变电站自动化试题

1、1. 为什么变电站自动化技术的发展成为必然趋势？ (1) 第一，随着我国电力工业和电力系统的发展，对变电站的安全、经济运 行要求越来越高，实现变电站综合自动化，可提高电网的安全、经济运 行水平，减少基建投资，并为推广变电站无人值班提供了手段； (2) 第二，随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求更多的信息，以便 及时掌握电网及变电站的运行情况； (3) 第三，为提高变电站的可控性，要求采用更多的远方集中控制、集中操 作和反事故措施等； (4) 第四，利用现代计算机技术、通信技术等，提供先进的技术装备，可改 变传统的二次设备模式，实现信息共享，简化系统，减少电缆，减少占 地面积； (5) 第五

2、，对变电站进行全面的技术改造。 2. 简述变电站自动化的概念及其系统的组成和特点。 概念：变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继 电保护、自动装置和远动装置等) 经过功能的组合和优化设计， 利用先进的计算 机技术、现代电子技术、 通信技术和信号处理技术， 实现对全变电站的主要设备 和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综 合性的自动化功能。 组成：变电站综合自动化系统， 多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化 系统和微机保护系统。 特点： (1) 功能的综合化； (2) 设备的操作及监视微机化； (3) 结构分布分层化； (4) 通信

3、网络光缆化； (5) 运行管理智能化 3. 变电站综合自动化系统与传统变电站相比，其优越性有哪些？ (1) 提高供电质量、提高电压合格率。 (2) 提高变电站的安全、可靠运行水平。 (3) 提高电力系统的运行、管理水平。 (4) 缩小变电站占地面积，降低造价、减少总投资。 (5) 减少维护工作量，减小值班员劳动，实现减人增效。 (6) 减少人为误操作的可能。 4. 说明调度自动化与变电站自动化之间的关系。 (1) 电网调度自动化由三个子系统构成： 1) 发电厂和变电站的基础自动化系统； 2) 信息传输系统； 3) 调度(控制)中心的能量管理和数据采集与监控主站计算机系统 (EMS/SCADA)

4、 (2) 电网调度自动化系统是由多个子系统组成的有机整体，是一项涉及范围广， 实现难度大的系统工程。其中，变电站综合自动化是电网调度自动化不可分 离的十分重要的基础自动化。 5. 变电站综合自动化系统的监视子系统都实现哪些功能？ (1) 数据采集 (2) 事件顺序记录 SOE (3) 故障记录、故障录波和测距 (4) 操作控制功能 (5) 安全监视功能 (6) 人机联系功能 (7) 打印功能 (8) 数据处理与记录功能 (9) 谐波分析与监视 6. 变电站综合自动化继电保护系统实现哪些功能？ (1) 高压输电线路的主保护和后备保护 ( 2)主变压器的主保护和后备保护 (3) 电容器保护 (4)

5、 配电线路保护 ( 5)母线保护 (6) 不完全接地系统的单相接地的选线 7. 画图说明变电站备用电源自动投入控制系统的基本原理。 (1) 备用电源自投装置是因电力系统故障或其它原因使工作电源被断开后， 能迅 速将备用电源或备用设备或其它正常工作的电源自动投入工作， 使原来工作 电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。 (2) 明备用：正常时 1DL合，2DL分，由 1DL 供电。当 1L上发生故障， 1DL跳开 时， 2DL自动合上。 图表 1 明备用 (3) 暗备用： 1) 正常时 1DL，2DL均合，3DL断开，1DL、2DL分别对 1#主变、 2 #主变供 电。当 1L上发生

6、故障， 1DL跳开后， 3DL自动合上，由 2L供电。 图表 2暗备用( 1) 2) 正常时 1DL，2DL均合， 5DL断开， 1#主变、 2 #主变分别对低压母线供 电。当 1#主变或 2 #主变发生故障，跳开 4DL或 6DL，合上 5DL。 图表 3 暗备用( 2) 8. 说明变电站电压无功综合控制的基本原理 （1） 原理图 PLRL QLX L UL UL UL U 2 UL U 2 UL?ULN （忽略电压降横分量） (2) 分接头调节： 在系统 RS、XS、 RT、XT 的损耗最小时， PLRL QL XL U2 ULN L L L L f (PL,QL) U LN R L co

7、s X L sin U LNSL U LN （设用户的自然功率因素不变可得公式） 考虑 U2=U1/K，可以调整 K （有载分接头 ）使 ULULN 可见，随着 SL， U2，即逆调压。 （3）投入电容器组调节： 投入无功补偿 QC 后，高压损耗为： SS P22 2 (Q2 QC )2 U22 (RS RT) jP22 2 (Q2 QC )2 U22 (XS XT) 其中 P2、Q2为 U2处的功率。 变电站低压母线电压 U2 与系统电压 Us的关系为： U2 US P2(RS RT) (Q2 QC )(XS XT) U2 （4）改变 K 值（分接头位置）和 QC（电容参数值）都可以起到对电

8、压的调节作 用，由公式得当 QCQ2 时系统的无功、有功损耗最小，综合公式两 者考虑，不仅可以保证电压质量，还能尽量使网络损耗最小，从而达到现有 设备条件下得最佳控制。 9. 简述变电站综合自动化中低频减负荷控制系统的控制原理 假定变电站馈电母线上有多余配电线路， 根据这些线路所供负荷的重要程度， 分 为基本级和特殊级两大类。基本级中为一般负荷的馈电线，特殊级为重要负荷。 当系统中出现频率降低， 而且降低到需要减负荷的程度时， 按照负荷级别的不同 进行切负荷。 10. 画图说明变电站综合自动化系统分散分布式的组态形式及其特点。 特点：面向对象的设计，既可分散安装，又可集中组屏。 11. 变电站

9、综合自动化系统中的保护单元和测控单元在数据使用方面有哪几种 方式，各自的优缺点如何。 （1）数据完全共享型 即保护和测量的模拟量完全来自同一 TA 或 TV 优点：接线少，造价降低 缺点：测量精度得不到保证，测量 TA 和保护 TA的测量范围不一样。 （2）数据独立处理型 使用各自的 TA、TV、A/D，可以使用同一个 CPU。但保护单元和测量单元在同一 机箱。 优点：体积小。 缺点：占用资源过多，造价高。 （3）保护和测量完全独立型 分测控装置和保护装置完全分开，分别接入通讯网中。 优点：完全分离，互不影响。 缺点：体积大，造价高。 12. 简述光学电流传感器与传统的电磁式电流互感器相比有哪

10、些优点？ （1）没有因充油而产生的易燃、易爆炸等危险。 （2）不含铁芯，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。 （3）低压侧无开路高压危险。 （4）暂态响应范围大，测量精度高。 （5）频率响应范围宽。 （6）优良的绝缘性能，造价低。 （ 7）抗电磁干扰能力强。 （8）体积小、重量轻，安装运输方便。 （9）由于信息载体是光，用光纤传输信号，因此具有光学敏感和光纤传输的优 点。 （10）适应了电力计量与保护数字化、微机化和自动化发展的潮流。 13. 简述变电站综合自动化系统中常用的几种信息传输方式及其优缺点。 （1）模拟传输 点对点,无灵活性可言 ,且传输的信息量小 ,适用于全集中式阶段和大 RTU方式。

11、 （2）基于 RS232的传输 解决了传输信息量的问题 ,但仍然是点对点的传输 ,灵活性差 ,适用于大 RTU的阶 段。 (3) 基于 RS485的传输 传输信息量大 ,可以连成网络 ,但网络的节点数减少 ,且为主从式 ,限制了传输的效 率 .适用于大 RTU方式和小规模分布式网络 (4) 基于现场总线的传输 信息量较大 ,网络传输,结点数较多,可靠性大大提高 ,平等式的结构和优先级的机 制保证了重要信息的实时性 ,但信息传输的速度相对于录波数据传输等要求有差 距.适用于中等规模的分层分布式阶段。 (5) 基于以太网络的传输 传输信息量及速度极大， 网络连接， 平等结构，随着近年基于芯片的系统

12、和光纤 传输技术逐渐成熟， 在变电站控制领域得到日益广泛的应用。 适用于大规模的分 层分布式控制系统。 14. 简述变电站抗电磁干扰的措施。 (1) 屏蔽：一、二次设备的屏蔽，端子和机箱的屏蔽； (2) 减少耦合：减少强电回路的感应耦合； (3) 接地：一次系统接地和二次系统接地； (4) 隔离：模拟量的隔离，开关量输入、输出隔离，二次回路布线时的隔离。 (5) 滤波：常用的滤波器有电容滤波器、电感滤波器、 RC滤波器。 15. 简述 CSC2000变电站综合自动化系统的特点及基本功能。 (1) 简图： 1) 适用 35kV500kV各种电压等级的变电站。 2) 除了各间隔单元保留紧急手动跳、

13、合闸操作手段外，其余保护、控 制、监视、测量和报警功能全部由综合自动化系统完成。 3) LONWORKS现场总线 4) 典型的分散分布式系统，既可集中组屏，又可分散安装。 5) 第三代微机保护通用硬件。 (3) 基本功能 1) 监控系统主站 以计算机监控系统为中心， 实现对全部一次设备进行监视、 测量、控制、 管理、记录和报警功能，是为了运行人员之间的接口。需要时可与远方 控制中心及其他系统通信。 2) 继电保护工程师站 可以进行保护定值管理、录波数据分析(数据存盘、录波数据的波形显 示和分析计算) ，设备在线智能管理(断路器切断电流数值和动作次数) 远方故障信息分析、诊断(通过 MODEM 接至公用电话网，工程师可以 在任何有电话的地方同网上任一元件通信，可以从保护工程师站 PC机 的磁盘中调取录波记录，实现远方故障分析与诊断)。 3) 远动主站 通过 LONWORKS现场总线 /以太网等同各种不同类型的保护装置，测控 装置通信，把所采集的数据送到几个独立的数据库中，经规约转换