电力系统远动技术(电气试验室——邓超婧)

1、电力系统远动技术作者： 邓超婧 （发电事业部） 摘 要 远动是调度中心与各被控端之间实现遥控、遥测、遥信及遥调技术的总称，是调度自动化的核心内容。本文从系统组成、四遥，通讯方式及通讯规约四个方面结合君正热电厂典型系统结构对远动技术做了介绍。关键词 远动技术，君正热电厂，系统组成，通信方式，规约1. 综述随着电力系统的不断发展壮大，完成发电、变电、配电的厂站数量也越来越多，因工业生产及电力生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系统分布在很广的地域，发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。要管理和监控分布甚广的众多厂、所、站设备及元器件的运行工

2、况，已不能用通常的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种远距离传输技术，这就是远动技术。简单地说，远动是调度中心与各被控端之间实现遥控、遥测、遥信及遥调技术的总称。远动装置在调度中心和各变电所之间充当传送各种信息的桥梁。远动装置对于监视和控制系统的运行是一个十分有利的工具。它是实现系统实时调度和进一步实现调度综合自动化的基础。 发、供、配电同时完成是电力生产最为显著的特点，为了保证供电系统运行的可靠性和经济性，调度所必须实时掌握系统的实际运行情况。所以，从调度工作出发，一方面需要收集大量信息，要求厂站将断路器、刀闸的位置信号、事故信号及主要运行参数等信息能迅速、正确、可靠地

3、反映给调度中心；另一方面，调度所切实了解到系统的运行情况并通过DMS等先进分析管理系统进行判断处理后，应对厂站及变电所下达命令，去直接操作某些设备或调整某些参量，或去完成实时控制的任务，远动系统则负责为调度中心提供大量信息并根据调度指令执行调度员的遥控、遥调命令，它是调度自动化系统的重要组成部分。2. 远动系统组成远动系统由厂站端RTU、远动机、通信设备、信道及调度端的信息采集和处理系统、模拟屏及人机接口等内容组成，如图1所示。图1 远动系统组成RTU英文全称 Remote Terminal Unit，即远方终端单元，负责站端信息的采集、转换、传输，接收并执行遥控命令，通常布置在间隔层。远动机

4、则布置在站控层，与监控SCADA机、五防主机位于同一层.在这里需要强调的是，远动机与监控机是独立的，监控机工况退出不影响远动机信号发送和接收，远动机故障，监控机可以完成所有SCADA功能。在日常检修工作中，大家常常不自主地将两个系统联系在一起，从而影响了对故障的判断。远动机主要完成规约转换、按照调度中心要求配置转发表，按照规约约定传送将厂站的运行信息上送给调度，并将接收到的AVC、AGC指令进行变换后送给AVC和AGC上位机。这样由远动主机传给调度中心的方向我们称为上行，相反方向则称为下行。通信机主要是PCM设备及光传输设备SDH,它们将收到的模拟信号进行调制（解调）、抽样、量化、编码，复用等

5、复杂过程，转换成通信通道要求的报文格式，进行传送，SDH电接口带宽为2M,乌海地区大部分的SDH光接口速率为155M，即STM-1制式。只有千里山变电站出口为STM-4即622M。从我厂站到中调需要经过好多个中继站，为提高信噪比并增强信号功率，信号到每一站都要经过低通滤波消除干扰，通过光端机再次增补损耗，继续传输。调度端的信息采集和处理系统对接收到的多个子站信息转换，并提供给模拟屏或终端监控屏，共调度员使用。厂站端远动系统设备及通信接口典型配置见图2。图2 厂站端设备及接口典型配置厂站端典型配置为双远动主机、双以太网，两台远动主机一主一备，备机一直处于热备用，备机采用无缝跟踪技术实时监控主机运

6、行状态，一旦主机故障，则备机马上升为主机，接替主机的所有任务，在调度侧是感觉不到通讯中断的。远动机为主机时与调度端才有报文传送。远动主机一般配有四个以太网口，多个串口，以南瑞科技远动装置为例，A、B网口与站内远动A、B网通讯，剩下两个网口一个用于调度通讯，一个用于工程人员调试。串口主要的通讯对象为中调101、地调CDT、DCS机组、AVC、AGC等。A、B网物理上完全独立。RTU同样为A、B双网配置。随着远动在调度自动化的广泛应用，电力系统对网络计算机监控系统测控屏技术要求也越来越规范，2012年，内蒙中调自动化对站端测控屏内配置也有了详细的技术要求。测控屏柜端子排应采用凤凰端子，保证有足够的

7、绝缘水平(额定电压不小于600V)，各功能端子排间应分段，每段端子排应至少有20%集中设置的备用端子。CT, PT遥测回路采用凤凰电流试验端子，遥信回路接线端子采用刀闸式端子，遥控回路采用凤凰电流试验端子，遥控公共端与分、合间隔开5个端子。引到端子排上的接线应考虑电缆出线的合理性，可能引入两根以上电缆线芯的回路必须有足够的连接端子，禁止一个端子压二根线芯。CT、PT引入接线应留有足够空间，便于测试卡钳正常接入测试。直流电源正、负极不能接在相邻端子上，正、负间应隔开至少3个端子。遥测、遥控、遥信端子排应按颜色区分，遥控部分应使用醒目颜色(如:红色)的端子排。接地端子应使用黄绿相间专用端子，禁止使

8、用普通端子。测控屏内端子排排列顺序(从上到下)：遥测端子排、遥控端子排、遥信端子排。电源端子排放在右侧最上方，接地端子排放在右侧最下方。信号电源与装置电源开关分别设置。空开采用进口空开，采用直流特性的空开。PT回路经空开进入装置，空开采用进口空开，采用交流特性的空开。3. 远动技术中的“四遥”简单地说，远动是调度中心与各被控端之间实现遥控、遥测、遥信及遥调技术的总称。由远动装置在调度中心和各变电所之间充当传送各种信息的桥梁。远动装置对于监视和控制系统的运行是一个十分有利的工具。它是实现系统实时调度和进一步实现调度综合自动化的基础。 遥控是从调度中心发出命令以实现远方控制和切换。这种命令只取有限

9、个离散值，通常只取两种状态指令，例如开关的“合”、“分”指令。在调度员发送命令时，命令被送到远方站以后，经过差错控制的校核，确认命令没有受到干扰。远方站收到命令后，应先检查输出执行电路没有接点处于闭合状态；然后将正确接收的命令输出，同时将输出命令的状态反编码送到主站端；在主站端将接收到的返送校核码进行比较。返送校验在返送校核无误后，将结果显示给调度人员，并向远方站发送执行命令。此时由执行命令将输出执行电路的电源合上，驱动执行电路操作对象动作。被控制的对象动作后，过一定时间还要检查有关电路是否有接点粘上，并将动作结果告知主站，过一定时间将电路电源自动切除。目前内蒙地区调度中心对厂站的遥控功能未采

10、用。遥调是调度中心直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整。如调节改变电压量值等。 遥测是应用远程通信技术，传输被测变量的值。如有功和无功功率、电度、电压、电流、频率、功率因素等电气参数及接触网故障点等非电气参数。 遥信是对诸如告警情况、开关位置或阀门位置这样的状态信息的远程监视。如开关位置信号、报警信号等。 厂站端根据调度要求，按顺序配置转发遥控、遥调、遥测及遥信表，下装到远动主机中，远动主机配有四块或更多网卡，两块用于厂站内双以太网通讯，我们习惯上称A、B网，一块用于与中调主站前置机的通讯，远动机按照固定频率通过A、B网采集现场设备运行工况，通过第三块网卡向主站传递信息。剩余一个网口用于

11、工作人员调试配置。内蒙中调对“四遥”信号的传送要求3.1 遥测采集范围3.1.1 发电机有功功率、无功功率、电流、电压；3.1.2 发变组高压侧有功功率、无功功率、电流；3.1.3 启备变高压侧有功功率、无功功率、电流；3.1.4 机组AGC调节上限、下限；3.1.5 机组AGC调节速率；3.1.6 500kV出线有功功率、无功功率、电流、电压；3.1.7 220kV出线有功功率、无功功率、电流、电压；3.1.8 主变(联络变)压器各侧有功功率、无功功率、电流；3.1.9 500kV, 220kV母线电压及频率， 35kV母线电压及频率；3.1.10 500kV, 220kV母联、分段开关电流

12、；3.1.11 500kV, 220kV旁路开关有功功率、无功功率、电流；3.1.12 低压无功补偿元件无功功率、电流；3.1.13 高压电抗器无功功率、电流；3.1.14 变压器三相抽头位置信号 (变电站) ；3.1.15 变压器及并联补偿设备动作次数统计。3.2 遥信信息采集范围3.2.1 厂、站事故总信号; 3.2.1 机组AGC允许投入信号（电厂上传信号）；3.2.2 机组AGC状态信号（电厂上传信号）；3.2.3 机组AGC退出信号（EMS下发信号）；3.2.4 所有断路器位置信号；3.2.5 接地刀闸（包括：母线地刀、线路地刀、变压器中性点地刀）；3.2.6 反映运行状态的隔离开关

13、位置信号、旁路刀闸位置信号及低压无功补偿元件出口接地刀闸位置信号；3.2.7 全站统一GPS系统运行状态监视信号及1PPH脉冲信号；3.2.8 UPS运行状态监视信号；3.2.9 500kV母线、220kV母线母差保护总信号 (变电站)；3.2.10 主变保护总信号 (变电站)；3.2.11 无功补偿元件保护动作总信号 (变电站)；3.2.12 主变有载调压闭锁信号 (变电站)；3.2.13 主变分接头遥控(远方/本地)信号 (变电站)；3.2.14 低压无功补偿元件遥控投切(远方/本地)信号 (变电站)；3.2.15 机组AVC增磁闭锁信号；3.2.16 AVC装置投退状态信号；3.2.17

14、 AVC装置接受远方控制信号；3.2.18 AVC全厂控制信号；3.2.19 AVC功能投退信号。3.3 内蒙古电网遥调下发指令范围3.3.1 AGC机组设点命令；3.3.2 EMS系统下发ACE；3.3.3 AVC母线电压设定值。3.4 内蒙古电网遥控下发指令范围3.4.1 主变分接头升降 (变电站)；3.4.2 低压无功补偿元件投切 (变电站)；4. 远动通信方式变电站自动化系统设备应支持两种通信方式：4.1专线方式：远动信号调制后经过防雷器后，由四芯音频电缆传到音频配线架，上行两芯，下行两芯，转到PCM的E/M板，最后由PCM把调度电话、计量小号及远动四线信号复用成2M接口上数字配线架，

15、再转到SDH传输设备上，然后转到光纤配线架，最后通过架空光缆传到下个光端站。见图3。图3 专线通道4.2网络方式：远动2台主机调度通讯网口引出2条网线接到调度数据网交换机实时业务接口上，加密装置加密后上路由器 ，出来2M电缆，通过光纤收发器转化为光信号传到通讯机房，对端光纤收发器转出2M信号，上数字配线架，再到光传输设备，最后上光纤配线架，通过架空光缆传到下一个光端站数字通道。见图4。图4 远动网络104通道5. 远动通信规约专线通讯中经常采用的规约为IEC60870-5-101和IEC60870-5-CDT，即我们经常说的101规约及CDT规约，君正热电厂与乌海区调使用的是CDT规约，与中调

16、使用的是101规约，目前广泛采用的是101规约。常见设置为波特率为1200，中心频率1700波特，频偏400，偶校验，数据位8，停止位1。如果专线通道正常，转发表配置正确，但双方通讯异常，可以通过两端核对以上设置可以排除故障。网络方式一般使用IEC60870-5-104规约，或97版或02版，只要双方设置一致，转发序号配置正确，通讯就可以实现。随着网络通信在计算机通信领域的广泛应用，基于网络通信方式的规约正在成为电力远动通信规约中的主流。按照传输形式又可以分为循环式规约和问答式规约。循环式规约（典型CDT）循环式规约要求循环往复不停顿地传送信息。传送信息的内容在受到干扰而拒受以后，在下一帧还可以传送，丢失的信息还可以得到补救，保护性措施可以降低要求，也可以适用于单工或双工通道，但不能用于半双工通道。可以采用位同步和波形的积分检出等提高通道传输质量的措施。此种通信规约传输信息的有效率较低。问答式规约（典型101、104）其主要特点是以主站端为主，主站端向远方站询问召唤某一类别信息，远方站即将此种类别信息作回答。主站端正确接受此类别信息后，才开始下一轮新的询问，否则还继续向远方站询问召唤此类信息。 问答式规约为了减少传输的信息量，采用变位传送遥信、死区变化传送遥测量等压缩传