配网自动化复习(自行整理).doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date配网自动化复习(自行整理)张翀第一章：概述1.配电网组成及特点组成：馈线（架空线或电缆）、降压变、断路器、各种开关（也包括继保、自动装置、测量、计量仪表、通信、控制设备）。 电压：1kV称高压（35kV、610kV、3kV）；1kV称低压（一般指220V、380V）。配电网特点：1）负荷集中(深入城市、居民点)、传输功率较小、距离较短、用户类型要求变化大；2）中性点不

2、直接接地。2.配电网的体系结构树状网、辐射网、环状网、网格式接线3.配电自动化的目的、意义 目的：提高供电可靠性和供电质量；减少停电时间、面积；使调度员根据监视情况，在控制中心通过遥控、遥调实现明智、必要的操作；降低运行费用；实现配电管理现代化。意义：正常时，监视配网运行工况，优化配网运行方式；故障时，快速发现故障和异常，快速隔离故障区段，恢复非故障区域供电，减少停电时间，减小停电面积；根据配网电压合理控制无功负荷、电压水平，改善电压质量；合理控制负荷，提高设备利用率；自动抄表计费，保证抄表计费及时准确，提高效率；减少人力，避免大量重复性工作。 4.配电管理系统的组成5.配电自动化的基本功能三

3、个基本功能：配电网安全监视、控制、保护。安全监视功能：通过采集配电网上状态量、模拟量、电度量，实现对配网运行状况监视。控制功能：远方控制开关的合闸、跳闸、有载调压设备调节。保护功能：检测、判断故障区段，隔离故障区段，恢复正常区域供电。6.实现配电自动化的难点分析 1. 配电自动化较输电自动化复杂，规模大，投资大，同时引起重视程度不够。2. 要监测、控制的站点多，DSM主机计算机要求高，设备的可靠性和可维护性要求高；3. 环境（温度、湿度等）恶劣，要考虑防雷、防雨、散热等问题；4. 通信系统复杂，站端设备多，通信规约不一致；5. 控制电源与工作电源难以获取，用蓄电池的方法时间、容量难以满足，充放

4、电难以控制；6. 许多开关需改造（加装互感器、开关操作机构改造），以满足跳闸、控制要求。 第二章：配电自动化通信系统1.配电自动化通信系统的种类有线通信方式：电力线：高压、低压的载波通信。电话线：电话专线、拨号电话等。CATV通道：有线电视网。光纤通信：多模光缆，2Mbps，5km，单模光缆，2Mbps，50km 双绞线：现场总线、 RS-485 无线通信方式：调幅广播：自由空间，1200bps，50km 调频广播：自由空间，1200bps，50kmVHF电台：自由空间，128Kbps，50km UHF电台：自由空间，128Kbps，50km 多址微波：自由空间，128Kbps，50km 卫星

5、：自由空间，300bps) ，必须满足实时性要求。双向通信能力：保证数据上传、控制命令下发，要具有半双工或全双工能力。不受停电影响：保证通过通信系统对停电区开关的操作，停电区FTU等要有备用电源(电池等)。使用和维护的方便性：选择通用性、标准化程度高的通信设备。第三章：开闭所自动化1.RTU的结构分为几类？ （Remote Terminal Unit） 触点远动装置：第一代远动装置，功能弱，精度低，速度慢、可靠性差。 集中式微机远动装置：单CPU结构的RTU装置，功能弱、可靠性差。 分布式微机远动装置：每个CPU分别完成一定的任务，提高了速度、可靠性，同时广泛采用交流采样技术。多CPU结构的分

6、布式微机远动装置成为主流。2.远动装置RTU的四遥是含义是什么。 遥信(YX)：对应开关量。测量开关位置、保护动作信号、设备运行状态信号，调压变压器分接头位置。一般用无源接点，有变位时立即上传。 遥测(YC)：对应模拟量。对U、I、P、Q、 f、功率因数、温度、压力、流量等所有模拟信号的采集，并将采集信号上传。遥控(YK)：远方控制断路器分合，电容器、电抗器的投切等。一般也用无源接点，要求动作准确率大于99.99%。 遥调(YT)：用于有载变压器分抽头的升降调节等，也采用无源接点，要求准确率大于99.99%。3.结构分布式RTU的硬件结构框图。 4.事件顺序记录（SOE）的作用、要求、影响因素

7、有哪些？(Sequence of events)SOE：自动记录事件状态变化的时间。对事故时各种开关、继电保护、自动装置的状态变化信号按时间顺序排队。 作用：用于事故分析。要求：事件分辨率要求达到毫秒级。 SOE站内分辨率：RTU内(站内)顺序发生一串事件后，两事件间能辨认的最小时间，要求5ms。 SOE站间分辨率：各RTU间(站间)顺序发生一串事件后，两事件间能辨认的最小时间，要求10ms。 SOE分辨率影响因素： 站内：RTU时钟精度； 站间：系统时钟、通道延时、CPU处理速度。5.直流采样和交流采样的优缺点 。 直流采样：直接对变送器直流输出（直流电压或电流）进行采样。 交流采样：直接采

8、样各相电流电压，根据算法实时计算电流电压等量。优点缺点直流采样简单数据稳定性、实时性差，变送器故障几率较高、维护工作量较大；造价大交流采样微机功能性强、灵活可靠、使用方便6.防跳跃意义与措施。 防跳跃意义：出现跳跃时，断路器将无谓的连续多次合、分短路或故障电流，造成触头严重烧损甚至引起爆炸事故。因此对于非手动操作的操动机构必须具有防止跳跃的能力，使得断路器关合短路而又自动分闸后，即使合闸命令尚未解除，也不会再次合闸。 防跳跃措施：在分闸命令和合闸命令同时施加的情况下，防跳跃继电器使分闸优先。防跳跃继电器由分闸命令直接启动，并通过合闸继电器的触点保持在得电位置，它们的触点完全切断合闸线圈回路，使

9、断路器不能实现合闸，直到合闸信号完全解除。7.变电站综合自动化系统的功能特点与结构形式。 保护功能：包括各种常规保护设备所能完成的各种功能。如距离、变压器、母线、发动机、电容器、电抗器的主保护、后备保护。 控制功能：近距离控制(就地)、远距离控制(遥控)。 测量功能：遥测、遥信。 通信：与调动系统通信。 诊断功能：自检、自诊断，断路器动作次数、故障电流大小等。 故障录波功能：故障时各种参数波形记录。结构形式：集中式、分布式、分散与集中相结合、全分散式。第四章：馈线自动化1.简述电压-时间型分段器X时限、Y时限参数的含义。X时限：分段器电源侧加压至该分段器合闸的时延。 Y时限：分段器合闸后未超过

10、Y时限的时间内又失压，则该分段器分闸并被闭锁在分闸状，下一次再得电时不再自动重合 。 Y时限又称故障检测时间 。 2.影响馈线自动化的技术问题主要有那些？1）切断故障时间较长，动作频繁，减少开关寿命。2）故障由重合器或变电所断路器分断，系统可靠性降低； 多次短路电流冲击、多次停送电，对用户造成严重影响。3）重合器或断路器拒动时，事故进一步扩大。4）环网时使非故障部分全停电一次，扩大事故影响。5）不能寻找接地故障。6）无断线故障判断功能，一相、多相断线，重合器不动作。7）变电站出线开关需改造，目前出线开关具有一次重合闸 功能，装重合器后，需改造为多次重合型。8）重合器保护与出线开关保护配合难度大

11、，要靠时限配合。9）不具备“四遥”功能，无法进行配电网络优化等工作。 3.试比较基于重合器的馈线自动化系统与基于FTU的馈线自动化系统的优缺点。 4.基于FTU馈线自动化的基本原理。配网实时信息通过就地FTU采集，传送到区域集控或变电站集中，上报配电调度中心。配电调度中心控制命令通过区域集控或变电站转发给FTU执行。FTU采集柱上开关运行情况，将信息上传到配网控制中心，或接受控制中心命令进行远方操作。故障时，FTU将记录的故障电流、时间等上报，供分析使用。 5.馈线终端单元（FTU）的性能有哪些要求？1.遥信功能：开关位置、贮能完成情况、通信完好性；2.遥测功能：U、I、P、Q等；3.遥控功能

12、：远方对柱上开关分合、贮能等；4.统计功能：开关动作次数、动作时间、累计切断电流水平；5.对时功能：FTU应能接受主系统的对时命令，以便和矽统时钟保持一致；6.SOE和对时功能：保证SOE的准确性，与系统时钟一致；7.事故记录：记录事故发生时的最大故障电流和事故前（1min）负荷，便于确定故障区段；8.定值远方修改和召唤定值：适应配网运行方式变化；9.自检和自恢复功能：设备故障时报警、干扰时自复位；远方控制闭锁和手动操作功能：检修线路或操作开关时确保操作安全性；10.远方控制闭锁与手动操作功能：在检修线路或开关时，相应的FTU应能具有远方控制闭锁功能，以确保操作的安全性，避免误操作造成的恶性事

13、故 11.远程通信功能：RS-232，RS-485，通信规约问题；12.抗恶劣环境：雷电、环境温度、防雨、防湿、风沙、振动、电磁干扰；13.维修方便：保证不停电检修；14.电源可靠：保证故障或停电时FTU有工作电源； 可选功能：电度采集（核算电费、估计线损，防窃电）；微机保护（实现自适应保护）；故障录波（故障分析用）。 6.简述FTU的电源获取方式。方式1：电源采用开关两侧馈线供电。方式2：低压线路与柱上开关共杆，采用馈线与一回低压线供电.方式3：不同电源的两回低压线路与柱上开关较近，采用两回低压线供电。7.基于FTU 的馈线自动化系统组成。 8.接点抖动和遥信误报的原因及解决方法。产生原因：

14、户外开关的辅助接点易发生抖动，影响遥信量的判断。电源冲击、高频噪声、后备电源切换、遥信检测电源容量不足等。解决办法：采用硬件滤波措施。采用软件延时消抖措施。幻灯片上有解决方法（必会！）第五章：SCADA系统1.SCADA系统包括哪几部分。馈线自动化与配网进线监视、变电站自动化等一起构成一体化的配电SCADA系统； 2.构造配电SCADA系统应进行的工作。 1）10kV线路的分段、联络开关能具备电动分合闸，并分别装设FTU单元；2）10kV配变应装设TTU单元；3）开闭所与配电变电站内应装设RTU，或微机综合保护测控装置；4）10kV进线监控由地调或区调转发；5）市区供电局设置基于计算机网络的配

15、电SCADA系统；6）合理选择通信方式，满足实时性数据传输的要求；7）对分散的测控点，可设置区域工作站。3.建设一个城市的配电自动化系统，说明设计思路、系统组成、各子系统结构框图及通信类型选择。 1. 汉中市配电SCADA系统l 配电网分布比较集中，采用分层集结l 站点多，将分散的测控点先集结成若干个点，再上传。l 根据地理分布，划分为4个区域。l 测控点到区域站：屏蔽双绞线（必要时加中继）l 区域站包括：FTU、TTU区域工作站，l 3个在110KV站内，可借助原有的数据传输通道。l 1个在市区电业局，屏蔽双绞线l 配电开闭所：与控制中心采用屏蔽双绞线加中继l 小区变、箱变、配变：公用电话网

16、l 用户：具有远方抄表功能的电度表，低压配电线载波通信到配变2银川城区配电SCADA系统l 系统特点：1）设置区域工作站，适应分散用户测控的要求； 2）通信主干道采用无线扩频方式，速率1200bps； 3）分散站点与区域站间用RS485通信方式（距离小于2km)，采用屏蔽双绞线，通信速率6001200bps；4）FTU电源通过专设的两路低压(400V)线路供电;5）UPS备用供电：配网控制中心SCADA系统(备用16h)、区域工作站(备用4h)；6）开闭所与小区变RTU(TTU)采用双路低压供电。3宝鸡市区配电SCADA系统l 系统特点：1）市区主要变电站（110kV）与市供电局间通信主干道采

17、用光纤网，市局与各供电分局间也设置光纤通信； 2）主变电站与区域工作站间、区域工作站与分散站点（FTU、TTU等）间用载波通信方式； 3）柱上开关操作电源取自馈线电源，FTU工作电源采用蓄电池。 l 其他特点与银川SCADA系统类同。 4石家庄电业局配电SCADA系统l 石家庄市区配电网面积大、测控点分散，故采用无线电台和有线通信结合的通信方式。 l 系统特点：1）配电控制中心与区域工作站、开闭所间采用无线通信； 2）区域站与FTU间采用基于LON WORK现场数据总线的全双工通信方式； 3）区域站与TTU间采用RS-485通信方式。 l 其他特点与前述SCADA系统类同。 第六章：抄表计费1

18、.电子式电能表类型l 类型：热电转换型、模拟乘法器型、数字乘法器型，其中数字乘法器型最适合于远方抄表技术。 l 热电转换型：通过热电转换电路，使热电偶输出与平均功率成正比。l 模拟乘法器型：包括分割乘法器、跨导型乘法器、霍尔效应乘法器。通过对电流、电压进行脉宽、幅度调制，或通过模拟乘法器实现。l 数字乘法器型：以微处理器为核心，由A/D对输入电流、电压进行交流采样和数字处理，功能多。2.抄表方式分类 1）手工抄表；2）本地自动抄表；3）移动式自动抄表；4）预付费电能计费；5）远程自动抄表。3.远程自动抄表电能计费系统的组成及系统结构 l 组成：具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机、

19、中央信息处理机。l 1）电能表脉冲型：分电压型(传输距离近，三线传输方式)、电流型(传输距离远，两线传输方式)。智能型：分RS-485通信接口型、低压配电线载波通信接口型。l 2）抄表集中器将电能表数据集中后，通过电力载波或其它通信方式上传。 l 3）抄表交换机收集抄表集中器的数据，然后通过公用电话网或其他方式上传到计费中心计算机网络。l 4）中央信息处理机整个远程自动抄表系统的管理层设备，可由单台计算机或计算机局域网配合相应的抄表软件构成。 基于四级网络远程抄表系统基于三级网络远程自动抄表系统基于无线电台的远程自动抄表系统4.构造一个小区远程自动抄表系统的方案： 30栋楼、3单元/栋 电度表

20、类型 远程抄表系统组成、结构与框图 各环节通信方式参考上图第七、八、九章：负控系统与GIS1.电力负荷管理系统的目标（作用）。电力负荷管理目标：通过削峰填谷使负荷曲线尽可能变得平坦；确保供用电的平衡，保障电网安全经济运行。 2.电力负荷控制系统的组成。组成：负荷控制中心（主控站）、负荷控制终端（被控端，在用户端，受电力负荷控制中心监视和控制）。 3.负荷控制终端的分类。 负荷控制终端分类：单向终端、双向终端。 单向终端：可分为遥控开关、遥控定量器；只能接收负荷控制中心的遥控命令。双向终端：可分为双向控制终端、双向三遥控制终端；可与负荷控制中心进行双向数据传输、实现当地控制。4.负控原理。 l

21、1）降压减负荷根据P=U2/R，电压的变化对负荷影响较大，若电压降低5%，负荷将减少近10%； 电网电压允许在10%额定范围内变化，可通过暂时降低线路电压减轻系统总负荷。l 2）用户可控负荷周期控制l 3）切除用户可控负荷5.GIS组成(Geographic Information System， GIS) 包括硬件、软件、数据GISCAD(计算机辅助制图) DATABASE(数据库) SPATIAL OPERATION(空间操作)6.GIS软件构成 操作系统（Windows系列、Linux）数据库管理系统（SQLServer、Sybase、Oracle、Informix）GIS开发平台（美国：环境系统研究所公司ESRI公司的ArcGIS、MapInfo，中国GROW、）开发工具（VC+、VB）GIS应用软件。7.配电网GIS功能一、数据预处理功能l 图形数据的录入、转换和编辑l 属性数据的录入、转换和编辑l 属性数据与图形数据的挂接l 与配电网SCADA系统的实时数据接口及图形转换 二、图形操作与制图输出三、站内自动化子系统的地理信息管理四、馈线自动化子系统的地理信息管理五、负荷控制与管理子系统的地理信息管理六、用户抄表与自动计费子系统的地理信息管理七、辅助设计功能-