第二章-變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理課件

第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理變電站綜合自動化技術(shù)及應(yīng)用第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理變電站綜合自動化技術(shù)及應(yīng)12.1變電站綜合自動化裝置概述2.2模擬量輸入/輸出系統(tǒng)2.3開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)2.4人機聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件2.5本章小結(jié)以及課后習題第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理2.1變電站綜合自動化裝置概述第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的22.1變電站綜合自動化裝置概述2.2模擬量輸入/輸出系統(tǒng)2.3開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)2.4人機聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件2.5本章小結(jié)以及課后習題第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理2.1變電站綜合自動化裝置概述第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的32023/8/9

變電站綜合自動化裝置概述2.12.1.1基本測控單元2.1.2采集的數(shù)據(jù)信息2023/8/1變電站綜合自動化裝置概述2.1242023/8/9

變電站綜合自動化裝置概述2.1.1變電站綜合自動化系統(tǒng)均按模塊化設(shè)計。也就是說對于成套的綜合自動化系統(tǒng)，微機保護系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等裝置都是若干模塊組成的，它們的硬件結(jié)構(gòu)都是大同小異，所不同是軟件及硬件模塊化的組合與數(shù)量不同。一個變電站綜合自動化系統(tǒng)中各種子系統(tǒng)的典型硬件結(jié)構(gòu)主要包括：模擬量輸入/輸出回路、微機系統(tǒng)、開關(guān)量輸入/輸出回路、人機對話接口回路、通信回路和電源。2023/8/1變電站綜合自動化裝置概述2.1.52023/8/9

變電站綜合自動化裝置概述2.1.12023/8/1變電站綜合自動化裝置概述2.1.62023/8/9

采集的數(shù)據(jù)信息2.1.2電力系統(tǒng)需要采集的信息量大，且具有不同的特征，可以把他們分成以下的類型：模擬量。模擬量是指時間和幅值均連續(xù)變化的信號，是連續(xù)時間變量t的函數(shù)，包括交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率、直流電壓等。開關(guān)量。開關(guān)量是指隨時間離散變化的信號，主要反映的是設(shè)備的工作狀況，包括斷路器、隔離開關(guān)、保護繼電器的觸點及其他開關(guān)的狀態(tài)。數(shù)字量。數(shù)字量是指時間和幅值均是離散的信號，包括BCD碼儀表及其他數(shù)字儀表的測量值，并行和串行輸入/輸出的數(shù)據(jù)等。脈沖量。脈沖量是指隨時間推移周期性出現(xiàn)短暫起伏的信號，包括系統(tǒng)頻率轉(zhuǎn)換的脈沖及脈沖電能表發(fā)出的脈沖等。非電量。非電量包括變壓器油溫、空氣開關(guān)氣體壓力等。掌握電力系統(tǒng)狀況，主要從兩個方面著手：遙測量：測量主要是將電網(wǎng)中各元件如線路、母線、變壓器、發(fā)電機等的運行參數(shù)，通過收集傳送到調(diào)度中心去。遙測量大多為模擬量。遙信量：主要是反應(yīng)電網(wǎng)開關(guān)狀態(tài)的量和元件保護狀態(tài)的信息。它主要包括斷路器的狀態(tài)、隔離開關(guān)的狀態(tài)、各個元件繼電保護動作狀態(tài)、自動裝置的動作狀態(tài)、發(fā)電機出力上、下限狀態(tài)等。2023/8/1采集的數(shù)據(jù)信息2.1.2電力系統(tǒng)72.1變電站綜合自動化裝置概述2.2模擬量輸入/輸出系統(tǒng)2.3開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)2.4人機聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件2.5本章小結(jié)以及課后習題第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理2.1變電站綜合自動化裝置概述第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的82023/8/92.2.1基于逐次逼近型的模擬量輸入/輸出通道2.2.3模擬量輸出通道

模擬量輸入/輸出系統(tǒng)2.22.2.2基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路2023/8/12.2.1基于逐次逼近型的模擬量輸入/輸9模擬量的輸入電路隔離規(guī)范輸入電壓模數(shù)變換逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換方式（ADC）利用電壓/頻率變換（VFC）

模擬量輸入/輸出系統(tǒng)2.2模擬量的輸入電路隔離規(guī)范輸入電壓模數(shù)變換逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換10實線框1內(nèi)為直流采樣的模擬量輸入通道虛線框2內(nèi)為模擬量輸出通道模擬量輸入輸出通道（直流采樣）框圖

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1實線框1內(nèi)為直流采樣的模擬量輸入通道模擬量輸入輸出通道（直流11電壓形成回路

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1電壓形成回路基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道212通常A/D轉(zhuǎn)換器的輸入有以下幾種電壓等級：雙極性的為0～±2.5V、0～±5V、0～±10V;單極性為0～5V、0～l0V、0～20V等。電壓形成電路除了起電量變換作用外，另一個重要作用是將一次設(shè)備的TA、TV的二次回路與微機A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完全隔離，提高抗干擾能力。

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1通常A/D轉(zhuǎn)換器的輸入有以下幾種電壓等級：雙極性的為0～±13消除干擾，提高輸入信號的信噪比，可采用一級或二級硬件R/C低通濾波器。R/C電路又可作為過電壓保護，防止浪涌電壓進入通道內(nèi)部損壞各種芯片元件。不同變送器或傳感器輸出的電信號各不相同，因此需經(jīng)信號處理環(huán)節(jié)將其放大或處理成后面A/D轉(zhuǎn)換器所能接受的電壓范圍。濾波及信號處理

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1消除干擾，提高輸入信號的信噪比，可采用一級或二級硬件R/C低14在實際的數(shù)據(jù)采集模塊中，被測量往往可能是幾路或幾十路，對這些回路的模擬量進行采樣和A/D轉(zhuǎn)換時，為了共用A/D轉(zhuǎn)換器而節(jié)省硬件，可以利用多路開關(guān)輪流切換各被測量與A/D轉(zhuǎn)換電路的通路，達到分時轉(zhuǎn)換的目的。在模擬輸入通道中，其各路開關(guān)是“多選一”，即輸入是多路待轉(zhuǎn)換的模擬量，但每次只選通一路，輸出只有一個公共端接至A/D轉(zhuǎn)換器。多路選擇開關(guān)MUX

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1在實際的數(shù)據(jù)采集模塊中，被測量往往可能是幾路或幾十路，對這些15多路選擇開關(guān)MUX

各種型號的模擬量多路開關(guān)集成芯片的功能基本相同，即按要求接通某一路開關(guān)，只在切換的開關(guān)數(shù)、開關(guān)接通時的電阻和斷開時的漏電流以及輸入的模擬量電壓值等方面有所差別。下面以AD7506為例，介紹一下模擬量多路開關(guān)的工作原理，如圖所示。

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1多路選擇開關(guān)MUX各種型號的模擬量多路開關(guān)集成芯片的16由于計算機只能對數(shù)字信號進行處理，因此需要對輸入的模擬信號進行采樣，以獲得用數(shù)字量表示的時間序列。此過程即為量化過程。量化包括兩個過程：時間取量化和幅值取量化。時間取量化的過程稱之為采樣，即在給定的時刻對連續(xù)信號進行測量。采樣是將一個連續(xù)的時間信號變成離散的時間信號。采樣及采樣保持器

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1由于計算機只能對數(shù)字信號進行處理，因此需要對輸入的模擬信號進17異步采樣：即采樣周期或采樣頻率永遠地保持固定不變。這種采樣方式下，采樣頻率不隨模擬輸入信號的基波頻率變化而調(diào)整，人為地認為模擬輸入信號的基波頻率保持不變。同步采樣：采樣周期不再恒定，使采樣頻率始終跟蹤系統(tǒng)實際運行頻率，保持固定的比例關(guān)系，采樣頻率隨系統(tǒng)運行的頻率的變化而實時調(diào)整。這種同步采樣方式通?？衫糜布y頻設(shè)備或軟件計算頻率方法來配合實現(xiàn)。采樣及采樣保持器采樣方式異步采樣（定時采樣）同步采樣（跟蹤采樣）

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1異步采樣：即采樣周期或采樣頻率永遠地保持固定不變。這種采樣方18

下圖為采樣保持器的基本組成原理電路。其核心是高速電子采樣開關(guān)和保持電容，運算放大器、在其輸入和輸出端起緩沖和阻抗匹配的作用。采樣及采樣保持器

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1下圖為采樣保持器的基本組成原理電路。其核心是19模擬信號必須經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后方能進入計算機。實現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換的基本方法有積分法和逐次逼近法等。積分法對輸入信號進行積分，取其平均值，能較好地濾去信號中的噪聲干擾，但積分式的轉(zhuǎn)換時間較長，一般需幾十毫秒。逐次逼近式抗干擾能力較差，但轉(zhuǎn)換速度較快，完成一次轉(zhuǎn)換大約需要幾十微秒，電力系統(tǒng)采集裝置中一般采用逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1模擬信號必須經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后方能進入計算機。實20模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理如圖所示。其主要包括逐次逼近寄存器SAR、D/A轉(zhuǎn)換器、電壓比較器及控制邏輯部分等。

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1模/數(shù)轉(zhuǎn)換器逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理如圖所21模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD574A是常用的12位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，芯片內(nèi)是三態(tài)輸出緩沖器，可與8位或16位微機的數(shù)據(jù)總線直接相連。與16位微機的數(shù)據(jù)總線相連時，12位轉(zhuǎn)換結(jié)果可一次讀出；與8位微機的數(shù)據(jù)總線相連時，先讀高8位，后讀低4位和補零的其余4位。輸入的模擬電壓可以是單極性0～+10V，0～+20V，也可以是雙極性-5V～+5V，-10V～+10V。單極性時輸出為原碼，雙極性時輸出為偏移二進制碼。

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.1模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574A是常用的12位逐次逼近式A/222.2.1基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD574A轉(zhuǎn)換的全過程分為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程和讀出過程。在控制信號、、、12/8、的作用下，AD574A完成了數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換控制過程分為轉(zhuǎn)換啟動過程和數(shù)據(jù)讀出過程。轉(zhuǎn)換啟動過程數(shù)據(jù)讀出過程

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.12.2.1基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器232.2.1基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標分辨率轉(zhuǎn)換精度電源靈敏度轉(zhuǎn)換時間輸出邏輯電平工作溫度范圍量程

為保證模擬量數(shù)據(jù)的準確性、實時性及傳輸?shù)耐〞承?，CPU需對A/D采樣的模擬量數(shù)據(jù)進行以下方面的處理：數(shù)據(jù)合理性檢查零漂抑制及越閾值傳送越限判斷越限死區(qū)值設(shè)定

基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道2.2.12.2.1基于逐次逼近型的模擬量輸入輸出通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器24

電壓-頻率變換技術(shù)(VFC)的原理是將輸入的電壓模擬量線性地變換為數(shù)字脈沖式的頻率，使產(chǎn)生的脈沖頻率正比于輸入電壓的大小，然后在固定的時間內(nèi)用計數(shù)器對脈沖數(shù)目進行計數(shù)，供CPU讀入。CPU每隔一個采樣間隔時間，讀取計數(shù)器的脈沖計數(shù)值，并根據(jù)比例關(guān)系算出輸入電壓對應(yīng)的數(shù)字量，從而完成了模/數(shù)轉(zhuǎn)換。其原理框圖如圖所示。

基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路2.2.2電壓-頻率變換技術(shù)(VFC)的原理是將輸入的電壓模25VFC的基本工作原理將模擬電壓轉(zhuǎn)換成頻率（即等幅方波脈沖信號的頻率）的方法很多，下面介紹一種電荷平衡式V/F轉(zhuǎn)換電路的工作原理。工作原理的示意圖如圖（a）所示。

基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路2.2.2VFC的基本工作原理基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回26典型的VFC芯片AD654的結(jié)構(gòu)及工作原理

AD654芯片的工作方法可有兩種方式，即正端輸入和負端輸入方式。在自動化裝置上大多采用負端輸入方式。因此4端接地，3端輸入信號

基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路2.2.2典型的VFC芯片AD654的結(jié)構(gòu)及工作原理AD654芯片的工27典型的VFC芯片AD654的結(jié)構(gòu)及工作原理

VFC的工作原理如圖所示。當輸入電壓時，由于偏置電壓-5V加在輸入端3上，輸出信號是頻率為250kHz的等幅等寬的脈沖波，見圖（a）。當輸入信號是交流信號時，經(jīng)VFC變換后輸出的信號是被交變信號調(diào)制了的等幅脈沖調(diào)頻波，見圖（b）

基于V/F轉(zhuǎn)換的模擬量輸入回路2.2.2典型的VFC芯片AD654的結(jié)構(gòu)及工作原理VFC的工作原理如28

模擬量輸出通道的作用是把微機系統(tǒng)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，這個任務(wù)主要由數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器來完成。由于D/A轉(zhuǎn)換器需要一定的轉(zhuǎn)換時間，在轉(zhuǎn)換期間，輸入待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量應(yīng)該保持不變，而微機系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上穩(wěn)定的時間很短，因此在微機系統(tǒng)與D/A轉(zhuǎn)換器間必須用鎖存器來保持數(shù)字量的穩(wěn)定。經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器得到的模擬信號，一般要經(jīng)過低通濾波器，使其輸出波形平滑，同時為了能驅(qū)動受控設(shè)備，可以采用功率放大器作為模擬量輸出的驅(qū)動電路。在模擬量輸出通道中，常用隔離放大器實現(xiàn)微機系統(tǒng)和被控對象之間的電氣隔離。常用的隔離放大器常基于三種基本原理，即變壓器隔離、光電隔離和電容隔離。

模擬量輸出通道2.2.3模擬量輸出通道的作用是把微機系統(tǒng)輸出的數(shù)字量292.1變電站綜合自動化裝置概述2.2模擬量輸入/輸出系統(tǒng)2.3開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)2.4人機聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件2.5本章小結(jié)以及課后習題第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理2.1變電站綜合自動化裝置概述第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的302023/8/92.3.1開關(guān)量輸入/輸出的基本概念2.3.3開關(guān)量輸入通道

開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)2.32.3.2CPU對輸入/輸出的控制方式2.4.4開關(guān)量輸出通道2.3.5脈沖量輸入電路2023/8/12.3.1開關(guān)量輸入/輸出的基本概念2.3312023/8/9

開關(guān)量輸入/輸出的基本概念2.3.1輸入／輸出信息的組成：在變電站智能電子設(shè)備的輸入/輸出操作中(簡稱I/O)，需要直接與外界聯(lián)系進行信息交換。一般來說，這些信息可分為三種不同信號。數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息輸入/輸出的傳送方式：CPU的數(shù)據(jù)總線都是并行的，但由于I/O設(shè)備有并行和串行之分，或為了遠距離傳輸?shù)男枰?，輸?輸出數(shù)據(jù)的傳送除了有并行傳送方式外，還有串行傳送方式。這兩種傳送方式各有各的特點和不同的應(yīng)用場合.并行傳送方式串行傳送方式2023/8/1開關(guān)量輸入/輸出的基本概念2.3322023/8/9

開關(guān)量輸入/輸出的基本概念2.3.1輸入/輸出典型接口：一個典型的I/O接口電路，包括有數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口和控制端口，如下圖所示：2023/8/1開關(guān)量輸入/輸出的基本概念2.3332023/8/9

CPU對輸入/輸出的控制方式2.3.2同步傳送方式查詢傳送方式直接存儲器訪問方式中斷控制輸入輸出方式CPU與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)控制方式2023/8/1CPU對輸入/輸出的控制方式2.342023/8/9

CPU對輸入/輸出的控制方式2.3.2同步傳送方式：同步傳送方式又稱無條件程序控制方式，這種傳送方式只適合于CPU與比較簡單而且其數(shù)據(jù)狀態(tài)變化速度緩慢或變化速度是固定的外部設(shè)備交換信息時采用。查詢傳送方式：查詢傳送方式，又稱條件程序傳送方式或異步傳送方式。查詢傳送方式的特點是CPU在對I/O設(shè)備傳送數(shù)據(jù)前，先輸入外部設(shè)備的狀態(tài)，并測試其是否準備好，只有在測試到I/O設(shè)備已準備就緒后，CPU才對I/O設(shè)備傳送數(shù)據(jù)。中斷控制輸入／輸出方式：當CPU需要與外部設(shè)備交換信息時，若外部設(shè)備要輸入CPU的數(shù)據(jù)已準備好，存放于輸入寄存器中；或在輸出時，若外部設(shè)備已把上一個數(shù)據(jù)取走，即輸出寄存器已空，則由外部設(shè)備向CPU發(fā)出中斷申請，CPU接到外部設(shè)備的申請后，若沒有更重要的處理，CPU就暫停當前執(zhí)行的程序（即實現(xiàn)中斷），轉(zhuǎn)去執(zhí)行輸入或輸出操作（稱中斷服務(wù)），待輸入或輸出操作完成后即返回，CPU再繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。直接存儲器訪問方式DMA：用硬件在外部設(shè)備與內(nèi)存間直接進行數(shù)據(jù)交換(DMA)而不通過CPU，這樣數(shù)據(jù)傳送速度的上限就可以只取決于存儲器的工作速度。2023/8/1CPU對輸入/輸出的控制方式2.352023/8/9

CPU對輸入/輸出的控制方式2.3.2直接存儲器訪問方式DMADMA控制器必須具備以下功能：能接受外部設(shè)備的請求，向CPU發(fā)出總線請求信號HOLD；當CPU發(fā)出總線請求認可信號HLDA后，接管對地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的控制，進入DMA方式；發(fā)出地址信息，能對存儲器尋址及能修改地址指針；能向存儲器和外部設(shè)備發(fā)出讀或?qū)懙瓤刂菩盘?；能控制傳送的字?jié)數(shù)及判斷DMA傳送是否結(jié)束；在DMA傳送結(jié)束以后，能發(fā)出DMA結(jié)束信號，釋放總線使CPU恢復正常工作狀態(tài)。2023/8/1CPU對輸入/輸出的控制方式2.362023/8/9

CPU對輸入/輸出的控制方式2.3.2直接存儲器訪問方式DMA2023/8/1CPU對輸入/輸出的控制方式2.372023/8/9

開關(guān)量輸入通道2.3.3

開關(guān)量輸入電路的基本功能就是將變電站內(nèi)需要的狀態(tài)信號引入微機系統(tǒng)，如輸電線路斷路器狀態(tài)、繼電保護信號等。輸出電路主要是將CPU送出的數(shù)字信號或數(shù)據(jù)進行顯示、控制或調(diào)節(jié)，如斷路器跳閘命令和屏幕顯示、報警信號等。下圖是開關(guān)量輸入電路的一個配置圖。開關(guān)量輸入電路由信號調(diào)節(jié)電路、控制邏輯電路、驅(qū)動電路、地址譯碼電路、隔離電路等組成。2023/8/1開關(guān)量輸入通道2.3.3382023/8/9

開關(guān)量輸入通道2.3.3消抖濾波電路與信號調(diào)節(jié)電路光電隔離開關(guān)量輸入電路2023/8/1開關(guān)量輸入通道2.3.3消抖濾波392023/8/9

開關(guān)量輸入通道2.3.3消抖濾波電路與信號調(diào)節(jié)電路消抖電路未采用消抖電路的輸出波形采用消抖電路的輸出波形2023/8/1開關(guān)量輸入通道2.3.3消抖濾波402023/8/9

開關(guān)量輸入通道2.3.3光電隔離光電耦合器隔離

光電耦合器件是由發(fā)光二極管、光敏三極管組成，集成在一個芯片內(nèi)，它們之間的絕緣電阻非常大(~)，使可能帶有電磁干擾的外部回路與微機之間無電的聯(lián)系。2023/8/1開關(guān)量輸入通道2.3.3光電隔離412023/8/9

開關(guān)量輸入通道2.3.3光電隔離繼電器隔離對于發(fā)電廠、變電站現(xiàn)場的斷路器、隔離開關(guān)、繼電器的輔助觸點和主變壓器分接開關(guān)位置等開關(guān)信號，輸入至微機系統(tǒng)時，也可通過繼電器隔離，其原理接線圖如下圖所示（示出兩路）。2023/8/1開關(guān)量輸入通道2.3.3光電隔離422023/8/9

開關(guān)量輸入通道2.3.3光電隔離繼電器和光電耦合器雙重隔離

為了提高抗干擾的能力，同時又能消除抖動，在線路比較長、干擾比較嚴重的場合，還可以同時采用繼電器和光電耦合器雙重隔離，以加強隔離的效果，即將現(xiàn)場的開關(guān)輔助觸點先經(jīng)過繼電器隔離，繼電器的輔助觸點再經(jīng)過光電耦合器隔離，然后再輸入至計算機。這樣雙重隔離對提高抗干擾能力和消除開關(guān)動作時的抖動具有很好的效果。2023/8/1開關(guān)量輸入通道2.3.3光電隔離432023/8/9

開關(guān)量輸入通道2.3.3開關(guān)量輸出電路開關(guān)量輸入電路包括斷路器和隔離開關(guān)的輔助觸點、跳合閘位置繼電器觸點、有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置等輸入、外部裝置閉鎖重合閘觸點輸入、裝置上連接片位置輸入等回路，這些輸入可分成兩大類：安裝在裝置面板上的觸點從裝置外部經(jīng)過端子排引入裝置的觸點2023/8/1開關(guān)量輸入通道2.3.3開關(guān)量輸442023/8/9

開關(guān)量輸出通道2.3.4在變電站中，計算機對斷路器、隔離開關(guān)的分、合閘控制和對主變壓器分接開關(guān)位置的調(diào)節(jié)命令，以及告警都是通過開關(guān)量輸出接口電路去驅(qū)動繼電器，再由繼電器的輔助觸點接通跳、合閘回路或主變壓器分接開關(guān)控制回路而實現(xiàn)的。不同的開關(guān)量輸出驅(qū)動電路可能不同。下圖為開關(guān)量輸出電路。2023/8/1開關(guān)量輸出通道2.3.4452023/8/9脈沖量輸入電路2.3.5

有些表計（如脈沖電能表或電能變送器）能提供與電量成正比的脈沖數(shù)，只要將脈沖數(shù)進行累計并乘以相應(yīng)的系數(shù)，就能得到相應(yīng)的電量值。電能脈沖計量法有兩種常用類型的儀表可供選用：①脈沖電能表；②機電一體化電能計量表。調(diào)度端在統(tǒng)計電網(wǎng)各電量時，必須將同一時刻的電量值進行總加。如果各關(guān)口數(shù)據(jù)并非同一時刻，則對它們總加沒有意義。為了得到同一時刻各“關(guān)口”電量，可采用兩套電能脈沖計數(shù)器。主、副計數(shù)器都對輸入脈沖進行累計，兩者數(shù)據(jù)一致。當調(diào)度端發(fā)出“電能量凍結(jié)”命令時（為廣播命令，即所有RTU均收到并執(zhí)行），副計數(shù)器就停止更新并保持不變（凍結(jié)），而主計數(shù)器仍照常計數(shù)。調(diào)度端可隨時調(diào)取已凍結(jié)在副計數(shù)器中的電能值進行總加。之后可發(fā)出“解凍”命令，副計數(shù)器立即與主計數(shù)器取得一致并重新對脈沖進行累計。

對電能量的計量，可以采用電能脈沖計量法、軟件計算法或采用專門的微機電能計量儀表。電能脈沖計量法，使電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動一圈便輸出一個或兩個脈沖，用輸出的脈沖量代替轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，并將脈沖量通過計數(shù)器計數(shù)后輸入微機系統(tǒng)，由CPU進行存儲、計算。2023/8/1脈沖量輸入電路2.3.5462023/8/9脈沖量輸入電路2.3.5

下面以某PWS型綜合自動化系統(tǒng)脈沖量計數(shù)電路圖，說明計數(shù)電路的工作原理。下圖為脈沖量計數(shù)電路圖。2023/8/1脈沖量輸入電路2.3.5472.1變電站綜合自動化裝置概述2.2模擬量輸入/輸出系統(tǒng)2.3開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)2.4人機聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件2.5本章小結(jié)以及課后習題第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的裝置原理2.1變電站綜合自動化裝置概述第二章變電站綜合自動化系統(tǒng)的482023/8/9人機聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件2.42.4.1人機聯(lián)系系統(tǒng)2.4.2電源插件2023/8/1人機聯(lián)系系統(tǒng)及電源插件2.42.492023/8/9人機聯(lián)系系統(tǒng)2.4.1

電力系統(tǒng)采用調(diào)度自動化系統(tǒng)后，要求調(diào)度人員不斷地監(jiān)視調(diào)度自動化系統(tǒng)本身的工作全面、深入并及時地掌握電力系統(tǒng)的運行狀況根據(jù)系統(tǒng)運行的不同情況，做出相應(yīng)的決策或發(fā)出各種控制命令，以保證電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟地運行

為了能夠完成上述各項任務(wù)，調(diào)度自動化系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)人機對話。調(diào)度自動化中的人機聯(lián)系子系統(tǒng)就是為了實現(xiàn)人機對話而設(shè)置的。人機聯(lián)系子系統(tǒng)將傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心的各類信息進行加工處理，通過各種顯示設(shè)備、打印設(shè)備和其他輸出設(shè)備，為調(diào)度人員提供完整實用的電力系統(tǒng)實時信息。調(diào)度人員發(fā)出的遙控、遙調(diào)指令也可通過此系統(tǒng)輸入、傳送給執(zhí)行機構(gòu)。2023/8/1人機聯(lián)系系統(tǒng)2.4.1電力502023/8/9人機聯(lián)系系統(tǒng)2.4.1

人機聯(lián)系的主要內(nèi)容包含有以下幾個方面顯示畫面與數(shù)據(jù)：時間日期、報警畫面與提示信息、裝置工況狀態(tài)顯示、裝置整定值、退出運行的裝置的顯示以及信號流程圖表、控制系統(tǒng)的設(shè)定顯示等內(nèi)容。輸入數(shù)據(jù)：運行人員的代碼和密碼、運行人員密碼更改、裝置定值的更改、控制范圍及設(shè)定的變化、報警界限、告警設(shè)置與退出、手動/自動設(shè)置、趨勢控制等。人工控制操作：斷路器及隔離開關(guān)操作、開關(guān)操作排序、變壓器分接頭位置控制、控制閉鎖與允許、裝置的投入和退出、設(shè)備運行/檢修的設(shè)置\當?shù)?遠方控制的選擇\信號復歸等。

人機聯(lián)系子系統(tǒng)中的輸出設(shè)備主要包括：模擬屏、圖形顯示器、聲光報警裝置、記錄儀、制表或圖形打印設(shè)備；輸入設(shè)備主要由鍵盤、鼠標和聲控設(shè)備等。2023/8/1人機聯(lián)系系統(tǒng)2.4.1人機512023/8/9電源插件2.4.2

每個裝置均有一個獨立的開關(guān)電源，向其他插件供電，此開關(guān)電源與插件面板構(gòu)成電源插件