电网监控及调度自动化第三章远方终端

1、 第三章 远方终端远方终端的功能远方终端的硬件与软件遥测信号采样电路遥信信息采样原理遥控输入与输出遥调输入与输出数据如何而来? 运方终端（Remote Terminal Unit）功能 运方终端RTU采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调节命令。 安装于馈线上的远方终端称为FTU。 安装于配电变压器上的远方终端称为TTU。 运动终端RTU（Remote Terminal Unit） 运动终端RTU（Remote Terminal Unit） 电网监视和控制系统中安装在变电站的一种运动装置，

2、简称RTU。 RTU采集所在变电站表征运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往变电站的控制和调节命令。 馈线终端FTU（Feeder Terminal Unit） 馈线终端FTU（Feeder Terminal Unit） FTU 是装设在馈线开关旁的开关监控装置。这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。 具有遥测、遥信、遥控功能。 变压器终端TTU（Feeder Terminal Unit） 仅有遥测功能 变压器终端TTU TTU监测并记录配电变压器运行工况，采集低压侧三相电压、电流，计算有功功率、无功功率、功率因

3、数、有功电能、无功电能，记录并保存一段时间。记录典型日上述数组的整点值，电压、电流的最大值、最小值及其出现时间，供电中断时间及恢复时间。 配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录。 数据终端DTU（Data Transfer Unit） 数据终端DTU（Data Terminal Unit） 安装在常规的开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸操作，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。部分DTU还具备保护和备用电源自动投入的功能。

4、 无线数据终端 GPRS DTU 专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。 远动的基本概念调度中心发电厂发电厂变电站变电站发电厂发电厂变电站变电站遥测遥信遥控遥调远动，就是利用远程通信技术，对远方的远动，就是利用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节。量、远程信号、远程控制和远程调节。基本关系基本关系: :远动远动= =远程监控远程监控= =远程远程( (监视监视+ +控制控制) ) = =远程远程( (信号信号+ +测量测量)+)+远程远程( (切

5、换切换+ +整定整定) ) = =遥信遥信+ +遥测遥测+ +遥控遥控+ +遥调遥调远程监视远程监视= =远程信号远程信号+ +远程测量远程测量远程控制远程控制= =远程切换远程切换+ +远程整定远程整定 l远动的概念远动的概念n遥测遥测(Telemetering)n遥信遥信(Telesignal)n遥控遥控(Teleswitching)n遥调遥调(Teleadjusting)远动终端RTU“四遥四遥”功能功能1 遥测：远程测量。采集并传送运行参数，包括各种遥测：远程测量。采集并传送运行参数，包括各种电气量和负荷潮流等。电气量和负荷潮流等。3 遥控：远程控制。接受并执行遥控命令，主要是分遥控：

6、远程控制。接受并执行遥控命令，主要是分合闸。合闸。4 遥调：远程调节。接受并执行遥调命令，调节发电遥调：远程调节。接受并执行遥调命令，调节发电机输出功率，变压器分接头等。机输出功率，变压器分接头等。2 遥信：远程信号。采集并传送各种保护和开关量信遥信：远程信号。采集并传送各种保护和开关量信息。息。1遥测（Tele-measurement） 模拟交流量：电压、电流、功率、频率； 电能计数脉冲（Counter Pulse）； 已转换成数字量的模拟量（digital Measured Value）； 事故追忆（故障录波） 特点：随时间变化；可比较数值大小。 由RTU向调度中心传送。 第一节 远方终端

7、的功能2遥信（Tele-indication、Tele-signalization） 断路器、隔离器的位置状态； 继电保护和自动装置的动作状态； 发电机组、远方设备的停/投状态； 事件顺序记录 （SOE）。 特点：开关量，用“0”和“1”表达；无大小。 由RTU向调度中心传送。电力系统运行控制所需要的信息遥测量遥测量母线电压母线电压各线路的有功、无功功率或电流各线路的有功、无功功率或电流变压器有功、无功功率、分接头档位变压器有功、无功功率、分接头档位发电机发电机/电厂所发有功、无功出力电厂所发有功、无功出力电站电站/厂，线路有功电度厂，线路有功电度系统频率系统频率水库水位水库水位气象数据气象数

8、据遥信量遥信量断路器的合、分状态断路器的合、分状态隔离刀闸的合、分状态隔离刀闸的合、分状态各个元件保护状态各个元件保护状态自动装置的动作状态自动装置的动作状态事故总信号事故总信号 第一节 远方终端的功能3遥控（Tele-command） 断路器、隔离开关“合”或“分”命令； 整组投切补偿电容器和电抗器； 发电机组的开停等等。 特点:从调度中心向RTU发出改变运行设备状况的命令。 第一节 远方终端的功能4遥调（Tele-adjusting） 改变变压器分接头的位置调电压； 分组投切补偿电容器； 改变机组有功和无功调节器整定值，增减出力； 对继电保护、自动装置整定值的设定（包括投退）。 特点：调度

9、中心向RTU发调整运行参数命令。 第一节 远方终端的功能5其他功能 电力系统统一时钟对时； 远方信息转发； 适合多种规约的数据远传。 第二节 远方终端硬件与软件配置一、单CPU的RTU硬件和软件配置 硬件 单 CPU 总线 BUS 多 I/O口输入/输出 第二节 远方终端硬件与软件配置一、单CPU的RTU硬件和软件配置 软件一个主程序：对整个系统的初始化和人机联系多个中断服务程序：完成RTU的输人和输出功能 实时时钟中断服务程序； A/D结束中断服务程序； 字节发送空中断服务程序； 字节接收满中断服务程序等。 第二节 远方终端硬件与软件配置二、多CPU的RTU硬件和软件配置 硬件 总CPU：管

10、理、协调、通信 子CPU：数据采集或执行命令 第二节 远方终端硬件与软件配置二、多CPU的RTU硬件和软件配置 软件程序自恢复（Watch-dog）功能决定着RTU的运行状态，必须放在最高优先级别；实时时钟中断要求CPU及时响应；与调度中心的通信必须保持连续进行；慢变数字量输入中断安排在较低的中断优先级； 打印机中断安排在最低级。 三、中断与中断优先权 子单元 CPU 中断请求 响应请求，执行中断服务程序数据采集与控制的基本硬件结构 CPU RAM ROM 网络适配器 串口 外设 MODEM 信道 网络 模/数变换 模拟量输入变换 数/模变换 放大驱动 光电隔离 接口 接口 开关量输入信号处理

11、 光电隔离 开关量输出电路 来自 TA 、 TV 的电压，电流等模拟量 遥调 接口 开关量输入信号 接口 遥控 模拟量输入/输出回路 开关量输入/输出回路 开关量输入基本硬件结构 计 算 机 总 线 CPU 驱动控制 三态门 。 三态门 逻辑控制 地址译码 。 信号调节 信号调节 去抖电路 去抖电路 隔离电路 隔离电路 。 信号输入 信号调节 信号调节 去抖电路 去抖电路 隔离电路 隔离电路 。 信号输入 滤波去抖电路 C R R0 低通滤波 施密特触发器 三态门的工作原理 A E 三态门 E D0 D1 D2 数据总线 三态门缓冲器 E1 E2 双向三态门 锁存器 74LS373 D0-D7

12、 OE GND G Q0-Q7 Vcc +5V 地址有效信号 ALE OE(1) 为低电平、为低电平、G G为高电平时，输出端状态和输入端状为高电平时，输出端状态和输入端状态相同，即输出跟随输入态相同，即输出跟随输入OE(2)(2)当当 为低电平、为低电平、G G电平降为低电平时（下降沿），电平降为低电平时（下降沿），输入端数据锁入内部寄存器中，内部寄存器的数据与输入端数据锁入内部寄存器中，内部寄存器的数据与输出端相同。当输出端相同。当G G电位保持为低电平时，输入端数据变电位保持为低电平时，输入端数据变化不会影响输出端状态。化不会影响输出端状态。OE(3)(3)当当 为高电平时锁存器缓冲三态

13、门封闭，即输出为高电平时锁存器缓冲三态门封闭，即输出端为高阻态。端为高阻态。74LS373的输入端的输入端D0-D7与输出端与输出端Q0-Q7隔离隔离地址译码电路 A B C E1 E2 E3 Y7 GND Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Vcc 74HC138 输入 输出 使能 片选 E3 E2 E1 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0

14、1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 74HC13874HC138的真值表的真值表输入/输出的控制方式 查询方式查询方式 中断方式中断方式 直接存储器存取方式直接存储器存取方式 同步传输方式同步传输方式开关量输出电路 计 算 机 总 线 CPU 驱动控制 锁存器 。 锁存器 逻辑控制 地址译码 。 隔离电路 隔离电路 输出电路 输出电路 。 输出信号 隔离电路 隔离电路 输出电路

15、 输出电路 。 输出信号 模拟量输入 变 换 器 电 力 设 备 电压形成回路 低通滤波 采样保持 多路转换开关 A /D C PU 基于逐次逼近型基于逐次逼近型A/DA/D转换的模拟量输入电路转换的模拟量输入电路电压形成回路 RC 低通滤波 双向限幅 TV A 电压接口原理图 RC 低通滤波 双向限幅 TA B 电流接口原理图 将 以上的频率的谐波过滤掉/2sf采样保持 ChA1A2SAinAout保持期间，保持期间，S S断开，由于断开，由于A2A2的高输入阻抗，使得保持电容的高输入阻抗，使得保持电容ChCh的电的电压输出保持充电时的最高值。压输出保持充电时的最高值。 采样期间，采样期间，

16、S S闭合，闭合，A1A1通过通过S S向向ChCh充电，使输出随输入变化而变化。充电，使输出随输入变化而变化。此时电路处于自然采样状态。此时电路处于自然采样状态。多路转换器l 各个模拟量在多路转换开关的控制下分时地逐一经各个模拟量在多路转换开关的控制下分时地逐一经A/DA/D转换器转换器转换，每次只选通一路。对多路开关的要求是断开时开路阻抗无转换，每次只选通一路。对多路开关的要求是断开时开路阻抗无穷大，导通时阻抗为穷大，导通时阻抗为0 0，切换速度快，工作可靠。，切换速度快，工作可靠。常见的多路开关有常见的多路开关有CD4051B，AD7506等等l模拟量多路开关由三部分组成模拟量多路开关由

17、三部分组成1 地址输入缓冲和电平转换使得输入端对地址输入缓冲和电平转换使得输入端对TTL，CMOS逻辑电逻辑电平兼容平兼容2 译码和驱动把地址译为通道号代码译码和驱动把地址译为通道号代码3 模拟开关，对应通道的模拟开关导通，将该通道的输入模拟模拟开关，对应通道的模拟开关导通，将该通道的输入模拟电压引至输出端电压引至输出端多路转换器 若输入模拟通道数目超过若输入模拟通道数目超过16，需多片，需多片AD7506，这，这时需要增加译码器进行片选。时需要增加译码器进行片选。 AD7506导通时导通电阻约导通时导通电阻约400，由于不接近，由于不接近0，所以负载电阻一定要比较大，一般在输出后增加一所以负

18、载电阻一定要比较大，一般在输出后增加一级电压跟随器以提高输入阻抗。级电压跟随器以提高输入阻抗。模/数转换 + - 比较器 Ux D/A SAR 时序及控制逻辑 数字量输出 Uref 逼近寄存器逼近寄存器SARSARD/AD/A转器转器比较器比较器时序和控制逻时序和控制逻辑电路辑电路电压电压频率变换型频率变换型A/DA/D变换变换 电 压形成 VFC 计数器 CPU 总线 l产生的脉冲频率正比于输入电压的大小产生的脉冲频率正比于输入电压的大小 l工作稳定，线性度高、电路简单工作稳定，线性度高、电路简单 l抗干扰能力强抗干扰能力强 l采样电路的速度是有一定限制采样电路的速度是有一定限制 第三节 遥

19、测信息采集 模拟量、数字量、脉冲量三大类一、 模拟量信息采集与遥测中间变换器TV、TA TV:输入电网母线电压互感器二次侧电压（0100V），把该电压变换为微机装置能够接受的成正比峰值为05V的交流电压，并实现交流电网与微机装置的电气隔离。 TA：输入电网设备的电流互感器二次侧电流（05A），将该电流信号变换成较小的电流后使之在电阻R上形成峰值为05V的交流电压信号 ，并实现交流电网与微机装置的电气隔离。多路开关MPX 多路模拟电子开关MPX有多个信号输入端以及一个信号输出端，它根据给定的地址选择信号，将多个输入信号中与地址信号相对应的一路输入作为输出信号。 交流采样原理：在一个交流信号周期T

20、内，对输入信号采样N次，两次采样之间的时间间隔 Ts=T/N。采样定理：完整表达输入信号的充要条件：max2 ffSS/H采样保持器 由于交流信号随时变化，而A/D转换需要时间，由此得到的uk和ik会产生较大的误差。因此微机变送器中必须使用采样保持器，使A/D转换器转换时间内输入信号保持不变。 As 电子开关 Ch 充电电容 阻抗变换器I 阻抗变换器II 阻抗变换器作用： 阻抗变换器可以用射极跟随器表达，其输入阻抗ri，输出阻抗ro0放大倍数1充电过程保持过程 A/D变换u 标准电压：R-2R网络的一个特点是：如果SlS11全部接地，从任意一个节点 Pi（i=1，2，11）向右看（不包括节点下

21、面的电阻2R），右边电路的等效电阻总是等于2R。 A/D变换 -标准电压：令z1=“1”，zi“0”（i=2，3，,11），则S1接+UR , Si（i=2，,11）接地，可计算出此时的输出电压为： RininininURRRRRRRRRU22222011101222KURRRURRRRURininRininin A/D变换 -标准电压：令z2=“1”，zi“0”（i=1，3，,11），则S2接+UR , Si（i=1，3,11）接地，可计算出此时的输出电压为： 220122KURRRURinin A/D变换 u 标准电压： 容易证明，当任意一个寄存器zj=“1”，zi“0”（i=1，2，11

22、,ij），网络输出电压为 U0j=k2-j 采用叠加原理 U0=k（a12-1+a22-2+an2-n）ai为寄存器中各位Zi对应数值，可取值“0”或“1”u 逐位比较A/D转换的原理 逐位比较式 A/D转换采用二分搜索法，使D/A网络输出电压逼近待转换电压。进制位数越多，逐位比较式A/D转换引起的误差也将越小。u 逐位比较A/D转换的原理 例如模/数转换器为10位A/D。设待变换的电压信号UA=5.0V，转换开始，Z1=“1”，R-2R电阻网络输出Uo电压为5120mV，因UoUA，即控制电路重新置Z1=“0”，再置Z2=“1”，Uo电压为2560mV，因UoUA，故控制电路保留Z2=“1”

23、，再置Z3=“1”，以此逐位10次比较，最后得到结果0111110000B。 工频跟踪 在一个交流信号周期T内，对每一路输入信号都要采样N次，两次采样之间的时间间隔 Ts=T/N。 实际电网频率的波动，按 T=0.02s计算的Ts采样，将导致采样间隔过大或过小，从而造成附加误差。 测量当时的交流信号周期T，使Ts将随T而变化，称为工频跟踪。 工频跟踪 将交流信号变换为方波信号，再经分频后控制8253计数器计数。只要获得一个工频周期内计数器的计数值，即可测得T，及计算出Ts=T/N。 nfc1NnfcTs1周期T= 采样过程中各量的关系 采样时间为Ts（Ts=T/N），在Ts时间内，采样保持器将

24、对每路输入信号顺序采样一次。采样脉冲间隔，用TSS表示。 在保持时间内，A/D转换器必须完成 A/D转换，应满足 （l十m）TssTs 式中l十m：交流信号周期内所采样的路数。 极性转换 允许输入电压为0+UF之间输出二进制码范围为全“0” 全“1”正负变化的交流量单极性到双极性的转换 极性转换 单极性输入电压的模/数转换芯片运用叠加偏移电流的方法实现双极性的转换。 使用该芯片作为双极性输入运用时，接入一个参考电压UREF和电阻RREF，形成一个偏移电流IREF。 极性转换 即当输入电压从-UF/2变到+UF/2时，模/数转换的输出从零变到满量程值。 单极性转换 双极性转换 极性转换 二进制首

25、位为符号位 “0”正数 “1”负数 十进制（分数）偏移二进制码2的补码+7/81 1 1 10 1 1 1+6/81 1 1 00 1 1 0+5/81 1 0 10 1 0 1+4/81 1 0 00 1 0 0+3/81 0 1 10 0 1 1+2/81 0 1 00 0 1 0+1/81 0 0 10 0 0 101 0 0 00 0 0 0-1/80 1 1 11 1 1 1-2/80 1 1 01 1 1 0-3/80 1 0 11 1 0 1-4/80 1 0 01 1 0 0-5/80 0 1 11 0 1 1-6/80 0 1 01 0 1 0-7/80 0 0 11 0 0

26、 1-8/80 0 0 01 0 0 0 三、 模拟量越阈值传送 这个问题是由于厂站端的一些参数，例如母线电压等，平时变化不大，运动装置在收集后要传送到调度中心去。如果它变化不太大，甚至无变化，连续向调度中心传送是不必要的，反而增加了装置处理数据的负担。为了提高装置效率和信道利用率，在处理这类模拟量时，采用“阈值”方法，只有变化量超过这个“阈值”时才传送，小于或等于“阈值”就不传送，这个“阈值”称为“死区”。 模拟量越阈值传送 所谓“发生一个事件”就是被测量x的变化量超过了阈值，需要将此值传送到调度中心去，如图中A点。以后X到了B点，它虽然进入了阈值内，也可能仍然在越限值之上，故不能算发生了事

27、件，也就是不必传送。 模拟量越阈值传送 阈值是在上一次遥测数据传送后产生的，在数值的上下均划出一个小区域“阈值”，即越阈的概念是向上穿过或向下穿过时，均会产生一个遥测量传送。 在本次遥测量传送后，当前值就成为中间值，而在其上下各再划出一个小区域“阈值”。四、电能量信息的采集（一）电能量信号的来源 在配电网自动化系统中，电能量信息主要来自三个方面： 脉冲电能表 电能变送器 交流采样计算积分得到。 脉冲电能表 二、电能变送器 （一）功率与电能的关系三相电路的瞬时功率为P（t），则该电路的有功电能W就是P（t）的时间积分，即设在时间t0t1内的平均功率为Pav则在时间t0t1之间的电能量等于该时间内

28、平均功率与时间的乘积。三相有功功率变送器输出电压U0与有功功率P成正比，U0=K1P)()(0110ttPdttPWavtt（一）功率与电能的关系若将U0进行电压频率（U/f）变换，使之成为与U0成正比，频率为f的脉冲信号，即 f=K2U0在时间t0t1内，计得以f为频率的脉冲数为N，则N/（t1-t0）代表在时间t0t1内频率f平均值fav。因此可求得相应时间内U0的平均值U0av，即20121)(KttNKfUavav)(101211ttKKNKUPavavKNKKNttPWav2101)( 电能变送器 （二）电能脉冲的采集 采用定时扫描脉冲电平方式采集电能量。 为了区别偶然干扰电平输入，

29、采用连续2次及以上均为高电平，才确认为有电能脉冲输入，并进行计数。否则，偶然一次采集的高电平被认作干扰而不计数。 交流采样计算积分 tKIKUkIkUkPWTIIRRT00)()(问题： 电能变送器不能解决谐波问题 交流采样计算积分的工频变动问题 （三）调度端电能数据采集 调度端在统计全系统的电能量时，需要读到同一时刻的电能数据。若各处读取电能数据的时刻不统一，则将会造成统计数据的误差，甚至失去意义。 在厂站端，电能脉冲进入RTU是随机的、连续不断的。计数器只要有电能脉冲到来，计数器中的数据就会改变。调度端读取计数器中的数据不应妨碍计数器的计数工作。因而，RTU中一般采用两套计数器。主计数器负

30、责对输入的电能脉冲进行累计计数；副计数器平时随着主计数器更新，两者保持数据一致。 调度端在需要电能数据时，向全系统发出统一的“电度冻结”命令。（三）调度端电能数据采集 RTU在收到“电度冻结”命令后，副计数器停止更新，保持此时的电能数据不变，而主计数器仍然照常计数。 调度端依此从各个RTU的副计数器中读取电能数据，这些电能数据对应的时刻是统一的。 当调度端在读取完成整个系统中的所有电能数据后，向全系统发出“电度解冻”命令。 等“解冻”命令到达后，RTU的副计数器恢复用主计数器的电能数据更新，保持与主计数器的数据一致。 五、数字量的采集 六、事故追忆 为了分析事故，要求在一些影响较大的开关发生事

31、故跳闸时，不仅把事故瞬间及事故以后，而且包括事故发生前一段时间的有关遥测量记录下来送往调度端，这种功能称为事故追忆。 六、事故追忆 要进行事故追忆，必须给需要追忆的遥测量安排内存单元。如果对需要追忆的遥测量要求保留事故前2个遥测数据，事故后3个遥测数据，由于每个遥测量占2个字节，因而总共需要25=10个单元。如需追忆的遥测量共有N个，则用于事故追忆的要2N个单元。 六、事故追忆 事故追忆数据采用堆栈方式，即采用“后进前出”的方式。六、事故追忆 正常时事故追忆缓存区连续不断地以堆栈方式存入数据。当发生事故时，触发指针记忆，若需保存故障前M个数据，故障后为N-M个数据，则在当发生事故之后读入第N-

32、M个数据后，把缓存区中的N个数据转存入事故追忆数据区，这组数据中将含有M个故障前数据， N-M个故障后数据。第四节 遥信信息采集原理一、遥信信息及来源 遥信信息用来传送断路器、隔离开关的位置状态，传送继电保护、自动装置的动作状态，以及系统、设备等运行状态信号，如厂站端事故总信号，发电机组开、停状态信号以及远动终端自身的工作状态等。第四节 遥信信息采集原理一、遥信信息及来源 位置状态、动作状态和运行状态都只取两种状态值。如开关位置只取“合”或“分”，设备状态只取“运行”或“停止”。因此，可用一位二制数即码字中的一个码元就可以传送一个遥信对象的状态。按国际电工委员会IEC标准，以“0”表示断开状态

33、，以“1”表示闭合状态。 一、遥信信息及来源 1断路器状态信息的采集 断路器的合闸、分闸位置状态决定着电力线路的接通和断开，断路器状态是电网调度自动化的重要遥信信息、断路器的位置信号通过其辅助触点QF引出，QF触点是在断路器的操动机构中与断路器的传动轴联动的，所以，QF触点位置与断路器位置一一对应。 一、遥信信息及来源 2继电保护动作状态的采集 采集继电保护动作的状态信息，就是采集继电器的触点状态信息，并记录动作时间，对调度员处理故障及事后的事故分析有很重要的意义。 微机保护综合了多种保护功能，动作后将有相应的状态信息输出。 一、遥信信息及来源 3事故总信号的采集 发电厂或变电站任一断路器发生

34、事故跳闸，就将启动事故总信号。事故总信号用以区别正常操作与事故跳闸，对调度员监视系统运行十分重要。事故总信号的采集同样是触点位置的采集。 4其它信号的采集 当变电站采用无人值班方式运行后，还要增加大门开关状态等遥信信息。 二、遥信采集电路 遥信触点取设备的状态输出触点，为了保证信号可靠，电源用24V，并采用单独接地。 遥信触点在闭合时会出现抖动现象，用RC滤波电路取得稳定状态。 为了与光耦电路输入匹配，用电阻分压取得较低电压。同时对电流进行限制。使进入发光二极管的电流限制在毫安级 。 用两个二极管提供反向电压保护。 光耦元件，实现光电隔离。 5V、24V电源分别接地，防止高压串入后面的电子电路

35、。 二、遥信采集电路 断路器状态与遥信码 断路器状态辅助触点状态光耦状态遥信码合闸断开截止1分闸闭合导通0三、遥信输入的几种形式 遥信信息一般可采用无遥信变位时不发送；一旦发生遥信变位，则插入传送的方式。 定时扫查方式的遥信输入 中断方式的遥信输入 中断触发扫查方式的遥信输入 1。 定时扫查方式的遥信输入 并行接口电路8255A 多路选择开关遥信信息采集电路 1。 定时扫查方式的遥信输入 多路选择开关采用74150芯片，它是16选1的数据量多路选择开关，实现多路输入切换输出功能，74150有16个数字量输入端（DI0DI15），l个数字量输出端DO，有4个地址选择输入端（A、B、C、D）当4位

36、地址输入后，与地址相对应的输入数据反相后由输出端DO输出。 1。 定时扫查方式的遥信输入 D0=DI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7DI8DI9DI10DI11DI12DI13DI14DI15D0000000011111111C0000111100001111B0011001100110011A010101010101010174150输入输出关系 1。 定时扫查方式的遥信输入 遥信定时扫查工作在实时时钟中断服务程序中进行，每5ms执行一次，每次调用遥信扫查子程序，一次可读入128个遥信状态量，并存入内存中的遥信数据缓冲区。 此种方式中，CPU始终参与在扫描及判别的过程中，数据可靠

37、性高，但CPU的负担相应过重。这种方式通常使用于有专用CPU负责遥信输入的子系统中。 1。 定时扫查方式的遥信输入 每次扫查开始时，首先设置遥信数据缓冲区数据存放地址的指针并将74150输出选择地址设置为0000B，通过8255A的端口C的低4位PC0PC3向74150送出，并由8255A的PA端口读入8个状态，存入由存放地址指针确定的遥信数据缓冲区，此后修改数据存放地址的指针和使选择地址加1，循环16次完成一次扫查。 1。 定时扫查方式的遥信输入 每次扫查后,CPU将遥信数据缓冲区中的遥信数据与遥信数据区内原存遥信数据相比较。每当发现有遥信变位，就更新遥信数据区，并按规定在当前数据传送序列中

38、插入传送遥信信息。同时，记录遥信变位时间，以便完成事件顺序记录信息的发送。 2。 中断方式的遥信输入 中断方式的遥信输入原理电路。由三部分组成：遥信输入矩阵；3-8译码器；接口芯片8279。输入矩阵3-8译码器接口芯片 遥信输入矩阵电路； 以一个4行4列的矩阵来说明电路的工作原理。4行4列的矩阵共可接入16个光电三极管，每个光电三极管的集电极分别接在对应的行线上，每个光电三极管的发射极分别接在对应的列线上。设红色表示光电管处于导通状态 绿色表示光电管处于截止状态 遥信输入矩阵电路； 扫描列线回送行线0 1 1 100101 0 1 10010100010001 1 0 1011001101 1

39、 1 0101110118279输入 3-8译码器；74LS138 CBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y00001111111000111111101010111110110111111011110011101111101110111111101011111111101111111 接口芯片8279 一片8279可以实现64个遥信输入,三根扫描线SL0SL2，自主按一定的扫描周期从000111顺序周而复始地变化，经38译码器译码后，得8根列扫描线Y0Y7，依次从8根行回送线读入8位代表开关状态的遥信输入，一次完全扫描可以实现64个遥信输入。 接口芯片8279 当某列列扫描线为低电平，且与该列线

40、相连的光敏三极管导通时，相应的行线变成低电平； 若与该列线相连的光敏三极管截止，回送线的内部有上拉电阻使其保持高电平。相应行线上仍保持高电平。 接口芯片8279 列扫描线的状态变化一次，与该列线相连的光敏三极管的状态就读入到8279的传感器RAM中。每当在扫描过程中检测到光敏三极管的状态变化（由遥信变位引起），8279的中断请求线IRQ就升到高电平，即产生中断请求信号。CPU响应中断后，在中断服务程序中首先清除中断请求信号IRQ，以便再次发出中断请求，接着读取传感器RAM的状态，并记录相应的遥信变位时间。 2。 中断方式的遥信输入 中断方式的遥信输入过程接口芯片SL发3位选择信号3-8译码器某

41、位“0”选线“0”所对应列状态读入8279接口芯片SL发下一列选择信号8次选择共64位遥信输入8279判断是否有变位 有变位，发中断请求，cpu读数据，形成遥信发出 无变位，进入下一次输入过程。 中断触发扫查方式的遥信输入 采用定时扫查方式输入逐信信息，扫查频率高。电力系统正常运行时，很少发生遥信变位，在此期间，CPU每次读到相同的遥信状态，占 CPU时间长。 采用中断方式输入遥信时，每当8279检测到遥信变位，才向CPU发中断请求。CPU响应中断，有的放矢地从8279读入新的遥信状态。但8279工作在传感器方式时，易受干扰引起误遥信。 中断触发扫查方式的遥信输入 电路工作时，8279高速扫描

42、 88遥信状态，每当检测到遥信变位，向 CPU发出中断，CPU响应中断，起动由 74150和 8255A等组成的扫查输入，读取64个遥信状态，并转入处理程序。在此，8279起到监视遥信变位以及向CPU报告变位的作用。 四、事件顺序记录SOE 遥信并不附带时间标记。电力系统发生事故后运行人员从遥信中能及时了解开关和继电保护的状态改变情况。 为了分析系统事故，还应掌握其动作的先后顺序。把事件发生的时间按先后顺序将有关的内容记录，这就是事件顺序记录。主要用来提供时间标记，表明什么事件在何时发生，因而记录的内容除开关号及其状态外，还包括确切的动作时间。 事件分辨率 为了确定事件发生的先后顺序，用以分开

43、各个事件所必需的最小时间间隔，称为事件分辨率。 对遥信开关状态分组进行扫查采集变位遥信。当扫查到某一组发现有开关变位时，除记下开关的序号外，还立即记下当时的实时时间作为变位的时间标记，即事件顺序记录时间，然后继续扫查了下一组。 事件分辨率 设遥信信息分为N组，从第一组开始到第N组扫查结束花费的时间为TS。 若第一次扫查当第一组刚扫查完，开始扫查第二组时，第一组内某开关Q1发生变位，由于第一组刚查过，Q1的变位只有在下一次扫查时发现登记。 而在第二次扫查时，在临近结束时若最后第N组的Qn发生变位并被检测到，这样一来，第二次扫查共检测到Q1和Qn的变位，记录的登记时间同为tR。 事件分辨率 而实际

44、上Q1和Qn的变位差不多相差有2TS，但记录时间相同，据此无法分清两者发生的先后顺序。只有当两个开关变位时间相差大于2TS时，记录的时间标记才不会相同，从而保证可以分清两者变位的前后顺序，因此，事件分辨率为2TS。 第五节 遥控输入与输出一、遥控及命令执行过程 在电网调度自动化系统中，遥控就是调度中心发出命令去控制远方发电厂或变电站的断路器，进行合闸或分闸操作。 遥控是调度中心向厂站端下达的操作命令，直接干预电网的运行。所以，遥控要求有很高的可靠性。在遥控过程中，采用“返送校核”的方法，实现遥控命令的传送。 第五节 遥控输入与输出一、遥控及命令执行过程 “返送校核”是指厂站端 RTU接收到调度

45、中心的命令后，为了保证接收到的命令能正确地执行，对命令进行校核，并返送给调度中心的过程。在遥控过程中，调度中心发往厂站 RTU的命令有三种： 遥控选择命令 遥控执行命令 遥控撤消命令。 第五节 遥控输入与输出一、遥控及命令执行过程 遥控命令，包括返校信息均连送三遍。 第五节 遥控输入与输出一、遥控及命令执行过程 遥控选择命令包括两个部分：一是选择的对象，用对象码指定对哪一个对象进行操作；另一个是遥控操作的性质，用操作性质码指示是合闸还是分闸。 遥控执行命令指示RTU按接收到的选择命令、执行指定的开关操作。 遥控撤消命令指示RTU撤消已下达的选择命令。 第五节 遥控输入与输出一、遥控及命令执行过程 遥控命令格式：字地址性质码