远动监控技术

1、1/64 课程教学目标及要求课程教学目标及要求 了解远动技术的基本原理、设计、应用了解远动技术的基本原理、设计、应用 以及技术发展以及技术发展 综合应用先选课程的相关知识综合应用先选课程的相关知识 对同学们的要求与期望对同学们的要求与期望: : 事先预习并做必要的准备事先预习并做必要的准备 积极参与课堂讨论与提问积极参与课堂讨论与提问 按时完成并递交课程作业按时完成并递交课程作业 遵守考勤纪律与考试纪律遵守考勤纪律与考试纪律 2/64 学时安排与成绩考核学时安排与成绩考核 学时数：学时数：54学时学时 学时安排：学时安排：3学时学时/周周 上课时间：上课时间：116周周 总评成绩平时成绩考试成

2、绩总评成绩平时成绩考试成绩 平时成绩：占平时成绩：占30 考试成绩：占考试成绩：占70 （闭卷考试）（闭卷考试） 3/64 教材与参考书教材与参考书 教材：教材： 柳永智、刘晓川，柳永智、刘晓川，电力系统远动电力系统远动，中国电力出版，中国电力出版 社，社，2006年第二版年第二版 参考书：参考书： l钱清泉，电气化铁道微机监控技术，中国铁道出版社钱清泉，电气化铁道微机监控技术，中国铁道出版社 l盛寿麟，电力系统远动原理，中国电力出版社盛寿麟，电力系统远动原理，中国电力出版社 l杨爵，实用编码技术，中国铁道出版社杨爵，实用编码技术，中国铁道出版社 l胡道元，计算机局域网，清华大学出版社胡道元，

3、计算机局域网，清华大学出版社 l曹志刚，现代通信原理，清华大学出版社曹志刚，现代通信原理，清华大学出版社 l张永健，电网监控与调度自动化，中国电力出版社张永健，电网监控与调度自动化，中国电力出版社 l何立民，何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配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置与接口技术，北京航空航天大学出版社 4/64 远动监控技术教学大纲远动监控技术教学大纲 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述（1） “四遥四遥”功能的定义；微机远动系统的基本组成；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微机远动系统的性能指标 第二章第二

4、章 远动信息与编码的基本理论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；数据传输系统的组成；抗干扰编码的基本原理； 线性分组码；循环码线性分组码；循环码 第三章第三章 远动通信原理和信道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；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；串行通信接口技术；串行通信接口 5/64 远动监控技术教学大纲远动监控技术教学大纲 第四章第四章 远动信息的信源编码远动信息的信源编码（5、6） 遥信信息的采集与处理；遥测

5、量采集接口；遥测遥信信息的采集与处理；遥测量采集接口；遥测 信息的处理；信息的处理；A/D转换器；交流采样原理及算转换器；交流采样原理及算 法法 第五章第五章 远动系统远动系统（8、9） 调度端的功能；调度端的硬件结构；微机远动数调度端的功能；调度端的硬件结构；微机远动数 据库系统；据库系统；RTU的主要功能；的主要功能；RTU的硬件构成；的硬件构成； RTU软件软件 6/64 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述 1. 远动系统是什么？有何作用？远动系统是什么？有何作用？ 2. 远动系统的发展怎样？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？远动系统基本概念、基本构成是什

6、么？ 4. 调度自动化系统的功能、基本构成、及其与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？远动系统的关系是什么？ 本章主要回答以下几个问题本章主要回答以下几个问题: 7/64 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述 第一节第一节 概论概论 第二节第二节 远动系统的基本结构远动系统的基本结构 第三节第三节 远动信息与远动信道远动信息与远动信道 第四节第四节 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 第五节第五节 远动系统的性能指标远动系统的性能指标 第六节第六节 电力调度自动化系统电力调度自动化系统 8/64 1.1.1 远动监控是什么？远动监控是什么？ 实现生产过程的远程数据

7、采集、远程监视以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。及远程控制的系统，称之为远动监控系统。 电力调度中心（控制中心）电力调度中心（控制中心） 电力变电所电力变电所 发电发电输电配电用电输电配电用电 人工自动无人值守人工自动无人值守 9/64 1.1.2 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 10/64 1.1.3 远动系统的作用远动系统的作用 提高系统的自动化水平，大大提高提高系统的自动化水平，大大提高生产效率生产效率； 及时采集系统信息，随时掌握系统运行状态，及时采集系统信息，随时掌握系统运行状态， 提高了系统运行的提高了系统运行的安全性安全性和和可

8、靠性可靠性； 及时发现故障、及时处理故障，有效缩短故及时发现故障、及时处理故障，有效缩短故 障处理时间，减少故障损失；障处理时间，减少故障损失； 减小了操作人员的劳动强度，保证第一线减小了操作人员的劳动强度，保证第一线人人 员的操作安全员的操作安全； 减少不必要的人工浪费，达到减员增效的目减少不必要的人工浪费，达到减员增效的目 的；的； 为变电站无人职守、以及智能电网提供必备为变电站无人职守、以及智能电网提供必备 的技术手段和装备的技术手段和装备 11/64 1.1.4 远动系统的应用领域远动系统的应用领域 铁路系统电力系统调度网铁路系统电力系统调度网 无线通讯基站网无线通讯基站网 地铁、轻轨

9、电力调度系统地铁、轻轨电力调度系统 铁路系统道口，信号管理系统铁路系统道口，信号管理系统 交通安全监侧交通安全监侧 坝体、隧道、桥梁、机场和码头等安全监控网坝体、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环境、天文等无人检测网络的管理 12/64 1.1.5 远动技术的发展远动技术的发展 远动技术在远动技术在20世纪世纪30年代首先用于铁路运输年代首先用于铁路运输 系统系统 我国在我国在20世纪世纪50年代末才在电力系统中采用年代末才在电力系统中采用

10、电子管、继电器电子管、继电器 （50年代）年代） 晶体管晶体管 （60年代）年代） 集成电路集成电路 （70年代）年代） 微机式远动微机式远动 （现在）（现在） 13/64 1.1.5 远动技术的发展远动技术的发展 第一代第一代-布线逻辑式（继电器式、晶体管式、布线逻辑式（继电器式、晶体管式、 集成电路的远动装置）集成电路的远动装置） 特点特点：所有功能由：所有功能由硬件硬件电路完成。按预定的电路完成。按预定的 要求进行设计、使构成装置的各部分电路按要求进行设计、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。固定的时间顺序工作来完成预定的功能。 第二代第二代-软件化的远动装置：

11、功能由软件化的远动装置：功能由计算机计算机 硬件硬件和完成指定功能的和完成指定功能的软件软件（加工程序）来（加工程序）来 实现，对程序进行修订，就能够改变系统的实现，对程序进行修订，就能够改变系统的 功能。功能。 第三代第三代-基于基于PC机机和和网络技术网络技术的远动系统的远动系统 （客户（客户/服务器结构）服务器结构） 目前普遍采用目前普遍采用 分类分类 14/64 1.1.5 远动技术的发展远动技术的发展 片级设计片级设计：用户根据自己的要求选用不同种：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、输入输出片等类的微处理器片、存储器片、输入输出片等 联成各自的系统。联成各自的系

12、统。 模块级设计模块级设计：直接采用单板机或软硬件结合：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。的多功能集成模块构成用户系统。 系统级设计系统级设计：直接使用具有完整的硬件和软：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件结构的微型机系统，适当配置一些接口电 路，构成系统。路，构成系统。 从硬件设计上划分从硬件设计上划分 15/64 1.1.6 远动系统监控中心的发展远动系统监控中心的发展 第一第一/ /二代二代远动远动系统系统 16/64 1.1.6 远动系统监控中心的发展远动系统监控中心的发展 客户机客户机客户机客户机 人机接口人机接口通信设备通信

13、设备外外 设设 缺点缺点: : 1. 1. 系统中客户与服务器之间的通信协议（应用层协议）系统中客户与服务器之间的通信协议（应用层协议） 依赖于不同的厂家，不同厂家开发的软件或硬件难于实依赖于不同的厂家，不同厂家开发的软件或硬件难于实 现集成；现集成； 2. 2. 服务器是整个系统的瓶颈。服务器是整个系统的瓶颈。 第三代第三代远动远动系统系统 17/64 1.1.6 远动系统监控中心的发展远动系统监控中心的发展 目前正在发展的是第四代：目前正在发展的是第四代： 第四代第四代-基于信息化的远动系统基于信息化的远动系统 主要特征是采用主要特征是采用Internet技术、技术、Agent技术、自律分

14、布技术、自律分布 系统技术系统技术ADS、面向对象技术、组件技术以及、面向对象技术、组件技术以及JAVA 等技术，实现等技术，实现SCADA系统与其它信息系统的增值集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、智能化成，实现控制和管理过程的综合化、智能化。 具体特征：具体特征：1. 变（配）电所采用综合自动化系统；变（配）电所采用综合自动化系统； 2. 控制中心采用综合调度；控制中心采用综合调度； 3. 以上新技术的采用等。以上新技术的采用等。 本课程以现有的本课程以现有的第三代远动系统第三代远动系统为例，介绍其功能和为例，介绍其功能和 工作原理。工作原理。 第四代第四代远动远

15、动系统系统 18/64 1.1.7 远动监控系统的基本概念远动监控系统的基本概念 1. 远动技术远动技术 监控系统调度端（控制中心）与执行（被控）端之间实监控系统调度端（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。现遥控、遥信、遥测、遥调技术的总称。 2. 遥控遥控 YK：(Romote-Control, Telecontrol) 从调度端发出命令以实现远方操作和切换。如开关的从调度端发出命令以实现远方操作和切换。如开关的 “分分”、“合合”、故障信号的复归等。、故障信号的复归等。 3. 遥信遥信 YX：(Telesignal) 将被控站的设备状态信号远距离传送给调度

16、端。如开关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。位置信号、报警信号等。 4. 遥测遥测 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，温和无功功率、电度、电压、电流等电气参数，温/ /湿度、湿度、 接触网故障点的距离等非电参数。接触网故障点的距离等非电参数。 19/64 1.1.7 远动监控系统的基本概念远动监控系统的基本概念 6. 遥调遥调 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。调度

17、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。如变压器电压（抽头）等。 7. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition System) 能够完成常规能够完成常规“四遥四遥”功能的功能的监视控制和数据采集系统监视控制和数据采集系统。 简称简称远动系统远动系统（Telecontrol System，或，或Remote-Control System）。 8. 调度自动化系统调度自动化系统 (Dispatching Automation System) SCADA 数据处理和管理功能与其它系统联网在数据处理和管理功能与其它

18、系统联网在 线培训、辅助决策等功能。线培训、辅助决策等功能。 20/64 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述 第一节第一节 概论概论 第二节第二节 远动系统的基本结构远动系统的基本结构 第三节第三节 远动信息与远动信道远动信息与远动信道 第四节第四节 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 第五节第五节 远动系统的性能指标远动系统的性能指标 第六节第六节 电力调度自动化系统电力调度自动化系统 21/64 1.2.1 远动系统的组成远动系统的组成 22/64 1.2.2 远动系统的工作流程远动系统的工作流程 控 制 中 心 23/64 1.2.3 远动系统的原理框图远动系统的原理框图 24/6

19、4 1.2.4 远动系统的功能结构框图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系统配置的基本模式 远动配置：远动配置：指主站与若干子站以及连接这些站指主站与若干子站以及连接这些站 的传输链路的组合体。的传输链路的组合体。 常用的远动配置类型：常用的远动配置类型： 1. 点对点配置点对点配置 2. 多路点对点配置多路点对点配置 3. 多点星型配置多点星型配置 4. 多点共线配置多点共线配置 5. 多点环形配置多点环形配置 26/64 1.2.5 远动系统配置的基本模式远动系统配置的基本模式 （a）（b）（c）（d）（e） 主站主站 子站子站 远动系统的配置图远动

20、系统的配置图 (a)点对点；点对点； (b)多路点对点；多路点对点； (c)多点星形；多点星形；(d)多点共线；多点共线；(e)多点环形多点环形 27/64 1.2.6 远动系统的基本构成远动系统的基本构成 包括主机、包括主机、 备 用 主 机 、备 用 主 机 、 人 机 接 口 、人 机 接 口 、 模 拟 盘 、 通模 拟 盘 、 通 讯 装 置 、 网讯 装 置 、 网 络等设备络等设备。 28/64 1.2.6 远动系统的基本构成远动系统的基本构成 远动通道示意图远动通道示意图 传输介质包括音频传输介质包括音频 实回线（电话线）实回线（电话线） 、光纤、电力载波、光纤、电力载波 、无

21、线电等。、无线电等。 2. 通信通道通信通道 29/64 1.2.6 远动系统的基本构成远动系统的基本构成 RTURTU主要配置有主要配置有CPUCPU、I/OI/O （输入（输入/ /输出）模板、通输出）模板、通 信接口单元，以及通讯机信接口单元，以及通讯机 、GPSGPS天线、电源、机箱天线、电源、机箱 等辅助设备。等辅助设备。 3. 被控端或远方终端单元被控端或远方终端单元 （RTU, Remote Terminal Unit) 30/64 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述 第一节第一节 概论概论 第二节第二节 远动系统的基本结构远动系统的基本结构 第三节第三节 远动信息与远动信道

22、远动信息与远动信道 第四节第四节 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 第五节第五节 远动系统的性能指标远动系统的性能指标 第六节第六节 电力调度自动化系统电力调度自动化系统 31/64 1.3.1 远动信息远动信息 遥测信息：遥测信息：各种运行参数，分为电量和非电量两类。各种运行参数，分为电量和非电量两类。 遥信信息：遥信信息：断路器、隔离开关等的状态信号。断路器、隔离开关等的状态信号。 遥调信息：遥调信息：改变运行设备状态的命令。必须进行返送改变运行设备状态的命令。必须进行返送 校核。无误才能发送执行命令。校核。无误才能发送执行命令。 遥控信息：遥控信息：传送改变运行设备参数的命令。传送改

23、变运行设备参数的命令。 p上行信息：上行信息：遥测和遥信信息。事件顺序记录，返送时遥测和遥信信息。事件顺序记录，返送时 钟报文和遥控返送校核信息等。钟报文和遥控返送校核信息等。 p下行信息：下行信息：遥调信息遥控信息。对时功能中设置时钟遥调信息遥控信息。对时功能中设置时钟 召唤时钟命令，装置复归，广播命令等。召唤时钟命令，装置复归，广播命令等。 32/64 1.3.2 远动信息的传输模式远动信息的传输模式 循环传输模式循环传输模式CDT（Cyclic Data Transmission） 方式：方式：以被控端为主，以被控端为主，被控站的远动信息按规约规定组被控站的远动信息按规约规定组 成帧，再

24、编排帧的顺序，成帧，再编排帧的顺序，周期性地以周期性地以循环方式向调度端循环方式向调度端 传送。信息传送是周期性的，发端不顾及收端的需要，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。也不需收端给以回答。 问答传输模式问答传输模式Polling（查询）方式：（查询）方式：调度端与被控调度端与被控 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，必须保答报文。要保证调度端发问后收到正确

25、的回答，必须保 证有上下行信道。证有上下行信道。 33/64 1.3.3 远动信道远动信道 1. 专用有线信道专用有线信道：由远动装置产生的远动信号，以直流：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。缆中传送。常作近距离传输。 2. 电力线载波信道电力线载波信道：载波电话，远动信号占用一个话路：载波电话，远动信号占用一个话路 （音频段）：（音频段）：0.3-3.4kHz。直接利用电力线作信道，。直接利用电力线作信道， 无需额外投资，结构坚固。无需额外投资，结构坚固。 信道（通道）信道

26、（通道）：信号传输时经过的通道。 远动通道远动通道：传输远动信号的通道。 34/64 1.3.3 远动信道远动信道 3. 无线电信道无线电信道：由发射机、发射天线、自由空间、接收：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：微波信道：频率频率300MHz300GHz的无线电传播信号。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，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

27、性好。方向性强，保密性好。 5. 光纤信道光纤信道：电光转换、光信号传播，光电转换过程。：电光转换、光信号传播，光电转换过程。 信道容量大，衰减小，不受外界电磁场干扰，误码率信道容量大，衰减小，不受外界电磁场干扰，误码率 低。低。 35/64 1.3.4 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 连续消息：连续消息：状态联系变化的消息，如强弱连续状态联系变化的消息，如强弱连续 变化的语音等，也称模拟消息变化的语音等，也称模拟消息 离散消息：离散消息：消息状态离散的，如符号、文字等，消息状态离散的，如符号、文字等， 也称数字消息也称数字消息 p模拟信号：模拟信号：信号的波形为时间的连续函数信号的波形

28、为时间的连续函数 p数字信号：数字信号：幅度不随时间作连续变化，只能取幅度不随时间作连续变化，只能取 有限个离散值有限个离散值 36/64 1.3.5 数字通信数字通信 和模拟通信相比，和模拟通信相比，数字通信的优点：数字通信的优点： 抗干扰能力强；抗干扰能力强； 便于使用现代计算机技术对数字信号进行处理；便于使用现代计算机技术对数字信号进行处理； 可以传递各种消息，使通信系统变得通用、灵活。可以传递各种消息，使通信系统变得通用、灵活。 缺点缺点是：占用的信道频带通常要宽的多是：占用的信道频带通常要宽的多 传输模拟信号的通信方式传输模拟信号的通信方式模拟通信模拟通信 传输数字信号的通信方式传输

29、数字信号的通信方式数字通信数字通信 37/64 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述 第一节第一节 概论概论 第二节第二节 远动系统的基本结构远动系统的基本结构 第三节第三节 远动信息与远动信道远动信息与远动信道 第四节第四节 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 第五节第五节 远动系统的性能指标远动系统的性能指标 第六节第六节 电力调度自动化系统电力调度自动化系统 38/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 单控（单个对象的控制）：断路器、隔离开关单控（单个对象的控制）：断路器、隔离开关 的合闸的合闸/ 分闸、重合闸的投入分闸、重合闸的投入 / 切除切除 开关的程控开关的程控

30、 信号复归信号复归 测控、保护单元复归测控、保护单元复归 测控测控 / 保护单元定值整定、修改及查询。定值保护单元定值整定、修改及查询。定值 整定及修改时，必须输入密码后方可执行整定及修改时，必须输入密码后方可执行 开关的操作闭锁、遥信闭锁控制开关的操作闭锁、遥信闭锁控制 当地监控与远方监控系统间控制权的获取控制当地监控与远方监控系统间控制权的获取控制 安全监控系统摄像头控制安全监控系统摄像头控制 1. 遥控功能遥控功能 39/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 程控：程控： 程控操作是若干个单控过程的组合，其程控操作是若干个单控过程的组合，其 操作过程与单控相似，由若干步单控

31、过操作过程与单控相似，由若干步单控过 程的组合完成。程的组合完成。 复归控制：复归控制： 这是无遥信状态返回的遥控对象类，用这是无遥信状态返回的遥控对象类，用 于二次回路信号继电器、信号灯的复归于二次回路信号继电器、信号灯的复归 控制。控制。 40/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 对开关的位置信号、主要设备故障信号、保护装置及自对开关的位置信号、主要设备故障信号、保护装置及自 动装置动作信号等进行实时采集并分类归入数据库中，动装置动作信号等进行实时采集并分类归入数据库中， 并在监视器上显示，打印机上记录上述事件结果，同时并在监视器上显示，打印机上记录上述事件结果，同时 对故

32、障信息提供声光报警。遥信信号内容包括：对故障信息提供声光报警。遥信信号内容包括： 变电所电动开关位置信号变电所电动开关位置信号 变电所内事故信号、预告信号变电所内事故信号、预告信号 变电所内交、直流电源系统故障信号变电所内交、直流电源系统故障信号 系统设备自检信息系统设备自检信息 控制中心通过监视器和模拟盘控制中心通过监视器和模拟盘/大屏幕投影上的模拟开大屏幕投影上的模拟开 关的颜色来显示其状态：关的颜色来显示其状态：合闸为红色合闸为红色，分闸为绿色分闸为绿色。 当变电所设备或馈线发生故障时，把故障信息迅速地传当变电所设备或馈线发生故障时，把故障信息迅速地传 递到控制中心显示、打印，同时启动递

33、到控制中心显示、打印，同时启动音响报警音响报警，报警信，报警信 号包含号包含事故报警事故报警和和预告报警预告报警两种，各种信息按两种，各种信息按不同颜色不同颜色 分类显示和打印分类显示和打印。 2. 遥信功能遥信功能 41/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 遥测内容：遥测内容： 变（配）电所三相进线电流、电压，母线电压（三变（配）电所三相进线电流、电压，母线电压（三 相），主要馈线电流、电压（三相），进线有功功率、相），主要馈线电流、电压（三相），进线有功功率、 有有/无功电度，馈线有功电度、瞬时功率因数、平均无功电度，馈线有功电度、瞬时功率因数、平均 功率因数，开关站线路电

34、流及电压（三相）等。功率因数，开关站线路电流及电压（三相）等。 遥测显示：遥测显示： 1. 显示器显示：在主接线画面上，实时显示电流、电压、显示器显示：在主接线画面上，实时显示电流、电压、 有有/无功功率、有无功功率、有/无功电度量、瞬时功率因数计算无功电度量、瞬时功率因数计算 值。值。 2. 制表显示：打印日制表显示：打印日/月报报表，进行有月报报表，进行有/无功电度量无功电度量 累加和平均功率因数计算值。累加和平均功率因数计算值。 3. 遥测功能遥测功能 42/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 4. 遥调功能遥调功能 遥调实现对主变电所内有载调压变压器进行调节，遥调实现对

35、主变电所内有载调压变压器进行调节， 遥调结果在监视器主接线画面上显示。遥调结果在监视器主接线画面上显示。 5. 调度事务管理功能调度事务管理功能 控制中心根据从变电所采集的设备运行信息，保控制中心根据从变电所采集的设备运行信息，保 护、开关动作等信息，设备正常信息，分析设备的动护、开关动作等信息，设备正常信息，分析设备的动 作次数、累计运行时间、异常或故障发生情况，为调作次数、累计运行时间、异常或故障发生情况，为调 度决策提供依据，以便及时通知运营维护部门进行不度决策提供依据，以便及时通知运营维护部门进行不 安全状态下的检修及事故状态下的抢修。并可根据维安全状态下的检修及事故状态下的抢修。并可

36、根据维 修部门的要求，结合供电系统运行情况和行车组织计修部门的要求，结合供电系统运行情况和行车组织计 划，制定合理的变电设备、馈线或接触网设备检修维划，制定合理的变电设备、馈线或接触网设备检修维 护计划，并下达到供电车间执行。护计划，并下达到供电车间执行。 43/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 分类保存操作信息、事件和报警信息的历史记录，以便进行查询和故分类保存操作信息、事件和报警信息的历史记录，以便进行查询和故 障分析；实现模拟量测量数据及开关跳闸次数等的日报、月报、年报障分析；实现模拟量测量数据及开关跳闸次数等的日报、月报、年报 等统计报表。系统可根据调度人员的要求建立

37、各种档案报表，采用自等统计报表。系统可根据调度人员的要求建立各种档案报表，采用自 动或手动方式录入数据，并可进行定时和随时打印。动或手动方式录入数据，并可进行定时和随时打印。 电度报表电度报表包括包括“日报表日报表”、“月报表月报表”和和“年报表年报表”。日报表显示内。日报表显示内 容主要有：每小时的电度量。当日最大电流及出现时间，最高最低电容主要有：每小时的电度量。当日最大电流及出现时间，最高最低电 压及出现时间等参数。月报显示内容主要有：每天的电度量。当月最压及出现时间等参数。月报显示内容主要有：每天的电度量。当月最 大电流及出现时间，最高最低电压及出现时间等参数。年报显示内容大电流及出现

38、时间，最高最低电压及出现时间等参数。年报显示内容 主要有：每月的电度量。当年最大电流及出现时间，最高最低电压及主要有：每月的电度量。当年最大电流及出现时间，最高最低电压及 出现时间等参数。为电度量参数提供手动置数功能。电度量报表可手出现时间等参数。为电度量参数提供手动置数功能。电度量报表可手 动修改，修改后的合计、功率因数等量自动进行统计。动修改，修改后的合计、功率因数等量自动进行统计。 负荷报表负荷报表包括包括“日报表日报表”、“月报表月报表”和和“年报表年报表”。记录牵引及变。记录牵引及变 配电所的电流负荷。配电所的电流负荷。 遥测极值统计表遥测极值统计表包括包括“遥测极值统计日报表遥测极

39、值统计日报表”、“遥测极值统计月报遥测极值统计月报 表表”，“遥测极值统计年报表遥测极值统计年报表”。 后台管理系统提供还有：遥测越限报表、操作（事件）记录表、开关后台管理系统提供还有：遥测越限报表、操作（事件）记录表、开关 动作统计表、故测记录表、断路器跳闸记录表。动作统计表、故测记录表、断路器跳闸记录表。 6. 运行数据归档及统计报表功能运行数据归档及统计报表功能 44/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 系统主要用户画面包括系统主要用户画面包括： 供电系统示意图供电系统示意图 动态显示带电状态接触网线路、电力线路示动态显示带电状态接触网线路、电力线路示 意图意图 变电所主

40、接线示意图变电所主接线示意图 监控系统构成图，可动态监视系统设备运行监控系统构成图，可动态监视系统设备运行 状况状况 各种记录、警报、程控等用户画面各种记录、警报、程控等用户画面 各种报表、曲线显示画面各种报表、曲线显示画面 7. 用户画面显示功能用户画面显示功能 45/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 8. 数据打印及画面拷贝功能数据打印及画面拷贝功能 系统可以对实时运行数据打印及定时报表打系统可以对实时运行数据打印及定时报表打 印，同时对所有监视器画面均可实现随机拷印，同时对所有监视器画面均可实现随机拷 贝。贝。 9. 大屏幕投影显示功能大屏幕投影显示功能 提供对系统宏观

41、整体运行状况显示，并动态提供对系统宏观整体运行状况显示，并动态 显示变电所开关位置及接触网等馈线带电状显示变电所开关位置及接触网等馈线带电状 态。可以灵活定义显示内容及显示窗口，支态。可以灵活定义显示内容及显示窗口，支 持多屏幕拼接显示方式。同时提供视频信号持多屏幕拼接显示方式。同时提供视频信号 输入端子，用于视频信号的输入显示。输入端子，用于视频信号的输入显示。 46/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 10. 模拟培训功能模拟培训功能 该功能可以对操作人员、运行维护人员进行上岗前的该功能可以对操作人员、运行维护人员进行上岗前的 模拟操作培训，进入模拟培训状态下，用软件模拟操

42、模拟操作培训，进入模拟培训状态下，用软件模拟操 作过程和操作结果，但不会对设备发送指令。作过程和操作结果，但不会对设备发送指令。 11. 口令级别设置功能口令级别设置功能 对不同工作性质的工作人员设置不同的安全操作口令，对不同工作性质的工作人员设置不同的安全操作口令， 以确保系统的安全运行。工作人员在岗位交接班时用以确保系统的安全运行。工作人员在岗位交接班时用 口令替换形式完成。口令级可分为操作员级、应用软口令替换形式完成。口令级可分为操作员级、应用软 件级（包括数据库）、系统软件级等。不同等级的运件级（包括数据库）、系统软件级等。不同等级的运 行管理人员具有不同的口令级别。行管理人员具有不同

43、的口令级别。 操作员级：操作员级：可进行遥控操作、调度管理工作。可进行遥控操作、调度管理工作。 应用软件级：应用软件级：可对数据库、画面等应用软件实现在线可对数据库、画面等应用软件实现在线 维护。维护。 系统员级：系统员级：可对系统程序进行编程和修改。可对系统程序进行编程和修改。 47/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 12. 报警功能报警功能 越限报警：越限报警：当测量值越限时，显示和打印报警信息。当测量值越限时，显示和打印报警信息。 报警信息包括越限发生和恢复时间（时、分、秒）、报警信息包括越限发生和恢复时间（时、分、秒）、 报警条文及报警参数等，报警限值可进行修改；报警

44、条文及报警参数等，报警限值可进行修改； 预告报警：预告报警：当设备或线路异常时，显示和打印报警当设备或线路异常时，显示和打印报警 信息。报警信息包括报警发生和恢复时间（时、分、信息。报警信息包括报警发生和恢复时间（时、分、 秒）及设备异常状态；秒）及设备异常状态； 事故报警：事故报警：当保护动作时，显示和打印报警信息。当保护动作时，显示和打印报警信息。 报警信息包括报警发生和恢复时间（时、分、秒）及报警信息包括报警发生和恢复时间（时、分、秒）及 保护动作说明。保护动作说明。 13. 系统维护、修改、扩展功能系统维护、修改、扩展功能 对各种用户画面、数据库、系统参数等实现人机交对各种用户画面、数

45、据库、系统参数等实现人机交 互式在线维护、修改、编辑、定义、扩展等功能。互式在线维护、修改、编辑、定义、扩展等功能。 48/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 14. 系统时钟同步功能系统时钟同步功能 系统能够与外部时钟系统的接口。可以通过外部时系统能够与外部时钟系统的接口。可以通过外部时 钟对钟对SCADASCADA系统主站进行同步，同时主站与被控站设系统主站进行同步，同时主站与被控站设 备具有时钟同步功能，实现整个备具有时钟同步功能，实现整个SCADASCADA系统与外部主系统与外部主 时钟的同步。通常有软时钟同步功能和时钟的同步。通常有软时钟同步功能和GPSGPS卫星时钟

46、卫星时钟 同步功能。同步功能。 15. 自检功能自检功能 系统具有容错、自诊断、自恢复功能，主站设备自系统具有容错、自诊断、自恢复功能，主站设备自 检标志达到设备级，被控站设备自检标志达到模块级。检标志达到设备级，被控站设备自检标志达到模块级。 当系统外部断电恢复后，系统能够自动恢复正常运行。当系统外部断电恢复后，系统能够自动恢复正常运行。 16. 通道自动通道自动/手切切换功能手切切换功能 系统具有对通道状态监视、切换功能，实现对通道系统具有对通道状态监视、切换功能，实现对通道 的监视和低电平告警。当主用通道发生故障时可自动的监视和低电平告警。当主用通道发生故障时可自动 投入备用通道，并具有

47、主、备通道手动切换手段。投入备用通道，并具有主、备通道手动切换手段。 49/64 1.4 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 17. 复示功能复示功能 通过复示系统能够在相应的职能管理部门，通过复示系统能够在相应的职能管理部门， 监视全线变电所设备、接触网设备的运行情监视全线变电所设备、接触网设备的运行情 况，使供电维护人员及时了解现场事故信息，况，使供电维护人员及时了解现场事故信息， 提高处理事故的工作效率，缩短停电时间。提高处理事故的工作效率，缩短停电时间。 与控制中心实现通讯，完成维修调度作业计与控制中心实现通讯，完成维修调度作业计 划的发送和接收。划的发送和接收。 18. 其它功能其

48、它功能 如与其它系统的联网、集成等。如与其它系统的联网、集成等。 50/64 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述 第一节第一节 概论概论 第二节第二节 远动系统的基本结构远动系统的基本结构 第三节第三节 远动信息与远动信道远动信息与远动信道 第四节第四节 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 第五节第五节 远动系统的性能指标远动系统的性能指标 第六节第六节 电力调度自动化系统电力调度自动化系统 51/64 1.5.1 可靠性可靠性 1. 可靠性的定义可靠性的定义 设备在技术要求规定的工作条件下，能保证所规定的设备在技术要求规定的工作条件下，能保证所规定的 技术指标的能力。技术指标的能力。

49、2. 可靠性包括两个方面可靠性包括两个方面 装置本身的可靠性，信息传输的可靠性。装置本身的可靠性，信息传输的可靠性。 3. 每个设备可靠性每个设备可靠性 平均故障间隔时间平均故障间隔时间(MTBF)： 两次偶然故障的平均间隔时间两次偶然故障的平均间隔时间 要求要求 ：控制中心：控制中心5000h以上，被控站以上，被控站10000h以上以上。 52/64 1.5.1 可靠性可靠性 系统可靠性系统可靠性：常用系统可用率来表示：常用系统可用率来表示 系统可用率系统可用率运行时间运行时间/（运行时间停用时间）（运行时间停用时间） 100 停用时间包括：故障时间、检修时间停用时间包括：故障时间、检修时间

50、 影响系统可用率因素影响系统可用率因素：设备质量、维护检修情况、：设备质量、维护检修情况、 环境条件。电源供电可靠性及其备用的程度等。环境条件。电源供电可靠性及其备用的程度等。 53/64 1.5.1 可靠性可靠性 4. 传输可靠性传输可靠性：用信息的差错率表示：用信息的差错率表示 传输信息的总数量 信息出现差错的数量 差错率 要求：在信躁比大于15dB时，误码率小于105。 54/64 1.5.2 远动系统容量远动系统容量 系统容量：系统容量： 遥控、遥调、遥测和遥信等对象的数量。遥控、遥调、遥测和遥信等对象的数量。 对电铁远动系统，通常要求：对电铁远动系统，通常要求： 遥控：遥控： 64路

51、路 遥测：遥测： 32路路 遥信：遥信：128路路 55/64 1.5.3 实时性实时性 “响应时间响应时间”：从发送端事件发生到接收端正确：从发送端事件发生到接收端正确 接收到该信息的时间间隔。接收到该信息的时间间隔。 遥控、遥信一次平均传输时间小于遥控、遥信一次平均传输时间小于2 2秒，遥测秒，遥测 响应时间小于响应时间小于3 3秒。秒。 56/64 1.5.4 抗干扰能力抗干扰能力 1. 定义定义 在有在有干扰干扰情况下，系统仍能情况下，系统仍能保证技术指标保证技术指标的能力。的能力。 2.2. 抗干扰措施抗干扰措施 （1 1） 硬件抗干扰硬件抗干扰 （2 2） 软件抗干扰软件抗干扰 5

52、7/64 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述 第一节第一节 概论概论 第二节第二节 远动系统的基本结构远动系统的基本结构 第三节第三节 远动信息与远动信道远动信息与远动信道 第四节第四节 远动系统的基本功能远动系统的基本功能 第五节第五节 远动系统的性能指标远动系统的性能指标 第六节第六节 电力调度自动化系统电力调度自动化系统 58/64 1.6.1 电力调度的分层控制电力调度的分层控制 我国电力系统的我国电力系统的五级调度体制：五级调度体制： 国家调度一级电网调度（简称国家调度一级电网调度（简称国调国调） 大区的电网调度大区的电网调度(网调网调)、 省电网调度省电网调度(省调省调)、 地

53、区电网调度地区电网调度(地调地调)、 县电网调度县电网调度(县调县调) 59/64 1.6.1 电力调度的分层控制电力调度的分层控制 国家调度 网调 地调 省调 县调 大型电厂 省属电厂 地区电厂 县属电厂 500kV 变电所 220kV 主干变电所 220kV 变电所 110kV、35kV 变电所 中小型 变电所 电力调度分层管理示意图电力调度分层管理示意图 60/64 1.6.2 电力调度的基本任务和主要作用电力调度的基本任务和主要作用 基本任务基本任务： 保证系统的安全运行；保证系统的安全运行； 以质量合格的电能满足用户用电的需要；以质量合格的电能满足用户用电的需要； 并使发电成本为最低

54、。并使发电成本为最低。 主要作用主要作用： 采集采集表征电力系统运行状态的各种表征电力系统运行状态的各种实时信息实时信息，进，进 行安全行安全监视监视。 制定、执行运行计划。在保证系统制定、执行运行计划。在保证系统安全安全及及供电质供电质 量量的前提下，使发电的前提下，使发电成本最低成本最低。 电力系统电力系统安全安全水平的水平的分析分析与与控制控制（在紧急状态下（在紧急状态下 进行安全控制以防事故扩大）进行安全控制以防事故扩大） 61/64 1.6.3 能量管理系统能量管理系统 能量管理系统能量管理系统EMS （Energy Management System）：）： 具有具有SCADA、A

55、GC/EDC、状态估计和、状态估计和安全分析等安全分析等 功能的更完善的电网调度自动化系统。功能的更完善的电网调度自动化系统。 数据采集与监控数据采集与监控SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）： 数据采集数据采集 信息显示信息显示 监视控制监视控制 告警处理告警处理 事件顺序记录事件顺序记录 数据计算及事故追忆等数据计算及事故追忆等 62/64 1.6.3 能量管理系统能量管理系统 自动发电控制自动发电控制AGC (Automatic Generation Control) 维持电力系统的频率水平，使发电出力跟踪系统负维持电力系统的频率

56、水平，使发电出力跟踪系统负 荷，分配发电出力并维持联络线交换功率为规定值。荷，分配发电出力并维持联络线交换功率为规定值。 经济调度控制经济调度控制EDC （Economic Dispatch Control） 分配发电出力，使本区的发电成本为最小。分配发电出力，使本区的发电成本为最小。 电力系统状态估计电力系统状态估计SE（State Estimator） 根据冗余的测量值对实际电网的状态进行估计。根据冗余的测量值对实际电网的状态进行估计。 安全分析安全分析SA（Security Analysis） 分为静态安全分析和动态安全分析。分为静态安全分析和动态安全分析。 63/64 本章小结本章小结

57、 基本内容基本内容：明确远动概念、基本功能、主要任务；：明确远动概念、基本功能、主要任务； 了解远动系统的基本结构、分类、性能指标和了解远动系统的基本结构、分类、性能指标和 发展；理解发展；理解“四遥四遥”的含义。的含义。 本章重点本章重点：“四遥四遥”的含义、远动系统基本概念、的含义、远动系统基本概念、 结构、性能指标。结构、性能指标。 思考题思考题 1. 远动系统的主要由哪几部分组成？主要作用和功能是什远动系统的主要由哪几部分组成？主要作用和功能是什 么？么？ 2. “四遥四遥”的功能是什么？的功能是什么？ 3. 简述简述电力调度自动化系统的功能及其与远动系统的关系？电力调度自动化系统的功能及其与远动系统的关系？ 64/64 远动监控技术教学大纲远动监控技术教学大纲 第一章第一章 远动技术概述远动技术概述（1） “四遥四遥”功能的定义；微机远动系统的基本组成；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微机远动系统的性能指标 第二章第二章 远动信息与编码的基本理论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；数据传输系统的组成；抗干扰编码的基本原理； 线性分组码；循环码线性分组码；循环码 第三章第三章 远