电网监控与调度自动化-ppt课件PPT文档格式.ppt
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实现精密整流关键是运算放大器的虚短虚断,直流采样,直流采样的主要问题?
谐波问题;
测相位问题。
二、电能变送器,二、电能变送器
(一)功率与电能的关系三相电路的瞬时功率为P(t),则该电路的有功电能W就是P(t)的时间积分,即设在时间t0t1内的平均功率为Pav则在时间t0t1之间的电能量等于该时间内平均功率与时间的乘积。
三相有功功率变送器输出电压U0与有功功率P成正比,U0=K1P,
(二)计数脉冲与电能的关系若将U0进行电压频率(U/f)变换,使之成为与U0成正比,频率为f的脉冲信号,即f=K2U0在时间t0t1内,计得以f为频率的脉冲数为N,则N/(t1-t0)代表在时间t0t1内频率f平均值fav。
因此可求得相应时间内U0的平均值U0av,即,一、交流采样过程,第三节微机变送器与交流采样,二、交流采样原理:
Ts=T/N,二、交流采样原理:
采样定理:
完整表达输入信号的充要条件:
数值计算与滤波需要。
滤除第n次波要求对该次波每周至少等距采样两次或以上。
三、微机变送器的工作过程:
输入信号经相应的TVm或TAm变换成05V交流电压信号;
输入到多路模拟电子开关。
由选择多路信号中一路输出;
采样保持器进行采样及保持;
AD转换器将采样保持器输出的模拟电压转换成数字量;
CPU读AD输出数据;
CPU再发地址选择输入信号;
这种过程在一个交流信号周期内重复(l+m)N次CPU对一周期内每路输入信号的N个采样值,进行数据处理,并计算出线路上的各种电气量值。
四、微机变送器硬件,第四节电力系统数据预处理滤波交流信号采样、变换的两侧均进行滤波原因是:
出于两个方面的考虑,并简化电路和利用计算机计算能力,在输入侧设置由RC电路组成的模拟式低通滤波器,滤除高次谐波,在计算机程序中相应包含用于去除低次滤波的计算子程序。
(一)模拟式滤波由采样定理,消除某次谐波必须有效采集信息,即有足够采样频率。
但频率不能太高,影响输入路数。
输入侧模拟式滤波器作用是消除掉输入信号中的较高次谐波(包括干扰),保留有用信号,一般采用简单而有效的RC低通滤波器构成。
滤波器同时还作浪涌电压保护,防止浪涌电压进入通道内部,破坏信息处理设备。
(一)模拟式滤波,传递函数为,频率特性为,
(二)数字式滤波(滤除低次谐波)非递归滤波,举例:
设一模拟信号,要求保留的基波部分,滤除的谐波(7次)部分。
若对采样,采样频率=3500Hz,则对于基波,每周期有70个采样值;
对于7次谐波,则每周期有10个采样值。
现将相对于基波一周期的70个采样值分成7组,每组10个采样值求取平均值。
令y(k)是x(t)连续10个采样值的平均值,即,非递归滤波,为两个分量组成,因此可有,由于是350Hz的正弦波,采样频率为3500Hz,恰好是每周期10次采样,因而计算式中的第二部分必然等于零。
对于50Hz的基波,上述计算可得到7个分组值,每个分组值恰好分别等于对基波进行每周期7次采样的各个采样值,并且不包含任何7次谐波成分。
第五节标度变换,0101011011100101-86.2A,第五节标度变换例如被测电流的满量程为1500A,经变换后的满量程结果为2047。
当电流在01500A范围内变化时,模/数转换的输出在02047之间变动,两者呈线性比例关系。
设遥测量的实际值为S,模/数转换后的值为D,因为S和D呈线性比例关系,所以可以以满量程的对应关系来求出标度变换系数K。
对于12位模/数转换器,D=2047,则S/D=S/2047。
第五节标度变换例如幅值为1500A的电流,可得各个遥测量都有对应的标度变换系数K,均以确定的形式存储器的遥测系数区中,待需要时读取。
标度变换系数K在遥测系数区中以两个字节存放,其格式为F1F2N1N20/1S/D小数点标志移位标志正/负11位标度变换系数1500A的电流的遥测系数K=0000010111011100,在经过模/数转换得到某个遥测量的11位二进制数,需乘上系数得到有量纲的实际值,考虑乘法运算后的精度,标度变换系数K应具有11位的有效位。
但在某些场合,根据S/D所得的K系数并不具有11位有效位,因此需要预先对K进行处理。
例如某电流的幅值满量程为150A,则这一系数的有效位仅有8位,当模/数转换的结果与之相乘后,有效位数减少了。
为了保证有效位数,可以将被测量预放大,例如上例放大10倍,在十进制数显示时相应将小数点向左移1位,即可显示原值。
如将150A的满量程值放大10倍后成为1500,系数K即有11位有效位数。
在1500转换成二进制数后,与K相乘,并在二十进制转换后,将小数点向左移一位,即为150.0A的表达。
遥测量用四位十进制D3D2D1D0显示。
用小数点标志F1F2来设定小数点位置,其内容由通信双方约定。
例如小数点设在最低位D0之前,把F1F2置为01。
例如幅值为150A的电流,可得0100010111011100,F小数标志位,但在S/D小于0.5时,对应的二进制仍会出现有效位数不足11位的情况。
例如满量程值为300A的电流实际有效位为9位,而300不能扩大10倍,使S/D1而不符合要求。
解决方法是将转换S/D时计算到小数点后13位,然后将S/D左移2位成为0.10010110000B作为标度变换系数的遥测系数部分,并在N移位标志上设置相应值。
在乘系数运算后再将乘积右移相应位数,使数值还原。
标度变换系数中的N移位标志部分的设置方法可以是N1N2=00,系数未位移;
N1N2=01,系数左移了1位;
N1N2=10,系数左移了2位;
N1N2=11,系数左移了3位。
满量程值为300A的电流的遥测系数0010010010110000,从上所述,标度变换过程共由三部分组成。
当一个遥测量经A/D变换且计算后,相应从遥测系数区取出相应的标度变换系数与之相乘把乘积右移N位若需显示,则在二十进制转换后,根据F1F2标上小数点,完成标度变换。
第三章远方终端,运方终端(RemoteTerminalUnit)运方终端RTU采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量,监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量,执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调节命令。
安装于馈线上的远方终端称为FTU。
安装于配电变压器上的远方终端称为TTU。
运方终端(RemoteTerminalUnit),第一节远方终端的功能1遥测(Tele-measurement)模拟交流量:
电压、电流、功率、频率;
电能计数脉冲(CounterPulse);
已转换成数字量的模拟量(digitalMeasuredValue);
事故追忆(故障录波)特点:
随时间变化;
可比较数值大小。
由RTU向调度中心传送。
第一节远方终端的功能2遥信(Tele-indication、Tele-signalization)断路器、隔离器的位置状态;
继电保护和自动装置的动作状态;
发电机组、远方设备的停/投状态;
事件顺序记录(SOE)。
特点:
开关量,用“0”和“1”表达;
无大小。
第一节远方终端的功能3遥控(Tele-command)断路器、隔离开关“合”或“分”命令;
整组投切补偿电容器和电抗器;
发电机组的开停等等。
特点:
从调度中心向RTU发出改变运行设备状况的命令。
第一节远方终端的功能4遥调(Tele-adjusting)改变变压器分接头的位置调电压;
分组投切补偿电容器;
改变机组有功和无功调节器整定值,增减出力;
对继电保护、自动装置整定值的设定(包括投退)。
调度中心向RTU发调整运行参数命令。
第一节远方终端的功能5其他功能电力系统统一时钟对时;
远方信息转发;
适合多种规约的数据远传。
第二节远方终端硬件与软件配置一、单CPU的RTU硬件和软件配置硬件,单CPU总线BUS多I/O口输入/输出,第二节远方终端硬件与软件配置一、单CPU的RTU硬件和软件配置软件一个主程序:
对整个系统的初始化和人机联系多个中断服务程序:
完成RTU的输人和输出功能实时时钟中断服务程序;
A/D结束中断服务程序;
字节发送空中断服务程序;
字节接收满中断服务程序等。
第二节远方终端硬件与软件配置二、多CPU的RTU硬件和软件配置硬件,总CPU:
管理、协调、通信子CPU:
数据采集或执行命令,第二节远方终端硬件与软件配置二、多CPU的RTU硬件和软件配置软件,程序自恢复(Watch-dog)功能决定着RTU的运行状态,必须放在最高优先级别;
实时时钟中断要求CPU及时响应;
与调度中心的通信必须保持连续进行;
慢变数字量输入中断安排在较低的中断优先级;
打印机中断安排在最低级。
三、中断与中断优先权子单元CPU中断请求响应请求,执行中断服务程序,第三节遥测信息采集模拟量、数字量、脉冲量三大类一、模拟量信息采集与遥测,中间变换器TV、TATV:
输入电网母线电压互感器二次侧电压(0100V),把该电压变换为微机装置能够接受的成正比峰值为05V的交流电压,并实现交流电网与微机装置的电气隔离。
TA:
输入电网设备的电流互感器二次侧电流(05A),将该电流信号变换成较小的电流后使之在电阻R上形成峰值为05V的交流电压
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