电力系统远动技术remote metering, signalling and controlling technique of electric power system

从调度端到发电厂、变电站实现遥测、遥信、遥调和遥控的技术。通过远动装置，可将远方的测量值和开关位置的信号及时送到调度所，并在电力系统的模拟盘上用灯光信号直接反映，或用显示装置反映，亦可将调度端的控制命令、调节指令传送到厂、站执行。它是运行监视和控制的有利工具，是电力系统实时调度和进一步实现调度综合自动化的基础。
远动技术的内容 包括： ❶遥测，远方测量的简称。借助于量测变换器将被测量转换为辅助量而沿通道传递。将被监视厂、站的某些运行参数传送给调度所，如电压、电流、火电厂的某些热工参数或水电站的水位等。遥测系统由遥测发送装置(YCF)、遥测接受装置(YCT)、指示仪表（或显示装置）及通道组成。
❷遥信，远方状态信号的简称。将被监视厂、站的设备状态信号及其他用途的信号，克服长距离传输的困难，并最经济地利用通道，传给调度所，如断路器位置的信号、报警信号及闸门位置的信号等。
❸遥控，远方操作的简称。从调度所发出命令，实现远方操作和切换，如在事故情况下，操作系统中某些断路器、控制水轮机组的启停等。
❹遥调，远方调整的简称。即远方调整厂、站的参数，如在调度所直接调整发电厂的有功功率或无功功率等。
远动系统结构 各个远动站(主控站、被控站和转发站等)以及连接这些站所用远动信息传输通道的组合。基本结构有如下几种(图1): ❶点对点结构。被控站经独立的通信线路与主控站连接，即1:1工作方式。
❷多路点对点结构。主控站与多个被控站通过各自独立的通信线路相连接，并能同时与各被控站通信，即M:N工作方式。
❸多点星形结构。多个被控站经各自独立的通信线路与主控站的一个收发信器连接，无论何时只能有一个被控站向主控站传输信息，而主控站可将信息传送至选定的被控站，也可将同一信息，同时发送给所有被控站，即1:N工作方式。
❹多点共线结构。多个被控站经一条公共的通信线与主控站连接，其他与多点星形结构相同。
❺多点环形结构。主控站和多个被控站之间的通信线路连成环形，主控站可通过两条不同的途径与各被控站通信，当环形通信线路在某处中断时，整个通信仍可继续维持。
❻总线结构。所有远动站都接在同一条通信线路上，同一时刻允许任何两个站互相通信。
❼复合结构。是由以上几种基本结构所组成的各种形式的远动系统结构的一例。

图1 远动系统的基本结构

⧈: 主要控制中心； □: 具有一个或几个线路终端的控制中心， 其边上的小圆圈个数表示线路终端的数目；△: 被控站；○: 远动信息收集、集中和交换站；—： 运动数据传输通道

远动装置的基本环节 电力系统中厂、站端的参数、状态，调度所的操作、调整命令都是信息，远动装置远距离传送这种信息，以实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能(图2)。被监控的厂、站端要将遥测、遥信量送到调度所显示或记录。遥测量是电量或非电量，经变送器变成直流模拟电压，输入模数转换器，将模拟电压转换成数字量，送给遥测、遥信编码器，编码器将输入的并行数码，编成在时间上依次顺序排列的串行数字信号；而遥信是开关量，可以直接输入编码器。在远动系统中传送的信号，传送过程中会受到各种干扰，可能使信号发生差错。为了提高传输的可靠性，对遥测、遥信的数字信息要进行抗干扰编码，以减少差错。由于数字脉冲信号一般不宜直接传输，因为会招致变形，所以要用调制器将数字脉冲信号变成适合于传输的信号。当厂、站将经调制后的遥测、遥信信号发送到调度所的接收端，首先由解调器将正弦信号还原成原来的数字信号，再由抗干扰译码器进行检错，查出错误的码组就放弃不用，正确的码组经遥测、遥信分路器将各路遥测、遥信分割开，分别显示或指示。

图2 遥测、遥信原理框图

对于遥控、遥调，调度端是发送端，厂、站是接收端。遥控、遥调命令的传送原理与上述相同，遥控或遥调命令经命令编码器编成串行的数码，送到抗干扰编码器、调制器后发送出去。接收端经解调和抗干扰译码后，送给命令寄存器，以输出执行。要指出的是遥调、遥控命令的传输可靠性要求较高，特别是遥控，要求的可靠性更高。
远动技术的传送方式 分为两大类：循环传送方式及问答传送方式。
循环传送方式是以厂、站端的远动装置为主，周期性地采集数据，并周期性地以循环的方式向调度端发送数据。常用在点对点的远动装置中，由厂、站端传送遥测、遥信量给调度端。中国和日本的远动装置主要采用这种方式。
问答传送方式是以调度所为主，由调度所发出查询命令，厂、站端按发来的命令工作，被查询的厂、站向调度所传送数据或执行命令。未收到查询命令时，厂、站端的远动装置处于静止状态。西欧、美国及加拿大的系统中大都采用这种传送方式。
远动装置类型 有三种：❶硬件式远动装置，亦称布线式远动装置。它由门电路、触发器等组成，用布线逻辑式构成遥测、遥控、遥信及遥调功能。中国电力系统大都应用这种远动装置。
❷软件化远动装置，是相对硬件装置而言。指令存放在处理机的指令库（只读存储器）中，指令发生器（指令计数器）顺序地读出指令，并以解释指令部件（指令译码器）将指令译出，然后通过装置的硬件配置，根据操作的顺序组合，完成远动功能的操作。其基本硬件有：运算器、控制器、只读存储器、指令记录器、内存、输入输出总线、与外界的信息接口等。
❸微型计算机远动装置，即用微型机来完成遥测、遥信、遥控和遥调量的数据采集和发送的功能。厂、站端的远动设备由中央处理器、只读寄存器、随机存储器、并行接口和串行通信接口组成。其中只读寄存器中存放着厂、站端远动功能程序，主要是数据采集、处理和发送程序。这种远方终端设备的体积较小，可靠性高，易于扩展，并且可采用系列生产的微处理机，价格便宜。主要用于：线路和变压器有功、无功功率和电源的遥测；母线和线路电压遥测；交换功率的电能遥测；断路器和开关位置的监视；报警电路接点监视；断路器分闸或合闸的遥控；变压器分接头换接的遥控；电容器投入和断开的遥控等。
远动装置的主要技术要求 有以下几个方面；❶可靠性要高，可靠性包括装置本身的可用性及信息的传输可靠性。可用性指装置正常运行的能力，它用平均故障间隔时间来衡量。传输可靠性是用信息的差错来表示。
❷实用性要强，调度所要求电力系统的实时信息，特别是在故障时，要求迅速地获得故障信息以及时处理故障。实时性常用“传输时延”衡量，是指从发送端事件发生到接收端正确地收到该事件信息这一段间隔。
❸功能要多，通常将遥测、遥信、遥控及遥调等对象的数量称为远动转变的容量，首先远动转变要满足电力系统远动化的要求。此外，遥测、遥信、遥控及遥调的功能要扩大，如电力系统要求遥测功角、电度等，遥信要求变位优先传送，并有时间记录等功能。随着技术发展，远动转变还要完成事件记录、数据处理等功能。