主变档位与监控系统、VQC的接口方式及比较
日期：2008-12-10 23:36:54 来源：中国自动化网
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摘 要：将变压器档位与监控系统、VQC的各种接口方式作了比较分析，分析了各种方式的优缺点，提出以4～20 mA电流环的方式最为简单经济。
关键词：主变档位；监控系统；VQC；遥测；遥信；BCD码
1 前言
在综合自动化变电站及无人值班改造变电站中，为了将有载调压变压器档位在监控系统后台上和VQC装置上显示出来，其实现的方法多种多样。依据其采集通道的不同，可分为遥信判档方式与遥测判档方式两种类型。
2 遥信判档方式
2．1 遥信一一对应方式
这种方式为将变压器有载调压档位二次触点简单地接入监控系统或VQC装置遥信开入点。如主变最高档位为19档，则当主变为1档时，YX1接通，2档时，YX2接通……19档时，YX19接通。如果有载调压机构每档二次触点只有一对，为了与两个装置接口，则必须通过加装开关量转换盒的方式进行接点扩展。这种方式如图1所示：
该接口方式的优点是直观，但缺点却非常明显，即所需电缆芯数多，需占用较多遥信资源，接线复杂等。
2．2 十位加个位方式
为了弥补第一种方式的缺点，有的变压器有载调压机构提供了一个十位档触点，当主变档位在1～9档时，十位档触点断开，在10～19档时，十位档触点接通。监控系统或VQC装置将个位档与十位档接点接入遥信开入回路，通过简单运算即可算出变压器实际档位。
与第一种方式相比，该种方式可减少近一半的电缆芯数及遥信资源占用。缺点是当有载调压机构档位二次触点不够时，仍需加装开关量转换盒扩展接点。
2．3 BCD编码方式
为了进一步减少资源占用，有的变压器有载调压机构提供了BCD编码输出，即变压器档位按照BCD编码规则，由5个输出接点的状态共同反应出来。
监控系统或VQC装置将主变档位的BCD接点接入遥信开入回路，按照BCD编码规则进行还原计算即可算出变压器实际档位。对于最高档位为19的变压器，与监控系统接口仅需一根6芯的电缆，占用5个遥信资源即可。
在遥信判档的方式中，该方式最为简单经济，但前提条件是变压器有载调压机构需提供BCD编码输出。
3 遥测判档方式
3．1 电阻分压式
在调压机构档位二次触点转盘（即电阻分压盘）上找准实际档位起止点，如主变最高档位为19档，则串接入18个阻值为1 kΩ的高精度等值电阻，在其两端加入直流220 V电压，当主变实际档位变化时，抽头电压值也随之对应变化。将抽头电压与档位总电压同时接入监控系统直流采集通道或VQC装置档位电压测量点，利用其电压比即可计算出主变实时档位值。其档位接口原理图及示意图如图4、图5。
该种方式在无人值班改造变电站得到了广泛应用。
如主变最高档位为19档，则计算公式如下：
式中：A为主变档位值；Ux为档位抽头电压值；Udc为档位总电压值。
例如当主变实际在1档时，Ux＝0 V，Udc＝220 V，可得A＝1．5；当主变实际在19档时，Ux＝220 V，Udc＝220 V，可得A＝19．5；计算值通过取整，便可在监控系统后台上正确显示出来。
该种方式具有接线简单、经济的优点，无论主变最高档位是多少，该种方式都只需要三芯电缆，且需占用监控系统两个直流遥测点。缺点是在调压过渡过程中，由于档位抽头电压短时悬空，如果监控系统此时捕捉到抽头电压的变化遥测，将显示档位值异常，最终随过渡过程的结束而档位恢复正常。
3．2 4～20 mA电流环
有的变压器有载调压机构提供了4～20 mA电流环输出接口，该接口输出电流随主变实际档位值而在4～20 mA之间线性变化。将此电流串接入监控系统的一个毫安电流测量通道和VQC装置的档位电流测量回路中，利用相关运算即可计算出实际档位值。其接口原理图及示意图如图6、图7。
该种方式具有接线最为简单可靠，占用资源最少的优点。无论主变最高档位是多少，该种方式都只需要两芯电缆，且只需占用监控系统一个遥测点。但前提条件是变压器有载调压机构需提供4～20mA电流环输出。
4 各种方式的比较
以一个最高档位为19档的变压器为例，将上述各种接口方式进行比较，结果见表2。
5 结论
变压器有载调压机构档位与监控系统和VQC装置的接口方式中，以4~20mA电流环的方式最为简单经济，应予以大力推广。有的监控系统和VQC厂家装置只能以遥信方式进行档位接口，经我们提出修改后，现均实现了各种档位接口方式的可配置。
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关键词：主变档位；监控系统；VQC；遥测；遥信；BCD码
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1 前言
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在综合自动化变电站及无人值班改造变电站中，为了将有载调压变压器档位在监控系统后台上和VQC装置上显示出来，其实现的方法多种多样。依据其采集通道的不同，可分为遥信判档方式与遥测判档方式两种类型。
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2 遥信判档方式
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2．1 遥信一一对应方式
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这种方式为将变压器有载调压档位二次触点简单地接入监控系统或VQC装置遥信开入点。如主变最高档位为19档，则当主变为1档时，YX1接通，2档时，YX2接通……19档时，YX19接通。如果有载调压机构每档二次触点只有一对，为了与两个装置接口，则必须通过加装开关量转换盒的方式进行接点扩展。这种方式如图1所示：
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该接口方式的优点是直观，但缺点却非常明显，即所需电缆芯数多，需占用较多遥信资源，接线复杂等。
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2．2 十位加个位方式
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为了弥补第一种方式的缺点，有的变压器有载调压机构提供了一个十位档触点，当主变档位在1～9档时，十位档触点断开，在10～19档时，十位档触点接通。监控系统或VQC装置将个位档与十位档接点接入遥信开入回路，通过简单运算即可算出变压器实际档位。
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与第一种方式相比，该种方式可减少近一半的电缆芯数及遥信资源占用。缺点是当有载调压机构档位二次触点不够时，仍需加装开关量转换盒扩展接点。
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2．3 BCD编码方式
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为了进一步减少资源占用，有的变压器有载调压机构提供了BCD编码输出，即变压器档位按照BCD编码规则，由5个输出接点的状态共同反应出来。
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监控系统或VQC装置将主变档位的BCD接点接入遥信开入回路，按照BCD编码规则进行还原计算即可算出变压器实际档位。对于最高档位为19的变压器，与监控系统接口仅需一根6芯的电缆，占用5个遥信资源即可。
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在遥信判档的方式中，该方式最为简单经济，但前提条件是变压器有载调压机构需提供BCD编码输出。
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3 遥测判档方式
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3．1 电阻分压式
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在调压机构档位二次触点转盘（即电阻分压盘）上找准实际档位起止点，如主变最高档位为19档，则串接入18个阻值为1 kΩ的高精度等值电阻，在其两端加入直流220 V电压，当主变实际档位变化时，抽头电压值也随之对应变化。将抽头电压与档位总电压同时接入监控系统直流采集通道或VQC装置档位电压测量点，利用其电压比即可计算出主变实时档位值。其档位接口原理图及示意图如图4、图5。
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如主变最高档位为19档，则计算公式如下：
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式中：A为主变档位值；Ux为档位抽头电压值；Udc为档位总电压值。
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例如当主变实际在1档时，Ux＝0 V，Udc＝220 V，可得A＝1．5；当主变实际在19档时，Ux＝220 V，Udc＝220 V，可得A＝19．5；计算值通过取整，便可在监控系统后台上正确显示出来。
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该种方式具有接线简单、经济的优点，无论主变最高档位是多少，该种方式都只需要三芯电缆，且需占用监控系统两个直流遥测点。缺点是在调压过渡过程中，由于档位抽头电压短时悬空，如果监控系统此时捕捉到抽头电压的变化遥测，将显示档位值异常，最终随过渡过程的结束而档位恢复正常。
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3．2 4～20 mA电流环
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有的变压器有载调压机构提供了4～20 mA电流环输出接口，该接口输出电流随主变实际档位值而在4～20 mA之间线性变化。将此电流串接入监控系统的一个毫安电流测量通道和VQC装置的档位电流测量回路中，利用相关运算即可计算出实际档位值。其接口原理图及示意图如图6、图7。
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该种方式具有接线最为简单可靠，占用资源最少的优点。无论主变最高档位是多少，该种方式都只需要两芯电缆，且只需占用监控系统一个遥测点。但前提条件是变压器有载调压机构需提供4～20mA电流环输出。
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4 各种方式的比较
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以一个最高档位为19档的变压器为例，将上述各种接口方式进行比较，结果见表2。
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5 结论
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变压器有载调压机构档位与监控系统和VQC装置的接口方式中，以4~20mA电流环的方式最为简单经济，应予以大力推广。有的监控系统和VQC厂家装置只能以遥信方式进行档位接口，经我们提出修改后，现均实现了各种档位接口方式的可配置。
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