变电站综合自动化技术考试题

1、1 1、简述变电站综合自动化的概念及其系统组成和特点。 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。 系统组成： 特点：（1 1）功能的综合化（2 2）设备的操作及监视微机化（3 3）结构分布分层化（4 4）通信网络光缆化（5 5）运行管理智能化 系统组成：即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统 二.判断题 1 1 . .变电站

2、综合自动化采集的信息大致可以分为两类：一是与电网调度控制有关的信息，二是为实 现变电站综合自动化站内监控所使用的信息。（对） 2 2 . .变电站自动化体系结构中，“通信控制系统管理”连接系统各部分，负责数据和命令的传输， 并对这一过程进行协调、管理和控制。（对） 3 3 . .变送器接入 TVTV 或 TATA 的一次回路中。（错） 4 4 . .在变电站中，变送器的输出信号采用统一的交流信号。（错） 5 5 . .三元件式三相功率变送器适用于三相三线制系统中的三相功率测量。（错） 6 6 . .对一个信号采样就是测取该信号的瞬时值。（对） 7 7 . .在分散与集中相结合的结构形式中，配电

3、线路的保护采用集中组屏结构，高 压线路保护和变压器保护采用分散式结构。（错） 8 8 .传输方式与传输的信号是模拟信号还是数字数据无关，而是根据信道上传输 的是数字信号还是模拟信号而定。（对） 9 9、现场总线是数字式、并行、多点通信的数据总线。（错） 10.10.电路交换的线路利用率比报文交换的高。（错） 1111、备用电源在投入前在检测工作母线失压时还必须检查工作电源无流。（对） 1212、微机故障录波装置要保留故障前的数据。（对） 1313 . .传输层是一个端一端，也即主机一主机的层次。（对） 1414 .RS.RS- -232D232D 采用负逻辑，标准接口电路采用非平衡型。（对）

4、1515、当电力系统有功功率缺额较大时，靠负荷调节效应来补偿有功缺额就可以保证系统的安全稳定运行。（错） 16.16.备用电源自动投入切除工作电源断路器必须经过延时。（对） 1717、数据传输速率指一个信道的最大数据传输速度，表示方法为数据速率和调制速率。（错） 1818.微机故障录波装置采用软件启动录波，一旦装置启动，立即保留 3 3 周正常运行的最新数据作为首段数据记录。（对） 1919、监控系统的核心是信息处理子系统。（对） 一、填空题（每空格 1 1 分，共 2020 分） 1 1、变电站综合自动化系统的范嚅包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术、变电站其他智能 技术 2 2、变电

5、站综合自动化系统中模拟量输入中的 A/DA/D 转换方式主要有逐次逼近型A/D D 转换方式（ADCADC）、电压/频率变换方式（VFCVFC） 3 3、变电站综合自动化系统中开关量输入输出中的隔离技术主要有光电隔离、继电器隔离 4 4、变电站综合自动化系统中脉冲量的采集主要用于电能计量，解决脉冲量读数和计数的矛盾的主要 技术是采用主、副两套计数器协同工作。 5 5、电力变压器微机保护的丰保护中要有差动保护、瓦斯保护。 6 6、变电站的电压和无功捽制中要方法有专用硬件调节装置、软件 VQCVQC 7 7、自动重合闸是指自动重合闸是指当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动控制断

6、路器重新合上的一种装置 8 8、变电站综合自动化中的“四遥”是指遥测、遥调、遥信、遥控。 9 9、突变量电流元件的作用是电流保护动作的启动元件，用以提高保护灵敏度。 二、简答题（每题 8 8 分，共 4040 分） 5 5、答：所谓变电站的运行状态是指变电站的各种电气量所处的状态，根据状态变量的大小，可将变电站的运行状 态划分为九个区域，简称九区图”，如图所示。 运行状态图 当变电站运行于 0 0 区域时，电压和功率因数均合格，此时不需要进行调整。 简单越限情况 当变电站运行于 1 1 区域时，电压越过上限而功率因数合格，此时应调整变压器分接头使 电压降低。如单独调整变压器分接头无法满足要求时

7、，可考虑强行切除电容器组。 当变电站运行于 5 5 区域时，电压低于下限而功率因数合掐，此时应调整变压器分接头使电压升高，直至分接头无法调整（次数限制或档位限制）。 当变电站运行于 3 3 区域时，功率因数低于下限而电压合格，此时应投入电容器组直至功率因数合格。 当度电站运行于 7 7 区域时，功率因数超过上限而电压合格，此时应切除电容器组直至功率因数合格。 双参数越限情况 当变电站运行于 2 2 区域时，电压超过上限而功率因数低于下限，此时如先投入电容器组，则电压会进一步上升。因此先调整变压器分接头使电压降低，待电压合格后若功率因数仍越限再投入电容器组。 当变电站运行于 4 4 区域时，电压

8、和功率因数同时低于下限，此时如先调整变压器分接头升比，则无 功会更加缺乏，因此应先投入电容器组，待功率因数合格后若电压越限再调整变压器分接头使电压 升高。 当变电站运行于 6 6 区域时，电压低于下限而功率因数越过上限，此时如先切除电容器组，则电压会进一步下降，因此应先调整变压器分接头使电压升高，待电压合格后若功率因数仍越限再切除电容器组。 当变电站运行于 8 8 区域时，电压和功率因数同时超过上限，此时如先调整变压器分接头降压，则无 功会更加过剩，因此应先切除电容器组，待功率因数合格后若电压仍越限再调整变压器分接头使电 压降低， 在实际运行过程中，以上要求可根据变电站的具体情况进行调整，如

9、5 5 区不调整变压器分接头而代 之切除电容器组等。 一、填空题 1、对发电厂来说，主要的调压手段是调整的发电机的励磁，在变电站的主要调压手段是调节变压器分 接头和补偿电容器。 2、分析和评价各种算法优劣标准主要指标是：计算精度、响应时间和运算量。 3、变电站综合自动化体统的主要结构形式有四种。分别是集中式、 分层分布式、分散与集中结合式、完全分散式 4、重合闸的运行方式有：综合重合闸、单相重合闸、三相重合闸和停运。 5、 电气操作票制度是我国电力系统的运行管理中一种防止误操作的有效安全措施。 6、微机保护中有两种定值，即开关整定值和数值整定值。 1 .所谓分层式结构，是将变电站信息的采集和控

10、制分为：管理层，站控层，间隔层 2 .数字滤波器的滤波特性通常可用它的频率响应特性来表示包括：幅频特性，相频特性 3 .典型模拟量输入电路主要包括：电压形成电路，低通滤波电路，采样保持多路转换开关，A/D变换芯片 4 .保护软件有：运行调试不对应三种工作状态 5 .复合电压闭锁过滤保护：低电压元件，负序电压元件和过流元件 6 .常闭开关量的隔离方法有：光电隔离，继电器隔离 7 .运行装置的4遥：遥控遥测遥信遥调 8 .防误操作包括五个方面，一般简称五防他们是：防止误分合断路器，防止带负荷分合隔离开关，防止带电挂接 地线，防止带接地线合断路器，防止误入带电间隔 9 .目前应用于综自系统的主要数字

11、核心：基于单片机的测控单元，基于工控的测控单元，基于数字信号处理器的 测控单元 10 .输电线路自动重合闸的运行方式：单向重合闸三相重合闸综合重合闸停运重合闸 11 .变电站综自的内容应包括：变电站电气量的采集，电气设备的状态监视控制和调节 12 .变电站综自系统的结构形式有：集中式结构，分层分布式结构，分散与集中相结合结构完全分散式结构 13 .变电站综自软件算法作用是：提高运算精度，提高运算速度 14 .算法的选择标准：计算精度，响应时间，运算量 15 .常用滤波器有：差分滤波器，加法滤波器，积分滤波器 16 .变电站主要调压手段有：常用有载调压变压器补偿电容器 判断 1 .所谓分布式结构

12、（对） 2 .加法数字滤波器可以（错） 3 .信息处理子系统（对） 4 .电网内实时时钟（对） 5 .保护装置在系统震荡应该动作（错） 6 .当电容器母线电压超过（对） 7 .对具有3台主要（错） 8 .备用电源自动投入（对） 9 .电力系统正常（对） 10 .自动按频率减（错） 2510X 二、判断题 1、工频正弦信号，半周积分算法的数据窗长度为15mso（x） 2、根据采样定理，如果被采样信号中所含的最高频率成分为fmax,则采样频率fs必须大于2倍的fmaxo（x） 3、满量程为2V的4位A/D芯片，其最小有效的量化单位AE为0.1V。（x） 4、典型模拟量输入回路中低通滤波器的作用是限

13、制输入信号最高频率，降低采样fs。（v） 5、压频变换器VFC的作用是将输入电压模拟量变换成频率固定的脉冲信号，并对脉冲信号进行计数。（x） 6、微机保护傅氏算法只适用于正弦信号。（x） 7、差分数字滤波器不能滤除直流分量。（x） 8、变压器和电容器都有调压作用，其作用、原理和效果是相同的。（x） 9、备用电源自动投入切除工作电源断路器必须经过延时。（v） 10、频率调节效应系数K,反映了系统无功与频率的变化关系。（x） 11、逐次逼近式A/D转换器，进行模拟数值比较时，必须进行D/A转换。（v） 12、与差分滤波器比较，加法滤波器的数据窗口长，为工频周期的一半。（x） 13、手动跳开工作电源

14、，备用电源自动投入装置不允许动作。（v） 14、系统振荡过程中，保护的误动是允许的。（x） 15、电容器保护的有过电压保护，无欠压保护。（x） 16、在我国，小电流接地系统是指1035KV系统，中性点不接地或经消弧线圈接地。（x） 17、小电流接地系统发生单相接地故障，非故障相对地电压升为高为倍。（v） 18、小电流接地系统发生单相接地故障，故障线路首段的零序电流数值上等于系统非故障线路全部电容电流的总 和，其方向为线路指向母线。（v） 19、故障录波的作用是，当电力系统发生故障时，的记录下与事故有关的运行参数，以便作进一步的数据分 析处理。（v） 20、并行数据传输速度快，适用于短距离传输，

15、串行数据传输速度慢，适用于远距离传输。（v） 三、简答题 1、变电站综合自动化基本概念？P1基本功能包括那几个方面？P6 答：1）变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站 二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计， 对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。 （2）基本功能包括：1测量、监视、控制功能.2继电保护功能。3自动控制智能装置的功能.4远动及数据通信功能。5子诊断、自恢复和自动切换功能 2、试分析变电站运行“九区图”，若变电站运行2、

16、6两区域内，应分析用何种调控策略，使其恢复在正常运行状 态？P114 答:当变电站运行在2区域时，电压越上限，功率越下限，可先调整变压器分接头使电压降低，等到电压合格后，若功率因素仍越限可投入电容器组。 当变压器运行于6区域时，电压低于下限，功率因素超过上线限，应先调整变压器分接头使电压升高，代电压合格后，若功率因数仍越限再切除电容器组。 3、简述变电站综合自动化系统中监控子系统的基本功能？P67 答：1）实时数据采集与处理。2）运行监视与报警功能.o3）操作控制功能。4）数据处理与记录功能.o5）事故顺序记录与事故追T功能。6）故障录波与测距功能。7）人机联系功能。8）制表打印功能。9）运行

17、的技术管理功能。10）谐波的分析和监视功能。 4、什么是备用电源自动投入装置，其基本配置方式有哪两种，并加以说明？P119 答:就是指电力系统故障或其他原因是工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他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，简称AAT装置。 有明备用和暗备用两种基本方式，当系统正常时，备用电源不工作，称为明电源；当系统正常运行时，备用电源也 投入运行的，称为暗备用。 1.1.简述变电站综合自动化系统的采样方式及其特点。 答：根据模拟输入信号中的基波频率与采样频率之间的关系，采样方式可分为异步采样方式和同步采样方式两种。

18、1 1）异步采样：异步采样也称为定时采样，即采仔周期 TsTs 或采样频率 fsfs 永远地保持固定不变。在这种采样方式下，采样频率 fsfs 不随模拟输入信号的基波频率变化而调整，人为地认为模拟输入信号的基波频率保持不变，在此条件下，通常取采样频率 fsfs 为电力系统正常运行时工频 50Hz50Hz 的整数倍 N,N,即 f=50Nf=50N（HzHz）。这种方法实现起来比较简单，但当电力系统运行时的基波频率偏离 50Hz50Hz 较大时， 将给微型机系统的许多算法带来较大的计算误差。 2 2）同步采样：同步采样又称为跟踪采样，即采样频率 f f 始终与系统实际运行频率 fsfs 保持固定

19、的比 例关系 N=f/fs,N=f/fs,采样频率随系统运行的频率的变化而实时调整。这种同步采样方式通常要利用硬件测频设备或软件计算频率方法来配合实觐。但采用同步采样技术后，在数字滤波器和微型机系统算法上，能彻底的消除因电力系统运行频率偏离 50Hz50Hz 所带来的计算误差。显然，同步采样方式下，相邻两个采样 O O 时刻的电角度始终是 360/360/NoNo 另一方面，根据多路模拟输入信号在采样时刻上的对应关系，则采样以下三种采样方法： 1 1）同时采样：在同一个采样时刻上，同时对所有模拟输入信号进行采样的采样方法，称为同时采样。 2 2）顺序采样：在每一个采样周期内，对上一个通道完成采

20、样及 A/DA/D 转换后，再开始对下一个通道进 行采样叫顺序采样。顺序采样必然会给各通道采样值带来时间差，由于目前采用的采样器与A/D D 转 换器的速度远大于系统基波变化速度，所以顺序采样是利用这种快速件来近似地满足同时性。当然， 这只适合采样及 A/DA/D 转换速度高， 并且对同时性要求不高的场合。 顺序采样的优点是只需一个公用的采样保持器，并且对其技术要求低。 3 3）分组同时采样：所谓分组同时采样是将所有的模拟输入信号分成若千组， 在同组内的各模拟信号同时采样，在不同组模拟信号的采样值之间人为地增加一个延时，在完成同一组的模拟输入信号采样后，再对其他组的模拟输入信号进行采样。 3

21、3 . .简述电力线路零序保护的优点。 答：大接地电流系统发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利于这些电量构成的接地保护系统称为零序保护。 输电线路正常运行时，由于对称、平衡的三相系统不会出现零序分量，故零序电流保护的整定值不需要躲过电力系统的振荡电流、三相短路电流和最大负荷电流，因此零序电流的整定值较小，从而可提高保护的动作灵敏度。 由于零序电流不会流出三角形接线的变压器绕组， 因此线路的零序电流保护不需和 YdYd 接线的降压变压器的低压侧的输电线路继电保护配合，因而其动作时限较小。 由于零序电流的分布和发电机电源无关，且零序电流的大小受电源影响也较小，因此电力系统运行方

22、式的变化对零序电流保护的影响也较小。 由于线路的零序阻抗 X0X0 比正序阻抗 X1X1 大得多，因此在输电线路的始端、中部和末端短路时，零序电流的变化较正序电流大，故零序电流随输电线路阻抗变化的曲线较陡，且受运行方式影响较小。而零序速断的保护范围是由零序速断的整定值直线和零序电流曲线的交点决定的，因此零序速断的保护范围较大。 由于零序电流保护具有如上的优点，因此在 110KV110KV 及以上的中性点直接接地电力网中，广泛采用零序电流保护作为接地保护。 4 4 . .简述电力线路三段式保护的组成及整定原则。 答：三段式电流保护分别为：电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。 2 2

23、、变电站综合自动化与传统变电站相比，其优越性有哪些。 （1 1）提高供电质量、提高电压合格率. .（2 2）提高变电站的安全、可靠运行水平。（3 3）提高电力系统的运行、管理水平。（4 4）缩小变电站占地面积，降低造价、减少总投资。（5 5）减少维护工作量，减小值班员劳动，实现减人增效。（6 6）减少人为误操作的可能。 3 3、变电站综合自动化的监控子系统能够实现哪些功能。 监控子系统的功能应包括以下几部分内容： （一）数据采集 （二）事件顺序记录 SOESOE （三）故障记录、故障录波和测距 （四）操作控制功能 （五）安全监视功能 （六）人机联系功能 （七）打印功能 （八）数据处理与记录功能

24、 （九）谐波分析与监视 4 4、画图说明变电站备用电源字头控制的基本原理。 1 1 . .明备用方式：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。 2 2 . .暗备用方式（1 1）正常时 1DL2DL1DL2DL 均合，3DL3DL 断开，1DL2DL1DL2DL 分别对 1#1#主变、2#2#主变供电。 当 1L1L 上发生故障，1DL1DL 跳开后，3DL3DL 自动合上，由 2L2L 供电。 3 3 . .暗备用方式（2 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 4D

25、L或6DL,合上5DL。 6 6、画图说明变电站综合自动化系统中分散分布式的组态形式及其特点。 特点：问隔层中各数据采集、控制单元（I/OI/O 单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他设备附近，各个单元之间相互独立，仅通过通信网互联，并同变电站级测控主单元通信。能在间隔层完成的功能不依赖于通信网，如保护功能。通信网通常是光纤或双绞线，最大限度的压缩了二次设备和二次电缆，节省了工建投资。 安装既可以分散安装于各间隔，也可以在控制室中集中组屏或分层组屏，还可以一部分在控制室中，另一部分分散在低压开关柜上。该模式是目前最热门、比较先进的模式之一。 1313、简述变电站综合自动化中常用的几种信息传输方式及其优缺点。 信号的传输方式 1 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 RTLfRTLf 式。 2 2 .基于 RS232RS232 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 RTURTU 的阶段。 3 3 .基于 RS485RS485 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 RTUfRTUf 式和小规模分布式网络 4 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