变电站习题.doc

简答题坚强智能电网的内涵：以坚强网架为基础，以信息通信平台为支撑，以智能控制为手段，包括电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现电力流、信息流、业务流的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。发展坚强智能电网的目标是加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。中国坚强智能电网的发展思路：从中国国情出发，以社会用户服务需求为导向，以先进信息、通信和控制技术为手段，以满足经济社会可持续发展为目标，以坚强网架为基础，以信息平台为支撑，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，构建贯穿发电、线路、变电、配电、用电服务和调度全部环节和全电压等级的电网可持续发展体系。数字化过程是一个逐步深入的过程传统变电站综合自动化站数字化变电站数字化是智能化的手段、智能化是数字化的目的智能变电站定义：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站的概念是随着智能电网概念的提出而一并提出的，智能变电站与智能电网密切相关，是作为智能电网的变电一环出现的，可以讲是智能电网的一个最重要、最关键的“终端”，承担为智能电网提供数据和控制对象的功能。 智能变电站实现了一系列的高级应用功能，因此对站内设备提出了更高的要求，比如一次设备智能化、一体化系统平台等等。同时由于需要大量信息需要交换，因此，智能变电站需要数字化的通信平台。变电站综合自动化的含义：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）经过功能的重新组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、信号处理技术和通信技术、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。输变电设备状态在线监测与诊断技术的重要性和目标：从国内外电网大面积停电事故原因的分析表明：输变电设备自身故障一直是危及电网安全运行的主要原因之一； 输变电设备自身故障在电网故障起因中所占的比例相当大；所以应当重视和加强对输变电设备状态在线监测与诊断技术的研究、开发和应用。 输变电设备运行状态在线监测与诊断技术的最终目标：实现对输变电设备运行状态进行在线评估及剩余寿命在线预测；为状态维修提供理论基础和判据；大幅度提高电网运行的安全性和经济性在线监测的必要性：设备检修费用在整个生产成本中占有相当大的比例，从提高电力企业效率和降低生产成本，追求经济效益和社会效益最大化角度出发定期预防性检修的技术手段不合理，不能满足形势发展的要求，预防性试验电压一般最高10kV，而设备运行电压为110kV、220kV、330kV、500kV或更高，不能有效暴露某些绝缘缺陷，真实反映设备状态；对运行电压下才能暴露的绝缘缺陷，定期预防性试验手段不合理，在线监测在运行电压下对设备状态进行监测，能较准确地反映设备的客观状态，因此，有效的在线监测技术是状态检修的重要技术手段，在线状态检修是提高发、输配电效率和降低设备检修费用的重要措施。智能变电站的优势：1光纤代替电缆，设计安装调简单2模拟量输入回路和开关量输入输出回路被通信网络所取代，二次设备硬件系统大为简化3统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以充分共享4可观测性和可控性增强，产生新型应用：如状态监测、站域保护控制比较传统电磁式互感器与电子式互感器的优缺点比较项目传统电磁式互感器电子式互感器绝缘复杂、造价高简单、造价低测量有磁饱和、频带窄精度与二次回路负载有关无磁饱和、频带宽二次回路负载不受限制信号输出 模拟量数字量、可共享运行安全CT不能开路，VT不能短路，VT易产生铁磁谐振无此类问题变电站综合自动化系统与传统变电站相比，其优越性有哪些？答：1）提高供电质量，提高电压合格率2）提高变电站的安全、可靠运行水平。3）提高电力系统的运行、管理水平。4）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。5）减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效。6）减少人为误操作的可能。变电站实现无人值班的目的和意义：(1) 国民经济发展形势的需要 不仅发达地区、人口密集经济发展的地区需要发展无人值班变电站；人口密度少、经济不甚发达的边远地区，发展无人值班也很重要。(2)提高运行的可靠性，减少误操作率。(3) 提高经济效益和劳动生产率。(4) 降低变电站建设成本 。继电保护的基本任务：（1）有选择性地将故障元件从电力系统中快速、自动地切除，使其损坏程度减至最轻，并保证最大限度地迅速恢复系统中无故障部分的正常运行。（2）反应电气设备的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出报警信号，减负荷或延时跳闸信号。（3）根据实际情况，尽快自动恢复停电部分的供电。对低频减载装置的基本要求(1) 能在各种运行方式且功率缺额的情况下，有计划的切除负荷，有效地防止系统频率下降危险点以下。(2)切降的负荷应尽可能少，应防止超调和悬停现象。(3)变电站的馈电线路故障或变压器跳闸造成失压时，低频减载装置应可靠闭锁，不应误动。(4)电力系统发生低频振荡或谐谐波干扰时，不应误动。备用电源自投控制：备用电源自投控制是当电力系统故障或其它原因导致工作电源消失时，将备用电源迅速投入，以恢复对系统的供电，因此备用电源自动投入是保证配电系统连续可靠供电的重要措施。在变电站中，常用的备自投控制有进线备自投、母联备自投和备用变压器自投等。简述无源滤波器和有源电力滤波器抑制谐波的原理：（1）交流无源滤波器 目前所采用的交流滤波装置是利用R、L、C电路对某次谐波频率串联谐振的原理，使其对特定频率的谐波呈零阻抗，从而阻止该次谐波注入电网。交流滤波器对基波呈容性，兼有无功补偿作用。（2) 有源电力滤波器 有源电力滤波器APF（Active Power Filter）安装于谐波源处，它是可动态补偿谐波、无功功率的电力电子装置，它的基本原理是实时地检测APF安装处的谐波和无功功率，然后产生一个与该谐波电流（或电压）和无功功率方向相反的谐波电流（或电压）与无功功率，注入电网，使电网只含有基波分量，达到对谐波和无功功率实时检测和补偿的目的。变电站综合自动化系统的特点：1 功能综合化2 分级分布式、微机化的系统结构3 测量显示数字化4 操作监示屏幕化5 运行管理智能化变电站自动化系统通信网络的要求快速的实时响应能力高的可靠性优良的电磁兼容性能分层式结构变电所综合自动化系统的基本功能（或子系统组成）？ 监控 微机保护 电压无功综合控制 低频减负荷及备用电源自投控制 通信 变电所综合自动化系统的结构形式有哪些？ 集中式 分布集中式 分散与集中式相结合 分散式 变电站综合自动化有哪些优点？简化系统，减少连接电缆，减少占地面积，降低造价提高自动化水平，减少了维修工作量及时掌握电网及变电站的运行情况。 提高变电站的可控性采用无人值班管理模式，提高劳动生产率，减少人为误操作的可能 微机保护的种类？高压输电线的主保护和后备保护馈线的保护主变的主保护和后备保护补偿电容的保护母线保护不完全接地系统的单相接地选线故障录波微机保护的优点有哪些？实现算法灵活。性能稳定，可靠性高。设备自检和自恢复。运行维护工作量小，现场调试和整定传统变电站控制存在哪些问题？安全、稳定性不够。难以保证供电质量。占地面积大。无法满足快速计算、实时控制的要求。维护工作量大。1.为什么变电站综合自动化技术的发展成为必然趋势？答：1）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2）随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求更多信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况3）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4）利用现代化计算机技术、通信技术等，提供先进的技术设备，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5）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的组成和特点。答：概念：变电站综合自动化系统，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，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。组成：变电站综合自动化系统，及利用多台微型计算机呵大规模集成电路组成的自动化系统。特点：功能的综合化；设备操作和监视微机化；结构分布分层化；通信网络光缆化；运行管理职能化。3. 变电站综合自动化系统与传统变电站相比，其优越性有哪些？答：1）提高供电质量，提高电压合格率2）提高变电站的安全、可靠运行水平。3）提高电力系统的运行、管理水平。4）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。5）减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效。6）减少人为误操作的可能。4.说明调度自动化和变电站自动化的关系。答：电网调度自动化由三个子系统构成： 发电厂和变电站的基础自动化系统；信息传输系统；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）。电网调度自动化系统是由多个子系统组成的有机整体，是一项设计范围广，实现难度大的系统工程，其中，变电站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都实现哪些功能？答：（1）数据采集；（2）事件顺序记录SOE；（3）故障记录、故障录波呵测距；（4）操作控制功能；（5）安全监视功能；（6）人机联系功能；（7）打印功能；（8）数据处理与记录功能；（9）谐波分析与监视。6.变电站综合自动化中继电保护系统实现哪些功能？答：微机保护应包括全变电站主要设备和输电线路的全套保护，具体有：高压输电线路的主保护和后备保护；主变压器的主保护和后备保护；无功补偿电容器组的保护；母线保护；输电线路的保护；不完全接地系统的单相接地选线。7.画图说明变电站备用电源自动投入控制的基本原理。答：备用电源自投装置是因为电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，是原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。（1）明备用的控制：正常时1DL合，2DL分，由 1DL供电，当 1L上发生故障， 1DL跳开是，2DL 自动合上（2）暗备用的控制A：正常时 1DL,2DL均合上，3DL 断开，1DL,2DL分别对1#主变、2#主变供电，当 1L上发生故障时，1DL 跳开后，3DL 自动合上，由2L 供电。（3）暗备用的控制B:正常时，1DL,2DL均合上，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、变电站为什么要建立统一时钟，它是如何实现的？答：现代电网继电保护系统、AGC调频、负荷管理和控制、运行报表统计、事件顺序记录等，为实现精确控制，正确分析事件的前因后果，时间的精确性和统一性十分重要。在变电站综合自动化系统中，几个断路器的跳闸顺序、继电保护的动作顺序，更需要精确统一的时间来辨识，为事故分析提供正确的依据。变电站采用GPS校时。9.简述变电站自动化中低频减负荷控制系统的基本原理。答：假定变电站馈电母线上有多余配电线路，根据这些路线所供负荷的重要程度，分为基本级和特殊级两大类，基本级中为一般负荷的馈电线，特殊级为重要负荷，当系统中出现频率降低，而且降低到需要减负荷的程度，按照负荷级别的不同进行切负荷。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？答：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。数据独立处理型，使用各自的TA、TV、A/D，可以使用不同的CPU，也可以使用同一个CPU,但保护单元和测量单元在同一机箱。保护和测量完全独立型，测量装置和保护装置完全分开，分别接入通讯网。优点：完全分离，互不影响。缺点：体积大，造价高。16“五防”是指什么？答：1防止误合误分断路器2防止带负荷切刀闸；3防止带电接地线；4防止带接地线合断路器、隔离开关；5防止误入带电间隔。12.简述光学电流互感器与传统的电磁式互感器相比具有哪些优点？答：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。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具有光学敏感和光纤传输的优点。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。14简述变电站抗电磁干扰措施。答：1屏蔽：一二次设备的屏蔽，端子和机箱的屏蔽；2减少耦合：减少强电回路的感应耦合；3接地：一次系统接地和二次系统接地；4隔离：模拟量的隔离，开关量输入、输出的隔离，二次回路布线时的隔离；5滤波：常用的滤波器有电容滤波器、电感滤波器、R、C。15简述CSC2000变电站综合自动化系统的特点及基本功能。答：特点 1适用于35KV500KV的各级变电站；2间隔单元、合闸操作手动，其余功能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软件。基本功能：1监控系统总站；2继电保护工程师站；3远动主站；4防误闭锁控制。选择题1、一个油浸式变压器应有_A_个智能组件。A、1；B、2；C、3；D、按侧配置。2、智能变电站配置的公用时间同步系统，同步方式优先采用_B_。A、GPS系统；B、北斗系统；C、格罗纳斯系统；D、伽利略系统。3、GOOSE报文可以在_D_层传输。A、站控层；B、间隔层；C、过程层；D、以上三者。4、MMS报文可以在_D_层传输。A、站控层；B、间隔层；C、过程层；D、站控层和间隔层。5、智能变电站全站通信网络采用_A_。A、以太网；B、lonworks网；C、FT3；D、232串口。6、变电站综合自动化系统的结构形式的发展方向是（ B ）A、集中式结构形式 B、分层分布式结构形式C、分布分散是结构形式 D、全分散式结构形式7、对于采样保持有关的下列说法中，正确的是（ A ）A、采样和保持时间越短越好 B采样和保持时间越长越好C、采样时间短，保持时间长为好 D、采样时间长，保持时间短为好8、在变电站综合自动化中APD是（ D ）A、低频减负荷装置 B、故障录波装置C、电压，无功综合控制装置 D、备用电源自动投入装置9、在变电站综合自动化系统所采集的开关量是（ C ）A、电压，电流等电气量 B、时间，温度等非电气量C、各种开关设备的状态信号 D、各种脉冲量10、双母线接线，两段母线按双重化配置（ B ）合并单元。A：1 B：2 C：3 D：4 判断题1、110kV及以下电压等级宜采用保护测控一体化设备；（ ）2、变压器保护由于涉及到多个间隔，可以采用网络方式跳闸；（ ）3、智能组件中的IED设备集成的功能越多越好；（ ）4、智能组件中的所有IED都属于过程层设备，所以不能和站控层通讯；（ ）5、保护装置应依赖于外部对时系统实现其保护功能。（ ）6、每套完整、 独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型的故障。 两套保护之间不应有任何电气联系，当一套保护异常或退出时不应影响另一套保护的运行。（ ）7、智能变电站和常规变电电站相比，可以节省大量电缆。（ ）8、IEC61850标准的推出，很好的解决了原来各厂家产品通信规约不一致，互操作性差的问题。（ ）9、智能变电站必须采用电子式互感器（ ）10、我们经常所说的智能变电站“三层两网”结构中“两网”指的是站控层网络、过程层网络。（ ）11、主变保护装置相关电流通道同步异常，闭锁差动保护其原则为延时闭锁，延时返回。（，瞬时闭锁，延时返回）12、智能变电站的电网运行状态信息主要通过测控装置采集，信息源为一次设备辅助接点，通过电缆直接接入测控装置或智能终端。智能终端以GOOSE报文格式传输。（ ）13、当采用常规互感器时，合并单元应集中组屏安装。（，在就地智能柜）14、除检修压板可采用硬压板外，保护装置应采用软压板。（ ）25、站控层网络可传输MMS及GOOSE报文。（ ）1、电网电压降低的主要原因是无功不足或无功功率分布不合理（ ）2、无功是影响电压质量的一个重要因素，所以应该综合控制。（ ）2、采集系统中D/A转换器的主要作用是将模拟量转换成数字量（ ）4、电力系统频率波动的主要原因是系统谐波的变化（ ）10、谐波对电力系统的影响不大，所以不需要采取抑制措施（ ）填空题2、继电保护设备与本间隔智能终端之间通信应采用 GOOSE 点对点 通信方式；继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息宜采用GOOSE 网络 传输方式；3、电子式互感器内应由_两_路独立的采样系统进行采集，每路采样系统应采用 A/D系统接入MU；4、智能化高压设备的基本技术特征有 测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化 和 信息互动化。10、母线保护直接 采样 、 直接 跳闸 ，当接入元件数较多时，可采用分布式母线保护。4、合并单元是用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行_（时间相关组合）的物理单元。9、智能终端与一次设备采用_（电缆）连接，与保护、测控等二次设备采用_（光纤）连接，实现对一次设备的测量、控制等功能。1、智能化变电站使用的光纤是_模光纤。（答案，多）2、智能化变电站按照层次划分可以分为_、_、_三层。（答案，站控层、间隔层、过程层）3、智能化变电站中“三层两网”的两网是指_、_。（答案，站控层网络、过程层网络）10、电子式互感器按照供能方式分为_、_。（有源、无源）变电站自动化系统计算机控制系统中，高级应用软件的主要任务是保证电网的安全 和经济 运行。负荷频率控制是调节 系统频率 到额定值，并维持互联电力系统间的净交换功率为 计划值 。负荷调节包括无功功率与 电压 调节，有功功率与 频率 调节。变电站系统的特点是： 功能综合化、 系统结构微机化、 测量显示数字化、 操作监视屏幕化、 运行管理智能化。自动化监控系统用于实现电气设备的遥控、遥信、遥测、遥调和遥视等功能1、变电站综合自动化系统的范畴包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术、变电站其他智能技术 2 、 变电站综合自动化系统中模拟量输入中的A/D转换方式主要有逐次逼近型AD转换方式(ADC)、电压/频率变换方式（VFC)。 3、 变电站综合自动化系统中开关量输入输出中的隔离技术主要有光电隔离、继电器隔离4、变电站综合自动化系统中脉冲量的采集主要用于 数和计数的矛盾的主要技术是电能计量 、采用主、副两套计数器协同工作 5、电力变压器微机保护的主保护主要有差动保护 、瓦斯保护 6、变电站的电压和无功控制主要方法有专用硬件调节装置、软件VQC 7、自动重合闸是指当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动控制断路器重新合上的一种装置 8、变电站综合自动化中的“四遥”是指遥测、遥调、遥信、遥控9、突变量电流元件的作用是电流保护动作的启动元件，用以提高保护灵敏度8