第二章 电力系统测控装置的基本原理PPT.ppt

第二章 电力系统测控装置的基本原理;第一节 概述;; 运行人员如何实时掌握电力系统的运行状态， 并根据实际情况及时调整电力系统的运行？ 依靠电力系统测控装置及时准确地对各种 数据的采集与处理！ 有了大量来自系统运行的各种参数及状 态，的信息，才能实现自动监测、控制。 测控装置负责采集各种数据和输出控制的全部过程， 并将采集的数据上送主机，因此，测控装置是自动化系统的 基础。 ;;测控装置被称为“信息采集和命令执行子系统” （远动终端RTU）; 可以实现“四遥”功能：遥测(YC)、遥信(YX)、遥控(YK)和遥调(YT). 遥测:采集并传送电力系统运行模拟量的实时信息； 遥信:采集并传送电力系统中开关量的实时信息； 遥控:指接收调度中心主站发送的命令信息，执行对断路器的分合闸、发电机的开停、并联电容器的投切等操作； 遥调:指接收并执行调度中心主站计算机发送的遥调命令，如调整发电机的有功出力或无功出力、发电机组的电压、变压器的分接头等。;一、基本测控单元; 测控单元以功能来划分，可分为集中式测控单元、独立综 合式测控单元。 集中式测控单元可实现数据采集或控制的某一个单一功 能，例如遥测单元、遥控单元。 独立综合式测控单元能实现各类信号的测量、控制功能。目前构成测控装置的器件很多，下面以单片机、 DSP (Digital Signal Processor)器件为例来学习测控单元的基本 构成。 ;1.单片机测控单元;;2、DSP器件测控单元;3、通用DSP与单片机的比较;二、需采集的数据信息 ;3、数字量： 数字量是指时间和幅值均是离散的信号，包括BCD码仪表及其他数字仪表的测量值， 并行和串行输入/输出的数据等。 ; 掌握电力系统状况，采集的信息主要从两个方面着手， 一个方面是遥测量，另一方面是遥信量。;(1)母线电压(尤其电压控制点)。 (2)各条线路的有功、无功功率或电流。 (3)变压器有功、无功功率。 (4)发电机/电厂所发有功、无功出力。 (5)电站/厂、线路有功、无功电能值。 (6)系统频率。 (7)变压器分接头位置。 (8)水库水位。 (9)气象数据等等。 ;(1)断路器的合、分状态。 (2)隔离开关的合、分状态。 (3)各个元件继电保护动作状态。 (4)自动装置的动作状态。 (5)发电机出力上、下限状态等。 遥信量对正确反映电网的安全运行非常重要，任何一条 线路的开关状态发生变化，就改变电网拓扑结构的变化， 各种参数就可能发生变化。 因此，正确地采集电网的开关量状态信息，是十分重要的。 ;一、测控装置直流采样与交流采样 有些模拟量是快速变化的交流量，如交流电压、交流电流 等，有些模拟量是变化缓慢的直流量，如控制母线直流电压和 操作母线直流电压，针对不同类型的模拟量可采用不同的采样 方式。 ;直流采样方式原理：; 直流电压变送器是一种将电网中的直流电压隔离变送成 线性的直流模拟信号的装置。 将被测信号变换成一电压，经HCNR200/201线性光耦直接转换成一个与被测信号成线性关系并且完全隔离电压、再经过恒压（流）输出。 ;电量变送器;直流采样电压形成回路 ;;直流采样的特点是: ;直流采样的优点： 软件设计简单，计算简便。 对采样值只须作一次比例交换，即可得到被测量的数据，因而采样周期短。在微机应用的初期，此方法得到了广泛的应用。 直流采样的缺点： 采样结果实时性较差； 直流采样输入回路，因要滤去整流后的波纹，往往采用R-C滤波回路，其时间常数较大，无法反映被测模拟量的波形，更不能及时反映被测量的突变。 测量精确度受直流变送器的精确度和稳定性的影响。 设备复杂，增加系统的造价。; 是对互感器二次回路中的交流电流信号和交流电压信号 直接采样。 输入至A/D转换器的是与电力系统的一次电流和一次电压 同频率、大小成比例的交流电压信号。经模/数转换为数字 量，再对数字量进行计算，从而获得电压、电流、功率等电 量值。 交流采样是直接对交流电流和电压的波形进行采样，然 后通过一定算法计算出其有效值，并计算出P、Q值。 ;交流采样的特点：;4)对A/D转换器的转换速率和采样保持器要求较高。 为了保证测量的精度，一个周期内，必须保证有足够的采样点数，因此要求A/D转换器要有足够的转换速度。; 根据模/数变换原理的不同，交流采样的输入电路有两种方式: ;二、基于A/D变换的模拟量输入电路;交流采样电路;（一）电压（电流）形成电路;（二）滤波及信号处理 ;低通滤波（ALF） ?限制输入信号