电力系统远动

随着科学技术的发展，远动技术的内容和实现的技术手段也在不断发展、更新大体可分为3个阶段。

电力系统远动第一阶段

20世纪30年代：以继电器和电子管为主要部件构成远动设备。这些设备中用继电器、磁心构成遥信、遥调、遥控设备；用电子管和磁放大器构成脉冲频率式遥测；调制解调采用脉冲调幅式。这些设备的运行是可靠的，在电力系统的调度管理中发挥过一定的作用。

电力系统远动第二阶段

50～60年代初：以半导体器件为主体，采用模数转换技术和脉冲编码技术、信息论中抗干扰编码，与计算机技术相结合的综合远动设备；将遥信、遥测、遥调、遥控综合为循环式点对点远动设备；调制解调器采用调频制为主。

电力系统远动第三阶段

60年代以后：采用微型计算机构成远动系统，其主要特征是在主站端(调度端)形成前置机接收、处理远动信息，可以接收多个远方站的信息，前置机并可以向上级转发信息和驱动模拟盘。前置机应能接收处理符合标准的远动信息，还要能接入各类已在使用的远动设备的信息。后台机完成数据处理、驱动屏幕显示和打印制表等安全监控功能。后台机可采用超小型机、小型机或高档微型计算机。远方站的远动设备也采用微型机。这种系统除了传统的远动功能、模拟转换、遥信扫描、遥控之外，还扩展了事故顺序记录、全系统时钟对时、事故追忆、发（耗）电量统计和传送，增加当地功能，如电容器投切、接地检查，当地屏幕显示和打印制表以及其他需要的功能，远方站扩大功能时要发展成多机系统或采用高功能微型机。

为了保证整个安全监控系统的可靠性，在远方站和主站端分别采用不停电电源，以及主站端采用双机备用切换系统。为保证信息传输的可靠性，需采用双通道备用。为适应电力系统调度管理中采用分层控制的方式，远动信息网也采用分层式结构，以保证有效地传输信息，减少设备和通道投资。

电力系统远动远动规约

由于电力生产的特点，发电厂、变电所和调度所之间的信息交换只能经过通道实现。信息传送只能是串行方式。因此，要使发送出去的信息到对方后，能够识别、接收和处理，就要对传送的信息的格式作严格的规定，这就是远动规约的一个内容。这些规定包括传送的方式是同步传送还是异步传送，帧同步字，抗干扰的措施，位同步方式，帧结构，信息传输过程。

远动规约的另一方面内容，是规定实现数据收集、监视、控制的信息传输的具体步骤。例如，将信息按其重要性程度和更新周期，分成不同类别或不同循环周期传送；确定实现遥信变位传送、实现遥控返送校核以提高遥控的可靠性的方式，实现发（耗）电量的冻结、传送,实现系统对时、实现全部数据或某个数据的收集,以及远方站远动设备本身的状态监视的方式等。

远动规约的制定，有助于各个制造厂制造的远方终端设备可以接入同一个安全监控系统。尤其在调度端(主站端) 采用微型机或小型机作为安全监控系统的前置机的情况下，更需要统一规约，使不同型号的设备能接入同一个安全监控系统。它还有助于制造设备的工厂提高工艺质量，提高设备的可靠性，因而提高整个安全监控系统的可靠性。

远动规约分为循环式远动规约和问答式远动规约。在中国这两种规约并存。

电力系统远动循环式规约

规约中的帧结构具有帧同步字、控制字、帧类别和信息字。其中帧同步字是用作一帧的开头，要求帧同步字具有较好的自相关特性，以便对方比较容易捕捉，检出帧同步。还要求帧同步具有较小的假同步概率，防止假同步发生。控制字是指明帧的类别，共有多少字节，以及发送信息的源地址、目的地址等。

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。

电力系统远动问答式规约

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送信息的方法。

问答式远动规约的另一个特点是通道结构可以简化，在一个通信链路上，可以连接好几个远方站，这样可以使通道投资减少，提高通道的备用性。问答式远动可以适用双工、半双工通道。

对远动规约要求传输的信息有相应抗干扰措施，一般对于遥信、遥测的抗干扰编码的信号距离为4,残余差错率≤10-14。

电力系统远动遥测

将远方站的各种测量值传送到主站端。遥测的主要技术指标是模拟转器的准确度、分辨率、温度稳定性。一般要求准确度在±0.1～±0.5%；分辨率为10或12±1位。 数字量的字长则根据被测对象的要求而定。遥测量一般有模拟量、数字量、脉冲计数量和其他测量值。

模拟量 　电气设备的各种参量，诸如电压、电流、功率等。它们经过各种变送器的转换变成统一规格的直流电压(0～5伏,0～±5伏,0～±10伏)或直流电流（0～1毫安，0～10毫安,4～10毫安）输入到远动设备，经过多路转换开关，输入到模数转换器，转换成10位或12位（包括符号位）的数值，传送到主站端。

电力系统远动数字量

主要是水位计、数字或频率计、功角转换器、电能累加器和变压器分接头位置所反映的水位、系统频率、电气量的功率角，发（耗）电量以及变压器分接头位置等。这些量经过相应的变送器或直接以并行数字状态输入到远动设备的并行接口部件。输入的格式可能是若干组并行的二进制、二-十进制、格雷码形式。

电力系统远动脉冲计数量

脉冲电能表以脉冲串的形式向远动设备输入，由远动设备进行累加。根据调度端(主站端)的冻结和传送命令，向主站端传送。传送的间隔周期可能是 15分钟、1 小时、8小时或24小时。累计器的字长可以是6位二-十进码,和电能表的字长一样；或者是8位二进制字长。后一种情况要求传送的时间间隔短，在两次传送的时间内累加器不会溢出。

电力系统远动其他测量值

诸如变压器油温,SF6组合电器气体压力、密度，热工量的温度、压力，水电厂闸门的开度等水工信息，雨量、气温等一些非电量。

电力系统远动遥信

将远方站内电工设备的状态以信号的两种状态即0、1（或断开、闭合）传送主站端（调度端）。遥信反映的内容主要有断路器和隔离开关的位置，继电保护的动作状态，报警信号，自动控制的投、切，发电厂、变电所的事故信号，电工设备参数的越限信号，以及远方站远动设备的状态、自诊断信号等。

遥信的传送有变位传送和循环传送两种，以变位传送为优。为避免发生信号丢失，在远动设备初投入运行时，需将全部内容向主站端传送，使主站端安全监控系统内的数据库的内容和模拟盘的信号状态准确反映系统内运行设备的状态。在平时定期传送全部信号。

对遥信的主要技术要求是在遥信变位以后应在 1秒钟内传送到主站,并要求防止遥信误动作,即遥信编码的信号距离应当大于或等于4,以防止外界干扰的作用。在电工设备输入的接口部件处应加滤波和其他技术措施，防止接点抖动后引起误反映。滤波时间常数应≤10毫秒。由于遥信的接口部件和主要高压电工设备的接点联系，距离较远，易受强电感应，接口处应有光电隔离或经过继电器隔离。

远动设备的遥信编码一般以数据字节的一位反映一个开关接点的状态。但是国际电工委员会(IEC)TC-57专委会的标准规定,一般断路器等设备的开合状态,应以两位来反映一个开关接点的状态，即以01、10来反映，而00、11为错误状态，只有事故告警信号才用一位数据位来反映一个信号的状态。

电力系统远动遥调

由主站端向远方站发送调节命令，远方站经过校验后转换成适合于被控对象的数据形式，驱动被调对象。

发送的调节命令可以采取返送校核，也可以不采取返送校核，远方站接受遥调命令后直接执行。

遥调命令有两种形式：①设定值形式。由主站端向远方站发送控制被控对象的一个数值，远方站接受后或者以数字形式直接输出，或者经数/模转换器将数字量转换成被控对象所需要的模拟量形式输出。②升降命令形式。将主站端发送过来的升/降调节命令，转换成升/降的步进信号，用以调节发电机的出力或者变压器的分接头的位置以及水电厂的闸门。

实现遥调可以采取局部反馈调节的方式，即主站端定时发送调节命令后，由被调对象的自动调节设备来完成调节过程；也可以采用大反馈调节方式，即将被调节对象的信息反馈到主站端来进行反馈平衡，决定是否继续发送调节命令。一般采取前一种形式较多。

电力系统远动遥控

调度所（主站端）远距离控制发电厂、变电所需要调节控制的对象。被控对象为发电厂、变电所电气设备的合闸和跳闸、投入和切除。遥控涉及到电工设备动作，要求遥控动作准确无误，一般采用选择—返送校验—执行的过程。

电力系统远动选择的要求

在调度员发送命令时，首先应该校核该被控制站和被控制的设备在正常运行，系统或变电所没有发生事故和警报，所发出的命令符合被控设备的状态。在主站端校验正确后，方能向远方站发送命令。

电力系统远动返送校验

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。

电力系统远动执行

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。只有这样严格的技术措施，才能保证遥控的正确无误。对于电力系统，遥控的技术指标是执行的正确动作率为100%。2100433B

为电力系统调度服务的远距离监测、控制技术。由于电能生产的特点，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，其中发电厂、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、站和设备、元器件的运行工况，已不能用通常的机械联系或电话联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种技术手段，这就是远动技术。

它将各个厂、所、站的运行工况（包括开关状态、设备的运行参数等）转换成便于传输的信号形式，加上保护措施以防止传输过程中的外界干扰，经过调制后，由专门的信息通道传送到调度所。在调度所的中心站经过反调制，还原为原来对应于厂、所、站工况的一些信号再显示出来，供给调度人员监控之用。调度人员的一些控制命令也可以通过类似过程传送到远方厂、所、站，驱动被控对象。这一过程实际上涉及遥测、遥信、遥调、遥控，所以，远动技术是四遥的结合。

《电力系统远动原理及应用》全面阐述了电力系统远动原理及技术的应用。主要内容包括电力系统远动系统的数据通信网络、微机远动系统、远动通信规约及应用、微机远动装置的运行与维护。书后附有远动自动化相关工种中级工、高级工的职业技能鉴定试题样例各一套。《电力系统远动原理及应用》密切结合实际，内容系统、实用性强、通俗易懂。通过对《电力系统远动原理及应用》的学习，可使读者对电力系统远动技术及其应用有一个深入完整的认识。

《电力系统远动原理及应用》既可作为电力系统远动自动化方面的生产人员、技术人员和管理干部的参考书，也可作为电气人员的技能培训及职业技能鉴定用书，还可作为大专院校相关专业的教材。

第一章电力系统远动概述1

第一节电力系统的远程监控1

第二节远动系统的功能3

第三节远动信息的内容4

第四节远动系统5

一、远距离数据通信的基本模型5

二、常用的远动信道6

三、远动信息的传输规约7

第五节电力系统远动系统的性能指标9

一、可靠性9

二、实时性10

三、准确性10

第六节电力系统远动技术的发展10

一、远动技术的发展简况10

二、国内现代电力微机远动系统的特点11

第二章远动系统的数据通信网络13

第一节数据通信概述13

一、模拟通信与数字通信13

二、二进制数字通信的应用14

三、并行数据通信与串行数据通信14

四、异步数据传输和同步数据传输15

五、数据通信的工作方式17

六、数据通信的差错控制17

第二节远距离数据通信的数据编码与调制20

第三节数据远传的信息通道27

一、明线或电缆信道27

二、电力线载波信道27

三、微波中继信道31

四、卫星信道33

五、光纤信道33

六、电力系统特种光缆的种类37

第四节串行数据通信接口标准40

一、物理接口标准RS232D40

二、RS232D接口标准内容42

三、RS232串口通信的连接方法43

四、物理接口标准RS422与RS48543

第五节计算机网络基础44

一、计算机网络定义44

二、现代计算机网络结构的特点45

三、计算机网络的拓扑构型46

四、计算机网络的分类47

五、网络协议与OSI七层参考模型48

第六节局域网技术的应用56

一、局域网所采用的拓扑结构56

二、局域网的传输信道56

三、局域网的参考模型57

四、几种常见的局域网57

五、局域网的互联61

六、LAN在电力通信网中的应用64

第七节现场总线的应用65

一、现场总线简介65

二、现场总线系统的技术特点65

三、Lonworks总线的通信网络(局部操作网络)66

第三章微机远动系统69第一节厂站端远动装置69

一、远动装置的功能69

二、远动装置的技术要求70

三、厂站端的远动装置及发展71

第二节遥信量的采集和处理81

一、遥信信息及来源82

二、遥信量的采集83

三、遥信量的采集电路84

四、遥信量变位的检测84

五、事件顺序记录(SOE)86

六、报警处理87

七、提高遥信信息可靠性的措施87

第三节遥测量的采集和处理88

一、遥测信息及其来源88

二、遥测量的采集88

三、模拟遥测量的处理102

四、事故追忆105

第四节远动装置的遥控和遥调105

一、遥控106

二、遥调108

三、遥控和遥调的可靠性109

第五节调度端的远动主站110

一、调度自动化系统简介110

二、前置机设备113

三、调度端远动信息的接收114

四、接收信息的处理115

第四章远动通信规约及其应用116

第一节电力信息传输规约概况116

一、远动规约系列116

二、通信规约的应用分析117

第二节远动信息传输的循环式传输规约121

一、帧结构122

二、信息字结构124

三、帧的组织方式127

第三节远动信息传输的问答式传输规约131

一、问答式传输规约特点132

二、报文分类133

三、帧格式134

四、报文传输规则139

五、帧格式的接收校验140

六、Pollina工作流程140

七、报文举例141

八、问答式传输规约与循环式传输规约的比较144

第四节DL/T 6345104(2002)远动规约及其应用145

一、适用范围146

二、一般体系结构146

三、规约结构147

四、应用规约控制信息(APCI)的定义147

五、帧类别及传输规则148

六、DL/T 6345104—2002的应用148

第五章微机远动装置的运行与维护150

第一节远动装置的运行管理150

一、远动装置包括的设备150

二、变电站远动装置运行一般规定150

三、运行维护注意事项151

四、远动岗位人员职责152

五、远动设备的技术管理152

六、远动装置的运行管理153

七、远动设备检验管理154

第二节远动装置的定检作业155

一、远动装置定检作业要求155

二、典型远动装置定检作业157

第三节远动装置常见故障分析及处理163

一、远动设备的通信配合上的六统一163

二、远动故障的查找方法164

三、远动故障的查找步骤165

四、远动装置常见故障分析及处理167

五、为了减少故障应采取的措施178

六、处理故障的几个要点179

附录180

附录A远动设备及系统主要术语180

附录B职业技能鉴定(中级工)试题样例(远动自动化相关工种)185

附录C职业技能鉴定(高级工)试题样例(远动自动化相关工种)195

参考文献206 2100433B

《21世纪高等学校规划教材：电力系统远动及调度自动化》为21世纪高等学校规划教材，主要阐述了电力系统远动技术和调度自动化技术。

全书共分7章：第一章主要介绍电力系统远动与调度自动化的基本概念；第二章介绍远动终端的功能、软硬件配置、遥测信息和遥信信息的采集、遥控和遥调、远动终端故障检测与诊断以及电量变送器的工作原理；第三章介绍数据预处理及常用软件算法；第四章介绍远动信息的抗干扰编码；第五章介绍电网数据通信系统构成、电网数据通信方式和通信规约；第六章介绍能量管理系统的硬件软件配置及系统构成和能量管理系统的高级应用软件；第七章介绍配电管理系统，包括配电自动化功能与构成、变电站自动化、馈线自动化原理、配电管理系统和需方用电管理系统构成、配电网高级应用软件等。每章末均附有思考与练习题。

《21世纪高等学校规划教材：电力系统远动及调度自动化》可以作为高等学校电气工程及其自动化专业的本科教材，也可作为高职高专和函授用教材及从事调度自动化工作的工程技术人员的参考书。