第12章自动化-5

1第12章继电保护和安全自动装置及调度自动化（不含变压器保护、发电机保护及发电机励磁系统自动装置）212.5远动、电量计费的功能及配置12.5.1远动功能电力系统的远动系统，在20世纪的后期已被电力系统的调度自动化系统所取代。在我国电力部门的国、网、省、地、县五级电网中被称为能量管理系统(EMS);而在城市与农村的配电网中则被称为配电自动化管理系统(DMS)。不论是已往的远动系统，还是现代的调度自动化系统，他们都必须得到配置在厂所端远方终端(RTU)的支持方能完成相应的各项功能。所以尽管RTU比之调度主站系统简单得多，但却是系统中极为重要的一环。3由于现代的调度自动化系统、电能量计费系统等所代表的新型远动系统，已在12.4及本节中对他们的功能和配置做了介绍，所以在这里针对远动终端RTU的功能与配置予以说明。远动终端装置简称为RTU(RemoteTerminalUnit)，亦称远方终端。是调度自动化系统的基础设备。它配置于各发电厂和变电所内，以及配电网内的相应设施上，负责各种信息的”上传下达”工作，是电力系统信息采集的重要设施。4通常所说的RTU都是指以现代微机为核心的远动装置。微机可靠性高，性价比较高，其功能由软件来确定，因此非常灵活，用新型的32-64倍高档微机开发的智能型RTU，其功能更强、用途更广，有些装置不但具有RTU功能，而且具有主站功能。可以在厂所自动化及数据转发等方面发挥作用。当前我国电网不但引进了先进的RTU，国内也有多家公司开发生产了多种新型RTU，可以满足调度自动化的要求。512.5.1.1远动终端的主要功能远动终端可分为与SCADA/EMS配套的常用RTU:与DMS配套的配电FTU.DTU.TTU;与AMRA配套的电能量ERTU等。(1)遥信(YX)功能。遥信是将发电厂、变电所中各断路器、隔离开关、主要微机保护与自动装置等的状态和厂所事故跳闸总信号等信息采集传送给调度中心。这些信息只有两种状态。例如断路器的“开”和“关”，所以又称“开关量”。由于开关位置的变化是按需要或随机的，仅在位置变化时才传送，称为变位传送。因而有利于减少遥信传送的信息量。6(2)遥测(YC)功能。遥测是将发电厂，变电所的某些运行参数来集传送到调度中心。如发电机、线路的有功功率和无功功率以及母线电压等。这些连续变化的电气参数称为模拟量。可将模拟信号转变为数字信号后再传送给调度中心。为了减少传送的信息量，可以对各参数规定一个“门槛”值，只有变化量超过了这个“门槛”值时才传送，这个“门槛”值也称为“死区”。有的RTU不采用这种办法，而是采用循环传送所有遥测值的方法。为了防止扫描周期太长，漏掉重要参数的变化信息，有的RTU采用多重扫描周期的方式，其中重要的遥测量具有短的扫描周期。7(3)遥控(YK)功能。遥控的目的是指调度中心直接控制远方厂所中的电气设备。例如遥控跳开某台断路器，遥控启动某台水轮发电机，或者为了电压调节的需要遥控有载调压变压器分接头等。遥控的输出信号也是一种开关量，只有两种状态。由于遥控的后果对电力系统来说是非常重要的，所以一般的摇控命令要有“返送校核”等保障可靠性的措施。8(4)遥调(YT)功能。遥调就是由调度中心对发电厂、变电所电气设备实行远方调节。遥调和遥控不同，它所输出的信号不是只有两种状态的开关量，而是一个取值范围较宽的数字。例如，由调度中心远方设置发电机有功功率自动调节装置(自动调频装置)和无功电压自动调节装置(自动调压装置)的设定值。(5)事件顺序记录功能。RTU可以自动记录各断路器、保护与自动装置继电器接点状态变化的先后顺序和时间，并传送到调度中心，按时间顺序记录打印出来。记录的时间精度为毫秒级，站内分辨率可达1-2ms，系统分辨率可达10-2Oms(站间)。9(6)事故追忆。为了准确地分析事故，不仅需要有事件顺序记录，而且需要知道故障发生前后一段时间的遥测值。它可以定时将所需遥测量记人RTU的缓存中，存满一定的次数后，即用新采集的一组数据“顶出”最早的一组数据，使缓存中总是保留着最新一小段时间的记录值。一旦发生事故，即可把事故发生以后的数据连同事故发生以前的这些数据传送给调度中心并打印记录。但这种方法要求RTU具有较大的缓存容量。多数采用在主站侧利用外存储器将这些遥测量存储起来。但是，这种方式所记录的时间只能是主站侧收到数据的时间，而不是故障发生瞬间的数据。10(7)远动通道的监视和自动切换功能。当主通道失效或其运行指标降低到不容许程度时，微机RTU能够立即发现，并自动切换到备用通道上继续传送数据。(8)自检、自调、自恢复到远方诊断功能。为了及时发现RTU的故障，通常在微机RTU中装有自检程序，每隔1~2s自动检查一次，发现有故障时进行自检、自调、自恢复并即时发出告警。并可由调度中心的主站进行远方诊断，通过诊断能够知道是哪一块插件出了问题，可及时处理。此外还为RTU配有UPS电源，用以保障RTU不间断的工作。远动终端是指主站监控的子站，按规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出、执行等功能的设备。11远动终端设备一般由远动终端主机及调制解调器、远动执行屏、当地功能部件等组成。1212.5.1.2常用RTU的功能(1)有变送器采集电气量的远方终端:工频交流电量需通过各种电量变送器输入远方终端。1)基本功能:采集并向远方发送状态量，遥信变位优先传送;采集并向远方发送数字量;采集并向远方发送脉冲量;采集并向远方发送模拟量;问答式传输方式下，被测量超越定值传送;设备自调;程序自恢复;设备自诊断(故障诊断到插件级);以及通道监视功能。2)选配功能:数据总加及显示;当地选测、当地功能(CRT或LCD、PDP显示及打印制表);单端运行;数据转换输出;接收并执行遥控命令及返校;信息编辑转发;当地越限报警;与两个主站通信;事件顺序记录;接收并执行遥调命令;接收并执行校时命令;接收并执行复归命令;以及主、备通道自动切换功能。13(2)无变送器交流采样远方终端:交流采样远动终端是指具有工频交流电量直接输入，经过离散采样后，通过计算得到电压U、电流I、有功功率P、无功功率Q、功率因数cosф等数值，并具有采集和发送状态量、事件顺序记录、电能量和控制等功能的综合型远动终端。1)基本功能。采集状态量并向远方发送，遥信变位优先发送;采集数字量并向远方发送;直接采集交流工频电量，实现对电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数的测量并向远方发送；采集脉冲量并向远方发送;采集直流输人模拟量并向远方发送;接收并执行遥控命令及返送校验;具有当地功能(显示器显示及打印制表等);问答式传输方式下，完成被测量超越定值传送;具有程序自恢复功能;具有设备自诊断(故障诊断到插件级)功能;具有设备自调功能;具有通道监视功能。142)选配功能。接收并执行遥调命令;接收并执行校时命令(包括卫星全球定位系统GPS功能);实现对相角和电能量等电气量的测量并向远方发送;具有与两个及以上主站通信的功能;具有采集事件顺序记录并向远方发送的功能;具有主、备通道自动切换的功能;具有接收并执行复归命令的功能;具有与微机保护通信的功能。1512.5.1.3配电自动化管理系统远方终端的功能(1)远方终端的主要类型。由于配网调度所调度管理的范围除了配电变电所(或配电子站)外，其余都是配电网中的各种设备及馈线，例如许多配网的分段器、重合器、补偿电容器、调压变压器等，是按配电线路的长度或城市街道布局因素来装设的，很多都装设在电杆上或电缆隧道内，以及地面的箱式配电设备内，而不在变电所内，因此，为了采集它们的运行数据和对其监控，就必须装设相适应的远方终端或相适应的智能表计。其主要类型如下:161)馈线远方终端(FTU)。装设在配电网馈线回路的柱上和开关柜等处。具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测(或利用故障指示器检测故障)等功能的远方终端，称为FTU。2)配电所远方终端(DTU)。装设在配电网馈线回路的开闭所和配电所等处，具有遥信、遥测、遥控和故障电流检测(或利用故障指示器检测故障)等功能的远方终端，称为DTU。3)配电变压器远方终端(TTU)。用于对配电变压器的各种运行参数的监视、测量的远方终端，称为TTU。对用于配电网中110(35)/1OkV供电变电所(或兼配网子站及专供用户变)的远方终端，仍称RTU。17(2)配电远方终端的功能。1)馈线远方终端基本功能(FTU)。采集馈线故障电流并向中压监控单元或主站传送;采集并向远方发送状态量，状态变位优先传送;采集交流电流并向远方传送;接收并执行遥控命令或当地控制命令，以及返送校核，与各种类型重合器、断路器和负荷开关配合执行操作;具有后备电源或有外接后备电源的接口，其容量应能维持远方终端正常工作不小于8h(特殊情况由厂家和用户协商确定)，当主电源故障时，能自动投入;采集和监视装置本身主要部件及后备电源的状态，故障时能传送报警信息;交流电源失电后，能对开关进行不少于分、合各一次操作;具有程序自恢复功能;以及当地或远方可进行参数设置的功能。182)馈线远方终端选配功能(FTU)。采集交流电压，实现对电压、有功功率、无功功率的测量并有互感器的异常报警;能够贮存定点的电流量并按照通信规约文件传输的功能，召唤后向中压监控单元或主站传送;接收并执行对时命令;具有与两个及以上主站通信的功能;采集事件顺序记录并向远方传送;具有设备自诊断或者远方诊断功能;具有通道监视的功能;具有当地显示功能;采集电能表的输出脉冲或多功能电能表数据;可具有继电保护和重合闸功能。193)中压监控单元远方终端的基本功能(DTU)。收集FTU所采集的故障电流或故障信息用以完成故障识别;向FTU发送遥控命令实现故障隔离和恢复供电的功能;采集变电所内及FTU所采集的状态量，状态量变位优先向配电主站传送;实现对变电所内的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率或谐波值的测量、采集直流量并向主站传送;接收并执行主站的遥控命令或电容器投切及返送校核命令;采集事件顺序记录并向主站传送;采集脉冲量并向主站传送;接收并执行对时命令(或与GPS对时);具有程序自恢复功能;具有设备自诊断或远方诊断功能;通道监视功能;具有后备电源，并可在主电源失电时自动投入。204)中压监控单元远方终端的选配功能(DTU)。召唤贮存在FTU中的定点电流量;检测小电流接地系统单相接地故障区段;具有与两个及以上主站通信的功能;接收并执行遥调命令;接收和执行复归命令以及可与变电所内其他系统通信交换信息的功能。5)配电变压器远方终端的基本功能(TTU)。采集三相交流电压、电流，通过交流采样实现电压、电流、有功、无功、功率因数的测量;测量零序电流，监视三相的不平衡状况;采集电能表的脉冲量或多功能电能表的有关数据;统计和记录停电时间及停电的起止时间;与主站通信，具有由主站校时之功能;可当地和远方进行参数设置;具有装置故障及遥测量越限报警功能;程序自恢复以及在失电后数据可保存的功能。216)配电变压器远方终端的选配功能(TTU)。采集状态信息并向主站传送;统计电压合格率;自诊断及所需的当地功能。2212.5.1.4远方电能量处理终端ERTU的功能远方电能量处理终端是一种新型的、专门用来与电能量自动采集与计费系统主站配套的远方终端。通常使用的远方终端(RTU)已有数十年的制造与运行经验，已经十分成熟，虽然可以用来传送电能量，但由于电能量计费系统对电能量的采集与处理，在技术上在其特定的要求，普通RTU不能满足对电能计量计费方面的多方面要求，不具备对电能累计量有关数据的处理、存贮、传送方式以及保密与权限操作等方面的功能;此外，对于每座厂所(子站端)的电能计量采集点，比之RTU采集点相对要少，但占用的存贮容量较大，在子站计量点较少的情况下(例如某一关口计量点)，除可以由具有多功能的电能计量装置直接实现与主站的通信外，在大多数情况下，仍然需要使用可对多个电能量采集的远动装置。以满足与电能量自动采集计费系统配套的要求。23(1)基本