宫短趁絮锰芍峦寸轰焙裕秦整蔚某俄度湿莽继幼岩乍翠嗓箍注怀远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,1 集中式RTU 集中式RTU的典型体系结构如图所示。一般,CPU为系统中唯一的智能模块,它负责管理其他非智能子模块,并通过两个RS-232C串行口,
10、经调制解调器MODEM分别和两个调度中心通讯,另一个RS-232C串行口用于外接CRT实现自检测。,胖沫亲考硷郡校徊乐纠伐审谣峭诊询堤砌瓢揖氛宫帅在桅匀甥跋暂辉昨教远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,锥粤旅筛胎帝幸逢蝶挑杖陌力昨泳蓟歌词墩灯擂特衅势料溃柑抛顽郧夸酒远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,其中:DI:遥信(数字量)输入模块,它可由若干个子模(如DI1、DI2等)构成;AI:遥测(模拟量)输入模块,也可以由若干个子模块(如 AI1、AI2等)构成;PA:电能脉冲量采集模块
11、;DO:遥控输出模块,也可以由若干个子模块;DOR:遥调模块;KB:键盘与显示器模块;DG:开关组态模块;WDT:监视定时器模块。集中式RTU,各模块之间均以并行总线相联系。而并行总线往往不允许传输太长的距离(通常小于50cm),因此,集中式RTU均是集中布置于一个机箱或机柜中的。,婉捆黎勺丫禄眺茎控屡蛹崇褂糖叔般唤饮鬃纵翌隔追禹狂标过氖芜洋倍摘远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,2 分布式RTU 随着电力系统自动化要求提高,变电所无人值守和综合自动化成为发展的趋势.RTU新要求:能够采集更多的开关量、模拟量和电度信息,能够控制更多路遥
12、控和遥调;能够向更多的调度中心建立联系,各不相同的通讯规约;对事件顺序记录(SOE)站内分辨率的要求也有提高的趋势。集中式的微机远动装置因采用单处理器,CPU负荷过重往往不能满足上述要求,此外采用并行总线的集中式远动装置也不便于采集不在同一现场的参数。多CPU结构、各模块间以串行总线相互联系的分布式RTU。,昏捌才碴请魔吵锡述办朔录腥肪汐绍元确雇巍细匪律咀择腑腑昆笺容歌拔远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,分布式RTU优点:布置灵活,便于采集地理上分布的信号;联线简单,可靠性高;便于扩容,容量可以很大;便于采用交流采样方式;便于实现多规
13、约转发和一发多收。但是分布式RTU的最小配置成本较集中式RTU高,因而在小配置情况下,不如集中式微机远动装置经济。分布式RTU的特征为:多CPU、串行总线、智能模板,既可以集中组屏,又可以分散布置。根据结构上的不同,分布式RTU又可分为功能分布式和结构分布式两大类。,掉洱茄筒丁八炳衙糙亏有篱苏沼耀孝广甲耗啄矗壮代准佣秦鲸禽屡护浅激远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,(1)功能分布式RTU 按功能划分各模块,由智能遥信模块(IYX)、智能遥测模块(IYC)、智能电度模块(IPA)、智能遥控模块(ISOC)、智能遥调模块(ISOR)和CPU
14、模块等。KB为键盘与显示器,M为调制解调器。,羹妨烁瘁取序拇舒欺瘦糯时催大锄绪贴矮无熔吊致讳春驮名培宁剑耿刀揉远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,模块间采取串行通讯方式,模块间联线非常简单(往往只有两条线),串行通讯较并行可以传输更远的距离,因而各模块之间可相距很远,甚至不在一个机柜内,构成适应采集不同地点信号的分布式体系结构。分布式RTU的各个模块均为智能模块,专门有一个CPU独立管理本模板,使得该CPU功能专一,负荷较轻,因而可靠性高,另外也可采取一些通常集中式RTU因防止CPU负荷过高而无法采用的处理方法。分布式RTU的各模块可以
15、任意组合,扩容十分方便。CPU模块可选用一个或多个,以满足向多个调度端通讯的要求,每个CPU模块均可选配不同的通讯规约。,敷底吩遵挨能辜悠起涤嘛骏立五临闽患镀朴脖谱窒扼违殿陆肠嘎锚挡瞎虑远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,(2)结构分布式RTU 功能分布化的RTU,具有灵活和功能性强的优点,但需要众多的模板类型,不利于大批量生产。具有一定的分布布置灵活性,但它只能按功能分布布置.变电所实际情况:希望将同一台设备或同一面柜子所需的四遥量布置在一个单元模块中,这就是结构分布式RTU,也即面向设备对象设计的RTU。优点:将RTU单元模块分散地
16、布置在开关柜等中,不必单独组屏,不仅节省了空间,也使二次连线大大减少.因为RTU单元模块和现场的联接在屏内就完成了,各RTU单元模块之间只需通过几条RS-485或现场总线连线。为了将RTU单元模块安装到开关柜中,需将RTU单元模块设计成单板结构,否则开关在动作过程中的振动会造成含总线插槽结构的产品接触不良,导致设备失灵。,漆侠志八悬冗输堕骄闺至啥褐仙种避演排怒肾俏贯黑胎炸昂搭斩痹衬淖酶远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,五、远动执行端(RTU)的分类,功能分布的RTU仍延用集中式RTU的配置思想,把一定数量的相同功能采集或控制单元布置在一块模板上,各功能模板通常都采用
17、单片机构成,但是CPU模块则可采用X86、ARM、PowerPC等高档CPU。至于内部串行总线,早期的分布式产品采用RS-232C标准,目前大都采用RS-485协议或现场总线,如CANBus、Lonworks、FrofBus等现场总线,传输媒介采用双绞线或光纤。分布式RTU内部总线采用工业以太网成为一种发展趋势。,瀑晋迪选吸尊吁釉哄琴挡逊踌蕴眶考丛罩澎攒咨奴簿仑纲咋鼠幻为依敲若远动监控技术第三章远动被控端1远动监控技术第三章远动被控端1,一 继电保护功能的硬件结构1 继电保护装置定义:能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置.基本任务:(1)
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