《变电站综合自动化》总结

弟一早1 .变电站综合自动化：自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变 电站领域的综合应用。2 .综合自动化的基本功能：继电保护、操作控制功、测量与监视、事件顺 序记录和故障录波和测距、人机联系、电压无功控制、低频减载控制、备 用电源自投、通信功能。3 .集中式结构：结构特征：采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电 路，集中采集模拟量、开关量和数字量-集中计算和处理分别完成微机监 控、微机保护和一此自动控制等功能。优点：能及时采集变电站（能 完成对主要设备保护任务）自诊断和自恢复功能结构紧凑，体积小造 价低。缺点功能较集中，一台计算机出现故障，影响面大软件复杂，修 改工作量大，系统调试麻烦。组态不灵不直观，调试和维护不方便， 程序设计麻烦只适合于保护算法比较简 单。分层分布式集中组屏：结构特征：把变电站分为三层；采用多个 主、 从CPU协从工作，功能下放，并现场连接；把整套系统组装成多个屏， 集中安装在主控制室内。优点：采用分层分布式结构，可 靠性高，软件 简单，灵活性强，易维护继电保护相对独立具有与系统控制中心通信功 能工作环境良好，管理维护方便。缺点：控制电缆相对较多，安 装、调试麻烦分布面不广，所用信号电缆不太长分散与集中相结合：结构特征：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仍采用集中组 屏的系统结 构。优点：低压，节省电缆，安装周期短、调试方便，工作环境好，便于 巡视，干扰小，可靠性高。缺点：集中组屏，电缆较多。分布分散式：结构特点：按间隔分布式配置，均直接下放到开关场就地， 各间隔设备相对独立，各模块与监控主机之间通过局域网络或现场总线连 接。优点：缩小了主控室的面积节省了大量的连接电缆减少了现场 操作的工程量可靠性高，组态灵活，检修方便节约了占地面积和施工 工期，减少了投资。缺点：成本较高，对抗干扰要求较高工作环境稍 差巡视不方便。第二章1 .微机系统结构典型硬件：模拟量输入输出回路、微型机系统、开关量输 人/输出回路、人机对话回路、通信回路、电源。2 .模拟量输入通道组成及作用：电压形成回路、模拟低通滤波（ALF）、 采样保持（S/H）、多路转换（MPX以）及模数转换（A/D ）等功能块。3,模拟量输出通道组成：接口电路、锁存器、D/A转换器、放大驱动电路 组。作用：是把计算机输出的数字量转换成模拟量，并提好驱动能力。由 数/模（D/A）转换器完成。4 .采样方式分类及特点：直流（成本低，速度慢，只适变化缓慢的量采样） 和交流采样（速度快，成本高）。采样方式：单一通道（异 步采样和同 步采样）多通道间（同样、顺序和分组同时采样）5 .采集保持器工作原理：在采样时刻上所得到的模拟量的瞬时幅度完整地记 录下来，并按需要准确地保持一段时间。作用：极短时间内测量的瞬时 值，在模数转换器转换为数字量的过程内保持不变，以保证转换精度。6 .根据采样定理，如果被采样信号中所含最高频率成分为fmax，则采样 频率fs必须大于2倍fmax，否则将造成频率混叠7 .多路转换开关作用：使多个模拟信号共用一个采样保持器和A/D转换器 进行采样和转换，降低成本。类型：机械式、电子式（速度高、体积小、 寿命长；缺点：导通电阻较大不独立）。8 .多路转换开关包括：选择接通路数的二进制译码电路和由它控制 的各路 电子开关，被集成在一个集成电路芯片中。9 . D/A转换器性能指标：分辨率（通常用数字量的位数来表示，一个n 位的转换器，能够分辨满刻度的2-n输人信号。）转换精度（指满量程时 D/A转换器的实际模拟输出值和理论值的接近程度）。10 . A/D转换器分类：计数器式、双积分式、逐次逼近式、并行A/D转换 器。作用：把输入模拟电压或电流变成与它成正比的数字量。缺点：接口电 路复杂，成本高。11 .分辨率:微小变化响应的能力，通常用数字输出最低位（LSB）所对应 的模拟输入的电平值表示。12 . VFC采集系统工作原理：作用是把输入的模拟信号u转换成重复频率 正比于输入电压瞬时值的一串等幅脉冲，由计数器记录在一个采样间隔内的 脉冲个数，并根据比例关系算出输入电压ui对应的数字量，从而完成了模数 变换。优点：工作稳定，线性好，电路简单抗干扰能力强与CPU 的接口简单可以方便地实现多CPU共享一套VFC变换。第四章1 . I/O接口的作用：实现和不同外设的速度匹配信号变换电平转 换。2 .输入/输出信息的组成：数据信息、状态信息、控制信息。3 . CPU与外设交换数据四种控制方式：同步传送（程序简单、硬件接口简 单）、异步传送（容易实现编制）、中断传送（响应最快）、DMA传送（高 速采集；成本高）。4 .开关量隔离方法：光电、继电器、继电器和光电耦合器双重。采 集方 式：定时查询、中断。动作检测：采用抗干扰措施，另外还可 采用表决方 式。第五章1 .衡量算法的指标：速度、精度、滤波性能。2 .微机保护和监控不同要求：所需计算量值不同计算准确度不同3 .模拟滤波频率响应分为：低通、高通、带通和带阻滤波器。4 .递归型输特点：闭环，无限冲击响应，响应慢，运算量小。非递归型： 有限冲击响应，响应快，易于在滤波效果和响应之前作出权衡，运算量大。5 .常用数字滤波器：差分、加法、加减、积分。6 .研究算法的实质：如何在速度与精度之间进行权衡。第六章1 .微机保护子系统完成的主要功能：进线和馈电线路的主保护和后备保 护及自动重合闸主变压器的主保护和后备保护无功补偿电容器组的保护 母线保护小电流单相接地选线。2 .微机保护设施：主、后备、辅助保护。硬件：人机接口、保护。保护软 件三种状态：运行、调试、不对应、3 .低电压闭锁元件作用：为了提高灵敏度、可靠性、不出现误动作。4 .距离保护启动元件要求：正常下不启动，故障时具有较高的灵敏性。微机 保护采用电流突变量启元件。5 .系统振荡与短路故障区别：利用了系统振荡保护装置的感受阻抗是不断变 化的，而短路时的感受阻抗将有一个突变，此后不再变化这样一个特性。6 .比率制动式差动保护原理：保护的动作电流随外部短路电流按比率增 大，既保证变压器区外故障时差动保护有可靠的制动作用，又能保证内部短 路有较高的灵敏度。这里的 比率就是 指差动电流与制动电流之比。（还配 有差动速断保护）7 .复合电压闭锁过电流保护：利用低电压和负序过电压反映系统故障防止保 护误动，其灵敏度比低压启动的过电流保护高。8 .电容器组保护：过电流保护元件、过电压元件及低电压保护、不平 衡电 压保护、电流。第七章1 .事件顺序记录SOE ：路器合跳闸记录、保护动作顺序记录。2 .变电站监控系统：息收集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子 系统和人机联系子系统。3 .几大谐波源：变压器、电气化铁路机车、炼钢电弧炉、整流设备、第八章1 .造成电压下降原因：系统无功不足或无功功率分布不合理。2 .电力系统调压措施：利用发电机、采用改变变压器分接头、改变电力网 无功功率分布、改变输电线路参数。3 .电压无功综合控制的原理作用：调节变压器分接头可以提高或降低低压 侧母线上的电压，但对无功分布和网损基本没影响投切补偿 电容器：可 以提高母线电压、改变无功分配，改善功率因数和降低网损对简单辐射 形网路，提高功率因数是降低网损有效途径。4 .变压器分接头调整条件和要求：多台主变压器并联运行，必须保证同 步调档，且各主变压器必须处于统一档时，才可参与调档，调档时必须同 时升降。确保有载调压分级进行，每次只能调一档，调档应有一定延时人工闭锁或主变压器动作后，调档命令发出后发现拒 动或滑档，变压器过 负荷等条件下应闭锁调档。5 .电压、无功综合控制方式：集中、分散、关联分散。第九章1 .微机低频减负荷：采用专用低频减负荷装置实现、分散装设在每回馈电 线路的保护装置。2 . DSP采集系统主板功能：完成64路模拟量、128路开关量信息采集 工 作。3 .小电流接地系统：10-35kV电网中，普遍采用中性点不接地或经消弧 线圈接地方式；10kV电网大于20A和3-6kV电网大于30A时，则电源 中性点应采用经消弧线圈接地方式。小电流接地系统发生单相 接地故障时， 一般允许继续运行1 -2h，但必须尽快地寻找接地点，以防事故扩大。第十章1 .数据通信：双工、半双工、单双工。2 .调制方法：调幅、调频、调相。3 .同步:指收发两端的时钟频率相同、相位一致地运转。异步:在传送一个 字符的时间内收发两端维持同步，而在其他时间则可以异步.4 .'四遥，及功能：遥测（主要为模拟量）、遥信（开关量中的信号信 息）、遥控（主要为开关量输出）、遥调（消弧线圈抽头位置调节）。5 .数据远传信息通道：有线形式.（电力线载波通信、音频电缆、光纤 ） 、5c 戋电* °6 .通信规约：以约束双方进行正确、协调的工作。7 .循环式远动规约CDT缺点：完全不了解调度端的接收情况和要求，只 适用于点对点通道结构。优点：周期性地不断；实时性和可靠性；5种类别，按帧传送；变位优先传送遥信；区分循环量、随机量和插入量采用 不同形式传送信息；永无休闲；不同的优先级和循环时间。8 . RS-232D优点：传送数据的电路简单。缺点：数据传输速率局限于 20kbps ；理论传输距离局限于15m ；易受噪声干扰；各信号成分间产生干扰。9.以太网：采用总线型拓扑结构的局域网。优点：信道带宽较宽；安全性和可 靠性高；高度的扩充灵活性和互联性；传输速率高；软、硬件支持性好；实时性 强。配电1 .配电网结构：企业、城市、农村。配电网中各主要电气元件的电气 连接方式。 包括放射式、多回线式、环式、网络式等2 .配电网一次设备：分段器：是一种智能化的负荷开关，能够和断路器或 重合器配合使用重合分段器：带有自动重合功能和智能判据的负荷开关。作 用：分合负荷电流，关合短路电流重合器：带有自动重合功能和智能判据的 负荷开关。作用：具有控制和保护功能的开关。区别：分段器不能开断短路电 流，但能在线路短路时耐受短路电流的动热效应；重合动作后若在闭锁时限内开 关跳开则重合分段器将闭锁在分闸状态，不再重合。3 .断路器与负荷开关和断路器配合使用的区别：负荷开关可以开断正常工作电流 和短路电流，高压断路器一般可以开断正常电流达到10,000次左右，而且开断短 路电流也有几十次（一般2050次）.但 是高压断路器价格比较贵。现在的负 荷开关是可以电动操作的，即可以带跳闸，合闸线圈。断路器一般用于需要经 常断开的地方，负荷开关一般用于不需要经常开断的地方。4 .馈线自动化：使馈线在运行中发生故障时，能自动进行故障定位，实施故障隔 离和对故障段线路及早恢复供电，以提高供电可靠性。实现方式：当地控制和 远方控制方式。主要功能：运行状态监测、可控设备控制、故障区域隔离、无 功补偿。5 . GIS含义：配电网地理信息系统6 .远动终端（RTU）:用于配电网馈线回路的各种馈线远方终端、配电变压器远 方终端以及中压监控单元等设备的统称.。包括：FTU、DTU、TTU。7 .馈线终端设备（FTU）：安装：馈线开关旁。作用：监控馈线开关。开闭所 终端设备（DTU）：安装：开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变 电站、箱式变电站等。作用：完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功 功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算。配变终端设备（TTU）：安装在变压器开关柜。作用：监测并记录配电变压器 运行工况。Y B额定容量（kVA）低压侧额定电压（kV）高压侧额定电压（kV）设计序号结构型式变电站预装式是将放射形接线改造成双电源供电，中间以联络开关将两段线路连接起来。在正常运行时联络开关打开，以 减少短路电流和可能出现的环流等，当线路失去一端电源时，可以合上联络开关，从另一端电源对失去电源 线路上的柱上变压器和高压用户供电。一种是单电源双回路T接，另一种是双电源双回路T接。是对树状和放射形接线的改进，为了- 220kV系统，直接接地；- 110kV系统，直接接地；- 35kV系统，经消弧线圈接地；- 10kV系统，不接地或经消弧线圈接地、经电阻或电抗接地；. 380/220V系统直接接地1 .作用分段器是一种智能化的负荷开关，具有灭弧功能，可用以切断负荷电流，不能开断短路电流。它 能和断路器或重合器配合使用。在线路发生永久性故障时，它能记忆断路器或重合器的分合次数，当达到 预先整定的动作次数后，分段器能在无故障电流情况下自动分闸（滞后0.1-0.25s ）并闭锁，保持分闸状 态，起到隔离线路故障区段的作用。如为瞬时故障，因断路器或重合器未达到整定的分合次数，分段器能保持合闸状态不变，以保证断路器或 重合器重合成功后线路恢复正常供电，并将计数清除。