简答题1. 什么是变电站综合自动化?
变电站自动化(俗称综自)就是将变电站远动四遥,继电保护、测量仪表等二次系统功能综合于一体,实现对变电站一次设备的监视、控制、操作、故障隔离、故障记录及其他,是保证变电站安全、经济运行的一种新型技术手段。
2. 为什么要搞变电站自动化?
变电站自动化具有结构清晰、扩展灵活、安装调试方便,一体化管理、易于就地安装、便于维护,节省设备占地等优点,因此新建变电站均采用变电站自动化形式。
3. 变电站自动化的发展可分为几个阶段?
可分为三个阶段:
(1)由分离元件构成的自动装置阶段;
(2)以微处理器为核心的智能化自动装置阶段;
(3)变电站综合自动化系统的发展阶段。
4. 现运行的变电站有几种模式?
有三种模式:
(1)传统的变电站;
(2)部分实现微机化管理、具有一定自动化水平的变电站;
(3)全面微机化的综合自动化变电站。
5. 发展变电站综合自动化的必要性是什么?
发展变电站综合自动化的必要性有:
(1)随着电网规模不断扩大,新增大量的发电厂和变电站,使得电网结构日趋复杂,这样要求各级电网调度值班人员掌握、管理、控制的信息也大量增加,电网故障处理和恢复却要求更为迅速和准确。
(2)现代工业技术的发展,特别是电子工业技术的发展,计算机技术的普遍应用,对电网的可靠供电提出了更高要求。
(3)市场经济的发展,使得整个社会对环保要求更高,这样也对电网建设、运行和管理提出许多的要求。因此,发展以现代控制技术、计算机技术、通信技术和电力电子技术综合利用的变电站综合自动化系统是非常必要的。
6. 变电站自动化的基本功能有哪些?
基本功能有:
(1)控制、监视功能;
(2)自动控制功能;
(3)测量表计功能;
(4)继电保护功能;
(5)与继电保护有关的功能;
(6)接口功能;
(7)系统功能。
7. 变电站自动化的基本功能体现在几大子系统中?
变电站自动化的基本功能体现在五个子系统中:
(1)监控子系统功能;
(2)微机保护子系统;
(3)电压、无功综合控制子系统;
(4)其他自动装置功能;
(5)变电站自动化系统的通信。
8. 变电站综合自动化系统的结构模式有几种?
变电站综合自动化系统的结构模式主要有四种:集中式、分布集中式、分散与集中相结合式及全分散式。
9. 集中式变电站综合自动化系统的特点有哪些?
集中式变电站综合自动化系统的特点是:
(1)能实时采集变电站的各种模拟量、开关量,完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录的功能。
(2)完成对变电站主要设备和进、出线的保护任务。
(3)结构紧凑、体积小,可大大减少占地面积。
(4)造价低,尤其对35kV或规模较小的变电站更为有利。
(5)实用性好。
10. 简述集中式结构变电站综合自动化系统的结构。
集中式结构变电站综合自动化系统的结构如图2-1所示。
11. 集中式变电站综合自动化系统的缺点有哪些?
集中式变电站综合自动化系统的缺点有:
(1)每台计算机的功能较集中,若一台计算机出故障,影响面大,因此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性。
(2)软件复杂、修改工作量大,系统调试烦琐。
(3)组态不灵活,对不同主接线和规模不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大。
(4)集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比不直观,不符合运行和维护人员的习惯,调试和维护不方便,程序设计麻烦,只适用于保护算法比较简单的情况。
12. 什么是分布集中式变电站综合自动化系统?
分布集中式变电站综合自动化系统就是以测控单元为基本单元,实现模拟量、开关量的数据采集,断路器、隔离开关以及变压器分头的遥控、遥调改造。各测控单元采用RS-485通信接口,经由通信控制器实现互连。
在通信控制器的管理下,实现当地和远方监控。
13. 分布集中式变电站综合自动化系统的特点?
特点有:
(1)分布式的配置;
(2)继电保护相对独立;
(3)具有与系统控制中心通信功能;
(4)模块化结构,可靠性高;
(5)室内各种环境好,管理维护方便。
14. 分布集中式变电站综合自动化系统是如何组屏的?
分布集中式系统组屏的结构是把整套综合自动化系统按其不同的功能组装成多个屏,例如:主变压器保护屏、线路保护屏、数采屏、出口屏等,集中安装在主控室中,由监控主机集中对各屏进行管理,并通过调制解调器与调度中心联系。
15. 分布集中式变电站综合自动化系统的缺点有哪些?
分布系统集中组屏结构的主要缺点是安装时需要控制电缆相对较多,增加了电缆投资。
16. 分布集中式变电站综合自动化系统与传统模式有哪些区别?
分布集中式变电站综合自动化系统与传统模式相比,最大区别在于将RTU的遥控、信号、测量、电能计量、通信功能分别组屏,而由通信单元通过串口与各功能单元以及微机保护、故障录波、上位机等通信。
其最重要的特点是将控制、保护两大功能作为一个整体来考虑,二次回路设计大为简化,但使用电缆较多。主要用于35~110kV中低压变电站,尤其适合于老变电站改造。
17. 分布集中式变电站综合自动化系统结构图是什么样的?
(1)通过局域网或串行总线与变电站联系结构图一,如图2-2所示。
(2)由数据采集管理机或保护管理机集中与变电站通信结构图二,如图2-3所示。
18. 什么是测控单元?
为适应一次设备分散布置现状,分散式RTU迅速发展起来,它利用数字信号处理技术,直接从输电线路、变压器等设备的电压互感器TV或电流互感器TA上交流采样,通过DSP得出电流、电压的数字波形,经过分析计算,可以得出各相电功率、相电压的基波和谐波的有效值(均方根值),以及有功、无功、电压等量的实时数据,还可进一步计算出功率因数、频率、零序、负序参数等值,并和有关的输入/输出触点一道输入变电站综合自动化系统中。这种可分散分布的RTU模块,通称为测量测控单元或输入/输出单元,即I/O单元。
19. 变电站自动化结构分层定义?
变电站自动化一般结构分为三层:
0层(过程层),包括开关,变压器,仪用互感器等一次设备;
1层(间隔层),包括继电保护、测量控制和其他电子智能设备;
2层(站控层)主要指现场总线以上系统总控单元和当地功能部分(按严格讲,上述间隔层应分为过程层和间隔层,但目前生产的间隔层设备已包含过程层,故统称间隔层)。
20. 间隔层的主要任务是什么?
间隔层设备的主要功能是:
(1)汇总本间隔过程层实时数据信息;
(2)实施对一次设备保护控制功能;
(3)实施本间隔操作闭锁功能;
(4)实施操作同期及其他控制功能;
(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;
(6)承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时,上下网络接口具备双口全双工方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。
21. 站控层的主要任务是什么?
站控层的主要任务是:
(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;
(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;
(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;
(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;
(5)具有(或备有)站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警、甚至图像、声音等多媒体功能;
(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态,在线修改参数的功能;
(7)具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。
22. 什么是分散与集中相结合的结构式变电站综合自动化?
将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内,而高压线路保护和主变压器保护装置等采用集中组屏安装在控制室内的分散式结构,称为分布和集中相结合的结构。
23. 分散与集中相结合式变电站综合自动化系统的特点?
特点有:
(1)10~35kV馈线保护采用分散式结构,就地安装,节约控制电缆,通过现场总线与保护管理机交换信息。
(2)高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构,保护屏安装在控制室或保护室中,同样通过现场总线与保护管理机通信,使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境,对可靠性较为有利。
(3)其他自动装置中,备用电源自投装置和电压、无功综合控制装置采用集中组屏结构,安装于控制室或保护室中。
(4)为了保证电能计量的准确性,电能计量可采用如下两种方法解决:
1)采用脉冲电能表,由电能管理机采集各电表的脉冲量,计算电能量,然后送给监控主机,再转发给控制中心。
2)采用带串行通信接口的智能型电能计量表,通过串行总线,由电能管理机将采集的各电能量送往监控机,再传送给控制中心。
(5)系统通过网络相连。
24. 分散与集中相结合式变电站综合自动化系统的结构图是什么样的?
(1)500、220kV等大型变电站采用各电压等级的间隔单元集中组屏安装在分散的设备小室内。如图2-4所示。
(2)开关室内分散,线路保护集中组屏当地监控如图2-5所示。
25. 分散与集中相结合式变电站综合自动化系统的优点有哪些?
优点有:
(1)简化了变电站二次设备的配置,大大缩小了控制室的面积;
(2)减少了施工和设备安装工程量;
(3)简化了变电站二次设备之间的互连线节省了大量连接电缆;
(4)分散式结构可靠性高,组态灵活,检修方便。