電力系統(tǒng)遠動原理演示文稿

電力系統(tǒng)遠動原理演示文稿當前第1頁\共有91頁\編于星期六\8點電力系統(tǒng)遠動原理當前第2頁\共有91頁\編于星期六\8點電力系統(tǒng)遠動原理及技術(shù)

第一章緒論遠動：TeleControlRemoteControl從英文知道，實際上遠動就是遙控，只是電力系統(tǒng)的習慣叫法而已。問題：為什么需要遙控，遙控如何理解？當前第3頁\共有91頁\編于星期六\8點第一章緒論1.1概述1、復雜電力系統(tǒng)的主要管理問題監(jiān)控難調(diào)度難各種設(shè)備狀態(tài)不一設(shè)備多怎樣解決這些問題？距離遠管理困難當前第4頁\共有91頁\編于星期六\8點調(diào)度系統(tǒng)的必要性1、電能難于大量儲存2、實時生產(chǎn)=實時消費3、消費隨時在變化（有一定規(guī)律，但是不能精確確定）4、生產(chǎn)必須跟蹤消費5、還要保證消費的質(zhì)量（供電質(zhì)量）6、同時重要的是要保證安全性、經(jīng)濟性7、自動裝置+各級調(diào)度系統(tǒng)當前第5頁\共有91頁\編于星期六\8點調(diào)度系統(tǒng)的作用1、制定運行方式、確定各發(fā)電廠出力。目的：保證系統(tǒng)正常運行、安全、經(jīng)濟。2、發(fā)生故障時，迅速排除故障，盡快恢復正常運行。（實時性更強）怎樣實現(xiàn)？早期靠電話聯(lián)系。當前第6頁\共有91頁\編于星期六\8點遠動系統(tǒng)的引入隨著自動化通信控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種自動化裝置替代電話聯(lián)系的方式。位置：安裝于調(diào)度中心和廠站端，借助某種信道自動傳輸信息。功能：向調(diào)度端傳遞廠站端信息并顯示，存儲，處理。根據(jù)需要由調(diào)度端操作調(diào)節(jié)廠站設(shè)備，滿足前述的需要。遠動技術(shù)可以發(fā)揮哪些作用？當前第7頁\共有91頁\編于星期六\8點2、電力系統(tǒng)遠動技術(shù)的作用提高自動化程度節(jié)約運行費用建立真正的調(diào)度自動化，能量管理系統(tǒng)減少停電縮短停電時間及時處理各種事故如何實現(xiàn)？當前第8頁\共有91頁\編于星期六\8點3、電力系統(tǒng)遠動要完成的任務

任務：1、將電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)采集并傳送到調(diào)度中心（監(jiān)測）

2、接受調(diào)度中心下達的命令去調(diào)控電力系統(tǒng)中的設(shè)備的運行狀態(tài)（控制）對遠動（遙控）的理解：實際上應該理解為監(jiān)控更為合理，即控制一個設(shè)備的前提是我們能夠清楚地監(jiān)測到這個設(shè)備的運行狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，再根據(jù)實際需要對其進行控制。當前第9頁\共有91頁\編于星期六\8點4、相關(guān)學科與理論技術(shù)（參考資料）電力系統(tǒng)遠動技術(shù)涉及到的學科：電力系統(tǒng)、計算機、通信、控制等學科。它的基本理論和技術(shù)包括：數(shù)據(jù)采集理論和技術(shù)、計算機原理、編碼理論、數(shù)據(jù)傳輸原理、信息論以及電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的基本理論。當前第10頁\共有91頁\編于星期六\8點1.2電力系統(tǒng)遠動功能調(diào)度中心電力系統(tǒng)遠動設(shè)備YTYCYKYX1、調(diào)度中心和遠動設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸示意圖

當前第11頁\共有91頁\編于星期六\8點2、電力系統(tǒng)遠動的功能由圖可知其功能為：（1）、調(diào)度中心通過對遠動設(shè)備獲得遠方的電力系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)（圖中的虛線）和設(shè)備的運行數(shù)據(jù)（簡稱為遙測量，以YC表示）以及設(shè)備的狀態(tài)（簡稱遙信量，以YX表示）。（2）、調(diào)度中心可以根據(jù)需要對電力系統(tǒng)設(shè)備進行遠方控制（簡稱為遙控，以YK表示）和遠方調(diào)節(jié)（簡稱遙調(diào)，以YT表示）。當前第12頁\共有91頁\編于星期六\8點3、遠動信息的基本內(nèi)容電力系統(tǒng)遠動實現(xiàn)的功能通常又稱為“四遙”功能。除了基本的四遙功能,還包括SOE,事故追憶、召喚時鐘、廣播命令等功能.為了實現(xiàn)這種“四遙”功能，遠動信息的基本內(nèi)容包括：遙信信息、遙測信息、遙控信息和遙調(diào)信息。

當前第13頁\共有91頁\編于星期六\8點遙測信息各種運行參數(shù)，主要特點是隨著時間連續(xù)變化的模擬量。電量參數(shù)：電壓，電流，頻率，功率。非電量參數(shù)：溫度，水位，油位。1采集方式：電量----變送器（直流，交流）非電量----傳感器（直流量、數(shù)字量）2A/D3電量采集（脈沖、數(shù)字量）當前第14頁\共有91頁\編于星期六\8點遙信信息狀態(tài)信號1、開關(guān)，刀閘的狀態(tài)信息2、保護、自動裝置的動作狀態(tài)3、發(fā)電機的開停機信號4、其他的運行狀態(tài)信號（如事故總信號）特點：？（表示方式0，1）當前第15頁\共有91頁\編于星期六\8點遙控信息改變設(shè)備運行狀態(tài)的命令，如發(fā)電機的起停命令，斷路器的分合命令。電容器，電抗器的投切命令。特點：可靠性要求高。保證措施：返校。當前第16頁\共有91頁\編于星期六\8點遙調(diào)信息傳送改變設(shè)備運行參數(shù)的命令，如改變發(fā)電機有功出力(調(diào)速)和勵磁電流(調(diào)壓)的設(shè)定值，改變變壓器分接頭的位置。當前第17頁\共有91頁\編于星期六\8點遠動信息的傳輸模式循環(huán)數(shù)字傳輸模式（CDT）：廠站端將要發(fā)送的遠動信息按照規(guī)約（協(xié)議）的規(guī)定組成各種幀，再編排好順序，一幀一幀地循環(huán)向調(diào)度端傳送。特點：周期性發(fā)送不論調(diào)度端是否需要不需要調(diào)度端發(fā)問邏輯上需要獨占通道對信道質(zhì)量要求較低當前第18頁\共有91頁\編于星期六\8點遠動信息傳輸模式問答傳輸模式（POLLING）：若調(diào)度端要得到廠站端的監(jiān)視信息，必須向其發(fā)送查詢命令報文。廠站端按照收到的不同類型命令報文發(fā)送回答報文。特點：有問才答按需回答可以共享通道（地址區(qū)別）對信道要求高，且必須為雙向通道（全雙工或者半雙工）當前第19頁\共有91頁\編于星期六\8點遠動信息的編碼循環(huán)式（部頒）：以幀為單位（幀長度可變）幀由各類字組成。包括信息字，控制字等信息字由6個字節(jié)組成（48BIT），固定長度功能碼（8）信息碼（32位）校驗碼（8）當前第20頁\共有91頁\編于星期六\8點遠動信息的編碼以報文為單位傳輸報文格式如下：報文頭數(shù)據(jù)區(qū)校驗碼寬度為8位，長度為3-4字節(jié)長度可變，字節(jié)數(shù)可變當前第21頁\共有91頁\編于星期六\8點DL451（部頒CDT）幀結(jié)構(gòu)（幀長度可變體現(xiàn)在信息字個數(shù)可變）字：不同于計算機中字的概念，為48位，是碼字的意思。同步字控制字信息字。。。。。。信息字各個字起什么作用？當前第22頁\共有91頁\編于星期六\8點串行通信計算機通信的基礎(chǔ)是同步：發(fā)送端時鐘頻率=接收端傳輸時鐘頻率、相位一致的運轉(zhuǎn)?？梢岳斫鉃閮啥怂俾氏嗤a元起止時刻相同。串行通信：信息一位一位傳輸。對應計算機RS232串口。異步通信：串行通信的一種方式，以字符為單位進行傳輸，每個字符均有起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位（可沒有）、停止位。每個字符的起始位都起到對該字符的同步作用。是位同步方式。額外花費大，效率低。同步通信：串行通信的一種方式，以同步字符作為傳送開始，字符之間不允許有空隙，線路空閑時發(fā)同步字符。但是兩端頻率有一定誤差，造成碼元相位差，累積后可能造成錯位，導致失步。是幀同步方式。當前第23頁\共有91頁\編于星期六\8點同步字的作用DL451規(guī)約要求遠動信息的傳送采用同步通信方式，即通信過程以同步字的檢測作為信息傳輸?shù)拈_始。檢測到同步字后，進入同步通信狀態(tài)，將接收信息按字節(jié)劃分開。實現(xiàn)幀同步。但是為了消除兩端時鐘的頻差所產(chǎn)生的相位差，收端必須同時采用位同步措施（若不用異步通信的起始位檢測作為位同步方式，則用數(shù)字鎖相環(huán)，以發(fā)送端發(fā)來的數(shù)字序列中含有的相位信息，調(diào)整接收端相位）。現(xiàn)場運行的遠動系統(tǒng)有些采用異步通信方式傳送遠動信息。即只采用位同步。當前第24頁\共有91頁\編于星期六\8點DL451同步字采用固定48位：3組EB90E:1110B:10119:10010:0000同步字：EB90EB90EB90EB9016位EB9016位EB9016位當前第25頁\共有91頁\編于星期六\8點DL451控制字控制字當然也是48位，由6個字節(jié)組成，從前往后依次為：控制字節(jié)：ELSD0001幀類別字節(jié)：重要遙測A幀、次要遙測B幀、一般遙測C幀、遙信狀態(tài)D1、電能量脈沖計數(shù)值D2、順序事件記錄E、遙控（選擇、執(zhí)行、撤銷）、升降（選擇、執(zhí)行、撤銷）、設(shè)置時鐘等。信息字數(shù)字節(jié)：本幀包含的信息字數(shù)。源站址字節(jié)：目的站址字節(jié)：校驗碼字節(jié)：監(jiān)督元同步字控制字信息字。。。。。。信息字當前第26頁\共有91頁\編于星期六\8點DL451信息字功能碼：表示信息數(shù)據(jù)的作用。不同功能碼代表不同功能。共256個功能。代號00H-7FH：均為遙測數(shù)據(jù)（128個字，每個字裝載兩個遙測數(shù)據(jù)，總共可以定義256個遙測量）代號F0H-FFH：均為遙信數(shù)據(jù)（16個字，每個字裝載32路遙信，總共定義了512個遙信量）代號E0H:遙控選擇命令代號E1H:遙控返校命令代號E2H:遙控執(zhí)行命令功能碼8位信息數(shù)據(jù)32位校驗碼8位同步字控制字信息字。。。。。。信息字當前第27頁\共有91頁\編于星期六\8點幀的組織方式循環(huán)：在滿足規(guī)定的時間前提下（A幀循環(huán)時間為3秒，B為6秒，C為20秒），幀序列可以任意組織，固定各幀的排列順序循環(huán)傳送。插入：對于特殊情況，則插入到循環(huán)順序中優(yōu)先傳送。如遙信變位（1秒內(nèi)）、遙控、升降命令的返校（長度為字）。簡化：為了簡化應用，也可以對幀結(jié)構(gòu)進行簡化（固定幀長度，同步字+信息字+慢變化字），降低出錯的概率。典型傳送順序：ABACABACABAD1ABACABACABAD2E幀在需要時，采用插入傳送。當前第28頁\共有91頁\編于星期六\8點常用遠動信道采用專用有線信道(近距離)電力載波信道(投資小)微波信道(高頻率)光纖信道無線電信道衛(wèi)星通信（特殊微波）當前第29頁\共有91頁\編于星期六\8點專線通信由遠動裝置產(chǎn)生遠動信號。直流信號：幅值、極性信號。交流信號：頻率介質(zhì)：架空線、專用電纜缺點：近距離（經(jīng)濟，技術(shù)原因：損耗大）當前第30頁\共有91頁\編于星期六\8點載波通道物理介質(zhì)：高壓電力線路載波？用于裝載基帶信號的高頻正弦波或者周期性脈沖信號。（如飛機）基帶信號？由原始消息轉(zhuǎn)換（信源編碼）得到的信號。（如旅客）注意區(qū)別基波的概念。為什么要裝載（調(diào)制）于載波信號上？基帶信號傳輸距離有限（噪聲）。一般形式：遠動信號與載波電話復用載波信道（0.3—3.4kHz）人耳的理論聽覺范圍20---20000赫茲。通常對太低或太高的頻率不敏感，頻率損失不會造成很大影響。所以通常語音用0.3—2.3kHz范圍，遠動信號用2.7—3.4kHz范圍。（頻分復用）怎樣裝載？調(diào)幅，調(diào)頻，調(diào)相。怎樣卸載？解調(diào)，反其道。當前第31頁\共有91頁\編于星期六\8點耦合電容器阻波器結(jié)合濾波器調(diào)制解調(diào)器電話遠動信號高頻耦合當前第32頁\共有91頁\編于星期六\8點微波通道微波？微小的波，波長小，即頻率高。頻率范圍：300M—300GHz。形式：無線傳播，直線傳播，點對點對準。傳輸距離：30—50km（功率損耗，地球形狀），遠距離用中繼（接收，放大，傳出）優(yōu)點：頻帶寬（相同時間傳輸信號多），方向性強，保密性好。當前第33頁\共有91頁\編于星期六\8點衛(wèi)星通信（特殊微波）頻率更高（4G赫茲以上）以地球同步衛(wèi)星為中繼站進行中繼通信一個衛(wèi)星的視角為120度左右，原則上三個衛(wèi)星沿軌道均勻分布即可覆蓋南北緯60度以內(nèi)的地球表面。優(yōu)點：頻帶寬，傳輸容量大，通信距離長，不易受干擾。發(fā)展趨勢：衛(wèi)星上轉(zhuǎn)發(fā)器增多，功能增強，發(fā)射功率增強；地面站天線變小，地面站數(shù)量增多，均攤成本降低。當前第34頁\共有91頁\編于星期六\8點光纖通道原理：電信號轉(zhuǎn)換為光信號傳輸，到目的地再由光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光信號傳輸：全反射原理，光纖芯對光的折射率大，包層折射率小，在分界面處全反射，理論上無損耗。實際損耗：光吸收（材料不純）光散射（材料不均勻）光纖材料：石英光纖、玻璃光纖、塑料光纖傳輸模式：多模（多種電磁場分布模式）、單模（帶寬極寬、衰減少、適用大容量遠距離）光纜：多路光纖（幾十幾百根）+護套介質(zhì)：光纖維-----光纜。架設(shè)：單獨架設(shè)、地線復合光纖（OPGW）。優(yōu)點：帶寬寬，衰減小，抗干擾能力強，誤碼率低。當前第35頁\共有91頁\編于星期六\8點電端機電光轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換電端機光端機光纜電光轉(zhuǎn)換：電光二極管、激光二極管光電轉(zhuǎn)換：光電二極管通信模式：模擬通信、數(shù)字通信模擬通信：用模擬電信號調(diào)制光強度數(shù)字通信：用數(shù)字脈沖電信號對光強進行調(diào)制。PCM:脈沖編碼調(diào)制。當前第36頁\共有91頁\編于星期六\8點無線電信道組成：發(fā)射機、發(fā)射天線、自由空間、接收天線、接收機。類似廣播。優(yōu)點：不需要線路，節(jié)省材料，減少維護量。當前第37頁\共有91頁\編于星期六\8點1.3遠動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運行狀態(tài)采集的數(shù)據(jù)不正確反映到調(diào)度中心，對調(diào)度人員的抉擇將會產(chǎn)生促使調(diào)度人員作出錯誤判斷和抉擇的影響。（上行）遙控、遙調(diào)命令下達到系統(tǒng)后信息不能保證正確可靠，也將會產(chǎn)生十分嚴重的后果。（下行）為了保證電力系統(tǒng)遠動各種功能的可靠實現(xiàn)，遠動系統(tǒng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)必須合理。在各個環(huán)節(jié)上必須要有一定的技術(shù)措施做保障。遠動系統(tǒng)的準確性和可靠性十分重要，遠動技術(shù)事實上就是保證“四遙”準確可靠的技術(shù)。當前第38頁\共有91頁\編于星期六\8點1、遠動系統(tǒng)原理框圖

YK/YT信道編碼調(diào)制解調(diào)器信道譯碼YC/YX調(diào)制解調(diào)器信道編碼信道譯碼YX采集YC采集YK執(zhí)行YT執(zhí)行調(diào)度端通道廠站端當前第39頁\共有91頁\編于星期六\8點相關(guān)術(shù)語調(diào)度中心：主站廠站：子站主站端的遠動裝置：前置機（front-endprcessor）,作用：用來緩沖和處理輸入或輸出數(shù)據(jù)的處理機。一般需要有通信控制功能，并應為雙機配置。廠站端的遠動裝置：遠動終端（RTU:remoteterminalunit）當前第40頁\共有91頁\編于星期六\8點遠動系統(tǒng)配置的基本模式點對點(CDT.POLLING)多路點對點多點星形(POLLING)多點共線多點環(huán)形當前第41頁\共有91頁\編于星期六\8點遠動系統(tǒng)基礎(chǔ)上形成調(diào)度自動化系統(tǒng)基本功能：SCADA系統(tǒng)。SC：監(jiān)控DA：數(shù)據(jù)采集AGC:自動發(fā)電控制EDC：經(jīng)濟調(diào)度高級功能：PAS（電力系統(tǒng)高級應用軟件）拓撲分析狀態(tài)估計負荷預測在線潮流安全分析DTS（調(diào)度員培訓模擬）兩者相加：EMS當前第42頁\共有91頁\編于星期六\8點分級調(diào)度體制及優(yōu)點我國采用國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)五級分層調(diào)度體制。優(yōu)點：減少信息傳輸量、減輕上級調(diào)度中心的負擔。提高了響應速度和可靠性。減少設(shè)備投資。可擴展性好。當前第43頁\共有91頁\編于星期六\8點分級的調(diào)度體制國調(diào)：與網(wǎng)調(diào)控制中心相連，協(xié)調(diào)、確定大區(qū)網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線潮流和運行方式，監(jiān)視、統(tǒng)計全國電網(wǎng)運行情況。屬于EMS。1、收集區(qū)網(wǎng)及有關(guān)省網(wǎng)的信息，監(jiān)視大區(qū)電網(wǎng)的重要測點運行工況及全國電網(wǎng)運行概況。2、進行大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)的潮流、短路、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行計算，并下達計算結(jié)果。3、做中長期安全、經(jīng)濟運行分析，提出對策。當前第44頁\共有91頁\編于星期六\8點大區(qū)網(wǎng)調(diào)主要負責區(qū)內(nèi)超高壓網(wǎng)的安全運行，并按規(guī)定的發(fā)用電計劃及監(jiān)控原則進行管理，提高電能質(zhì)量和經(jīng)濟運行水平。屬于EMS。當前第45頁\共有91頁\編于星期六\8點省調(diào)1、電網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集和監(jiān)控，經(jīng)濟調(diào)度、安全分析。2、負荷預測，制定開停機計劃和水火電經(jīng)濟調(diào)度的日分配計劃、指導AGC。3、地區(qū)間有關(guān)省網(wǎng)部分的供受電量的計劃編制和分析。4、進行管轄電網(wǎng)的潮流、短路、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行計算，并下達計算結(jié)果。功能與網(wǎng)調(diào)基本相同，管轄范圍縮小至本省高壓網(wǎng)，屬于EMS。當前第46頁\共有91頁\編于星期六\8點地區(qū)調(diào)度一般屬于SCADA系統(tǒng)。1、本地區(qū)電網(wǎng)的安全監(jiān)控。2、本地區(qū)有關(guān)站點的開關(guān)遠方操作、變壓器分接頭的調(diào)節(jié)、電容器的投切。3、負荷管理和自動投切。當前第47頁\共有91頁\編于星期六\8點縣調(diào)1、數(shù)據(jù)采集2、安全監(jiān)控3、功率總加4、電量總加5、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)6、負荷管理當前第48頁\共有91頁\編于星期六\8點第二章變送器

電力系統(tǒng)遠動原理及技術(shù)當前第49頁\共有91頁\編于星期六\8點為什么需要變送器？TRANSDUCER一次系統(tǒng)：發(fā)、變、輸、配、用特點：高電壓、大電流二次系統(tǒng)：為了測量、保護、監(jiān)視、控制一次系統(tǒng)的各類系統(tǒng)。特點：低電壓、小電流（PT:100VCT:5A）現(xiàn)代遠動系統(tǒng)一般為數(shù)字計算機系統(tǒng)，電壓一般不超過12V，功率不超過幾百瓦。當前第50頁\共有91頁\編于星期六\8點2.1概述將電力系統(tǒng)的電壓電流和有功無功等電氣量線性的轉(zhuǎn)化成0~5V等信號的器件稱為變送器。1、變送器的定義一次系統(tǒng)（強電）二次系統(tǒng)（弱電）CT、PT（橋梁）變送器5A、100V到TTL電平的橋梁計算機系統(tǒng)（弱電）控制電纜220千伏：200m,330千伏：300m500千伏：500m總長：150-200kM當前第51頁\共有91頁\編于星期六\8點變送器性能指標--變送器的輸出標稱值國標規(guī)定：按照不同輸出類型分為電流型、電壓型輸出為電流的變送器（毫安級）：0-1mA、0-10mA、0-20mA、4-20mA、-1-0-1mA、-5-0-5mA、-10-0-10mA輸出為電壓的變壓器（伏特級）：0-1V、0-5V、0-10V、-1-0-1V、-5-0-5V、-10-0-10V當前第52頁\共有91頁\編于星期六\8點電壓型輸出與電流型輸出的不同在傳輸距離很近的和干擾微小的情況下，所引起的誤差和信號穩(wěn)定性上看，電壓型輸出和電流形輸出無明顯差異。在傳輸距離較遠，并且現(xiàn)場環(huán)境惡劣的情況下，應優(yōu)先選用電流型輸出，因為電流型輸出的變送器相當于電流源，有較高的抑制分布在傳輸線上的外部磁場和靜電場干擾的能力，并且輸出標稱值越大，抗干擾的能力越強。當前第53頁\共有91頁\編于星期六\8點2、變送器技術(shù)分類變送器技術(shù)包括兩大類：（1）直流變送器：是指變送器的輸出為直流信號；（2）交流變送器：是指變送器輸出為交流信號。直流變送器和交流變送器目前都在使用，但由于交流變送器體積小、價格便宜，而且隨著交流采樣技術(shù)的不斷發(fā)展進步，其精度越來越高，因此交流變送器將逐漸取代直流變送器。。當前第54頁\共有91頁\編于星期六\8點直流變送器當前第55頁\共有91頁\編于星期六\8點交流變送器當前第56頁\共有91頁\編于星期六\8點2、變送器性能指標--允許過量輸入分為連續(xù)過量輸入和短時過量輸入。連續(xù)過量輸入為標稱值或者上限值的120%短時過量輸入，依據(jù)不同變送器類型、過量輸入持續(xù)時間，過量輸入的間隔時間不同而不同，根據(jù)實驗確定。正常過量輸入情況下，精度應該滿足要求。當前第57頁\共有91頁\編于星期六\8點變送器性能指標--輸出性能輸出負載能力：變送器后需要A/D，采集等環(huán)節(jié)輸出紋波：有效值不超過輸出上限的0.3%，意味著實際采集需要做平均。輸出響應時間：<=400ms，0-90%（上升）或者100-10%（下降）當前第58頁\共有91頁\編于星期六\8點變送器性能指標--準確度、功耗等級：0.10.20.51.01.52.5對應誤差為：+-等級/100功耗：一般與其他電氣測量儀表公用一個PT,CT，這些互感器的準確度與其二次負載有關(guān)，因此，為防止互感器過載，降低測量綜合誤差，應盡量降低變送器的功耗。。當前第59頁\共有91頁\編于星期六\8點變送器性能指標--絕緣性能對象：多個輸入回路、外殼、輸出回路絕緣電阻：各輸入回路與外殼之間、各輸入回路與輸出回路之間、各輸入回路之間。用直流搖表500V，持續(xù)1分鐘，測得的絕緣電阻不應小于5M歐姆。耐壓試驗：輸入回路與外殼、輸入回路之間加交流2000V電壓，1分鐘。輸出回路對外殼、輸入回路對輸出回路加交流500V電壓，持續(xù)1分鐘。當前第60頁\共有91頁\編于星期六\8點2.2電流變送器和電壓變送器直流變送器：互感器T、整流、濾波、輸出、補償電流變送器并聯(lián)分流電阻將電流轉(zhuǎn)化為電壓信號（下圖中虛線部分）電流變送器的T為電流互感器、電壓變送器的T為電壓互感器當前第61頁\共有91頁\編于星期六\8點當前第62頁\共有91頁\編于星期六\8點2、電流變送器的作用電流變送器的作用是將來自電流互感器次級的交流電流變換成RTU可以處理的交流或直流信號。電流互感器CT的次級輸出的交流電流經(jīng)過變送器中的電流互感器（變壓器）LH。LH的作用主要有兩個：一是降低輸入的交流電流；另一方面就是將輸入回路與變送器回路在電氣上隔離。當前第63頁\共有91頁\編于星期六\8點硅鋼片磁化曲線（補償?shù)淖饔茫〩為磁場強度，與原邊勵磁電流對應B為磁感應強度，與副邊電壓相對應原邊與副邊不是線性關(guān)系當前第64頁\共有91頁\編于星期六\8點5、變送器的工作范圍特點：OA段是非線性、AB段基本上呈線性、B點以后呈飽和狀態(tài)即：當輸入的被測交流電流在零值附近或較小時，電流互感器的輸入電流和輸出電壓呈非線性關(guān)系；當電流過大時，使得LH進入飽和區(qū)時，也無法滿足線性關(guān)系。處理措施：零點附近的非線性關(guān)系可以通過一定的非線性補償電路進行補償，以保證其線性關(guān)系；對飽和區(qū)的處理一般是通過限制變送器的工作范圍，使其運行點不進入磁化曲線的飽和區(qū)。當前第65頁\共有91頁\編于星期六\8點6、交流變送器與直流變送器的比較上圖中的紅色虛線將變送器電路分成了兩個部分。虛線的右邊是對信號進行整流、濾波處理的。如果我們不是需要直流輸出，而只需要交流輸出，只需要將電路虛線左邊的部分適當加上一些補償電路即可。由此看出，交流變送器比直流變送器的電路要簡單得多。當前第66頁\共有91頁\編于星期六\8點2、電壓變送器的作用電壓變送器的作用是將來自電壓互感器（PT）次級的交流電壓變換成RTU可以處理的信號（交流的或直流的，電壓或電流信號）。電壓變送器是有一個電壓互感器YH和整流電路組的。電壓互感器的作用也是兩個方面：一是降低輸入電壓，另一個是將變送器回路和輸入回路在電氣上隔離開來。當前第67頁\共有91頁\編于星期六\8點3、電壓變送器的工作范圍如果需要的是交流輸出，將不需要后面的整流電路。另外，一般情況下，電壓的變化在±20%左右，不會進入零點附近的非線性區(qū)，因此，在電壓變送器中不需要非線性補償電路。當前第68頁\共有91頁\編于星期六\8點2.3 功率變送器

單相有功變送器功能：實現(xiàn)電壓電流乘積的平均值（直流分量）部件：主要由乘法器、低通濾波構(gòu)成推導：u=1.414Usin(ωt+φ)，i=1.414Isin(ωt)所以，瞬時電流電壓乘積的的平均值為：1/T∫uidt=UIcosφ=有功功率所以：單相有功測量只要將瞬時電流電壓乘積（乘法器）后取平均（低通濾波）值即可。當前第69頁\共有91頁\編于星期六\8點單相無功變送器與單相有功變送器類似，多一個電流移相電路功能：實現(xiàn)電壓與超前90°電流乘積的平均值（直流分量）部件：主要由乘法器、低通濾波、移相電路推導：u=1.414Usin(ωt+φ)，i=1.414Isin(ωt+90°)所以，瞬時電流電壓乘積的的平均值為：1/T∫uidt=UIsinφ=無功功率所以：單相無功測量只要將瞬時電流移相后與電壓乘積再取平均值即可需要注意：移相電路在頻率不為50赫茲時會有誤差。當前第70頁\共有91頁\編于星期六\8點三相功率的測量三相總功率各相功率之和。因此對于三相功率的測量最簡單的方法就是用三組合式，即用三個單相功率變送器的測量值用加法器相加即可以得到三相功率。有沒有更加節(jié)省元件的測量方法？當前第71頁\共有91頁\編于星期六\8點電路接線方式三相三線制：abc三相端線。主要用于輸電系統(tǒng)，輸電系統(tǒng)一般三相平衡，中性線中沒有電流，節(jié)省線路材料。三相四線制：abc三相端線+中性線。配電系統(tǒng)如果不能做到三相平衡，中性線中有電流流過，因此必須用中性線。結(jié)論：三相四線制時，三相電流之和一般不為0.當前第72頁\共有91頁\編于星期六\8點三相有功功率測量當供電方式為三相三線時，可以用兩元件法測量，節(jié)省一個元件。兩元件法測量有功功率這種接線法是指三相功率變送器中，一個功率測量元件的輸入交流電壓UAB，輸入交流電流為IA。另一個功率測量元件的輸入交流電壓為線電壓UCB，輸入交流電流為IC。當前第73頁\共有91頁\編于星期六\8點1、三相有功功率測量接線圖2.4W1W2ABC當前第74頁\共有91頁\編于星期六\8點2、三相有功功率測量向量圖2.4ICUCBUCIBUBIAUAUAB2330℃30℃1當前第75頁\共有91頁\編于星期六\8點設(shè)兩個功率測量元件測得的功率為P1、P2，則由向量圖可得：

因此：

3、有功測量公式推導（1）當前第76頁\共有91頁\編于星期六\8點3、有功測量公式推導（2）變送器所測得的三相有功功率值P，為兩個測量元件測得的有功功率值P1和P2的代數(shù)和，即：P=P1+P2如果三相電壓對稱，則：UAB=UCB=1.732*UA=1.732*UB=1.732*UC=1.732*Uφ書上印刷錯誤2-1當前第77頁\共有91頁\編于星期六\8點3、有功測量公式推導（3）由此可將（2-1）式進一步運算，可得：當三相電流不對稱時，根據(jù)三相三線制電路的特點，IA、IB、IC之和為0，在向量圖上反映為電流IA、IB、IC對電壓UB的投影之和為0（任意投影也為0），即：IAcos(60+φ1)+ICcos(60-φ3)-IBcosφ2=0當前第78頁\共有91頁\編于星期六\8點3、有功測量公式推導（4）經(jīng)數(shù)學計算后，可得（2-4）式：將（2-3）代入（2-2）可得：（2-4）當前第79頁\共有91頁\編于星期六\8點4、有功測量公式推導結(jié)論式(2-4)表示，用以上的兩元件法測量有功功率，在負載端的電流對稱或不對稱的情況下，均不會產(chǎn)生測量誤差。同樣可以證明，在電壓不對稱的情況下，用兩元件法測量三相功率時，也不會產(chǎn)生測量誤差。當前第80頁\共有91頁\編于星期六\8點2.3.2 三相無功功率的測量移相法測量：根據(jù)1：三相無功等于單相無功之和（無功是標量）根據(jù)2：單相無功可以用單相有功的測量接線加電流超前移相90度。做法：與前述三相有功測量接線一致。三元件（4線制）或者兩元件（3線制）法都可以。優(yōu)點：不論負載電壓、電流是否