配電自動化復習

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上配電自動化復習一概述1.配電網(wǎng)的組成及特點l 組成：饋線（架空線或電纜）、降壓變、斷路器、各種開關（也包括繼保、自動裝置、測量、計量儀表、通信、控制設備）。 l 配電網(wǎng)特點：1）負荷集中(深入城市、居民點)、傳輸功率較小、距離較短、用戶類型要求變化大；2）中性點不直接接地。l 電壓：1kV稱高壓（35kV、610kV、3kV）；1kV稱低壓（一般指220V、380V）。2. 配電網(wǎng)的體系結構樹狀網(wǎng)，輻射網(wǎng)，環(huán)狀網(wǎng)，網(wǎng)格式連接3.配電自動化的目的、意義意義：l 正常時，監(jiān)視配網(wǎng)運行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運行方式；l 故障時，快速發(fā)現(xiàn)故障和異常，快速隔離故障區(qū)段，恢復非故障區(qū)域供

2、電，減少停電時間，減小停電面積；l 根據(jù)配網(wǎng)電壓合理控制無功負荷、電壓水平，改善電壓質量；l 合理控制負荷，提高設備利用率；l 自動抄表計費，保證抄表計費及時準確，提高效率；l 減少人力，避免大量重復性工作。 目的： 提高供電可靠性和供電質量；減少停電時間、面積；使調度員根據(jù)監(jiān)視情況，在控制中心通過遙控、遙調實現(xiàn)明智、必要的操作；降低運行費用；實現(xiàn)配電管理現(xiàn)代化。4.配電管理系統(tǒng)的組成l 配電SCADA系統(tǒng)(SCADA)l 地理信息系統(tǒng)(GIS)l 需方管理系統(tǒng)(DSM)l 網(wǎng)絡分析和優(yōu)化(NA)l 工作管理系統(tǒng)(WMS)l 調度員培訓模擬系統(tǒng)(DTS)5.配電自動化的基本功能三大基本功能：配

3、電網(wǎng)安全監(jiān)視、控制、保護。l 安全監(jiān)視功能：通過采集配電網(wǎng)上狀態(tài)量、模擬量、電度量，實現(xiàn)對配網(wǎng)運行狀況監(jiān)視。l 控制功能：遠方控制開關的合閘、跳閘、有載調壓設備調節(jié)。l 保護功能：檢測、判斷故障區(qū)段，隔離故障區(qū)段，恢復正常區(qū)域供電。6.實現(xiàn)配電自動化的難點分析 1. 配電自動化較輸電自動化復雜，規(guī)模大，投資大，同時引起重視程度不夠。2. 要監(jiān)測、控制的站點多，DSM主機計算機要求高，設備的可靠性和可維護性要求高；3. 環(huán)境（溫度、濕度等）惡劣，要考慮防雷、防雨、散熱等問題；4. 通信系統(tǒng)復雜，站端設備多，通信規(guī)約不一致；5. 控制電源與工作電源難以獲取，用蓄電池的方法時間、容量難以滿足，充放電

4、難以控制；6. 許多開關需改造（加裝互感器、開關操作機構改造），以滿足跳閘、控制要求。 二 配電自動化通信系統(tǒng)1.配電自動化通信系統(tǒng)的種類2.調制解調器與復接分接器的作用 l Modem定義：發(fā)送時，數(shù)字信號®模擬信號（調制）；接收時，模擬信號®數(shù)字信號（解調）。l Modem作用：實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的發(fā)送、接收。l 復接分接器：發(fā)送時，將2個或2個以上的數(shù)字信號按時分復用的原理合并為1個數(shù)字信號（復接器）；接收時，將1個數(shù)字信號分解為若干個數(shù)字信號（分接器）。l 復接分接器作用：將高速數(shù)據(jù)傳輸信道轉換為多個較低速數(shù)據(jù)傳輸信道。3.電力線載波通信系統(tǒng)的組成P194.配電自動化對通

5、信系統(tǒng)的要求l 通信可靠性：能抵抗惡劣的氣候條件、強電磁干擾，保證停電及電網(wǎng)故障時的通信能力。l 通信系統(tǒng)費用：選擇費用、功能及技術先進性的最佳組合，實現(xiàn)最佳效能費用比。l 通信速率的要求：通信系統(tǒng)帶寬越窄則通信速率越低(一般>300bps) ，必須滿足實時性要求。l 雙向通信能力：保證數(shù)據(jù)上傳、控制命令下發(fā)，要具有半雙工或全雙工能力。l 不受停電影響：保證通過通信系統(tǒng)對停電區(qū)開關的操作，停電區(qū)FTU等要有備用電源(電池等)。l 使用和維護的方便性：選擇通用性、標準化程度高的通信設備。三開閉所自動化1.RTU的結構分為幾類？ 遠方終端裝置(RTU，Remote Terminal Unit

6、)： 簡稱遠動終端，是SCADA系統(tǒng)（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）中安裝在變電站和配電站的一種遠動裝置。負責采集站內電力運行的模擬量和狀態(tài)量，監(jiān)視并向調度中心傳送這些模擬量和狀態(tài)量，執(zhí)行調度中心發(fā)往所在站的控制和調度命令。l 集中式RTU：單CPU結構；優(yōu)缺點：成本低，適合于小配置情況；精度、分辨率低，布置不靈活，容量擴展難。 l 分布式RTU：多CPU結構。（功能分布式與結構分布式）Ø 功能分布式RTU：特點：多CPU結構，串行總線，智能模板。Ø 結構分布式RTU：特點：面向設備對象設計，同一設備或同一開關柜的“四遙”功能布置在一個RTU中。優(yōu)點：可與微機保護、監(jiān)控功能結合（保護

7、、監(jiān)控采用各自獨立的CPU），方便變電站綜合自動化實現(xiàn)。2遠動裝置RTU的四遙含義是什么。 l 遙信(YX)：對應開關量。測量開關位置、保護動作信號、設備運行狀態(tài)信號，調壓變壓器分接頭位置。l 遙測(YC)：對應模擬量。對U、I、P、Q、 f、功率因數(shù)、溫度、壓力、流量等所有模擬信號的采集，并將采集信號上傳。l 遙控(YK)：遠方控制斷路器分合，電容器、電抗器的投切等。l 遙調(YT)：用于有載變壓器分抽頭的升降調節(jié)等。 3.結構分布式RTU的硬件結構框圖。 4.事件順序記錄（SOE）的作用、要求、影響因素有哪些？作用：自動記錄事件狀態(tài)變化的時間。對事故時各種開關、繼電保護、自動裝置的狀態(tài)變化

8、信號按時間順序排隊。用于事故分析。要求： 站內分辨率小于5ms；站間分辨率小于10ms。輸入信號：取繼電器動作出口信號（不取信號繼電器接點）、斷路器輔助接點（受分散性、不同步影響)。 影響因素：SOE分辨率影響因素：l 站內：RTU時鐘精度；l 站間：系統(tǒng)時鐘、通道延時、CPU處理速度。5.直流采樣和交流采樣的優(yōu)缺點 。 直流采樣：直接對變送器直流輸出（直流電壓或電流）進行采樣。 直流采樣：簡單，但數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、實時性差，變送器故障幾率較高、維護工作量較大；造價大。交流采樣：直接采樣各相電流電壓，根據(jù)算法實時計算電流電壓等量。6.時間順序記錄（SOE）的作用、要求、影響因素有哪些？l 作用：用于

9、事故分析。l 要求：時間分辨率要求達到毫秒級。l SOE分辨率影響因素：站內：RTU時鐘精度； 站間：系統(tǒng)時鐘、通道延時、CPU處理速度。7.防跳躍意義與措施。l 防跳躍意義：出現(xiàn)跳躍時，斷路器將無謂的連續(xù)多次合、分短路或故障電流，造成觸頭嚴重燒損甚至引起爆炸事故。因此對于非手動操作的操動機構必須具有防止跳躍的能力，使得斷路器關合短路而又自動分閘后，即使合閘命令尚未解除，也不會再次合閘。 l 防跳躍措施：在分閘命令和合閘命令同時施加的情況下，防跳躍繼電器使分閘優(yōu)先。防跳躍繼電器由分閘命令直接啟動，并通過合閘繼電器的觸點保持在得電位置，它們的觸點完全切斷合閘線圈回路，使斷路器不能實現(xiàn)合閘，直到合

10、閘信號完全解除。8.變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能特點與結構形式。 功能特點：保護功能，控制功能，測量功能，通信功能，診斷功能，故障錄波功能。l 保護功能：包括各種常規(guī)保護設備所能完成的各種功能。如距離、變壓器、母線、發(fā)動機、電容器、電抗器的主保護、后備保護。l 控制功能：近距離控制(就地)、遠距離控制(遙控)。l 測量功能：遙測、遙信。 l 通信：與調動系統(tǒng)通信。 l 診斷功能：自檢、自診斷，斷路器動作次數(shù)、故障電流大小等。l 故障錄波功能：故障時各種參數(shù)波形記錄。提高供電質量，提高電壓合格率；提高變電站的安全、可靠運行水平；提高電力系統(tǒng)運行、管理水平；與上級調度系統(tǒng)通信；記錄查詢。結構形式：集

11、中式、分布式、分散與集中相結合、全分散式。Ø 集中式的結構形式：集中采集變電站的模擬量、開關量和數(shù)字量等信息，集中 進行計算與處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和一些自動化功能。缺點：工程和投資量大、系統(tǒng)精度低，易受干擾、調試、維護工作量大，擴展靈活性差。 Ø 分布式結構形式：不同電氣設備均單獨安裝對應的微機保護裝置和RTU，任一裝置故障，不影響系統(tǒng)正常工作?？垢蓴_能力強。系統(tǒng)擴充靈活方便。Ø 全分散式結構形式：特點：將數(shù)據(jù)采集、測量、監(jiān)控功能并入微機保護裝置（微機綜合保護測控裝置）。四饋線自動化1.l 下圖為一個典型的輻射狀電網(wǎng)，為實現(xiàn)故障區(qū)段的自動隔離，采用了重

12、合器與電壓時間型分段器的配合方式，分段器均整定在第一功能。圖中A為重合器，動作特性為一快一慢，第一次重合時間是15s。第二次重合時間為5s；B、C、D、E、F皆為分段器，已知：B、C、E的X時限均為7s，Y時限均為5s，D、F的X時限均為14s，Y時限均為5s。假設圖示段發(fā)生永久性短路故障，試進行以下工作： 畫出故障區(qū)段隔離過程的示意圖、各開關的動作時序圖； 根據(jù)故障區(qū)段隔離過程示意圖，配合文字說明故障隔離的過程； 實現(xiàn)故障區(qū)段隔離、健全區(qū)段恢復供電的總時間。2. 簡述電壓-時間型分段器X時限、Y時限參數(shù)的含義。X時限：從分段器電源側加壓至改分段合閘的時延。Y時限：分段器合閘后未超過Y時限的時

13、間內又失壓，則該分段器分閘并被閉鎖在分閘狀態(tài)，下一次再得電時不再自動重合 。 Y時限又稱故障檢測時間 。3.影響?zhàn)伨€自動化的技術問題主要有那些？1）合閘中的勵磁涌流涌流產(chǎn)生原因：電容器第一次合閘時，電容充電阻抗很小，合閘沖擊涌流大；電容器切除后放電未完時合閘，因暫態(tài)效應（電容上初始電壓與電網(wǎng)電壓極性相反），合閘涌流更大。解決辦法：電容器中串電抗器，增大回路阻抗；設置二次諧波制動裝置，并設軟件延時，使電容器充分放電。2）接點抖動與遙信誤報產(chǎn)生原因：戶外開關的輔助接點易發(fā)生抖動，影響遙信量的判斷。電源沖擊、高頻噪聲、后備電源切換、遙信檢測電源容量不足等。解決辦法：采用硬件濾波措施。采用軟件延時消抖

14、措施。3）單相接地區(qū)段判斷問題的提出：我國配電系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)；國內引進的重合器、分段器、配電自動開關等按大電流接地系統(tǒng)設計，無法滿足小電流接地系統(tǒng)尋找接地故障區(qū)段需要。實現(xiàn)方法：在開關內裝設零序電壓互感器，以實現(xiàn)方向性選擇性接地保護。由變電站內接地選線裝置選出故障線路后，將信息發(fā)給FTU，由FTU確定故障區(qū)段。由FTU、微機測控裝置對單相接地故障信息進行分散測量，上傳后進行集中選線（在后臺計算機機上選線）4.試比較基于重合器的饋線自動化系統(tǒng)與基于FTU的饋線自動化系統(tǒng)的優(yōu)缺點基于重合器開關設備配合的饋線自動化系統(tǒng)：主要優(yōu)點：1)結構簡單。2)建設費用低。3)不需建通信網(wǎng)絡。4)無電源提取

15、問題。主要缺點：1)僅故障時起作用,正常運行時無監(jiān)控作用，不能優(yōu)化運行方式。2)調整運行方式后,需到現(xiàn)場修改定值。3)恢復健全區(qū)域供電時，無法采取安全、最佳措施。4)需多次重合,對設備沖擊大。主要設備：重合器、分段器等。適用范圍：農網(wǎng)、負荷密度小的偏遠地區(qū)、供電途徑少于兩條的電網(wǎng)?；贔TU和通信網(wǎng)絡的饋線自動化系統(tǒng)：主要優(yōu)點：1)故障時隔離故障區(qū)域，正常時監(jiān)控配網(wǎng)運行，可優(yōu)化運行方式，實現(xiàn)安全經(jīng)濟運行。2)適應靈活的運行方式。3)恢復健全區(qū)域供電時，可采取安全和最佳措施。4)可與MIS、GIS等聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全局信息化。主要缺點：1)結構復雜。2)建設費高。3)需通信網(wǎng)絡。4)存在電源提取問題。

16、主要設備：FTU、通信網(wǎng)絡、區(qū)域工作站、計算機系統(tǒng)。適用范圍：城網(wǎng)、負荷密度大的地區(qū)、重要工業(yè)園區(qū)、供電途徑多的網(wǎng)格狀配網(wǎng)、供電可靠性要求高的區(qū)域。5.基于FTU饋線自動化的基本原理？配網(wǎng)實時信息通過就地FTU采集，傳送到區(qū)域集控或變電站集中，上報配電調度中心。配電調度中心控制命令通過區(qū)域集控或變電站轉發(fā)給FTU執(zhí)行。FTU采集柱上開關運行情況，將信息上傳到配網(wǎng)控制中心，或接受控制中心命令進行遠方操作。故障時，F(xiàn)TU將記錄的故障電流、時間等上報，供分析使用。 6.饋線終端單元（FTU）的性能有哪些要求？1）遙信功能：開關位置、貯能完成情況、通信完好性；2）遙測功能：U、I、P、Q等；3）遙控功

17、能：遠方對柱上開關分合、貯能等；4）統(tǒng)計功能：開關動作次數(shù)、動作時間、累計切斷電流水平；5）SOE和對時功能：保證SOE的準確性，與系統(tǒng)時鐘一致；6）事故記錄：記錄事故發(fā)生時的最大故障電流和事故前（1min）負荷，便于確定故障區(qū)段；7）定值遠方修改和召喚定值：適應配網(wǎng)運行方式變化；8）自檢和自恢復功能：設備故障時報警、干擾時自復位；遠方控制閉鎖和手9）動操作功能：檢修線路或操作開關時確保操作安全性；10）遠程通信功能：RS-232，RS-485，通信規(guī)約問題；11）抗惡劣環(huán)境：雷電、環(huán)境溫度、防雨、防濕、風沙、振動、電磁干擾；12）維修方便：保證不停電檢修；13）電源可靠：保證故障或停電時FT

18、U有工作電源；14）可選功能：電度采集（核算電費、估計線損，防竊電）；微機保護（實現(xiàn)自適應保護）；故障錄波（故障分析用）。7.簡述FTU的電源獲取方式？1）操作電源和工作電源均取自饋線方式1：電源采用開關兩側饋線供電。方式2：低壓線路與柱上開關共桿，采用饋線與一回低壓線供電.方式3：不同電源的兩回低壓線路與柱上開關較近，采用兩回低壓線供電。缺點：方式1、2：饋線停電后，F(xiàn)TU也失去工作電源。方式3：不同配電變間易產(chǎn)生耦合，對安全有影響。特點：無需蓄電池，兩路電源自動切換。2）操作電源和工作電源取自蓄電池實現(xiàn)方法：在FTU機箱內設置較大容量蓄電池，提供FTU工作電源、柱上開關操作電源。優(yōu)點：不受

19、饋線停電影響。要求：開關采用直流操作機構、直流貯能電機（對交流操作機構，需加逆變器）。3）操作電源取自饋線，工作電源取自蓄電池特點：可保證FTU、柱上開關的電源供給。問題：電網(wǎng)故障開關越級跳閘時，須依靠蓄電池操作，要求容量增大（可采用失壓脫扣分段器代替過流脫扣分段器）。8.基于FTU 的饋線自動化系統(tǒng)組成？9.接點抖動和遙信誤報的原因及解決方法？l 產(chǎn)生原因：戶外開關的輔助接點易發(fā)生抖動，影響遙信量的判斷。電源沖擊、高頻噪聲、后備電源切換、遙信檢測電源容量不足等。l 解決辦法：采用硬件濾波措施。采用軟件延時消抖措施。五、SCADA系統(tǒng)1.SCADA系統(tǒng)包括哪幾部分？饋線自動化與配網(wǎng)進線監(jiān)視、變

20、電站自動化等2.構造配電SCADA系統(tǒng)應進行的工作？1）10kV線路的分段、聯(lián)絡開關能具備電動分合閘，并分別裝設FTU單元；2）10kV配變應裝設TTU單元；3）開閉所與配電變電站內應裝設RTU，或微機綜合保護測控裝置；4）10kV進線監(jiān)控由地調或區(qū)調轉發(fā)；5）市區(qū)供電局設置基于計算機網(wǎng)絡的配電SCADA系統(tǒng)；6）合理選擇通信方式，滿足實時性數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅?）對分散的測控點，可設置區(qū)域工作站。3.建設一個城市的配電自動化系統(tǒng)，說明設計思路、系統(tǒng)組成、各子系統(tǒng)結構框圖及通信類型選擇？1. 漢中市配電SCADA系統(tǒng)l 配電網(wǎng)分布比較集中，采用分層集結l 站點多，將分散的測控點先集結成若干個點，再

21、上傳。l 根據(jù)地理分布，劃分為4個區(qū)域。l 測控點到區(qū)域站：屏蔽雙絞線（必要時加中繼）l 區(qū)域站包括：FTU、TTU區(qū)域工作站，3個在110KV站內，可借助原有的數(shù)據(jù)傳輸通道。1個在市區(qū)電業(yè)局，屏蔽雙絞線l 配電開閉所：與控制中心采用屏蔽雙絞線加中繼l 小區(qū)變、箱變、配變：公用電話網(wǎng)l 用戶：具有遠方抄表功能的電度表，低壓配電線載波通信到配變六、抄表計費1.電子式電能表類型？類型：熱電轉換型、模擬乘法器型、數(shù)字乘法器型，其中數(shù)字乘法器型最適合于遠方抄表技術。1）熱電轉換型：通過熱電轉換電路，使熱電偶輸出與平均功率成正比。2）模擬乘法器型：包括分割乘法器、跨導型乘法器、霍爾效應乘法器。通過對電流

22、、電壓進行脈寬、幅度調制，或通過模擬乘法器實現(xiàn)。3）數(shù)字乘法器型：以微處理器為核心，由A/D對輸入電流、電壓進行交流采樣和數(shù)字處理，功能多。2.抄表方式分類？1）手工抄表；2）本地自動抄表；3）移動式自動抄表；4）預付費電能計費；5）遠程自動抄表。3.遠程自動抄表電能計費系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)結構？組成：具有自動抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機、中央信息處理機。1）電能表脈沖型：分電壓型(傳輸距離近，三線傳輸方式)、電流型(傳輸距離遠，兩線傳輸方式)。智能型：分RS-485通信接口型、低壓配電線載波通信接口型。2）抄表集中器將電能表數(shù)據(jù)集中后，通過電力載波或其它通信方式上傳。3）抄表交換機收

23、集抄表集中器的數(shù)據(jù)，然后通過公用電話網(wǎng)或其他方式上傳到計費中心計算機網(wǎng)絡。4）中央信息處理機整個遠程自動抄表系統(tǒng)的管理層設備，可由單臺計算機或計算機局域網(wǎng)配合相應的抄表軟件構成。4.構造一個小區(qū)遠程自動抄表系統(tǒng)的方案：a)30棟樓、3單元/棟b)電度表類型（電子式、機械式、機械電子式）c)遠程抄表系統(tǒng)組成、結構與框圖d)各環(huán)節(jié)通信方式：有線方式、電力線載波方式、無線方式自動秒表技術、無線通信網(wǎng)方式。l 組成：具有自動抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機、中央信息處理機。1）電能表脈沖型：分電壓型(傳輸距離近，三線傳輸方式)、電流型(傳輸距離遠，兩線傳輸方式)。智能型：分RS-485通信接口型、低壓配電線載波通信接口型。2）抄表集中器將電能表數(shù)據(jù)集中后，通過電力載波或其它通信方式上傳。 3）抄表交換機收集抄表集中器的數(shù)據(jù)，然后通過公用電話網(wǎng)或其他方式上傳到計費中心計算機網(wǎng)絡。4）中央信息處理機整個遠程自動抄表系統(tǒng)的管理層設備，可由單臺計算機或計算機局域網(wǎng)配合相應的抄表軟件構成。 l 遠傳通道方式：1）電能表到