电力系统远动原理实验报告

PAGEPAGE8电力系统远动原理实验报告实验名称：厂站终端特性分析电气信息学院级任课教师：实验名称厂站终端特性分析实验目的了解厂站终端的作用：厂站终端RTU是调度自动化系统中一个重要的组成部分，它能提供给调度主机关于电网的遥测和遥信信息，并能执行有调度主机发出的遥控和遥调命令；此外，还完成与主机间的通信功能。了解厂站终端的结构和特点；了解厂站终端的主要功能；了解厂站终端与当地监控主机通信过程和规约。实验要求已对调度教材中有关调度自动化系统的结构和功能章节进行了学习，已对远动教材中有关远动系统的结构和功能章节进行了学习，建立了基本概念。实验前认真阅读实验指导书；实验中，根据实验内容，做好实验记录；实验后，写出实验报告。严格按照教师的指导进行操作。认真上机操作，建立感性认识。系统结构：前置通信控制台至调度自动化系统网络前置通信控制台至调度自动化系统网络远方采集终端2包括：一个当地监控台和n个采集单元，并通过RS232相连进行通信远方采集终端1包括：一个当地监控台和n个采集单元，并通过RS232相连进行通信远方采集终端2包括：一个当地监控台和n个采集单元，并通过RS232相连进行通信远方采集终端1包括：一个当地监控台和n个采集单元，并通过RS232相连进行通信DODOYKYKDIDIAIAI变电站模拟一次控制屏发电厂模拟一次控制屏变电站模拟一次控制屏发电厂模拟一次控制屏图6-1系统结构控制量输出终端DO结构ＣＯＭ０为ＤＢ９插座：ＣＯＭ０为ＤＢ９插座：本地设置口，RS—232串口，波特率９６００bit/sCom0IOI/O开关为电源开关：当处于I时接通本机电源，且开关上的指示灯亮；反之处于关位置图6-2控制量输出终端DO前面板I/O开关为电源开关：当处于I时接通本机电源，且开关上的指示灯亮；反之处于关位置Ｊ１Ｊ１——Ｊ2为无源接点的控制输出端口ON开关123456J1J2COM1AC220VCOM１为ＤＢ９插座，远端RS232串行口，缺省波特率９６００COM１为ＤＢ９插座，远端RS232串行口，缺省波特率９６００bit/s，可由ON开关第1位设置为１９２００bit/s１起始位＋８位数据位＋１停止位AC220V输入口：此口为交流220V输入端口图6-3控制量输出终端DO后面板AC220V输入口：此口为交流220V输入端口技术参数输出：二个串行口（COM0，COM1）COM0：本地设置口，RS—232串口，波特率９６００bit/s，１起始位＋８位数据位＋１停止位；COM１：远端串行口，RS—232串口，波特率９６００bit/s或１９２００bit/s可调１起始位＋８位数据位＋１停止位；控制输出无源接点：12路无源接点输出控制操作箱YK结构面板上的按键开关，当锁控处于手控位置时,可用这些按键控制面板上的按键开关，当锁控处于手控位置时,可用这些按键控制相应的路数,同时按键上方的指示灯亮面板上的发光二极管，当亮时表明相应的路数正受控IIO本地遥控分合控制操作箱SFRTU-YK开关L1L24K244K1锁控当处于本地位置时，面板上的按键起作用；当处于遥控时，面板上的按键不起作用，且装置受控制量锁控当处于本地位置时，面板上的按键起作用；当处于遥控时，面板上的按键不起作用，且装置受控制量输出终端控制I/O开关为电源开关：当处于I时接通本机电源，且开关上的指示灯亮；反之处于关位置I/O开关为电源开关：当处于I时接通本机电源，且开关上的指示灯亮；反之处于关位置图6-4控制操作箱YK前面板JJ2J5J8J7J6J1J3J4AC220VJ2J3J3——J8中6个4路控制输出量对应于前面板K1——K24，L1——L24交流220V输入端口交流220V输入端口图6-5控制操作箱YK后面板技术参数输入：24路输出：24路功能`：可手动控制和遥控两种方式第1第1——12路发光二极管表示输入开关量的状态：当灯亮时表示相应的开关处于合的状态，灯灭时表示相应的开关处于开的状态开关量采集终端DI结构12318201231820Com0Com0IOＣＯＭ０为ＤＢ９插座，ＣＯＭ０为ＤＢ９插座，本地RS—232设置口，波特率９６０0bit/s１起始位＋８位数据位＋１停止位I/O开关为电源开关：当处于I时接通本机电源，且开关上的指示灯亮；反之处于关位置I/O开关为电源开关：当处于I时接通本机电源，且开关上的指示灯亮；反之处于关位置图6-6开关量采集终端DI前面板技术参数输入：12路开关量输出：二个串行口（COM0，COM1）COM0：本地设置口，RS—232串口，波特率９６００bit/s，１起始位＋８位数据位＋１停止位；COM１：远端串行口，RS—232串口，波特率９６００bit/s或１９２００bit/s可调１起始位＋８位数据位＋１停止位；J1（P2P4P6P8）——J1（P2P4P6P8）——J3（P2P4P6P8）为12路开关量输入端口；（P1P3P5P7）为+24V公共端口第1位开关处于ＮＯ时，COM１远端串行口波特率为1９2００bit/s，反之波特率为９6００bit/sCOM1COM1J1J2J3J4J5J6J7J8J9ON开关]Com1123456AC220VCOM１为ＤＢ９插座，远端RS232串行口，缺省波特率９６００bit/sCOM１为ＤＢ９插座，远端RS232串行口，缺省波特率９６００bit/s，可由ON开关第1位设置为１９２００bit/s１起始位＋８位数据位＋１停止位；交流220V输入端口图6-7开关量采集终端DI后面板模拟量采集终端AI技术参数包括两组单元。每组单元采集1路V，6路I并计算对应的P、Q值。（每路有A、B、C三相）计算每组单元中V的A相频率。通过串行口向PC发送信息。标称值：终端输入V：相电压220/57.74V整定553终端输入I：~5A整定1009通信：串行口规约：CDT速率：9600bps系统功能数据采集与处理厂站数据采集与处理厂站当地监控主机当地监控主机数据收集处理监测控制转发控制量输出终端RTU-DO遥控命令接收下发开关量采集终端RTU-DI控制量输出终端RTU-DO遥控命令接收下发开关量采集终端RTU-DI遥信信息采集处理上发模拟量采集终端RTU-MI遥测信息采集处理上发控制操作箱RTU-YK控制操作箱RTU-YK遥控手动控制操作执行遥控YK遥信YX遥测YC遥控YK遥信YX遥测YC一次模拟控制屏一次模拟控制屏模拟一次系统运行状态图6-8系统功能实验步骤及内容对远方采集终端设备的结构和功能进行了解结合前述系统结构和功能介绍，对远方采集终端进行实物对照了解；分析各终端的结构功能。启动厂站系统启动发电厂、变电站一次模拟屏和远方采集终端RTU；启动当地监控主机；观察当地监控主机启动情况；当地监控主机进入主界面。图6-9发电厂主界面发电厂数据采集观察发电厂当地监控主界面；分析并记录采集的遥测信息；分析并记录采集的遥信信息；通过手动控制开关开断，观察一次模拟屏上对应开关的状态变化，观察主界面遥信数据的变化；分析手动操作开关开断的步骤及注意事项。图6-10变电站主界面变电站数据采集观察变电站当地监控主界面；分析并记录采集的遥测信息；分析并记录采集的遥信信息；通过手动控制开关开断，观察一次模拟屏上对应开关的状态变化，观察主界面遥信数据的变化；分析手动操作开关开断的步骤及注意事项。发电厂、变电站遥控操作发电厂只有902、912、112、103回路带遥控功能；变电站只有101、111、911、903回路带遥控功能；图6-11遥控对话框把鼠标放在对应回路开关图标上，鼠标变成手形，点击图标，弹出“遥控”对话框；在“遥控”对话框的下方，显示操作步骤，以及执行操作的结果；任何遥控操作，都需要先登陆操作员。点击出现“登陆操作员”对话框，可以选择操作员登陆；登陆后，对话框变为下图所示：图6-12遥控对话框单击“选择”按钮，操作成功后，对话框中将增加“执行”、“撤消”按钮；单击“执行”按钮，执行遥控命令；单击“撤消”按钮，取消遥控命令；分析遥控命令格式及含义。特性及特点分析本实验中，变电站远方采集终端与当地监控主机间的通信采用现场总线方式，Modbus规约。遥信模块和遥控模块安装在变电站RTU柜中，对发电厂遥信信息的采集和遥控命令的输出均通过变电站当地监控主机完成，变电站监控主机与发电厂监控主机的的通信采用POLLING通信方式，规约为IEC870-5-101。RTU与主站前置通信控制台间采用POLLING通信方式，规约为IEC870-5-101。这种通信方式使主机的通信任务更加主动，主机可以根据需要查询RTU的信息或下发命令。为了提高系统的实时性，遥信变位或遥测越限可主动上发，减少了主机的通信负担。分析总结远方采集终端的结构和组成。远方采集终端RTU由一个当地监控台和n个采集单元组成，并通过RS232相连进行通信。包括控制量输出终端DO、控制操作箱YK、开关量采集终端DI和模拟量采集终端AI。远方采集终端的功能。远方采集终端有如下功能：(1)采集状态量并向远方发送，带有光电隔离，遥信变位优先传送；(2)采集数据量并向远方发送，带有光电隔离；(3)直接采集系统工频电量，实现对电压、电流、有功、无功的测量并向远方发送，可计算正反向电度；(4)采集脉冲电度量并向远方发送，带有光电隔离；(5)接收并执行遥控及返校；(6)程序自恢复；(7)设备自诊断(故障诊断到插件级)；(8)设备自调；(9)通道监视；(10)接收并执行遥调；(11)接收并执行校时命令(包括GPS对时功能选配)；(12)与两个及两个以上的主站通讯；(13)采集事件顺序记录并向远方发送；远方采集终端四遥功能的实现。(1)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。(2)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。(3)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。(4)一般采用选择—返送校验—执行的过程。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。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。