第一,随着我国电力工业和电力系统的发展,对变电站的安全、经济运行要求越来越高实现变电站综合自动化,可提高电网的安全、经济运行水平,减少基建投资,并为推广变电站无人值班提供了手段。第二,随着电网复杂程度的增加,各级调度中心要求更多的信息,以便及时掌握电网及变电站的运行情况;第三,为提高变电站的可控性,要求采用更多的远方集中控制、集中操作和反事故措施等;第四,利用现代计算机技术、通信技术等,提供先进的技术装备,可改变传统的二次设备模式,实现信息共享,简化系统,减少电缆,减少占地面积;五,对变电站进行全面的技术改造
2、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) 功能的综合化 (2) 设备的操作及监视微机化 (3) 结构分布分层化 (4) 通信网络光缆化 (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
3、变电站综合自动化与传统变电站相比,其优越性有哪些。 (1) 提高供电质量、提高电压合格率.
如电压、无功自动控制功能,可以大大提高电压合格率,无功潮流合理、降低网损、节约电能损耗。
(2) 提高变电站的安全、可靠运行水平。
微机保护和微机自动装置具有故障自诊能力,使二次系统的可靠性大大提高。
(3) 提高电力系统的运行、管理水平。
变电站的监视、测量、记录、抄表等工作都由计算机自动完成,并将检测到的参数及时送往调度中心,使调度员能及时掌握各变电站的运行情况,也能对它进行必要的调节与控制,大大提高了运行管理水平。
(4) 缩小变电站占地面积,降低造价、减少总投资。 结构紧凑、体积小、功能强。
(5) 减少维护工作量,减小值班员劳动,实现减人增效。 (6) 减少人为误操作的可能。
4、 说明调度自动化与变电站综合自动化之间的关系。
现代电网的安全、优质、经济运行要求电网调度(控制)和管理的现代化。电网调度自动化由三个子系统构成:
1、发电厂和变电站的基础自动化系统;2、信息传输系统;
3、调度(控制)中心的能量管理和数据采集与监控主站计算机系统(EMS/SCADA)
CADA-Supervisory Control And Data Acquisition)
电网调度自动化系统是由多个子系统组成的有机整体,是一项涉及范围广,实现难度大的系统工程。其中,变电综合自动化是电网调度自动化不可分离的十分重要的基础自动化。
5、 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SOE
(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(九)谐波分析与监视
6、 变电站综合自动化的继电保护子系统实现哪些功能。
(1)高压输电线路的主保护和后备保护(2)主变压器的主保护和后备保护
(3)电容器保护 (4)配电线路保护
(5)母线保护 (6)不完全接地系统的单相接地的选线
7、 画图说明变电站备用电源字头控制的基本原理。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. 暗备用方式(1)
正常时1DL,2DL均合,3DL断开,1DL、2DL分别对1#主变、2 #主变供电。当1L上发生故障,1DL跳开后,3DL自动合上,由2L供电。
2. 暗备用方式(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4DL或6DL,合上5DL。8、说明变电站电压、无功综合控制的基本原理。
控制目标:
在系统RS、XS、RT、XT 的损耗最小时,ULULN
(忽略电压降横分量)= … … … …①
(设用户的自然功率因素不变可得公式①)考虑U2=U1/K,可以调整 K (有载分接头)使 UL=ULN可见,随着SL↗,U2↗,即逆调压。
投入无功补偿QC后,高压损耗为:其中P2、Q2为U2处的功率。
变电站低压母线电压U2与系统电压Us的关系为:
改变K值(分接头位置)和 QC(电容参数值)都可以起到对电压的调节作用,由公式②得当QC=Q2 时系统的无功、有功损耗最小,综合公式②③两者考虑,不仅可以保证电压质量,还能尽量使网络损耗最小,从而达到现有设备条件下得最佳控制。
从整个系统看,通过改变变压器的变比调整每一节点的电压,实质上是改变了无功功率的分布,控制变压器的变比调压是以电力系统无功功率电源充足为基本条件的。
9、简述变电站综合自动化中低频肩负荷控制系统的基本原理。
10、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:间隔层中各数据采集、控制单元(I/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。
11、目前变电站综合自动化系统中的保护单元和测控单元在数据使用方面有哪几种方式,各自的优缺点如何。(1)数据完全共享型
即保护和测量的模拟量完全来自同一TA或TV 优点:接线少,造价降低
缺点:测量精度得不到保证,测量TA和保护TA的测量范围不一样。
(2) 数据独立处理型 有两种模式:i) Ii)
(3)保护和测量完全独立型
分测控装置和保护装置完全分开,分别接入通讯网中。(4) 光电传感器的应用(OTA、OTV)
光电传感器的应用为保护与测控单元的数据共享提供了技术保障。
12、简述光学电流互感器和传统电磁式互感器相比有哪些优点。
(1)没有因充油而产生的易燃、易爆炸等危险。(2)不含铁芯,消除了磁饱和、铁磁谐振等问题。互感器运行暂态响应好、稳定性好,保证了系统运行的高可靠性。
(3)低压侧无开路高压危险。 (4)暂态响应范围大,测量精度高。
(5)频率响应范围宽。 (6)优良的绝缘性能,造价低。
(7)抗电磁干扰能力强。 (8)体积小、重量轻,安装运输方便。
(9)由于信息载体是光,用光纤传输信号,因此具有光学敏感和光纤传输的优点。例如耐腐蚀、耐老化等。
(10)适应了电力计量与保护数字化、微机化和自动化发展的潮流。13、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
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RTU方式。
基于RS232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RTU的阶段。
基于RS485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RTU方式和小规模分布式网络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,平等式的结构和优先级的机制保证了重要信息的实时性,但信息传输的速度相对于录波数据传输等要求有差距.适用于中等规模的分层分布式阶段。
基于以太网络的传输:传输信息量及速度极大,网络连接,平等结构,随着近年基于芯片的系统和光纤传输技术逐渐成熟,在变电站控制领域得到日益广泛的应用。适用于大规模的分层分布式控制系统。14、简述变电站抗电磁干扰的措施。屏蔽和减少耦合 接地 隔离 滤波
15、简述CSC2000变电站综合自动化系统的特点及区基本功能。
一、特点
1.适用35kV~500kV各种电压等级的变电站。
2.除了各间隔单元保留紧急手动跳、合闸操作手段外,其余保护、控制、监视、测量和报警功能全部由综合自动化系统完成。 3.LONWORKS现场总线
4.典型的分散分布式系统,既可集中组屏,又可分散安装。 5.第三代微机保护通用硬件。二、基本功能
1.以太网为测控网络的CSC 2000综合自动化简单示意图2. 间隔层分布式配置
CSC2000 系统间隔层设备包括:各电压等级线路保护、主变保护、母差保护、测控装置、自动装置和辅助装置。考虑到变电站某些设备在检修或退出运行时,不影响其他设备的正常运行,所以设备的配置采用“一分到底”的原则,即分为进线保护、主变保护、母差保护、低压保护、公用装置(数采装置、自动装置、母联保护等)单元,这些设备单元相对于监控系统各自独立、平等。
该层的作用:把模拟量、开关量数字化;具有独立的保护、测量、就地操作等功能;上传测量量和保护信息;接收控制命令和定值参数,是系统与一次设备的接口。
3.监控系统主站 4.继电保护工程师站5.远动主站 6.防误闭锁控制16、防误操作的“五防”是什么。五防:
防止误合误分断路器防止带负荷切刀闸防止带电接地线
防止带接地线合断路器、隔离开关防止误入带电间隔
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