1、第8章 微機監控與綜合自動化 8.1 傳統監控系統工作模式及其存在的問題 8.2 微機監控與綜合自動化系統概述 8.3 模擬量輸入、輸出通道 8.4 開關量輸入、輸出通道與輸入方式8.5 變電所綜合自動化系統舉例 8.6 綜合系統軟件設計 本章學習目標l變電所傳統控制、監視與中央信號電路工作模式和存在的某些缺陷l系統用以取代傳統的二次接線系統與二次設備的意義l微機遠動與綜合自動化的關系與作用l綜合自動化典型結構l綜合自動化中常用的輸入/輸出通道形式l應用軟件概況返回本章首頁8.1 傳統監控系統工作模式及其存在的問題 8.1.1 變電所信息流與傳統監控系統工作模8.1.2 現有監控系統存在的問題

2、與缺陷 返回本章首頁8.1.1 變電所信息流與傳統監控系統工作模式 變電所的二次接線系統與設備，由監控系統、繼電保護和自動、遠動（RTU）裝置組成，它對一次系統各種信息進行采集、處理，并執行對系統設備的監視、控制、保護和調節，可統稱為信息處理系統和功能實現環節，用以保證一次系統及其設備的安全、可靠運行。變電所的信息流程，可用圖8.1的局部主電路設備及其與信息處理系統之間的連接關系表示。圖8.1 牽引變電所的兩類信息流及信息流程示意圖返回本節8.1.2 現有監控系統存在的問題與缺陷 （1）信息變換、檢測依靠傳統電磁測量儀表、繼電器等模擬式設備，測量誤差大、設備數量多。（2）依靠人的感官和判斷。人

3、的感官對信息接受不可避免的會存在誤差。（3）信息傳輸方面，由于采用強電流信號直接傳輸，雖然抗干擾性能好，但其主要缺點是通道中功耗大，導致誤差增大，傳輸距離有限（小于1km），且用作通道的控制電纜截面大、數量多，造成一次性投資增高。（4）二次系統無自檢、存儲記憶和復讀功能，若元器件及儀表繼電器本身損壞，不能及時發現、診斷和報警（對繼電器保護危害更大），影響了系統可靠性。（5）二次系統中二次設備間信息交換和通信功能差、信息資源無法綜合利用、不能進行畫面顯示和集中監控，監控系統的整體功能不能發揮和體現。返回本節8.2 微機監控與綜合自動化系統概述 8.2.1 微機監控與綜合自動化發展簡史 8.2.2

4、 微機監控與綜合自動化系統基本構成及其特點 8.2.3 微機監控與綜合自動化系統類型 返回本章首頁8.2.1 微機監控與綜合自動化發展簡史 1977年日本三菱公司研制的以微處理機為基礎的分布式控制、監測與保護多微機系統投入試運行，取代了全部傳統的模擬式二次設備，首次實現了變電站全部數字化，并取得有益的技術經濟效果，該系統于1980年交付商業應用。美、德、瑞典等國在同時期內也相繼進行了變電站綜合自動化（或稱控制保護一體化）的大量研究和試驗，至20世紀80年代中期微機變電站綜合自動化技術逐步趨于實用，且功能日益完善。我國于20世紀80年代中期首先在一些城市變電站和電力系統超高壓變電站、發電廠引進國

5、內外技術或國內研制的簡單監控裝置，取得成功運行經驗。 返回本節8.2.2 微機監控與綜合自動化系統基本構成及其特點 在變電所中應用分布式多微機系統完成一次設備監視、控制，中央信號、數據采集、時間順序記錄和屏幕顯示、打印等功能，一般稱為微機監控系統。在微機監控系統的基礎上，介入微機保護和自動裝置（含遠動RTU），承擔整個變電所信息處理、與上層調度通信以及全部監控、中央信號和保護自動化的功能，這種一體化綜合系統稱為變電綜合自動化系統。微機變電站綜合自動化的基本構成如圖8.2的框圖所示。 圖8.2 變電站綜合自動化系統構成框圖1變電所綜合自動化系統的確定原則（1）由于采用信息傳輸的分時制，有效的利用

6、通信聯系在各功能模塊間以及各功能模塊與監控主機之間傳送監控，保護公用數據信息和控制命令是經濟、合理的，并可增強系統的整體功能。（2）除特殊的電能測量精度、諧波測量精度與實時錄波器對帶寬要求比微機保護要求高，需另考慮數據采集系統外，多數情況下，保護功能模塊的輸入、輸出通道，完全能滿足監控功能的需要。（3）為保證保護動作的可靠性，跳、合閘執行繼電器應對保護和監控系統分別設置，以免由于頻繁操作而影響保護正確動作。（4）綜合利用全系統的硬件冗余和通信手段，使控制、保護功能的配置靈活性增大，并增強后備功能（例如不同設備保護的互為后備）。2變電所綜合自動化系統的基本特點 （1）綜合自動化系統的信息流是數字

7、量，取代了傳統二次系統的模擬量信息。 （2）增強了變電站整體功能。（3）設備操作、故障狀態采用屏幕監視，值班人員面對大屏幕顯示器進行變電站所有設備的全面監視與操作。 （4）運行管理智能化、自動化。 （5）綜合自動化系統工作的可靠性、精確性大大提高 （6）經濟上合理 （7）變電所的工作環境 的變化，決定必須采取有效的抗干擾、抗溫度變化、抗震等措施 。返回本節8.2.3 微機監控與綜合自動化系統類型 1微機監控系統2微機變電所綜合自動化系統3無人值班變電所微機綜合自動化系統返回本節8.3 模擬量輸入、輸出通道 8.3.1 模擬量輸入通道的一般構成與基本要8.3.2 應用模/數轉換器的采樣方式 8.

8、3.3 并行處理系統的VFC模擬量信號離散化與數字化（V-F電壓-頻率轉換） 8.3.4 模擬量輸出通道一般構成 返回本章首頁8.3.1 模擬量輸入通道的一般構成與基本要求 1電量變換器和傳感器（如圖8.3（a）所示。） 2模擬信號預處理器 3采樣保持器 4多路轉換器 5模/數（A/D）轉換器 模擬量輸入通道的典型結構如圖8.3（a）、（b）所示，按照模擬信號性質的不同，它由電量變換器/傳感器、模擬信號預處理裝置、采樣/保持器、多路轉換器、模/數轉換器（A/D）與并行接口電路構成。器中圖（a）是電流、電壓模擬量輸入通道，圖（b）是用作非電量傳感器模擬信號的輸入通道。 返回本節8.3.2 應用模

9、/數轉換器的采樣方式 1異步采樣和同步采樣2多通道同時采樣3多通道順序采樣 圖8.4 同時采樣 圖8.5 順序采樣返回本節8.3.3 并行處理系統的VFC模擬量信號離散化與數字化（V-F電壓-頻率轉換） 對于有高速處理能力的多CPU并行處理系統模擬量信號的離散化（采樣）與數字化，廣泛地采用VFC電壓-頻率轉換器和計數器來實現，其通道結構示意圖如圖8.6所示。圖8.6 采用VFC的模擬量輸入多通道-多CPU系統返回本節8.3.4 模擬量輸出通道一般構成 1數字量保持、每通道設有D/A轉換器的方式每路模擬量輸出通道設有單獨寄存器和D/A轉換器，其原理結構圖如圖8.7所示。寄存器的作用是保存數字量控

10、制信號。 圖8.7 每通道設有D/A轉換器，數字量保持方式的模擬量輸出通道2模擬量保持、共用D/A轉換器的方式該方式模擬量輸出通道的原理結構圖如圖8.8所示。微機輸出的控制信息數字量在CPU控制下，按一定代碼經接口電路送至共用D/A轉換器轉換成相應模擬量信號，經多路轉換器依次傳送到相應的通道，由模擬保持器保持當前值并輸出給執行機構。 圖8.8 共用D/A轉換器，模擬量保持方式的模擬量輸出通道返回本節8.4 開關量輸入、輸出通道與輸入方式 8.4.1 開關量、脈沖量輸入通道的基本構成 8.4.2 開關量信號輸入方式及其工作原理 8.4.3 開關量輸出通道 返回本章首頁8.4.1 開關量、脈沖量輸

11、入通道的基本構成 開關量、脈沖量輸入通道的基本構成如圖8.9所示。它由信號處理電路、輸入寄存器或計數器、控制器單元與接口等組成。各主要組成器件的作用和原理簡述如下：1信號處理電路 2輸入寄存器和計數器 3控制單元 圖8.9 開關量、脈沖量輸入通道的構成光電耦合式處理電路的主要器件是光電隔離器OI，它有發光二極管和光敏三極管組成，如8.10（a）。繼電器耦合式信號處理電路如圖8.10（b）所示。當開關（接點）S斷開時，繼電器K線圈不通電，其接點斷開，“非”門輸入為高電平，輸出u0為低電平；當開關（接點）S接通時，繼電器勵磁，其結果輸出u0變為高電平。圖8.10 信號處理電路返回本節8.4.2 開

12、關量信號輸入方式及其工作原理 開關量信號輸入方式一般區分為兩種，即中斷輸入方式和開關量信號巡檢掃查方式。 圖8.11（a）是開關量輸入通道分組編碼輸入方式的一種示例。其中64路開關量信號分為8組，每組8位由8個輸入開關量構成一字節的輸入數據。圖中8組開關量的組號編碼采用3位二進制碼，依次為000-111號，它們分別由8個緩沖器（寄存器）接受各組輸入信號。圖中各組數字量D0D7的每一位，都是相應的每路輸入開關量信號經圖8.9所示的信號處理電路變換得到的。 圖8.11 開關量輸方式與工作原理（a）圖8.11（b）是上述各組開關量信號輸入巡檢掃查程序和中斷服務程序流程圖。圖8.11 開關量輸方式與工

13、作原理(b)返回本節8.4.3 開關量輸出通道 開關量輸出通道傳送的開關量信號，經轉換和增大驅動能力后，用以控制斷路器或開關的開、合，實現變壓器組的自動啟停和切換，以及控制電動機的啟動或停止等。同時也送往監控主機，后者給出相應位置信號和音響報警信號，顯示變電所的運行狀態。因此，開關量輸出通道是微機輸入輸出系統中很重要的組成部分。開關量輸出通道的基本構成如圖8.12所示，它由并行接口、控制器單元、輸出寄存器、驅動控制電路等器件構成。 圖8.12 開關量輸出通道基本構成一種是光電隔離式驅動控制電路，如圖8.13（a）所示，它輸出的是電平信號；另一種是光電隔離與中間繼電器（或干簧繼電器）式驅動控制電

14、路，它輸出接點信號（稱空接點），用以閉合斷路器的跳（合）閘出口繼電器回路，如圖8.13（b）所示。圖8.13（a）和（b）中設置反相器B及與非門A的目的，一方面因為并行口帶負載能力有限，不足以驅動發光二極管，另一方面采用與非門后要同時滿足兩個條件才能使J動作，增加了抗干擾能力，對開關量輸出電路，這是很重要的一種可靠性措施。 圖8.13 驅動控制電路返回本節8.5 變電所綜合自動化系統舉例 8.5.1 牽引變電所綜合自動化系統典型結構形式與電路 8.5.2 牽引變電所綜合自動化系統主要功能及其實現 8.5.3 系統硬件結構設計若干關鍵技術問題 返回本章首頁8.5.1 牽引變電所綜合自動化系統典型

15、結構形式與電路 牽引變電綜合自動化系統的結構形式，在遵循分層、分布式硬件配置的原則下，根據變電所進線一次接線方式、進線數量與電壓等級（220/110kV）、配電裝置類型、饋線電壓（50/25kV）與饋線（含備用）數量、主變壓器容量與臺數，其它被控設備數量、變電所重要程度、對監控功能和自動化完善程度的不同要求，以及是否為無人值班等情況，可區分為下列幾種：1分布、分散式配置的綜合自動化系統2分布式結構集中組屏的綜合自動化系統1分布、分散式配置的綜合自動化系統圖8.14 分布、分散式配置的綜合自動化系統結構圖2分布式結構集中組屏的綜合自動化系統這種形式的典型結構電路如圖8.15所示。該系統的監控主機

16、和保護、數據采集各子系統的功能模塊全部設置在主機控制室內，后者集中組屏。整個系統分為兩層，第一層是模擬量、開關量與脈沖量數據采集處理機、控制處理集和各種微機保護子系統。第二層是通信（前置）處理機和監控主機，通信處理機一方面通過調制解調器（modem）使主機與調度中心進行遠方通信；另一方面，它又將第一層各子系統與監控主機之間實現通信（通過并行或串行接口）。第一、二層子系統和監控主機都掛在網絡上，其傳輸介質采用雙絞線或電纜。適用于變電所的網絡總線有局域網（LAN）網絡技術和BitBus（位總線）網絡總線等。后者是以串行接口SIU、RUPI-44系列單片機為基礎的串行位總線，由它可構成的局部網具有較

17、高性能價格比、靈活可擴、使用方便等優點，且通行距離可達幾公里。為此，可在BitBus總線上按需要連接管理終端和繼電保護終端，如圖8.15所示，以適應附近供電管理部門（供電段）進行技術管理、監視；繼電保護技術人員改變保護定值、進行二次系統檢驗和調整等技術工作的需要。圖8.15 分散式結構集中組屏的綜合自動化系統返回本節8.5.2 牽引變電所綜合自動化系統主要功能及其實現 系統中有關全局性的功能，如全所監視、控制和遠動信息傳送接收等，均由上層的監控主機系統實現；有關變電所內的局部屬性，則由下層的各功能模塊子系統完成，現分別加以說明。1監控系統功能2微機保護、故障點測距與錄波功能3遠動功能4無功綜合

18、補償自動控制與自動調壓功能5系統在線自檢與自診斷功能返回本節8.5.3 系統硬件結構設計若干關鍵技術問題 1監控主機的配置形式及其工作方式 （1）熱備旁待系統。 （2）暖備旁待系統。 2綜合自動化系統中對微機、CPU選型的一般要求 （1）關于微機、CPU的字長、存儲容量與主頻。 （2）指令系統功能完善程度。 （3）中斷能力。 （4）寄存器結構和微機尋址方式。 （5）微機的系列化和抗強電磁干擾。 1監控主機的配置形式及其工作方式對于可修復的單機系統的可靠性指標用可用度A0或平均無故障工作時間MTBF0表示，其定義分別為：（1）熱備旁待系統。即一臺主機工作。旁待主機處于“熱備用”狀態，它同時完成在

19、線主機的工作，但不接入系統，即對系統不發生效用。它的可靠度或MTBF1與雙機并聯冗余系統相同。即：（2）暖備旁待系統。一臺主機工作，旁待主機承擔部分在線任務，即處于輕載工作狀態。此時根據工作主機與旁待主機在單位時間內可能工作狀態及其狀態轉移分析，并設兩主機的故障率分別為0和，且0（輕載主機），則經數學運算得到暖備旁待系統的MTBF2為：兩種雙機冗余系統與網絡總線的連接方式如圖8.16所示，其中主機和前置處理機的連接一般采用固定連接方式（如實線連接），若需要增加靈活性和可靠性，可增加虛線所示的切換電路，但硬件設備和軟件都相應復雜化。圖8.16 雙機冗余監控主機連接電路返回本節8.6 綜合系統軟件

20、設計 8.6.1 模擬量輸入信號掃描處理與算法8.6.2 開關量監視（掃查）與處理判斷8.6.3 開關設備控制與監視 8.6.4 應用軟件系統組成及其基本設計方法概述 返回本章首頁8.6.1 模擬量輸入信號掃描處理與算法 1模擬量信號分類及其掃描、處理過程（1）高電平的電流、電壓信號，電平高達510V（穩態），變化速度相對較快，掃描周期一般為幾分鐘以內，它們用以監視電氣參數和計算越限值。（2）非電量模擬信號，如熱電偶溫度信號、壓力信號等，為低電平（以毫伏計）信號，其變化較緩慢，相應的掃描周期比第一類更長（達幾十分鐘），它們用以監視越限參數值。 圖8.17 輸入模擬量處理計算流程框圖2模擬量信號

21、發送和接收軟件舉例 圖8.18示出模擬量數據發送、接收（掃描）的主要程序框圖。其中圖（b）為監控主機接收程序，它按模擬量信號的分組號、點號設定后，每次對每點模擬量發送地址碼，并待模擬量采集子系統應答后，發送模擬量數據傳送（掃描）命令，得到對方應答后，最后接收模擬量數據，依次循環至全部模擬量掃描一次完后結束。圖（a）為各個模擬量采集子系統處理機的發送程序，它由中斷服務程序接收監控主機信息后發動，并進行各種判別。 圖8.18 數據發送與接收程序返回本節8.6.2 開關量監視（掃查）與處理判斷 1開關量跳變與跳變方向的處理判斷 （1）開關量跳變邏輯判斷。 （2）開關量跳變方向的邏輯判斷。圖8.19

22、開關量跳變方向邏輯判斷2開關量處理判斷程序舉例圖8.20 開關量處理判斷程序返回本節8.6.3 開關設備控制與監視 開關設備的控制可由監控主機鍵盤集中控制，或由控制、保護模塊處理機按鈕控制完成跳、合閘。在監控主機控制時，由鍵盤輸入操作命令，并生成相應的操作信息。 開關合閘或分閘操作執行完后，開關產生變位，反映開關狀態的開關量信號（變位后），通過開關量輸入通道輸入至處理機，經監控主機巡檢掃查和開關量處理判斷程序的處理，并啟動打印機、CRT顯示器數出相應的開關操作、變位信息，運行人員根據此進行開關操作過程合開關狀態的監視。程序控制（一個命令控制一系列開關或變壓器組）則是在上述單控基礎上，由程序自動

23、依次執行完成的。返回本節8.6.4 應用軟件系統組成及其基本設計方法概述 1監控系統應用軟件組成相對應的應用軟件組成主要包括：模擬量巡測與數據處理程序，上下限值檢查和越限報警程序，開關量巡檢與處理程序。開關設備控制監視（含程序控制操作）程序，通信處理調度程序，CRT管理、畫面生成、數據庫管理程序，制表打印程序，自檢程序，初始化程序以及任務調度管理程序等，如圖8.21所示，其中初始化軟件包括數據初始化、建立窗口等。圖8.21 監控系統應用軟件組成2對監控系統應用軟件的基本要求 （1）實時性好。 （2）靈活性和適應性強。 （3）可靠性高。 （4）檢測與控制精度高。 3應用軟件設計方法概述 （1）模

24、塊化設計方法。 （2）分層設計法。 （3）結構化程序設計法。 返回本節THANK YOU VERY MUCH ！本章到此結束，謝謝您的光臨！返回本章首頁結束放映第9章 微機遠動系統的抗干擾措施 9.1 硬件抗干擾措施概述 9.2 軟件的抗干擾設計 9.3 故障自動檢測程序 9.4 遠動裝置的故障檢測及診斷 9.5 數據濾波程序 9.6 變電站內的電磁兼容 9.7 變電站抗電磁干擾的措施 本章學習目標l遠動系統常采用的一些硬件抗干擾措施l遠動系統常采用的一些軟件抗干擾措施l程序判斷濾波、中值濾波、算術平均濾波、一階慣性濾波和復合數字濾波l故障自動檢測程序設計方法l針對變電所的干擾分析方法及所采取

25、的一些措施返回本章首頁9.1 硬件抗干擾措施概述 1供電系統的抗干擾措施為了防止從電源系統竄入干擾，控制系統可采用如圖所示的供電配置。圖中交流穩壓器用來保證供電的穩定性，防止電源系統的過壓與欠壓；隔離變壓器可采用屏蔽層隔離以減小分布電容，提高抗共模干擾的能力；低通濾波器濾去高頻干擾，改善電源波形。圖9.1 抗干擾的供電配置返回本章首頁2過程通道干擾及抗干擾措施過程通道允許傳輸線的長度與計算機的主振頻率有關，按照經驗公式計算：1MHz的主振頻率，允許信號傳輸距離為0.5m；當頻率升至4MHz時，允許距離為0.3m。超出這個范圍，即作長線處理。因此在過程通道中長線傳輸的干擾是主要干擾。為了保證長線

26、傳輸的可靠性，主要措施有光電耦合、雙絞線傳輸和阻抗匹配等。3印刷電路板及電路的抗干擾設計 （1）關于地線的處理：（2）電源線的處理： （3）去耦電容的配置： （4）其他： 圖9.2 采用RC電路減少干擾 返回本節9.2 軟件的抗干擾設計 1干擾對測控系統的影響（1）干擾使數據采集的誤差加大。（2）干擾使輸出控制誤差加大。（3）數據受干擾發生變化。（4）干擾使程序運行失常。2提高采樣信號信噪比的措施 3軟件冗余措施 4設置自診斷程序 返回本章首頁9.3 故障自動檢測程序 常用的自檢程序如下： 1防止程序運行失常的措施2RAM、ROM的自檢程序3A/D、D/A轉換器的自檢程序4面板顯示裝置的檢查5

27、總線及插件自檢返回本章首頁1防止程序運行失常的措施（1）監視CPU工作的定時計數器： （2）設置軟件陷阱： 2RAM、ROM的自檢程序（1）ROM自檢。 （2）RAM自檢程序。檢查ROM最常用的方法是采用校驗和法。即在將程序寫入ROM時，保留一個單元（一般是最后一個單元）不寫程序碼而寫入校驗字，使ROM的每一列（即字節的各位）具有奇數（或偶數個）1，從而使ROM的校驗和為全1（或全0），如表9.1所示是88ROM，前面7個單元寫入的是程序代碼，最后一字節寫入校驗字11001010B，使最后的校驗和為全1。校驗程序則從ROM的第一個單元開始，按位相加，最后的校驗和若與設置的全1（或全0）相等，則

28、說明ROM內容正確，否則指示ROM出錯，如圖9.3所示。圖9.3 ROM自檢程序流程圖表9.1 ROM自檢原理表圖9.4 RAM自檢程序框圖3A/D、D/A轉換器的自檢程序 A/D和D/A轉換器在微機控制系統中占有重要的地位，其轉換精度直接影響著系統的控制運算精度。因此對它的檢查，常看作正常運行操作的一部分，并周期性的進行。 4面板顯示裝置的檢查面板顯示裝置的檢查一般有兩種形式。一種形式是讓面板上的各顯示器的所有字段都發光，然后再使所有字段都不發光，以檢查顯示器與其相應接口及功放電路是否均處于正常工作狀態。當表明工作正常之后，按下任何一個按鍵裝置均應脫離初始自檢方式，給出某種正常工作的符號，進

29、入其他工作狀態。另一種形式是顯示某些特征字符（一般是顯示系統的名稱或代號），幾秒鐘自動消失，進入其他初態或某種操作狀態。顯示自檢程序如圖9.5所示。圖9.5 顯示器自檢程序流程圖5總線及插件自檢總線自檢是檢查經過緩沖器的總線（或稱外部總線）。總線檢查的目的是為了檢查信息傳遞是否正確。通常微處理器的總線是通過緩沖器與各插件及I/O接口器件相連接的。由于總線沒有記憶能力，檢測總線時總要外加相應的鎖存器保存總線信息（地址信息和數據線上的信息），這樣只要對相應的鎖存器執行一條輸出指令，使地址線或數據線上的信息保存在鎖存器中，然后再對該鎖存器進行讀入操作，即可將地址線或數據線的信息重新讀入CPU。把讀入

30、的信息與原來輸出的信息相比較，即可判斷外部總線是否出現故障。返回本節9.4 遠動裝置的故障檢測及診斷 1RAM的故障檢測RAM可能出現的故障有：電源或控制線故障，某些存儲單元固定為l或0，有的數據線固定為l或0；地址譯碼器故障，有的地址線固定為l或0等幾種。從功能考慮，對BAM的主要要求是：所選中的地址正確，能讀能寫，數據正確，各單元互不影響。遠動裝置在運行中要檢查RAM時，為了保護RAM中原有的數據，應先將它讀出保存，待檢查結束后再恢復。這種檢查可以查出上述RAM故障的前三項，但對于地址線或地址譯碼器的故障無能為力。 返回本章首頁2. ROM的故障檢測ROM可能出現的故障與RAM相仿（寫除外

31、）。由于ROM平時不能寫入，因而不能用檢查RAM的先寫后讀方法。對ROM的檢查通常采用奇偶校驗法。在ROM測試區的末尾增加一個校驗字，存放按列的奇校驗值，在ROM固化時一起寫入。圖9.7是其簡化示例。 圖9.6 檢查RAM的局部流程框圖 圖9.7 ROM檢查3CPU的故障檢測CPU是微機系統的核心部件，CPU如有故障就無法進行工作。CPU的電路相當復雜，以功能來檢查比從電路來檢查更為合宜。CPU的功能體現在執行各條指令中。指令執行是否正確可以用其他的指令完成同一功能來比較。例如一個數自身相加等于這個數左移一位，因此可以用加法指令來檢驗左移指令。 對CPU的檢查，通常就是送入試驗數據，通過一系列

32、基本運算段落，對CPU的功能分別進行檢查，只有功能正確方能繼續執行下一段落，否則就指出故障所在區段。通過全部運算段落后可認為CPU工作正常。4模擬量采集及模數轉換的故障檢測模擬量遙測輸入回路包括采樣多路開關及模數轉換兩部分。采樣多路開關的故障有：多路開關內部譯碼器故障，多路開關始終導通、始終斷開以及元件特性的變壞引起的測量誤差等。模數轉換器中的標準電源、控制邏輯、數模網絡、數碼寄存器等也可能發生故障，致使模數轉換的結果不合標準。 返回本節9.5 數據濾波程序 9.5.1 數字濾波的優點 9.5.2 數字濾波器 返回本章首頁9.5.1 數字濾波的優點 （1）因為用程序濾波，無需增加硬設備，且可多

33、通道共享一個濾波器（多通道共同調用一個濾波子程序）。從而降低了成本。（2）由于不用硬件設備，各回路間不存在阻抗匹配等問題，故可靠性高，穩定性好。（3）可以對頻率很低的信號（如0.01Hz）進行濾波。這是模擬濾波器做不到的。（4）可根據需要選擇不同的濾波方法或改變濾波器的參數。使用方便、靈活。返回本節9.5.2 數字濾波器 1程序判斷濾波 2中值濾波 3算術平均值濾波 4一階慣性濾波程序 5復合數字濾波 1程序判斷濾波 （1）限幅濾波。限幅濾波的做法是把兩次相鄰的采樣值相減，求出其增量（以絕對值表示），然后把兩次采樣允許的最大差值（由被控對象的實際情況決定）Y進行比較，如小于或等于Y，則取本次采

34、樣值；若大于Y，則仍取上次采樣值作為本次采樣值，即：|Y(k)Y(k1)|Y，則Y(k)=Y(k)，取本次采樣值，|Y(k)Y(k1)|Y，則Y(k)=Y(k1)，取上次采樣值。（2）限速濾波。限速濾波是用三次采樣值決定采樣結果，設采樣時刻t1，t2，t3，所采集的參數分別是Y(1)，Y(2)，Y(3)，則當|Y(2)Y(1)|Y時，Y(2)輸入計算機當|Y(2)Y(1)|Y時，Y(2)不采用，但仍保留，繼續采樣取得Y(3)。當|Y(3)Y(2)|Y時，Y(3)輸入計算機。當|Y(3)Y(2)|Y時，則取Y(2)+Y(3)/2輸入計算機。2中值濾波 中值濾波時對某一參數連續采樣n次（n取奇數）

35、，然后把n次的采樣值順序排列（正序或逆序），再取中間值作為本次采樣值。中值濾波對于去掉由于偶然因素引起的波動或采樣器不穩定所引起的脈動干擾十分有效。對緩慢變化的過程變量采用此法有良好的效果，但不易用于塊所變化的過程參數（如流量）。進行中值濾波程序設計時，首先把N各采樣值進行排序。排序的方法可采用“冒泡程序”，然后取中間值。3算術平均值濾波 算術平均值濾波是要尋找一個Y(k)，使該值與采樣值間誤差的平方和最小，即：算術平均值濾波程序中將N次采樣值同等對待，這事實上削弱了當前采樣值在程序中的比重，實時性較差。有時為了提高濾波效果，將各次采樣值取不同的比例稀疏，然后再相加，這種方法被稱為加權平均濾波

36、法。其運算式為：4一階慣性濾波程序 圖9.8 一階慣性濾波程序流程圖 5復合數字濾波 為了進一步提高濾波效果，有時可以把兩種或兩種以上不同濾波功能的數字濾波器組合起來，構成復合數字濾波器，或稱為多級數字濾波器。例如，把算術平均濾波與中值濾波組合起來形成的多功能復合濾波器，可以防脈沖干擾，并對周期性的脈沖采樣值進行平滑加工。返回本節9.6 變電站內的電磁兼容 9.6.1 電磁兼容定義 9.6.2 變電站內電磁干擾產生的原因及其特點 返回本章首頁9.6.1 電磁兼容定義 電磁兼容的意義是：電氣或電子設備或系統能夠在規定的電磁環境下不因電磁干擾而降低工作性能，他們本身所發射的電磁能量不影響其他設備或

37、系統的正常工作，從而達到互不干擾，在共同的電磁環境下一起執行各自功能的共存狀態。電磁兼容的內容包括抗干擾（設備和系統抵抗電磁干擾的能力）和電磁發射控制（設備和系統發射的電磁能量的控制）兩個方面。電磁干擾的三要素是：干擾源、傳播途徑和電磁敏感設備。 返回本節9.6.2 變電站內電磁干擾產生的原因及其特點 1電磁干擾源分析目前與電力系統有關的電磁干擾源有外部干擾和內部干擾兩方面。外部干擾源指的是與遠動系統的結構無關，而是由使用條件和外部環境因素決定的干擾源。對變電站的RTU裝置來說，外部干擾源主要有交、直流回路開關操作、擾動性負荷（非線形負荷、波動性負荷）短路故障、大氣過電壓（雷電）、靜電、無線電

38、干擾和核電磁脈沖等，概括表現為如下三類：變電站設備的交流電源及直流電源受低頻振動擾動；傳導瞬變和高頻干擾；場的干擾。2電磁干擾的耦合途徑電磁干擾耦合的途徑可歸納為如下幾種：（1）電容性耦合。 （2）電感性耦合。 （3）共阻抗耦合。 （4）輻射耦合。 3電磁干擾可能造成的后果（1）電源回路干擾的后果。 （2）模擬量輸入通道干擾的后果。 （3）開關量輸入、輸出通道干擾的后果。 （4）CPU和數字電路受干擾的后果。 返回本節9.7 變電站抗電磁干擾的措施 9.7.1 抑制干擾源的影響 9.7.2 接地和減少共阻抗耦合9.7.3 隔離措施9.7.4 濾波 9.7.5 計算機供電電源的抗干擾措施 返回本

39、章首頁9.7.1 抑制干擾源的影響 1屏蔽措施（1）一次設備與自動化系統輸入、輸出的連接采用帶有金屬外皮（屏蔽層）的控制電纜，電纜的屏蔽層兩端接地，對電場耦合和磁耦合都有顯著的削弱作用。 （2）二次設備內，綜合自動化系統中的測量和微機保護或自控裝置所采用的各類中間互感器的一、二次繞組之間加設屏蔽層，這樣可起電場屏蔽作用，防止高頻干擾信號通過分布電容進入自動化系統的相應部件。（3）機箱或機柜的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可抑制外部高頻干擾。 （4）執行端RTU的機柜和機箱采用鐵質材料，本身也是一種屏蔽。2減少強電回路的感應耦合（1）控制電纜盡可能離開高壓母線和暫態電流的入地點，并盡可能減少