2025年配电网自动化试题及答案

2025年配电网自动化试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列配电网自动化主站系统中，不属于支撑平台层功能模块的是（）A.数据库管理系统B.人机交互界面C.消息中间件D.实时数据处理引擎答案：B解析：主站系统通常分为支撑平台层（数据库、消息中间件、实时数据处理等）和应用功能层（人机交互、高级分析等），人机交互界面属于应用层。2.智能分布式馈线自动化（FA）实现故障隔离的关键技术是（）A.主站集中计算故障区间B.相邻终端通过对等通信交换信息C.依靠重合闸时序配合D.利用故障指示器上传故障信息答案：B解析：智能分布式FA通过相邻配电终端（DTU/FTU）之间的高速通信（如工业以太网或5G切片）实时交换电流、开关状态等信息，本地协同完成故障定位与隔离，无需主站干预。3.某10kV环网柜配置的配电终端（DTU）需满足“三遥”功能，其必配的接口不包括（）A.4路遥信开入（带防抖动）B.2路模拟量输入（0-5V）C.1路GPS对时接口D.100M以太网通信接口答案：B解析：“三遥”指遥测、遥信、遥控。遥测需采集三相电压、电流等模拟量（通常为4-20mA或0-100V），0-5V接口一般用于低电压信号，非必配；遥信需多路开入（至少8路）；对时和以太网接口为通信与同步必备。4.配电网自动化系统中，用于实现“源-网-荷-储”协调控制的关键技术是（）A.分布式电源孤岛检测B.需求响应终端接入C.边缘计算终端（EIU）D.配电变压器状态监测答案：C解析：边缘计算终端（EIU）部署于配电站所，可本地处理分布式电源、储能、可控负荷的实时数据，结合主站策略实现快速协调控制，减少主站计算压力。5.2025年某地区配电网推广“一键顺控”功能，其核心依赖的技术是（）A.开关设备电动操作机构可靠性提升B.主站拓扑着色与操作票自动提供C.配电终端遥信防抖与位置确认D.以上均是答案：D解析：“一键顺控”需操作票自动提供（拓扑分析）、开关可靠电动操作（机构）、终端准确反馈位置（遥信防抖）三者协同，缺一不可。6.下列配电通信方式中，适用于山区长线路、抗干扰能力最强的是（）A.光纤专网（OPGW）B.5G公网切片C.无线专网（LTE-230）D.电力线载波（HPLC）答案：A解析：OPGW（光纤复合架空地线）利用电力线路同杆架设，抗电磁干扰能力强，适用于长距离、地形复杂区域；5G受信号覆盖限制，LTE-230带宽较低，HPLC受线路阻抗影响大。7.配电网自动化系统中，“故障自愈”的最终目标是（）A.10秒内隔离故障并恢复非故障区供电B.主站自动提供故障处理报告C.减少运维人员到岗次数D.实现故障信息的全景展示答案：A解析：故障自愈的核心是通过自动化手段快速隔离故障（通常≤10秒），并恢复非故障区域供电，最小化停电时间。8.某10kV线路配置的故障指示器需具备“暂态录波”功能，其主要作用是（）A.记录故障前20ms至故障后100ms的电流波形B.监测线路负荷波动C.诊断变压器匝间短路D.评估线路绝缘水平答案：A解析：暂态录波型故障指示器通过记录故障前后的电流暂态特征（如行波、突变幅值），辅助主站或终端更准确识别故障类型（如瞬时性/永久性、相间/单相接地）。9.配电网自动化主站的“拓扑建模”功能中，关键输入数据不包括（）A.GIS系统的线路连接关系B.调度SCADA的开关实时状态C.配电终端的参数配置文件D.用电信息采集系统的用户电表数据答案：D解析：拓扑建模需基于物理连接关系（GIS）、设备状态（SCADA）、设备参数（终端配置）构建网络模型，用户电表数据属于负荷侧信息，非拓扑建模必需。10.2025年某城市配电网试点“数字孪生”技术，其核心应用场景是（）A.实时模拟配电网运行状态并预测故障B.替代传统SCADA系统的监控功能C.提供3D可视化的变电站模型D.存储历史运行数据供查询答案：A解析：数字孪生通过构建配电网的虚拟模型，实时映射物理网络状态，并利用AI算法预测故障风险、优化运行策略，是传统监控的扩展而非替代。11.配电终端（DTU）的“低周减载”功能需满足的技术要求是（）A.动作延迟≤200msB.频率测量精度±0.01HzC.仅在主站指令下启动D.优先切除重要负荷答案：B解析：低周减载需精确测量系统频率（精度±0.01Hz），快速动作（延迟≤100ms），且应本地判断（无需主站），按预设优先级切除非重要负荷。12.下列配电网自动化指标中，属于“供电可靠性”类的是（）A.遥控成功率B.终端在线率C.故障平均修复时间（MTTR）D.主站系统可用率答案：C解析：MTTR（平均故障修复时间）直接反映故障后恢复供电的效率，是供电可靠性的核心指标；其他选项属于系统运行质量指标。13.某10kV柱上开关配置的FTU需支持“分布式电源接入”功能，其必备的监测量是（）A.分布式电源并网点的有功、无功功率B.开关机构的分合闸线圈电流C.线路环境温度、湿度D.二次回路绝缘电阻答案：A解析：分布式电源接入需监测并网点的功率（有功、无功）、电压、频率等参数，以实现孤岛检测、功率协调控制；其他选项属于设备状态监测，非接入必需。14.配电网自动化系统中，“同期合闸”功能的应用场景是（）A.环网线路合环转供电B.故障后重合闸C.分布式电源并网D.以上均是答案：D解析：同期合闸用于环网合环（避免环流）、故障重合（减少冲击）、分布式电源并网（同步电网频率），需检测两侧电压、频率、相位差。15.2025年某地区配电网推广“智能融合终端”，其区别于传统DTU的核心功能是（）A.集成配电、用电、计量多类数据采集B.支持更高电压等级（35kV）的监测C.具备更强的本地计算能力（如边缘AI）D.A和C答案：D解析：智能融合终端整合配电（开关状态）、用电（负荷）、计量（电能）等多源数据，并通过边缘计算（如AI算法）实现本地分析决策，减少主站依赖。二、判断题（每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.集中式馈线自动化（FA）依赖主站计算故障区间，因此对通信延迟要求较低。（）答案：×解析：集中式FA需主站接收所有终端数据后计算，若通信延迟过长（如>2秒），可能导致故障隔离时间超标，因此对通信实时性仍有较高要求。2.配电终端的“遥测死区”设置过小会导致主站接收数据量过大，增加通信负担。（）答案：√解析：遥测死区（数据变化阈值）过小会使终端频繁上送微小变化的数据，占用通信资源；过大则可能遗漏重要数据变化。3.5G通信的“切片技术”可在同一物理网络中划分独立逻辑通道，满足配电网不同业务（如控制、监测）的差异化需求。（）答案：√解析：5G切片通过网络功能虚拟化（NFV）为控制类业务（低时延）和监测类业务（大连接）分配独立资源，保障服务质量。4.配电网自动化主站的“状态估计”功能仅用于修正遥测数据误差，无法识别坏数据。（）答案：×解析：状态估计通过数学模型（如加权最小二乘法）不仅修正误差，还能检测并剔除明显异常的坏数据（如越限数据）。5.分布式电源（DG）接入配电网后，传统电流保护可能失效，因此自动化系统需增加“方向元件”或“纵联保护”功能。（）答案：√解析：DG接入使故障电流双向流动，传统单侧电源保护（仅检测正方向电流）可能误动或拒动，需增加方向判断或纵联保护（交换两侧信息）。6.配电变压器监测终端（TTU）的主要功能是监测变压器油温、油位，无需采集低压侧负荷数据。（）答案：×解析：TTU需监测变压器高压侧（10kV）电流、电压，低压侧（0.4kV）三相负荷、电能质量（如谐波），以及油温、绕组温度等状态量。7.配电网自动化系统的“网络重构”功能是指通过改变开关状态（分/合）优化网络结构，降低线损或提高供电可靠性。（）答案：√解析：网络重构通过闭合联络开关、断开分段开关等操作，调整配电网拓扑，实现经济运行（降损）或负荷转供（提高可靠性）。8.配电终端的“对时误差”应≤1ms，以确保故障录波数据的时间同步性。（）答案：√解析：故障分析需多终端录波数据的时间严格同步（误差≤1ms），通常通过GPS/北斗对时或IEEE1588精确时间协议（PTP）实现。9.配电网自动化系统中，“馈线自动化覆盖率”是指具备FA功能的线路长度占总线路长度的比例。（）答案：√解析：该指标反映自动化技术的应用广度，计算公式为（具备FA功能的线路长度/总配电线路长度）×100%。10.2025年新型配电终端需支持“即插即用”，即更换终端后无需重新配置参数，自动接入主站系统。（）答案：√解析：“即插即用”通过标准化通信协议（如IEC61850）和设备参数自描述（SCL文件）实现，终端接入后主站自动识别并配置，减少人工干预。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述智能分布式馈线自动化（FA）的工作流程。答案：（1）故障发生时，故障点两侧终端（FTU/DTU）检测到电流突变（超过整定值），记录故障时刻及电流方向；（2）相邻终端通过高速通信（如工业以太网或5G切片）交换故障信息（电流方向、开关状态）；（3）终端本地判断故障区间：若某区段两侧终端均检测到故障电流且方向相反，则该区段为故障区间；（4）故障区间两侧开关自动跳闸，隔离故障；（5）非故障区段通过联络开关合闸恢复供电（需验证同期条件）；（6）主站接收终端上传的动作信息，更新系统状态并提供故障报告。2.配电终端（DTU）在投运前需进行哪些关键测试？答案：（1）功能测试：验证遥信（开入防抖、状态变位）、遥测（模拟量精度，误差≤0.5%）、遥控（分合闸命令执行成功率）功能；（2）通信测试：检查与主站的通信协议（如101/104、61850）兼容性，测试报文传输延迟（≤200ms）、丢包率（≤0.1%）；（3）对时测试：通过GPS/北斗或PTP对时，验证终端时钟误差（≤1ms）；（4）耐环境测试：模拟高温（+70℃）、低温（-40℃）、湿度（95%RH）、电磁干扰（4级）条件下的运行稳定性；（5）故障处理测试：模拟相间短路、单相接地等故障，检查终端是否正确上传故障信息、触发保护动作。3.5G通信在配电网自动化中的主要优势及需解决的问题。答案：优势：（1）低时延：空口时延≤10ms，满足FA等实时控制需求；（2）大连接：单基站支持10万+终端接入，适应配电网海量终端（如故障指示器、TTU）；（3）切片隔离：通过网络切片为控制类（低时延）、监测类（大带宽）业务提供独立通道，保障服务质量；（4）覆盖广：利用公网基站覆盖偏远地区，减少专网建设成本。需解决的问题：（1）安全防护：公网通信需加强加密（如国密SM3/SM4）、身份认证，防止非法接入；（2）可靠性：山区、地下室等场景可能存在信号盲区，需与光纤专网互补；（3）费用成本：海量终端的流量费用可能较高，需优化数据传输策略（如按需上报）。4.配电网自动化主站的“高级应用功能”主要包括哪些？各举一例说明。答案：（1）网络拓扑分析：根据开关状态动态更新配电网拓扑，用于合环潮流计算（例：判断环网合环是否会导致过流）；（2）负荷转供策略提供：当某线路故障时，自动搜索可转供的联络开关，计算转供容量并提供操作票（例：10kV线路A故障，建议合上联络开关K1，由线路B转供负荷）；（3）分布式电源协调控制：根据电网负荷、新能源出力预测，调整DG的有功/无功输出，维持电压稳定（例：光伏大发时，限制DG出力防止线路过电压）；（4）线损分析：通过采集各节点电量数据，计算理论线损与实际线损差异，定位高损区段（例：某台区线损率12%，高于理论值5%，可能存在窃电或表计故障）；（5）故障预测：利用历史故障数据、气象信息（如雷雨、高温），通过AI算法预测高风险故障点（例：预测某老旧线路在雷雨季发生单相接地的概率为80%）。5.2025年配电网自动化的“双碳”目标相关技术应用有哪些？答案：（1）分布式能源（光伏、储能）智能接入：通过自动化终端监测DG出力与负荷需求，实现“源-储-荷”动态匹配，提高清洁能源消纳率；（2）需求响应控制：结合自动化主站的负荷预测，引导用户在电网高峰时段减少用电（如控制空调、电动汽车充电），降低化石能源发电需求；（3）配电网经济运行优化：通过网络重构、电压无功优化（VVO）降低线损，减少电网自身能耗（线损每降1%，年减少CO₂排放约500万吨）；（4）电动汽车有序充电管理：自动化系统根据电网负荷情况，调节充电桩充电功率（低谷多充、高峰少充），避免变压器过载，促进新能源电力消纳；（5）碳足迹监测：通过自动化终端采集各环节能耗数据（如变压器损耗、开关操作能耗），计算配电网运行的碳排放量，为降碳策略提供依据。四、案例分析题（每题10分，共20分）案例1：某城市10kV环网线路拓扑为A-B-C-D，其中A、D为电源侧（来自不同变电站），B、C为分段开关，均配置智能分布式FA功能。某日10:00，B-C段发生永久性相间短路故障，试分析：（1）故障隔离与恢复的具体步骤；（2）若B开关的FTU通信中断，系统能否实现故障隔离？说明原因。答案：（1）步骤：①故障发生时，B、C开关的FTU检测到故障电流（B侧电流由A流向B，C侧电流由C流向D，故障点位于B-C段，故B的FTU检测到正向故障电流，C的FTU检测到反向故障电流）；②B、C的FTU通过对等通信交换故障信息（电流方向、开关状态）；③两终端判断故障区间为B-C段，B、C开关同时跳闸（隔离故障）；④主站或相邻终端（如A、D侧）检测到非故障区段（A-B段、C-D段）失电，验证同期条件后，合上A侧的备用电源开关或D侧的联络开关，恢复A-B段、C-D段供电。（2）若B开关FTU通信中断，智能分布式FA无法通过对等通信交换信息，此时系统切换至“后备模式”：①C开关的FTU检测到反向故障电流，但无法接收B的FTU信息，判定故障可能在C的上游（B-C段或更上游）；②主站通过集中式FA逻辑，收集所有终端（A、B、C、D）的遥测遥信数据，计算故障区间为B-C段；③主站下发指令跳开B、C开关，隔离故障；④主站提供恢复策略，合上联络开关恢复非故障区段供电。因此，通信中断时仍可通过集中式FA实现故障隔离，仅时间稍长（约1-2秒，智能分布式为500ms内）。案例2：某工业园区配电网接