配电网自动化课后答案.docx
《配电网自动化课后答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配电网自动化课后答案.docx（33页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
配电网自动化课后答案
1配电网有那些特点？
从配电网自动化的角度看，为何将配电网的结构复杂，数据量大视为重要特点？
与输电系统比较，配电网具有以下特点：
配电网地域比较集中，电压等级低、级数多，单条馈电线传输功率和距离一般不大。
网络结构多样、复杂。
网络接线有辐射状网、树状网及环网，环网又可分为普通环式及手拉手环式。
在配电网运行中，环网均以开环形式运行。
在城市配电网中，随着现代化的进程，电缆线路将越来越多，电缆线路与架空线路的混合网络给电网运行和分析带来复杂性。
配电网中性点接地方式有以下两类：
①中性点有效接地系统②中性点非有效接地系统
6）配电网内设备类型多且数量大，多种设备装于露天，工作条件恶劣
7）配电网内运行方式多变。
8）配电网中采用的通信方式多，但通信速率往往没有输电系统要求高
9）配电网中，即使自动化程度较高，仍需要人工操作；而输电系统内，大多数设备为自动控制。
10）配电网中有大量电力、电子等非线性负荷，故将产生不容忽视的谐波。
谐波必须抑制。
11）分布式电源（网）
配电网的主要特点是数据量庞大，网络结构复杂，这是由于面对用户，网络运行方式变化多而快，要求处理问题及时，这些特点直接影响DAS系统的结构。
2在电力系统中，怎样划分DMS、EMS的功能区域？
它们的功能有那些异同点？
第四页图1.2
整个配电网从变电、配电到用户用电过程，均由DMS系统进行监控和管理；而包括发电厂在内的输
电系统，则是在能量管理系统（EMS）的监视、控制与管理下运行。
EMS与DMS都是有明确对象的管理
系统，但两者之间又是有联系的。
通常，DMS应执行EMS的宏观调控命令，并有必要向EMS系统传递必
需的信息。
3DAS与DMS是否指同一功能系统？
DAS是指配电网自动化系统，是能够实时监视、协调和运行配电系统的部分元件和全部元件的一个完整的信息采集、传递与处理的集成自动化系统。
当今，我国将变电站自动化、馈电线自动化、需方用电管理及配电管理自动化的有机集成称为配电管理系统（DMS）；将第一和第二部分相关的自动化系统合称配电自动化（DA）
DAS与DMS两种关于配电网自动化的概念，实际是同一的。
4熟悉DAS的基本功能及结构。
按DAS的基础性功能，可以分成以下功能：
自动控制功能。
主要包括：
自动母线分段、馈线调度切换与自动分段，综合电压/无功控制、变电站负荷平
衡、自动抄表等自动控制功能。
数据采集与处理功能。
人工控制功能。
保护功能。
负荷管理功能。
远方计量功能。
各种管理、估计、计算的功能等
结构：
当前DAS系统结构多分为三个层次，即调度中心、地区电网管理中心，分散现场操作区（馈电网络区域）。
第八页图1.3
5.怎样用功能子过程说明DAS的功能？
有哪些子过程？
答：
馈线自动化（FA）配电网自动化（DA）变电站自动化（SA）
配电网通信系统
配电网地理信息系统（GIS）
配电网管理系统（DMS）潮流分析、优化及其他应用软件
调度员培训模拟系统（DTS）
负荷管理系统（LM）需方用电管理（DSM）
配电网SCADA
子过程如下：
配电自动化。
DA实现的是配电网中最基本和最重要的自动监控功能。
配电网实时数据检测与监控系统。
配电网的实时数据检测与监控系统，是DMS实现自动化管理的基础。
配电网地理信息系统。
地理信息系统能准确地给出事物的地理位置。
配电网的负荷管理。
LM是DMS系统面对负荷的各种预报、监控、管理功能的综合。
配电网的应用软件。
这里所指的是处于配电网调度层的分析软件组，常称为电力系统软件。
工作管理系统。
调度员培训模拟系统。
需方用电管理。
6.了解实施DMS后取得的效益。
答：
实施配电网后将产生多方面的效益：
1.实施变电站综合自动化后，变电站可节约占地面积，同时，因可以实现无人值班，可节约人力及运行费用。
2.实现潮流控制，调整负荷，改善负荷曲线；充分利用现有设备潜力；推迟或减少新增发
配电设备的投入。
3.合理及时调整运行方式，降低网损。
4.系统安全性、灵活性提高。
5.由于采取快速、
准确的电压/武功调节，利用DFACTS技术减少听点次数，停电持续时间，更合理地进行无功补偿，减少谐波含量等技术，电能质量得到提高。
6.用户可以得到按质论价的电力供应。
7.制度化的计算机处理，提
高了服务质量。
8.达到节能效果。
7.实施DAS的困难是什么？
是否不能解决？
答：
这些困难简要分析如下：
配电网的结构复杂，加之网中配电变电站，开闭所总的电气设备数量大，信息量大，即使经过处理，仍会给DAS系统组织带来困难。
想要在图形工作站较清晰的展现整个配电网的运行方式，困难很大，因此对于
自动化系统的后台主机，无论是硬件还是软件，均较输电系统的自动化有更高的要求。
配电网有大量的FTU及TTU工作于户外，工作环境恶劣，通常要求能在较大温度范围内，湿度高于95%
的环境下正常工作，并要考虑防雨、防雷等问题。
由于配电网的站端设备数量大、节点多，在一个配电网中往往根据需要，会有多种通信方式混合，以减少总的通道数量。
在配电网自动化系统中，工作于户外的设备的工作电源和操作、控制电源的可靠取得是一项必须解决的问题，否则若干自动功能不能实现。
我国实现DAS，除个别新建小区，主要都是在已有配电网进行改造。
在技术条件与管理职能不断完善过程中，上述难点也在逐渐解决，但又会出现新难点，并以此推动技术进步。
8.了解在配电网中，引进电力电子技术的原因答：
原因：
运用电力电子技术是当今解决配
电网直接负荷区、电网面对用户、经济合理运行的要求等问题的良好办法，且电力电子技术的运用，将使配电网运行更可靠、合理。
随着电力电子技术的进一步发展，在整个电力系统中，电力电子技术会得到更
广泛的应用，最终进入没有电压波动、无不对称、无谐波、可随时满足负荷对供电质量要求和高可靠性的
柔性化电力系统。
第二章
1了解通信系统在配电网中的重要作用。
答：
为保证电力系统运行的可靠性、经济性和电能质量，调度端必须通过SCADA系统向电网中的发电厂、
变电站搜集各种运行的实时数据，进行监测；并在必要是通过该系统向厂、站端发送控制命令，由厂、站端执行命令。
厂、站端的一些特别信息也可经由SCADA系统及时主动向调度端传送。
这一切信息的交流
均必须由质量良好的通信系统来传递。
2.了解在配电网中有多种通信系统的原因，以及各种通信信息系统的大致应用范围。
答：
配电网中，通信系统主要作为SCADA系统的信息传输信道，单语音通信、远方负荷控制、远方抄表
系统以及馈线自动化中的信息传递等，也均需利用相应的通信系统来实现相关信息的传输。
在配电网中，目前还没有任何一种单一的通信方式在合理的性能价格比或功能上全面满足各种规模和不同信息传输的需要，因此往往有多种通信方式混合使用。
应用范围：
电力线载波包括输电线载波、配电线载波及低压配电线载波系统。
输电线载波使用的载波频
率较高，传输速率可达1200b/s,传输距离可以大于100km或更远。
配电线载波系统应用于高压与中压配电
网。
低压配电线载波应用于380/220V网络。
电话专线利用邮电网分布广的特点，配电网用户可租用邮电网或拨号上网方式为配电网服务。
无线通信系统是一种广域通信，易实现双工通信方式。
光纤通信以特定的光波作为载波，以光导纤维构成的光缆作为传输作为传输介质。
现场总线以及太网通信作用于用于变电站、
调度端内部设备之间的通信方式，。
3.SCADA系统与远动系统是否为同一系统？
远动系统有哪些功能？
答：
采集、发送于接受信号部分构成一个远方数据信息传输系统，及远动系统。
而SCADA系统就是远动
系统与各种数据处理、人机界面要求等功能系统的总称。
显然，远动系统是SCADA的核心内容。
远动系
统功能包括遥远测量、遥远信号、遥远控制、遥远调节。
4.调度自动化是否就是SCADA系统？
答：
SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系统，即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统是
以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
5•什么叫调制解调？
为什么要将原始信号进行调制后，才实现远距离传送？
了解各种调制与解调的基本工作原理。
答：
调制是指分别用模拟原始信号（在调制过程中，称为调制波或调制信号）去调制（即改变）一高频信号（称为载频波）的幅值频率或相位，依次分别称为调幅（AM）调频（FM）或调相（AM）解调就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。
原始信号不管是模拟信号还是数字信号，随着信号传输距离增大，信号波形会发生畸变，导致接收端出现误码。
显然，接收端能否正确恢复信息，在于能否有效地抑制噪声和减小码间串扰。
调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号。
以保证远距离传输信号波形不会发生畸变。
6.什么是模拟通信系统？
什么是数字通信系统？
电力系统中，主要采用哪种通信系统？
答：
通信道中传输的原始信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的电信号的系统称为模拟通信系统。
通信道中传输的原始信号是离散数字信号的系统称为数字通信系统。
电力系统中，主要采用数字通信系统
7了解在配电网中使用的各种通讯系统的基本工作原理。
答：
（1）电力线载波：
这是电力系统中独特的一线两用的载波通信系统，其覆盖面广，且有高压深入带低压，只要接入网咯的节点，均可直接作为通信的终端，
（2）电话专线：
利用邮电网分布广的特点，配电网用户可租用邮电网或拨号上网方式为配电网服务，
（3）无限通信系统：
是一种广域通信，容易实现双工通信方式，
（4）光纤通信：
是一种性能良好的通信系统，以特定的光波作为载波，以光导纤维构成的光缆作为传输介质的通信方式
（5）现场总线以及以太网通信：
这是当今主要的用于变电站，调度端内部设备之间的通信方式，其信号传输介质可以是光纤或电缆。
8,远动系统如何传输与接收数据
答RTU侧的遥测量经变送器转换成合适A/D转换的输入量，经A/D转换为二进制数码后，按一定规定，编成YC码字，同样，需要了解的遥信量收集后按规约规定，编成YX码字，为防止通信道的干扰，还应
将YC,YX字码在进行抗干扰处理，之后经串行接口电路送到调制器，将以编好的YC,YX抗干扰码变换成
合适信道传送的方式，送到载波通道，载波信号经通信道送到MS端的解调器，解调器将高频率远动信号还原成脉冲数字信号，经过抗干扰解码，译码，进行接收。
P182.3.2电力线载波系统
9远动信息传输与电厂或变电站中的远方操作有何本质上的区别
答：
远动系统应用了SCADA系统，电力系统中，调度端与厂，站之间必有SCADA级功能，为此必须
用专门的信道不失真地远距离传送采集到的信号或命令信号，并进行相应功能的处理，采集，发送与接收信号部分构成一个远方数据信息传输系统，SCADA系统就是远动系统与各种数据处理，人机界面要求等功
能系统的总称。
10.传送远动信号时，为何要加抗干扰码
答：
带有信息的信号在传输过程中，总会受到不同程度的干扰，干扰造成的差错，会使信号失真，解读出的信息错误，为此，必须提高需要传送信号的抗干扰能力，在通信技术中，是在需要传送的信号上，加上信道编码，即增加抗干扰编码，接收端将接收到的含有抗干扰编码的信号根据相应的解码技术还原，根据采用的抗干扰技术，看出其是否出错，或者给定范围内自动纠错。
11了解可行的检错方法的工作过程
答:
奇偶效验码是最简单的一种具有检错功能的抗干扰编码。
在奇偶效验码的基础上，引申出水平（横向）
小-1
一致监督码，垂直（纵向）一致监督码。
奇偶校验码是对长度为n的码字取2个组合作为许用码字，
另一半2n-1个组合则合为无用码字。
假设一个长为n的码字写为C=（Cn-1，Cn_2，…，C|，Co），Cn-1，•…，Co分别为最高位码
元至最低位码元，取值只为1或0。
则有
P23图2.1，2.2
在计算机中，Co是Cn-1至q的模2累加，若是才用奇校验则最后对1再作模2力口，其结果即为Co；若是偶校验，模2加进行到q时，其结果即为Co。
12,了解抗干扰编码的方法及其检错码的原理
答：
按一定的方式，只取长度为N的部分码元组合为许用码字，另一部分则为无用码字，在传输许用码
字时，若因干扰，许用码字变成无用码字，接收端解码后，不给认可，这即是检错，当在一定出错范围内，将出错后形成的无用码字按一定数字方法还原为某一许用码字，称为纠错，收到干扰后，可能是多个码元同时出错，以至原来传送的许用码字可能变成另一个许用码字，接收解码后不能识别这中错误。
13为何将监督码又称为冗余码
答：
p22
14熟悉RTU.MS的含义，结构，功能
答Rtu
电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，简称RTU，是调度自动化、变电站自动化、
无人值守变电站、配电自动化和过程控制自动化系统中的关键设备。
RTU的职能是采集所在发电厂或变
电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调节命令。
1.电源2.通信接口3.遥信输入（DI输入）4.交流电压遥测（AI输入）5.交流电流遥测（AI输入）6.直流电流遥测（AI输入）7.直流电流遥调（AO输出）8.遥控输出（DO输出）
MS
MS即调度端的主站
MS专门用一台微机作为前置机，对各RTU传来的信息进行预处理后，再将处理后的信息经总线送到服务
器储存或工作站应用。
结构：
P21图2.9
15.了解信号的同步传输和异步传输的概念。
答：
同步传输是指通信双方有共同的时钟参考，能够通过时钟参考准确收发数据，通常这个时钟参考是同步时钟线或同一个时钟源。
异步传输是指通信双方没有共同的时钟参考，通常每次收发数据时都需要有前导码进行速率同步。
16了解远动信号传输规约的含义，及配电网中应用哪几种规约？
答：
在远动系统中，为了正确传送和接收信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和内容等的约定，称为远动规约或远动协议。
国内主要采用：
循环式传输规约，问答式传输规约，分布网络
仃了解循环式远动的原理、优缺点、帧格式、规约的要点。
P29
18了解问答式远动的原理、优缺点、帧格式、规约的要点。
P32
19了解DNP规约的要点。
P34
答：
能适应各种结构的网络，规约灵活。
20、了解乘系数的意义及实现的方法。
计算机不能识别被测的真实值，为使计算机能识别变换后的量为原来的被测量，应在A/D转换后乘以一个
系数。
21、了解变送器、传感器的概念与功能。
变送器：
电量变送器变送器是一种将被测电量参数（如电流、电压、功率、频率、功率因数等信号）转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。
功能：
电流变送器原副边高度绝缘隔离，两线制输出接线，辅助工作电源+24V与输出信号线DC4〜20mA共用，具有精度高，体积小、功耗小、频响宽、抗干扰、国内首创4种补偿措施和6大全面保护功能，两线端口防感应雷能力强，具有雷击波和突波的保护能力。
传感器：
传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
功能：
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
22、了解交流采样的特点、实现方法。
交流采样是指直流对交流电流、电压波形进行采样，因此，可以对被测电量得波形进行分析，实时性好。
而有功功率可通过采取u,“直进行计算求得，并可以进行谐波分析。
由于小型互感器体积较小，故远动装置采用交流采样时，可以不用。
但交流采样对采样速度要求比直流采样高得多。
交流采样时以一个工频周期内采集若干点来得到完整的信息。
然后通过软件算法进行计算。
第三章
1、什么是变电站综合自动化？
其内容是什么？
实施综合自动化有何意义？
变电站综合自动化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。
通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。
变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。
变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
2、变电站综合自动化与常规的变电站微机监控系统的区别是什么？
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。
变电站监控系统就是监视和控制，主要监视的量有全站一次设备的电流电压值，保护、测控等二次设备的状态，动作信息，一次设备状态，还有就是变电站视频信息等。
作用：
主要是为了实现变电站自动化，自动监测，控制。
异同点：
变电站综合自动化和变电站监控系统都是对变电站全部设备进行监视、测量、控制，而变电站综合自动化系统对变电站二次设备的功能的重新组合实现其综合性自动化，变电站监控系统主要针对是设备的状态，为了实现变电站自动化。
3、变电站综合自动化有哪些基本功能？
数据采集与处理；微机保护；事件记录；控制与操作闭锁；同期检测和同期合闸；电压与无功功率的自动调控；低频减载装置；低压自动减负荷装置；备用电源自投；数据处理和记录；与调度中心通信；人机联系；自诊断功能。
4、分析单纯的微机保护与变电站综合自动化系统中的微机保护的异同点。
异同点：
微机保护均采用对TV,TA二次电压、电流进行交流采样，采样值经数字滤波后。
按傅里叶变换处理，可得到供微机保护算法运算的离散基波值谐波值。
根据不同的算法，可得到变压器、母线、馈电线、电容器等设备的保护，包括主保护和后备保护，但是综合自动化中得的微机保护不仅能就地进行定值修改，还能通过通信道进行远方定值整定，并具有远方/当地闭锁功能。
5、变电站中，有哪些重要的模拟被测量、开关量及数字量。
模拟量：
母线电压、线路电流、线路功率、变电器功率。
开关量：
是指非连续性信号的采集和输岀，包括遥信采集和遥控输岀
状态量：
断路器、隔离开关，同期监测等运行状态及变压器分接接头位置信号、中央信号、闭锁信号等。
6、了解配电网中电压、无功调控的重要意义及在变电站中进行调控的原理。
实施母线电压及无功功率的调控可保证系统在正常运行时，用户侧能得到质量合格的电能，同时，又使网损小，达到经济运行的目的。
（1）电压损耗可算岀无功补偿电容量
（2）电压调节对无功功率的影响经变压器向系统吸取的无功功率与低压侧电压平方成正比。
通常正常运行时，认为高压侧不变，则当改变变比K时，K增大则低压侧减少，负荷吸取的无功减少；反之K减小线路有功增大。
（3）电容补偿器对电压及功率损耗的影响当变压器有电流流过时，将产生有功、无功损耗。
在低负荷时
为防止电压过高及不要产生不希望的有功损耗，适应当切除一定的补偿无功功率。
7熟悉变电站中电压无功调控的实用方法，即如何按九域图调控电压与无功；以及调控的原则。
调控原则：
通过改变有载调压变压器变比K调压时，将改变无功功率的分配，在改变无功补偿容量时，电
压也将改变。
因此，对于具有综合自动化的变电站其电压无功自动调控装置应该是一种综合性德调节方式，以满足电压无功调控的三个目标。
此时改写为，要求负荷端电压UL与其额定电压ULN偏差UL-ULN为最
小，改变QC,使可能调节的QC尽可能接近QL,以达到P最小。
其有两种原则：
1，使自动装置所在变电站P.为最小，按此原则，称为就地综合调节。
2,按整个配电网络在各节点电压合格的前提下全网网损
最小，此称集中式电压无功综合调节，此时，各变电站要接受调度端经SCADA来的命令。
（九域图在书本51页）
8什么叫状态检修？
在综合自动化中为何可以加入这一功能？
状态检修是指运用在线监测技术对电气设备进行运行状态实时监测，并根据设计的诊断算法对监测数据作出判断，确定运行设备的状态。
实现状态检修，每套电气设备均应有各自的在线监测系统。
各电气设备的监测单元直接视为一个子站。
各子站监测结果经站内通信网送到主站诊断，从而使状态检测成为综合自动化系统的一个自动管理子系统。
9、何为分布式结构？
变电站综合自动化系统为何采用这种结构？
分布式结构又可分为哪些形式？
分散分布式和分布式结构集中组屏这两种方式的综合自动化系统均是分布式。
分布式由子站，主站及其间
的网络构成。
这种结构以回路作为单元，单元间网络连接用电缆或光缆，构成分散式的分布式结构。
从而使信号电缆量减少，控制室取消这种结构的可靠性和抗干扰能力均比集中式强，扩充性好，维修性好，改变了变电站的结构，实现前述各优点。
用于高压变电站时更显示经济上的合理性。
分散分布式和分布式结构集中组屏这两种方式的综合自动化系统均是分布式。
10、变电站中，主站、子站的含义是什么？
主站又称中央单元。
对变电站的子站进行管理的单元。
对于无人值班式变电站，主站就是一个中央通信
处理器。
子站按一次设备为单位构成的自动装置模块，是开关控制的监控单元。
11设置保护通信处理器的作用是什么？
它有哪些功能？
保护通信处理器。
变电站中的微机保护装置及自动装置经各自串口、站内通信道与主站的保护通信管理器连接。
该装置有以下功能：
同步通信及查询功能。
2、信息的筛选传送。
3、实现时钟同步。
4、处理器有较大的数据缓存区。
12实施变电站综合自动化后，可以不装设专门的RTU，RTU的功能又如何体现？
变电站实现综合自动化后，能具有数据采集和处理的功能。
这一功能等效于变电站原有的就地监测和提供
RTU传送的状态量、模拟量和脉冲量。
通过各种通信网络来实现数据的传送与采集。
13了解变电站中通信网络的功能。
要实现变电站综合自动化的功能，必须在站内有一个工作可靠、抗干扰能力强、传输速度快、灵活性好、适应性好、易于扩展的通信网络，来满足各种信息传递的要求。
实现变电站与调度中心之间的联系和通信。
为保证电力系统运行的可靠性、经济性和电能质量，调度端必须通过SCADA系统向电网中的发电厂、变
电站搜集各种运行的实时数据，进行监测；并在必要时通过该系统向厂、站端发送控制命令，由厂站执
升级会员 