简答题1. 变电站二次自动化设备受雷击损坏的原因是什么?
受雷击损坏的原因主要有以下四方面原因。
(1)电源线引入:雷电电磁脉冲引起瞬态过电压,如果不经处理,直接进入电源系统,将引起二次设备电源损坏。
(2)通信线引入:雷电引起的感应过电压使通信线与设备之间有一定的电位差直接作用于串行通信口,会损坏微型计算机和通信设备的串行口,严重时会损坏微型计算机。
(3)二次电缆引入雷电:直接与一次设备相连的二次连接电缆,由于雷电电磁脉冲引起的感应过电压直接作用于前端的中心处理计算机,轻则把功能板元件烧毁,重则烧毁整台计算机。
(4)接地不规范:当有雷电电磁脉冲引起接地点之间电位差,产生的电磁场干扰会影响前端的中心处理计算机的运行,损坏前端的中心处理计算机的模板。
同时,接地电阻不合格,雷电引起的地电位升高,亦会通过设备的接地线引入前端的中心处理计算机中,同时会损坏前端的中心处理计算机的插件。
2. 综合自动化变电站如何进行直击雷的防护?
对于直击雷主要是采用避雷针、避雷器、避雷线和避雷网作为接闪器,然后通过良好的接地装置迅速而安全的把雷电流引入大地。
选择以避雷针做接闪器时要选择限流接闪器,其在接闪的过程中可初步对雷电流的峰值和陡度进行抑制达到限制流入大地的雷电流幅值的作用,尽量减少雷电反击和感应电磁脉冲的量级。
3. 综合自动化变电站应从哪些方面做好感应雷的防护?
对于感应雷需要从整体和系统建立起三维的防护体系,包括以下几个方面:
(1)电源的防护;
(2)通信系统的防护;
(3)信号采集及控制线路的防护;
(4)计量及保护系统的防护;
(5)温度检测系统的防护。
4. 如何做好综合自动化变电站电源方面的防护?
因综合自动化装置的电源均取自变电站内10kV/380V所内变压器,而变电站内60%的累积事故均为电源系统防雷措施不完善造成的,故对综合自动化装置的防雷,电源系统防护应放于首位。
参照GB 50057-1994《建筑物防雷设计规范》2000年版、IEC 1312-1及GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》对雷电引起电磁场脉冲的防护,对建筑物内电子信息系统设备的雷电电磁脉冲的防护等级的要求,将变电站综合自动化系统的低压配电系统中采用3~4级电涌保护器进行保护。
(1)1级电源保护:在10kV/380V所内变压器低压侧安装大容量三相电源电涌保护器即KJRX80-B/4M或KJRX60-B/4M两种类型电涌保护器一套,其技术指标为KJRX80-B/4M型电涌保护器:电压380V、保护水平2500V、通流容量80kA、8/20ms冲击波形、响应时间≤25ns;KJRX60-B/4M型电涌保护器:电压380V、保护水平2200V、通流容量60kA、8/20ms冲击波形、响应时间≤25ns。
(2)2级电源保护:分配电柜线路输出端的电源安装三相电源型电涌保护器即KJRX60-B/4M或KJRX40-B/4M两种类型电涌保护器一套。
(3)3级电源保护:电子信息设备交流电源进线端安装三相电源型电涌保护器即KJRX40-B/4M或KJRX20-B/4M两种类型电涌保护器一套。
(4)4级电源保护:由于自动监控系统的控制电源及采集机构的需要,必须将交流电转换成直流电,因此直流电源的安全稳定是控制及采集机构安全稳定的基础,为防止雷电电磁脉冲对直流电源造成损害,我们在整流电源侧以及各控制装置及采集机构前加安KJRA系列电源型电涌保护器,进而从根本上解决雷击对直流系统的损害。
通过逐级的防护,可以将雷电流最大限度的控制在自动化装置允许的耐受范围之内,以确保设备稳定运行。
5. 如何做好综合自动化变电站通信系统的防护?
变电站二次自动化设备中包括很多网络设备如网卡、调制解调器等。这些设备通过网线和电话线同局域网和广域网相连。所以应该在其通信线路两端加装信号电涌保护器,包括保护电话线的音频电涌保护器和保护网络连接设备的RJ45型电涌保护器,以及在通信设备电源处加设电涌保护器。并针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器,这样能够针对变电站中的网络传输系统就有了一个比较全面的保护。
6. 如何做好综合自动化信号采集及控制线路的防护?
在监控系统中,不可避免的要有采样信号和控制信号的传递,在变电站二次自动化设备中也是如此,在现有的使用二次自动化设备的变电站中绝大多数是使用串口进行信号传输的,同时通过并口连接打印设备。这就需要我们就计算机的串口和并口两种信号传递端口进行保护,在两种端口前端加设DB9和DB25两种电涌保护器。在信号采集和控制的执行机构前增加控制信号电涌保护器,并且针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器,这样能够比较完善的保护信号采集及控制线路。
7. 如何做好综合自动化计量及保护系统的防护?
在二次自动化设备中,信号显示、功率计算、异常监测和线路保护的判断依据都是由变电站的电流互感器和电压互感器采样进入的,雷电电磁脉冲很容易从这两种设备侵入二次自动化监控系统造成对电子设备的损坏,甚至造成系统的瘫痪,所以对电流互感器和电压互感器后端的电子设备的保护是至关重要的。
为了提高防护质量,应该同电源防护一样进行分级防护:
(1)一级防护——在电流互感器或电压互感器的低压侧安装电流、电压互感器型电涌保护器;
(2)二级防护——在电流互感器或电压互感器线路进入控制配电柜处安装电流、电压互感器型电涌保护器。
经过双层保护,使从互感器窜入的雷电流基本能够控制在线路能够承受的额度之内,从而保证了整个系统的正常运行。
8. 如何做好综合自动化温度检测系统的防护?
对于变电站来说,变压器是整个系统的核心,所有的监视设备和保护设备都是为了使之正常、稳定的运行而设立的,检测变压器异常的最直接方法就是检测变压器的温度,因此,很多的变电站二次综合自动化系统都加入了变压器温度检测的部分。其原理是利用温度传感器和温度控制器组成温度检测回路,并将温度传感器置于变压器上,当变压器温度过高时,由温度控制器、降温风扇和警铃组成的报警降温回路接通,对变压器进行降温,同时报警。
当发生雷击时,会在温度检测和报警回路中产生极高的感应电压,烧毁回路中设备。为了保护温度检测和报警回路,应该在温度传感器和温度控制器处安装电涌保护器,对温度传感器和温度控制器进行保护,保证变压器的正常运行。
9. 什么是综合自动化系统装置屏的人机界面?
装置屏的人机界面,如微机保护的界面,与PC几乎相同甚至更简单,它包括小型液晶显示屏、键盘和打印机。它把操作内容与菜单结合在一起,使微机保护的调试和校验比常规保护更加简单明确。
液晶显示器在正常运行时可显示时间、实时负荷电流、电压及电压超前电流的相角、保护整定值等,在保护动作时,液晶屏幕将自动显示最新一次的跳闸报告。
10. 综合自动化系统的人机界面分为哪几部分?
综合自动化系统的人机界面分为两部分:一部分为装置屏的人机界面,另一部分为后台机的人机界面。
11. 综合自动化系统中如何进行人机界面的操作?
键盘与液晶屏幕配合可进行选择命令菜单和修改定值。微机保护的键盘多数已被简化为七至九个键:+、-、→、←、↓、↑、RST(复位)、SET(确认)、Q(退出)。各个键的功能大致如下:
(1)←、→、↑、↓键。该四个键分别用于左、右、上、下移动光标、移动显示信息。如故障报告或保护动作事件内容较多时,可以用↑、↓键翻阅。在修改定值时,用←、→键将光标移在所要修改的数字上。
(2)+和-键。在修改定值时,用+、-键对数字进行增减。在有的保护中没有+和-键而用↑、↓键代替,从而节省了两个键。
(3)SET(确认)键。用于修改定值时,确认所修改的数字正确并退回上一级菜单或在翻阅菜单时确认某一命令。
(4)RST(复位)键。用于整组保护复位。在运行中整定拨轮切换定值时,选择了所需定值整定页号后,再按RST键,使程序运行在新定值区。除上述两种功能外,平时一般不用该键。
12. 微机保护的定值有哪几种类型?
微机保护的定值都有两种类型:
一类是数值型定值,即模拟量,如电流、电压、时间、角度、比率系数、调整系数等。
另一类是保护功能的投入退出控制字,称为开关型定值。
13. 微机保护中保护菜单如何使用?
利用菜单可以进行查询定值、开关量的动作情况、保护各CPU的交流采样值、相角、相序、时钟、CRC循环冗余码自检。
修改定值时,首先使人机接口插件进入修改状态,即将修改允许开关打在修改位置,并进入根状态——调试状态,再将CPU插件的运行——调试小开关打至调试位,然后在菜单中选择要修改的CPU进入子菜单,显示CPU的整定值。
定值的复制,在多定值区修改时可节省修改定值时间。先从原始定值区进入调试状态,再将定值小拨轮打到所需定值区并进行定值修改、固化。这样原本要修改的全部内容,现在只需进行某些内容的修改即可。
14. 目前综合自动化系统中后台机的人机界面有哪几种模式?
就目前来说,变电站综合自动化系统的后台监控系统都是基于个人计算机利用Windows操作平台的后台监控系统,利用国际标准,多窗口、多任务系统,运行于汉化的MS Windows操作系统环境。与所有的以Windows为基础的软件一样,综合自动化系统的监控系统使用菜单、对话框和图标,操作简便易学。
15. PWS-9200型综合自动化系统后台软件的软件界面如何操作?
PWS-9200型综合自动化系统后台软件是基于Windows98的组态软件。该软件包括四部分:
第一部分主要完成数据采集、网络通信及各种数据处理;
第二部分主要完成工程参数设置、通信数据监视;
第三部分主要完成图形、报表编辑,它是设计图形报表必不可少的工具;
第四部分为人机界面部分,它完成数据信号的监视和各种操作及各种报表图形的打印。
这四部分构成了强大的电力系统组态平台,工程设计人员可以很方便地设计自己的数据库,设计自己的画面和报表。
PWS-9200型后台机人机界面软件名为MM.exe,用于完成人机对话,如遥测、遥信监视、遥控操作、报表打印、各种事件记录的浏览与打印等。在计算机进入Windows 98之后,先运行主程序Net.exe后,再运行MM.exe,便进入界面中,界面中菜单项提供系统的所有操作功能,工具条提供菜单的简捷操作,状态条显示系统的当前状态,显示区显示画面。
16. 综合自动化后台系统的界面如何操作?
后台系统的界面操作如下:
(1)综合自动化后台系统中菜单共分九项,分别是“文件”、“版面”、“综合图”、“接线图”、“棒形图”、“曲线图”、“其他”、“操作”、“窗口”。
“文件”菜单主要能完成调图(直接按文件名显示在图形编辑软件中绘制的图形或报表)、关闭、打印等功能。
“版面”菜单用于设置界面上的工具条、状态条、是否显现以及图形背景、图形缩放、回到上级等功能。
“综合图”菜单用于显示综合图(如地理图、报表等)。
“接线图”菜单用于显示系统接线图。
“棒形图”菜单用于显示棒形图。
“曲线图”菜单用于显示显示曲线图,如昨日曲线、今日曲线、计划曲线等。
“其他”菜单用于显示趋势图、日负荷曲线、月负荷曲线,设置各种修改口令等。
“操作”可以完成恢复系统正常状态、修改调度员口令、遥控遥调、通信对位、遥测、检查电度量、遥信、线路检修设置、选择定时打印报表等多项操作功能。
“窗口”菜单用于设置多个窗口之间的层叠、纵向平铺、排列图标等项目。
(2)综合自动化后台系统中工具条能方便用户的操作,工具条上有用户最常用的操作,这些操作所对应的功能在系统菜单中均有相应菜单项与之对应,但用工具条操作会比菜单中选择菜单项操作方便快捷。工具条包括读图、关闭窗口、图形缩放、移图、趋势图、历史曲线、多视图、允许修改、事项浏览、报表打印、屏幕复制、系统信息等内容。
17. 如何确保变电站综合自动化系统的稳定可靠运行?
变电站综合自动化系统是确保电网安全、优质、经济的发供电,提高电网运行管理和电能质量水平的重要手段,为使自动化系统稳定、可靠的运行,必须认真做好系统的运行、使用和管理工作。
18. 如何进行PWS型综合自动化系统的操作?
PWS型综合自动化系统的操作方法及内容如下:
(1)开机过程。打开总电源,使计算机主机开关位于ON位置,计算机显示器的开关位于ON位置,此时计算机自动进入Windows操作系统界面。
(2)进入监控系统。用鼠标单击屏幕左下角的开始键,此时屏幕左下角出现系统目录,用鼠标单击系统目录中的程序,则程序右边出现子目录,其中有SCADA(或综合自动化监控系统)的目录,用鼠标单击该项,则出现文件“net、mm、draw、aaaa”;此时用鼠标左键单击“net”,则屏幕出现“公司名称”的界面。等待1~2s后,界面出现“OK”字样,此时用鼠标单击“OK”,则界面出现“NO Client Name Added!”的字样,此时用鼠标单击“确定”,则提示界面消失,然后找到综合自动化监控中的文件“mm”,用鼠标单击该项,即可进入综合自动化监控系统。此时用鼠标单击监控系统界面Fl键,监控系统自动进入变电站一次系统主接线图,该主接线图主要反映变电站一次系统中各遥信状态及遥测信息。若打开主接线图时断路器状态不停闪烁,属于正常状态,只需击鼠标右键中的遥信对位即可,其他各个功能键F2-F12可根据具体情况灵活设定。
(3)退出系统及关闭计算机过程:用鼠标单击界面图中右上角的“×”即可关闭mm,然后用鼠标单击屏幕下方的主控程序,选择“×”,然后输入口令将其关闭。最后用鼠标单击屏幕左下角的“开始”,选择“关闭系统”,确定即可。
19. 变电站综合自动化系统中如何正确分析判断异常问题?
变电站综合自动化系统是一项涉及多种专业技术的复杂的系统工程,而且是高技术设备的组合,加之电力系统的连续性和安全性的要求,一旦自动化系统发生问题,必须及时迅速排除,使之尽快恢复正常运行,因此,在处理异常问题时要做到:
(1)思路清晰,什么信息反映什么问题,一定要很熟悉,并明白按常规方法进行检查的步骤;
(2)找到关键点,故障范围;
(3)针对以上判定的故障范围进一步查找故障点。
20. 在实际工作中,常用的故障分析和检查的方法有哪些?
常用的故障分析和检查的方法有:
(1)系统分析法;
(2)排除法;
(3)电源检查法;
(4)信号追踪法;
(5)换件法。
21. 什么是系统分析法?
系统作为相互作用要素的组合体,它具有集合性、相关性、综合性、目的性、适应性和优化功能等特征。系统的构成要素和要素的功能,要素间的相互作用要服从系统总的目标和要求,服从系统的综合性功能。为此,我们首先应对自动化系统有一个清晰的了解,系统由哪些子系统组成,每个子系统作用原理如何,每个子系统均由哪些主要设备所组成,每台设备的功能如何等等。利用系统工程的相关性和综合性原理,分析判断自动化系统故障的方法即为系统分析法。
系统分析法实际上是一种逻辑推断法。如知道了系统中某设备的功用,就会知道如果该设备失效将会给系统带来什么后果,那么反过来,就可以判断系统发生什么样的故障就可能是哪台(哪些)设备的原因。
22. 什么是排除法?
简单地说,排除法就是“非此即彼”的判断方法。因为自动化系统较为复杂,而且它还与变电站的一、二次设备有关联,因而应先用排除法判断究竟是自动化设备还是相关联的其他设备故障。如下例:
对断路器进行遥控操作时位置信号不变。如操作员在对某台断路器进行遥控操作时,屏幕显示遥控返校正确但始终未能反映该断路器变位。对于这种情况,可先利用系统分析法,先检查该断路器在当地操作合分闸时其位置触点是否正确,如果断路器无论在合闸或分闸时,其位置触点状态始终不变,则证明问题出在位置触点上,而自动化系统无问题,可以排除。如位置触点状态正确且相关电缆完好,则可以认为问题出在遥信方面,其他可以排除。这种方式是对于自动化系统中自动化设备与相关设备内部的排除判断法。
排除法也不能绝对化,因为事情也可能存在“此”和“彼”同时发生。这就需要多积累经验。
23. 什么是电源检查法?
运用一段时间以后的自动化系统已进入稳定期,设备本身发生故障的情况会比较少,但往往又产生了设备故障。遇这种情况首先应检查电源电压是否正常。如有熔断器熔断、线路板接触不良等都会造成工作电源不正常,因而导致设备故障。
这种方法适应于通过分析法、排除法已确定故障出在哪台设备后进行。
24. 什么是信号追踪法?
自动化系统是靠数据通信来完成其功能的,而数据通信是看不见、摸不着的,但可以借助示波器、毫伏表等设备检测出来。通过示波器、毫伏表追踪信号是否正常,也是判断故障点的一种有效方法。
25. 什么是换件法?
自动化系统应该是连续工作的,如发生故障应尽快恢复。为做到这点,应配备适当数量的备品备件,以应急用。如通过上述方法已找到故障设备,而这些设备一般都很复杂,一时无法修复,如有备品备件则直接换用,先恢复系统的正常运行,然后再设法恢复故障设备。