电力系统远动原理及技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力系统远动原理及技术,1,电力系统远动原理及技术,第一章 绪论,远动：,TeleControl,RemoteControl,从英文知道，实际上远动就是遥控，只是电力系统的习惯叫法而已。,问题：为什么需要遥控，遥控如何理解？,2,第一章 绪论,1.1,概述,1,、复杂电力系统,的主要,管理,问题,监控难,调度难,各种设备状态不一,设备多,怎样解决这些问题？,距离远管理困难,3,调度系统的必要性,1,、电能难于大量储存,2,、实时生产,=,实时消费,3,、消费随时在变化（有一定规律，但是不能精确确定）,4,、生产必须跟踪消费,5,、还要保证消费的质量（供电质量）,6,、同时重要的是要保证安全性、经济性,7,、自动装置,+,各级调度系统,4,调度系统的作用,1,、制定运行方式、确定各发电厂出力。目的：保证系统正常运行、安全、经济。,2,、发生故障时，迅速排除故障，尽快恢复正常运行。（,实时性更强,）,怎样实现？早期靠电话联系。,5,远动系统的引入,随着自动化通信控制技术的发展，出现了一种自动化装置,替代,电话联系的方式。,位置：安装于调度中心和厂站端，借助某种信道自动传输信息。,功能：向调度端传递厂站端信息并显示，存储，处理。根据需要由调度端操作调节厂站设备，满足前述的需要。,远动技术可以发挥哪些作用？,6,2,、,电力系统远动技术的作用,提高自动化程度,节约运行费用,建立真正的调度自动化，能量管理系统,减少停电,缩短停电时间,及时处理各种事故,如何实现？,7,3,、电力系统远动要完成的任务,任务：,1,、,将电力系统的运行状态采集并传送到调 度中心（监测）,2,、,接受调度中心下达的命令去调控电力系统中的设备的运行状态（控制）,对远动（遥控）的,理解,：实际上应该理解为,监控,更为合理，即控制一个设备的前提是我们能够清楚地监测到这个设备的运行状态，在此基础上，再根据实际需要对其进行控制。,8,4,、,相关学科与理论技术,（参考资料）,电力系统远动技术涉及到的学科：,电力系统、计算机、通信、控制等学科。,它的基本理论和技术包括：,数据采集理论和技术、计算机原理、编码理论、数据传输原理、信息论以及电力系统运行状态的基本理论。,9,1.2,电力系统远动功能,调度中心,电 力 系 统,远动设备,YT,YC,YK,YX,1,、调度中心和远动设备之间的数据传输示意图,10,2,、电力系统远动的功能,由图可知其功能为：,（,1,）、调度中心通过对远动设备获得远方的电力系统,设备的运行状态,（图中的虚线）和,设备的运行数据,（简称为遥测量，以,YC,表示）以及,设备的状态,（简称遥信量，以,YX,表示）。,（,2,）、调度中心可以根据需要对电力系统设备,进行远方控制,（简称为遥控，以,YK,表示）和,远方调节,（简称遥调，以,YT,表示）。,11,3,、远动信息的基本内容,电力系统远动实现的功能通常又称为“四遥”功能。,除了基本的四遥功能,还包括,SOE,事故追忆、召唤时钟、广播命令,等功能,.,为了实现这种“四遥”功能，远动信息的基本内容包括：,遥信信息、遥测信息、遥控信息和遥调信息。,12,遥测信息,各种运行参数，主要特点是随着时间连续变化的模拟量。,电量参数：电压，电流，频率，功率。,非电量参数：温度，水位，油位。,1,采集方式：电量,-,变送器（直流，交流）,非电量,-,传感器（直流量、数字量）,2 A/D,3,电量采集（脉冲、数字量）,13,遥信信息,状态信号,1,、开关，刀闸的状态信息,2,、保护、自动装置的动作状态,3,、发电机的开停机信号,4,、其他的运行状态信号（如事故总信号）,特点：？（表示方式,0,，,1,）,14,遥控信息,改变设备运行状态的命令，如发电机的起停命令，断路器的分合命令。电容器，电抗器的投切命令。,特点：可靠性要求高。,保证措施：,返校,。,15,遥调信息,传送改变设备运行参数的命令，如改变发电机有功出力,(,调速,),和励磁电流,(,调压,),的设定值，改变变压器分接头的位置。,16,远动信息的传输模式,循环数字传输模式,（,CDT,）：,厂站端将要发送的远动信息按照规约（,协议,）的规定组成各种,帧,，再编排好顺序，一帧一帧地循环向调度端传送。,特点：,周期性发送,不论调度端是否需要,不需要调度端发问,逻辑上需要独占通道,对信道质量要求较低,17,远动信息传输模式,问答传输模式（,POLLING,）：,若调度端要得到厂站端的监视信息，必须向其发送查询命令,报文。,厂站端按照收到的不同类型命令报文发送回答报文。,特点：,有问才答,按需回答,可以共享通道（地址区别）,对信道要求高，且必须为双向通道（全双工或者半双工）,18,远动信息的编码,循环式（部颁）：,以,帧,为单位（帧长度可变）,帧由各类字组成。包括信息字，控制字等,信息字由,6,个字节组成（,48BIT,），,固定长度,功能码（,8,）,信息码（,32,位）,校验码（,8,）,19,远动,信息的编码,以,报文为单位传输,报文,格式如下：,报文头,数据区,校验码,宽度为,8,位，长度为,3-4,字节,长度可变，字节数可变,20,DL451,（部颁,CDT,）,帧结构（帧长度可变体现在信息字个数可变）,字：不同于计算机中字的概念，为,48,位，是码字的意思。,同步字,控制字,信息字,。,信息字,各个字起什么作用？,21,串行通信,计算机通信的基础是,同步,：发送端时钟频率,=,接收端传输时钟频率、相位一致的运转。可以理解为两端速率相同，码元起止时刻相同。,串行通信：信息一位一位传输。对应计算机,RS232,串口。,异步通信：串行通信的一种方式，以字符为单位进行传输，每个字符均有起始位、数据位、校验位（可没有）、停止位。每个字符的起始位都起到对该字符的同步作用。是,位同步方式,。额外花费大，效率低。,同步通信：串行通信的一种方式，以同步字符作为传送开始，字符之间不允许有空隙，线路空闲时发同步字符。但是两端频率有一定误差，造成码元相位差，累积后可能造成错位，导致失步。是,帧同步方式。,22,同步字的作用,DL451,规约要求远动信息的传送采用,同步通信方式,，即通信过程以同步字的,检测,作为信息传输的开始。,检测到同步字后，进入同步通信状态，将接收信息,按字节划分开,。实现帧同步。,但是为了消除两端时钟的,频差所产生的相位差,，收端必须同时采用,位同步,措施（若不用异步通信的起始位检测作为位同步方式，则用,数字锁相环,，以发送端发来的数字序列中含有的相位信息，调整接收端相位）。,现场运行的远动系统有些采用异步通信方式传送远动信息。即只采用位同步。,23,DL451,同步字,采用固定,48,位：,3,组,EB90,E:1110 B:1011 9:1001 0:0000,同步字：,EB90EB90EB90,EB90,16,位,EB90,16,位,EB90,16,位,24,DL451,控制字,控制字当然也是,48,位，由,6,个字节组成，从前往后依次为：,控制字节,：,ELSD0001,帧类别字节,：重要遥测,A,帧、次要遥测,B,帧、一般遥测,C,帧、遥信状态,D1,、电能量脉冲计数值,D2,、顺序事件记录,E,、遥控（选择、执行、撤销）、升降（选择、执行、撤销）、设置时钟等。,信息字数字节,：本帧包含的信息字数。,源站址字节,：,目的站址字节,：,校验码字节,：监督元,同步字,控制字,信息字,。,信息字,25,DL451,信息字,功能码：表示信息数据的作用。不同功能码代表不同功能。共,256,个功能。,代号,00H-7FH,：均为遥测数据（,128,个字，每个字装载两个遥测数据，总共可以定义,256,个遥测量）,代号,F0H-FFH,：均为遥信数据（,16,个字，每个字装载,32,路遥信，总共定义了,512,个遥信量）,代号,E0H:,遥控选择命令,代号,E1H:,遥控返校命令,代号,E2H:,遥控执行命令,功能码,8,位,信息数据,32,位,校验码,8,位,同步字,控制字,信息字,。,信息字,26,帧的组织方式,循环,：在满足规定的时间前提下（,A,帧循环时间为,3,秒，,B,为,6,秒，,C,为,20,秒），帧序列可以任意组织，固定各帧的排列顺序循环传送。,插入,：对于特殊情况，则插入到循环顺序中优先传送。如遥信变位（,1,秒内）、遥控、升降命令的返校（长度为字）。,简化：为了简化应用，也可以对帧结构进行简化（固定帧长度，同步字,+,信息字,+,慢变化字），降低出错的概率。,典型传送顺序：,AB AC AB AC AB AD1 AB AC AB AC AB AD2,E,帧在需要时，采用插入传送。,27,常用远动信道,采用专用有线信道,(,近距离,),电力载波信道,(,投资小,),微波信道,(,高频率,),光纤信道,无线电信道,卫星通信（特殊微波）,28,专线通信,由远动装置产生远动信号。,直流信号：幅值、极性信号。,交流信号：频率,介质：架空线、专用电缆,缺点：近距离（经济，技术原因：损耗大）,29,载波通道,物理介质：高压电力线路,载波？用于装载基带信号的高频正弦波或者周期性脉冲信号。（如飞机）,基带信号？由原始消息转换（信源编码）得到的信号。（如旅客）注意区别基波的概念。,为什么要装载（调制）于载波信号上？基带信号传输距离有限（噪声）。,一般形式：远动信号与载波电话,复用,载波信道（,0.33.4kHz,）,人耳的理论听觉范围,20-20000,赫兹。通常对太低或太高的频率不敏感，频率损失不会造成很大影响。所以通常语音用,0.32.3kHz,范围，远动信号用,2.73.4kHz,范围。（频分复用）,怎样装载？调幅，调频，调相。,怎样卸载？解调，反其道。,30,耦合电容器,阻波器,结合滤波器,调制解调器,电话 远动信号,高频耦合,31,微波通道,微波？微小的波，波长小，即频率高。,频率范围：,300M300GHz,。,形式：无线传播，直线传播，点对点对准。,传输距离：,3050km,（功率损耗，地球形状），远距离用中继（接收，放大，传出）,优点：频带宽（相同时间传输信号多），方向性强，保密性好。,32,卫星通信（特殊微波）,频率更高（,4G,赫兹以上）,以地球同步卫星为中继站进行中继通信,一个卫星的视角为,120,度左右，原则上三个卫星沿轨道均匀分布即可覆盖南北纬,60,度以内的地球表面。,优点：频带宽，传输容量大，通信距离长，不易受干扰。,发展趋势：卫星上转发器增多，功能增强，发射功率增强；地面站天线变小，地面站数量增多，均摊成本降低。,33,光纤通道,原理：电信号转换为光信号传输，到目的地再由光信号转换为电信号。,光信号传输：全反射原理，光纤芯对光的折射率大，包层折射率小，在分界面处全反射，理论上无损耗。,实际损耗：光吸收（材料不纯）光散射（材料不均匀）,光纤材料：石英光纤、玻璃光纤、塑料光纤,传输模式：多模（多种电磁场分布模式）、单模（带宽极宽、衰减少、适用大容量远距离）,光缆：多路光纤（几十几百根）,+,护套,介质：光纤维,-,光缆。,架设：单独架设、地线复合光纤（,OPGW,）。,优点：带宽宽，衰减小，抗干扰能力强，误码率低。,34,电端机,电光转换,光电转换,电端机,光端机,光缆,电光转换：电光二极管、激光二极管,光电转换：光电二极管,通信模式：模拟通信、数字通信,模拟通信：用模拟电信号调制光强度,数字通信：用数字脉冲电信号对光强进行调制。,PCM:,脉冲编码调制。,35,无线电信道,组成：发射机、发射天线、自由空间、接收天线、接收机。类似广播。,优点：不需要线路，节省材料，减少维护量。,36,1.3,远动系统的结构,对系统运行状态采集的数据不正确反映到调度中心，对调度人员的抉择将会产生促使调度人员作出错误判断和抉择的影响。（,上行,）,遥控、遥调命令下达到系统后信息不能保证正确可靠，也将会产生十分严重的后果。（,下行,）,为了保证电力系统远动各种功能的可靠实现，远动系统设备的,结构必须合理,。在各个环节上必须要有一定的,技术措施做保障,。,远动系统的,准确性和可靠性,十分重要，远动技术事实上就是保证“四遥”准确可靠的技术。,37,1,、远动系统原理框图,YK/YT,信道编码,调制解调器,信道译码,YC/YX,调制解调器,信道编码,信道译码,YX,采集,YC,采集,YK,执行,YT,执行,调度端,通道,厂站端,38,相关术语,调度中心：主站,厂站：子站,主站端的远动装置：前置机（,front-end,prcessor,）,作用：用来缓冲和处理输入或输出数据的处理机。一般需要有通信控制功能，并应为双机配置。,厂站端的远动装置：远动终端（,RTU:remote,terminal unit,）,39,远动系统配置的基本模式,点对点,(CDT.POLLING),多路点对点,多点星形,(POLLING),多点共线,多点环形,40,远动系统基础上形成调度自动化系统,基本功能：,SCADA,系统。,SC,：监控,DA,：数据采集,AGC:,自动发电控制,EDC,：经济调度,高级功能：,PAS,（电力系统高级应用软件）,拓扑分析,状态估计,负荷预测,在线潮流,安全分析,DTS,（调度员培训模拟）,两者相加：,EMS,41,分级调度体制及优点,我国采用,国调、网调、省调、地调、县调,五级分层调度体制。,优点：,减少信息传输量、减轻上级调度中心的负担。,提高了响应速度和可靠性。,减少设备投资。,可扩展性好,。,42,分级的调度体制,国调：与网调控制中心相连，协调、确定大区网间的联络线潮流和运行方式，监视、统计全国电网运行情况。属于,EMS,。,1,、收集,区网及有关省网,的信息，监视大区电网的重要测点运行工况及全国电网运行概况。,2,、进行大区互联电网的潮流、短路、稳定、经济运行计算，并下达计算结果。,3,、做中长期安全、经济运行分析，提出对策,。,43,大区网调,主要负责区内,超高压网,的安全运行，并按规定的发用电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和经济运行水平。属于,EMS,。,44,省调,1,、电网数据的收集和监控，经济调度、安全分析。,2,、负荷预测，制定开停机计划和水火电经济调度的日分配计划、指导,AGC,。,3,、地区间有关省网部分的供受电量的计划编制和分析。,4,、进行管辖电网的潮流、短路、稳定、经济运行计算，并下达计算结果。,功能与网调基本相同，,管辖范围缩小,至本省高压网，属于,EMS,。,45,地区调度,一般属于,SCADA,系统。,1,、本地区电网的安全监控。,2,、本地区有关站点的开关远方操作、变压器分接头的调节、电容器的投切。,3,、负荷管理和自动投切,。,46,县调,1,、数据采集,2,、安全监控,3,、功率总加,4,、电量总加,5,、数据转发,6,、负荷管理,47,第二章 变送器,电力系统远动原理及技术,48,为什么需要变送器？,TRANSDUCER,一次系统：发、变、输、配、用,特点：高电压、大电流,二次系统：为了测量、保护、监视、控制一次系统的各类系统。,特点：低电压、小电流（,PT:100V CT:5A,）,现代远动系统一般为数字计算机系统，电压一般不超过,12V,，功率不超过几百瓦。,49,2.1,概述,将电力系统的电压电流和有功无功等电气量线性,的转化成,05V,等信号的器件称为变送器。,1,、变送器的定义,一次系统,（强电）,二次系统,（弱电）,CT,、,PT,（,桥梁）,变送器,5A,、,100V,到,TTL,电平的桥梁,计算机系统,（弱电）,控制电缆,220,千伏：,200m,330,千伏：,300m,500,千伏：,500m,总长：,150-200kM,50,变送器性能指标,-,变送器的输出标称值,国标规定：按照不同输出类型分为电流型、电压型,输出为电流的变送器（,毫安级,）：,0-1mA,、,0-10mA,、,0-20mA,、,4-20mA,、,-1-0-1mA,、,-5-0-5mA,、,-10-0-10mA,输出为电压的变压器（,伏特级,）：,0-1V,、,0-5V,、,0-10V,、,-1-0-1V,、,-5-0-5V,、,-10-0-10V,51,电压型输出与电流型输出的不同,在,传输距离很近,的和,干扰微小,的情况下，所引起的误差和信号稳定性上看，电压型输出和电流形输出无明显差异。,在,传输距离较远,，并且,现场环境恶劣,的情况下，应优先选用电流型输出，因为电流型输出的变送器相当于电流源，,有较高的抑制分布在传输线上的外部磁场和静电场干扰的能力,，并且输出标称值越大，抗干扰的能力越强。,52,2,、变送器技术分类,变送器技术包括两大类：,（,1,）直流变送器：,是指变送器的输出为直流信号；,（,2,）交流变送器：,是指变送器输出为交流信号。,直流变送器和交流变送器目前都在使用，但由于交流变送器体积小、价格便宜，而且随着交流采样技术的不断发展进步，其精度越来越高，因此交流变送器将逐渐取代直流变送器,。,。,53,直流变送器,54,交流变送器,55,2,、变送器性能指标,-,允许过量输入,分为,连续过量输入,和,短时过量输入,。,连续过量输入为标称值或者上限值的,120%,短时过量输入，依据不同变送器类型、过量输入持续时间，过量输入的间隔时间不同而不同，根据实验确定。,正常过量输入情况下，精度应该满足要求。,56,变送器性能指标,-,输出性能,输出负载能力：变送器后需要,A/D,，采集等环节,输出纹波：有效值不超过,输出上限,的,0.3%,，意味着实际采集需要做平均。,输出响应时间：,=400ms,，,0-90%,（上升）或者,100-10%,（下降）,57,变送器性能指标,-,准确度、功耗,等级：,0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5,对应误差为：,+-,等级,/100,功耗：一般与其他电气,测量仪表,公用一个,PT,CT,，这些互感器的准确度与其二次负载有关，因此，为防止互感器过载，降低测量综合误差，应尽量降低变送器的功耗。,。,58,变送器性能指标,-,绝缘性能,对象：多个输入回路、外壳、输出回路,绝缘电阻,：各输入回路与外壳之间、各输入回路与输出回路之间、各输入回路之间。用直流摇表,500V,，持续,1,分钟，测得的绝缘电阻不应小于,5M,欧姆。,耐压试验,：输入回路与外壳、输入回路之间加交流,2000V,电压，,1,分钟。输出回路对外壳、输入回路对输出回路加交流,500V,电压，持续,1,分钟。,59,2.2,电流变送器和电压变送器,直流变送器：互感器,T,、整流、滤波、输出、,补偿,电流变送器并联分流电阻将电流转化为电压信号（,下图中虚线部分,）,电流变送器的,T,为电流互感器、电压变送器的,T,为电压互感器,60,61,2,、电流变送器的作用,电流变送器的作用,是将来自电流互感器次级的,交流电流变换,成,RTU,可以处理的交流或直流,信号。,电流互感器,CT,的次级输出的交流电流经过变送器中,的电流互感器（变压器,）,LH,。,LH,的作用主要有两,个：一是降低输入的交流电流；另一方面就是将输,入回路与变送器回路在电气上隔离。,62,硅钢片磁化曲线（补偿的作用）,H,为磁场强度，与原边励磁电流对应,B,为磁感应强度，与副边电压相对应,原边与副边不是线性关系,63,5,、,变送器的工作范围,特点：,OA,段是非线性、,AB,段基本上呈线性、,B,点以后呈饱和状态,即：,当输入的被测交流电流在零值附近或较小时,，电流互感器的输入电流和输出电压呈非线性关系；,当电流过大时,，使得,LH,进入饱和区时，也无法满足线性关系。,处理措施：,零点附近的非线性关系可以通过一定的非线性补偿电路进行补偿，以保证其线性关系；对饱和区的处理一般是通过限制变送器的工作范围，使其运行点不进入磁化曲线的饱和区。,64,6,、交流变送器与直流变送器的比较,上图中的红色虚线将变送器电路分成了两个部分。,虚线的右边,是对信号进行整流、滤波处理的。如果我们不是需要直流输出，而只需要交流输出，只需要将电路,虚线左边,的部分适当加上一些补偿电路即可。,由此看出，交流变送器比直流变送器的电路要简单得多,。,65,2,、电压变送器的作用,电压变送器的作用,是将来自电压互感器（,PT,）,次级,的交流电压变换成,RTU,可以处理的信号（交流的或直,流的，电压或电流信号）。,电压变送器是有一个电压互感器,YH,和整流电路组,的。电压互感器的作用也是两个方面：一是降低输,入电压，另一个是将变送器回路和输入回路在电气,上隔离开来。,66,3,、电压变送器的工作范围,如果需要的是交流输出，将不需要后面的整,流电路。另外，一般情况下，电压的变化在,20%,左右，不会进入零点附近的非线性区，,因此，在电压变送器中不需要非线性补偿电,路。,67,2.3,功率变送器,单相有功变送器,功能：实现电压电流乘积的平均值（直流分量）,部件：主要由乘法器、低通滤波构成,推导：,u=1.414 U sin(,t+,),，,i=1.414 I sin(,t),所以，瞬时电流电压乘积的的平均值为：,1/Tuidt=,UIcos,=,有功功率,所以：单相有功测量只要将瞬时电流电压,乘积（乘法器）,后,取平均（低通滤波）,值即可。,68,单相无功变送器,与单相有功变送器类似，,多一个电流移相电路,功能：实现电压与超前,90,电流乘积的平均值（直流分量）,部件：主要由乘法器、低通滤波、移相电路,推导：,u=1.414 U sin(,t+,),，,i=1.414 I sin(,t,+90,),所以，瞬时电流电压乘积的的平均值为：,1/Tuidt=,UIsin,=,无功功率,所以：单相无功测量只要将瞬时电流,移相,后与电压,乘积,再取,平均值,即可,需要注意：移相电路在频率不为,50,赫兹时会有误差。,69,三相功率的测量,三相总功率各相功率之和。因此对于三相功率的测量最简单的方法就是用三组合式，即用,三个单相,功率变送器的测量值用加法器相加即可以得到三相功率。,有没有更加节省元件的测量方法？,70,电路接线方式,三相三线制：,abc,三相端线。主要用于输电系统，输电系统一般三相平衡，中性线中没有电流，节省线路材料。,三相四线制：,abc,三相端线,+,中性线。配电系统如果不能做到三相平衡，中性线中有电流流过，因此必须用中性线。,结论：三相四线制时，三相电流之和一般不为,0.,71,2.3.1,三相有功功率测量,当供电方式为三相三线时，可以用两元件法测量，节省一个元件。,两元件法测量有功功率这种接线法是指三相功率,变送器中，一个功率测量元件的输入交流电压,UAB,，,输入交流电流为,IA,。,另一个功率测量元件,的输入交流电压为线电压,UCB,，,输入交流电流为,IC,。,72,1,、三相有功功率测量接线,图,2.4,W1,W2,A,B,C,73,2,、三相有功功率测量向量图,2.4,I,C,U,CB,UC,IB,UB,IA,UA,UAB,2,3,30,30,1,74,设两个功率测量元件测得的功率,为,P1,、,P2,，,则由向量,图可得：,因此：,3,、有功测量公式推导（,1,）,75,3,、有功测量,公式推导（,2,）,变送器所测得的三相有功功率值,P,，,为两个测量,元件测得的有功功率,值,P1,和,P2,的代数和，即：,P=P1+P2,如果三相电压对称，则：,U,AB,=U,CB,=1.732*U,A,=1.732*U,B,=1.732*U,C,=1.732*,U,书上印刷错误,2-1,76,3,、,有功测量公式推导,（,3,）,由此可将,（,2-1,）式进一步运算，可得：,当三相电流不对称时，根据三相三线制电路的特,点，,I,A,、,I,B,、,I,C,之和为,0,，在向量图上反映为电流,I,A,、,I,B,、,I,C,对电压,U,B,的投影之和为,0,（任意投影也为,0,），即：,I,A,cos,(60+1)+I,C,cos,(60-3)-I,B,cos2=0,77,3,、,有功测量公式推导（,4,）,经数学计算后，可得（,2-4,）式：,将（,2-3,）代入（,2-2,）可得：,（,2-4,）,78,4,、有功测量公式推导结论,式,(2-4),表示，用以上的两元件法测量有功,功率，,在负载端的电流对称或不对称的情,况下，,均不会产生测量误差。同样可以证,明，,在电压不对称的情况下,，用两元件法,测量三相功率时，也不会产生测量误差。,79,2.3.2,三相无功功率的测量,移相法测量：,根据,1,：三相无功等于单相无功之和（无功是标量）,根据,2,：单相无功可以用单相有功的测量接线加电流超前移相,90,度。,做法：与前述三相有功测量接线一致。三元件（,4,线制）或者两元件（,3,线制）法都可以。,优点：不论负载电压、电流是否对称，此方法均不会有误差。,缺点：,频率偏离额定值时，有误差。对应书上“,我国电网,的频率波动比较大,”。,1,、三相无功的测量方法,80,2.3.2,三相无功功率的测量,不移相测量的方法：,一元件跨相,二元件跨相,三元件跨相,跨相：电流相与电压相不相关,优点：与频率是否偏差无关,1,、三相无功的测量方法,81,2.3.2,三相无功功率的测量,1,、单元件法,W1,A,B,C,跨相：,A,相电流与,BC,相电压,82,2.3.2,三相无功功率的测量,I,C,UC,IB,UB,IA,UA,2,3,1,U,BC,83,单元件,前提：,电流电压完全对称（,90-,）,(UBC*IA=UI),（,UI,为线电压、电流）,P1=UBC*IA*COS(90-,)=UI*SIN,(,根据前述单相有功的推导,),Q=1.732*UI*SIN,=,1.732*P1,两者之间只差一个常系数，可以用单元件测量的值描述三相无功的值。,系数：真实物理量与数字量之间的对应关系由多个系数的乘积构成。此系数是其中一个。,84,2.3.2,三相无功功率的测量,1,、两元件法,(,书上,),W1,A,B,C,W2,85,2.3.2,三相无功功率的测量,I,C,UC,IB,UB,IA,UA,2,3,1,U,BC,前提：,电流电压完全对称,P1=UBC*IA*COS(90-,)=UI*SIN,P2=UAB*IC*COS(90-,)=UI*SIN,Q=1.732*UI*SIN,两者之间只差一个常系数。,U,AB,86,3,、无功测量公式推导结论,负载不对称误差,：当系统不对称时，这种测量方法会产生较大的误差。,相位误差：,电压互感器绕组的,交流阻抗,会使初级绕组的输入电压与次级绕组的输出电压之间产生相位差，从而出现角误差。,在电流互感器的初级输入和次级输出之间，也同样有角误差存在。,因此，一般在变送器前应进行相位补偿调节。,87,三元件法,元件接法类似,推导过程类似,精确程度：仅需要电压对称,或者,电流对称,88,功率变送器的电路原理,乘法器,:,P=,UIcos,=(,ui,dt,)/T Q=,加法器,:,P=,Pa+Pb+Pc,Q=,整流滤波电路,:,获得平均值,(,直流,),89,有功测量方法,三相三线时：,三元件,（三个单相有功测量，没有误差、但是多一个元件）、,两元件,法（没有误差，书上的介绍、且省一个元件）都可以。,三相四线时：三元件法可以，两元件法不成（三相电流之和不再为,0,，推导前提不存在）,对于输电系统而言，有功测量可以用两元件法最优。,90,无功测量方法,三元件（移相：电流超前,90,度，适用三相三线或四线）、两元件（移相，适用于三线制）、均可以测量,-,频率误差,(,没有电路对称要求,),此外，还有：,单元件跨相：电路完全对称,两元件跨相：电路完全对称（书上）,三元件跨相：电路,电压对称,或者,电流对称,注意：电路对称时，三相三线和三相四线是等价的。,91,变送器总结,必要性：,强电（,100V,、,5A,）,与,弱电（,TTL,）,的结合部,作用：降低输入量（电压、电流），电气隔离,分类：直流、交流,共同部分：互感器,互感器重点：磁化曲线（线性、非线性）,功率变送器：同时引入电流电压，经过不同接线方式,跨向：电流、电压不同相,无功测量的误差：系统不对称,解决：移相（频率）,发展趋势、原因？,92,