配电系统自动化考试要点答案及试题

配电系统自动化考试要点答案及试题

第一章 概述 1.名词解释

1）配电系统：配电区域内的配电线及配电设施的总称。它由变电站、配电站、配电变压器及二次变电站以下各级线路、发电厂直配线路和进户线及用电设备组成。

2）配电系统自动化：（DSA）“是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据等配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。”

3）SCADA:(SCADA系统)即数据采集与监视控制系统。是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。

4）SA(变电站自动化)：包括配电所、开关站自动化。它是利用现代计算机技术、通信技术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。

5）FA（馈线自动化）:包括故障自动隔离和恢复供电系统，馈线数据检测和电压、无功控制系统。主要是在正常情况下，远方实时监测馈线分段开关与联络开关的状态及馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方分合闸操作；在线路故障时，能自动的记录故障信息、自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对未故障区段的供电。

6）DMS（配电管理系统）:就是利用当前先进的计算机监控、网络通信、数据处理技术对配电的运行工况进行监视、控制，并对其设备、图纸和日常工作实现离线、在线管理，提高配电运行的可靠性和故障自动分段、故障快速处理。包括配电网SCADA、配电网的负荷管理功能(LM)和一些配电网分析软件（DPAS），如网络拓扑、潮流、短路电流计算、电压/无功控制、负荷预报、投诉电话处理、变压器设备管理等。

7）LM（配电网的负荷管理功能）：负荷管理提供控制用户负荷，以及帮助控制中心操作员制定负荷控制策略和计划的能力。其中削峰和降压减载为其主要的两个功能。

8）DPAS（配电网分析软件）:配电系统的高级应用软件为配电网的运行提供了有力的分析工具，主要包括：潮流计算、负荷预测、状态估计、拓扑分析、电流/阻抗计算及无功电压优化等。 9）AM/FM/GIS（配电图资系统）:

是自动绘图AM（Automatic Mapping）、设备管理FM（Facilities Management）和地理信息系统GIS（Geographic Information System）的总称，也是配电系统自动化的基础。 10）DSM（需方用电管理）:实际上是电力的供需双方共同对用电市场进行管理，以达到提高供电可靠性，减少能源消耗和供需双方的费用支出的目的。其内容包括负荷监控、管理和远方抄表、计费自动化两方面。

11）FTU:馈线自动化测控终端, 是一种集测量、保护、监控为一体的综合型自动监控装置

12）TTU(distribution Transformer supervisory Terminal Unit，配电变压器监测终端):对配电变压器的信息采集和控制，它实时监测配电变压器的运行工况，并能将采集的信息传送到主站或其他的智能装置，提供配电系统运行控制及管理所需的数据。

13）RTU：Remote Terminal Unit 微机远方终端/变电站远方终端。 2.问答题

(3)我国配电网有哪些主要特点？ 1>城市配电网的主要特点

1》深入城市中心地区和居民密集点，负载相对集中，发展速度快，因此在规划时应留有发展余地。 2》用户对供电质量要求高。

3》配电网的设计标准较高，在安全与经济合理平衡下，要求供电有较高的可靠性。

4》配电网的接线较复杂，要保证调度上的灵活性、运行上的供电连续性和经济性。

5》随着配电网自动化的水平提高，对供电管理水平的要求越来越高。 6》对配电设施要求较高。因为城市配电网的线路和变电站要考虑占地面积小、容量大、安全可靠、维护量小及城市景观等诸多因素。 2>农村配电网的主要特点

1》供电线路长，分布面积广，负载小而分散；用电季节性强，设备利用率低。

2》发展速度快，存在建设无规划，布局不合理，施工无设计，设备质量差等先天不足。

3》农电队伍不稳定，专业水平不理想。

4》农电用户多数是乡镇企业、农业排灌和农民生活用电，用户安全用电知识较贫乏，严重影响安全供用电。

此外，我国配电网中性点不接地或经消弧线圈接地。目前还有采用中性点经电阻接地方案。

(5)配电网自动化应实现哪些基本功能？

1》配电网运行和管理功能2》运行计划模拟和优化功能3》运行分析和维护管理功能4》用户负荷监控和故障报修功能 3.论述题

为什么要建设配电网自动化系统？（1000字左右）

答：（1）配电网是电力产品发电、输电、配电环节中面向广大用户的最后一环，位于电力系统和电力消费的交互位置。在电力系统的发-输-配电环节中，配电系统处于相当重要的位置。

（2）随着国民经济高速增长，我国电力工业也随之高速发展，但与发、输电相比，配电网建设相对滞后，城乡电网建设差

距太大。因此启动了城乡配电网改造工程，同时，必须考虑配电网自动化建设，才能适应现代化城市发展的要求。 （3）随着电网不断发展，电网监视所需信息量迅速增加，电网调度自动化系统的应用与推广由此而生。同样，随着我国国民经济持续多年的高速发展，城乡用电负荷成倍增长，配电网络规模急剧膨胀。配电网的建设和管理需要现代化手段，才能最大限度的利用好建设资金，高效建设好城市配电网。更重要的是配电网的运行管理，也需要自动化才能解决问题。

（4）随着人民生活水平和生活质量的提高，对于使用电力的广大用户已不满足仅仅有电用，还要求供电部门能够提供高质量的电能和优质的服务。要完成好这种服务需要自动化这一手段。 综上所述，配电网自动化是国民经济发展的需要，是电网发展、管理、运行和维护现代化的必然选择，是为广大用户提供优质服务的重要手段。

第二章 配电自动化的通信系统

2.什么叫以太网？画出其结构图并简要说明

答：以太网是一种局部通信网，通常在线路半径1-10km中等规模的范围内使用，为单一组织或单位的非公用网，网中的传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤等。 结构如图所示，可知，凡是用同轴电缆互联的各站都能收到主机HOST发出的报文分组，但只有要求接受的那一终端才能接收。这样就不需要路径选择，且控制也是完全分散的，也就是说以太网没有交换逻辑装置，因此没有中央计算机控制网络。这种分布线网络可接收从各个终端发出的语言、图形、图像和数据信号，形成综合业务网。它的突出特点是使用可靠的信道而不是各种功能设备，当其中某一站发生故障时不会影响整个系统的运行。 5.综述配电系统自动化可采用的通信方式（要求：说明各方式的优缺点）。

答：1》有线通信 （1）光纤通信：优点：传输频带宽，容量大；传输衰耗小，适于长远距离；体积小，质量轻，方便；输入与输出间电隔离，不怕干扰；保密性好；抗腐蚀，可直接埋于地下。缺点：强度不如金属线；连接困难，分路耦合不方便；弯曲半径不宜太小。 （2）载波通信：在电力调度通信、远动信息传播、作为高频保护的高频通道已有了成熟经验，使用效果好。 （3）专线：由于电缆共用，这种通信方式投资较少。 （4）电信本地网：不需要投资建设专用通信网，开通费用低，但运行费用高。 （5）传呼：传呼与拨号配合使用，可解决拨号实时性较差问题。

2》无线通信 （1）调幅广播：波长长，传输距离长，不受视距、障碍物影响，一般无多路径失

真，通信质量高，单向通信方式。 （2）甚高频无线电：覆盖面积有限，易产生失真、阴影，投资低。 （3）超高频无线电：它比低频无线电易被大气吸收、产生失真、阴影，但可靠性相当高，不易产生互相干扰。 （4）微波通信:带宽充足，传输容量大、质量高、配置灵活，设备昂贵。 （5）卫星通信:与微波通信相比，通信更可靠，传输延迟大。

8.画出典型配电线载波通信系统的示意图，并简要说明之。

答：图中，在主变电站安装多路配电线载波机并与区域工作站相连，在馈线分段开关处安装馈线RTU(FTU)，采用配电载波机经结合滤波器及耦合电容耦合到馈线，并通过馈线与相应的区域工作站相联系，这样就可以把分散的FTU上报的信息集中至变电站的区域工作站，区域工作站再通过高速数据通道将收集到的信息转发给配电自动化调度中心，反之配电自动化调度中心也可把各种指令发送到区域工作站或转发到相应的设备上。为了避免在线路开关分断时切断载波通道，在开关处通过耦合电容器构成载波桥路。 第三章 配电网数据采集与监控系统

2.相比于输电SCADA,配电SCADA的复杂性表现在那几个方面？

答：（1）配电网一般是树枝状结构，采集信息比输电网困难。 （2）配电网设备多，数据量一般比输电网多出一个数量级 （3）配电网的操作频率及故障频率远比输电网多。

（4）低压配电网为三相不平衡网络，而输电网是三相平衡的。 （5）对配电网而言，需要有建立在SCADA系统上的具有故障隔离能力及恢复供电能力的自动操作软件。

（6）配电网因其点多面广，所以配电网SCADA系统对通信系统提出了比输电网更高的要求

（7）配电网直接连接用户，由于用户的增容、拆迁、改动等原因，使得配电网SCADA系统的创建、维护、扩展工作量非常巨大。 3.何为“四遥”？各具体功能是什么？

答：1》遥信YX：测量下列信号：开关位置信号、变压器内部故障综合信号、保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号、自动调节装置的运行状态信号和其他可提供继电器方式输出的信号、事故总信号及装置主电源停电信号等

2》遥测YC：常用于变压器的有功功率和无功功率的采集；线路的有功功率的采集；母线电压和线路电流采集；温度、压力、流量等采集；频率采集；主变油温采集和其他模拟信号采集。

3》遥控YK：常用于断路器的合、分以及电容器、电抗器的投切和其他可以采用继电器控制的功能。

4》遥调YT：用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其他可以采用一组继电器控制的具有分级升降

功能的场合 4.简述配电SCADA的功能。

答：（1）数据采集功能（2）数据处理功能（3）控制功能（4）数据的交换与传输功能（5）人机界面功能（6）图形编辑功能（7）报警处理（8）历史数据处理功能（9）事件顺序记录（10）事故追忆功能 （11）容错措施 （12）系统的时间统一 （13）智能操作票功能 （14）系统安全管理 （15）通道监视与站端系统维护 （16）与其他系统的数据交换的接口功能 （17）打印输出 第四章 变电站和开关站的综合自动化 2.变电站综合自动化系统应有哪些基本功能？

答：（1）数据采集 （2）数据处理与记录 （3）控制与操作闭锁 （4）微机保护与自动装置 （5）与远方操作控制中心通信 （6）人机联系功能 （7）自诊断功能 （8）变电站综合自动化系统的数据库 3.RTU应具有哪些基本功能？试比较其与变电站综合自动化系统的基本功能。

答：1》功能：（1）四遥功能：即遥信、遥测、遥控和遥调 （2）事件顺序记录 （3）系统对时 （4）电能采集 （5）自恢复和自检测功能 （6）RTU和SCADA系统通信

2》关系：配电站的运行状态都要经过本站的微机远东装置RTU处理

后再经过远动通道转送至上一级电业主管部门的计算机系统，并在CRT上显示出来共调度人员查询，反之调度人员可通过远动监控系统对无人值班变电站内的可控设备进行遥控操纵，主要有RTU来完成。 6.名词解释

五防:防止带负荷拉合隔离开关；防止误入带电间隔；防止误分合断路器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开关 SOE:Sequence of Events 事件顺序记录。

PA(电能采集):采集变电站各条进线和出线以及主变压器两侧的电能值。

SA(变电站自动化)：包括配电所、开关站自动化。它是利用现代计算机技术、通信技术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。 CRT:Cathode Ray Tube 阴极射线管/显示器。 S/H:Sampling Holding 采样保持。 第五章 馈线自动化

2.举例说明基于重合器的FA模式。

3.简述FTU的性能要求。

答：1遥信功能 2遥测功能 3遥控功能 4统计功能 5对时功能 6事

件顺序记录 7事故记录 8定值远方修改和召唤定值 9自检和自恢复功能 10远方控制闭锁与手动操作功能 11抗恶劣环境 12具有良好的维修性 13可靠的电源 14电能采集

5.说明采用面保护技术进行故障处理的原理。（画图说明）

答：由图可知，根据保护自身检测到的状态和相邻保护传来的信息组成异或关系，当本身状态与相邻保护传来信息想同时，则说明故障不在本区段，开关不动。相反，当本身状态与相邻保护传来的信息相异时，可以判断故障就在两个相异的开关之间区段。也可以利用测量流过各保护的电流的大小，及相位关系原理来判断故障区间。面保护的优点不但涵盖了集中式处理方法的优点。而且具有更快的动作时间。

第六章 配电系统调度自动化 1.电力系统调度有哪几项基本工作？简述其内容。

答：1》预计负荷 电力系统调度根据电力局生产技术部门安排的设备投产及机组检修计划和节日、气候、大型社会活动等有关资料编制月发电、输电、供电设备的负荷计划，筹备设备的运行方式，以便值班人员编制日负荷计划时参考。

2》平衡电源 根据24h负荷预测，参照检修安排和能源储备情况，

编制发电任务，并在头一天将发电任务书下发到发电厂。

3》倒闸操作 电力系统大中型设备的操作和涉及两个以上地点的操作均应由值班调度负责指挥。大型区域发电厂的发电机并列、解列操作，大型区域变电站的倒母线操作和变压器的投入和停用，电网联络线路的操作和停修等操作项目必须由调度统一指挥。

4》事故处理 电网发生事故是国民经济的灾难。会造成国民经济的严重损失，甚至会危及人们的生命财产安全。迅速、正确地处理电网事故是每个运行值班人员的重要职责。

5》经济调度 电力系统的正常经济运行方式必须根据24h提供的原则，区别对待安排发电机运行，保证低消耗的机组多发电，发电成本高的几组尽可能用于调峰发电。同时，组织系统内无功补偿装置运行，减少网损。

6》计划用电 电力供应是为了满足用户用电需求。但是由于发电设备受到跟种因素的制约，往往还满足不了最高负荷的要求。电力网为保持电能质量，在电源不中断的情况下对用户采取计划供电的办法，保证电力系统设备的正常运行和设备维修。 2.简述电网调度自动化的结构。

答：一个完整的电力调度自动化系统由三部分组成，即调度端，厂站端和数据传输电路，按ICE典型结构中的定义，调度端又称控制中心，厂站端又称被控站。 由于我国电力系统实行分层调度，按地域划分，具有国调、网调、省调地调、县调级建制，因此，调度自动化的控制中心（调度端）也按分层控制对应设置。分层控制最上面的一层是国

调或网调，它除了控制大型电厂、站外，还控制省调。省调控制厂、站并管辖地调。地调管辖厂、站，并管辖县调。县调控制县属各种电

压等级的变电所。 第七章 自动抄表及电能计费系统 2.什么是远程集中抄表系统？

答：是应用自动化手段，由主站通过传输媒体（有线，无线，电力载波导通信道）将多个电能表电能量的数值（窗口值）的信息集中抄读的手段。

第八章 配电自动化地理信息系统 1.名词解释 DPS：

Web：万维网。高效的全球性信息发布渠道。能够实现信息发布、数据共享、交流协作等功能。

GUI：Graphic User Interface 图形用户界面。 AM：Autonated Mapping 自动绘图 FM：FacilitiesManagement设备管理

TCMS：Trouble Call Management System 故障投诉管理系统。 3.为什么要建设配电GIS？

答：为配电网络运行管理提供一种基于地理位置空间信息的计算机管理的现代化技术手段，利用这种手段可及时了解配电网分布及其相关属性和实时信息，以适应配电网设备安装位置分散、设备管理和检修及故障查询工作量大，需要地理位置空间信息支持的要求，提高配电网规划建设、运行维护、设备管理的水平和工作效益，并支持相关的管理过程，如业扩报装、营业抄表、事故抢修、负荷管理与调度、电能质量、线损管理

4.配电自动化GIS主要有哪些功能？

答：1》数据的录入和编辑功能： （1）图形数据的录入和编辑（2）属性数据的录入和编辑（3）属性数据和图像编辑的互访（4）图层控制和编辑功能

2》数据的分析与计算功能 （1）网络实时分析（2）图表分析（3）网络模拟分析

3》图形的操作与显示功能 （1）显示控制（2）实时信息显示 4》信息查询功能 （1）条件查询（2）空间查询 第九章 负荷控制和管理系统 1.名词解释

LM：Load Management 配电网的负荷管理功能。 DSM：Demand Side Management 需求侧管理（需方管理） AIM：Addressable Intelligent Meter 可寻址的智能电能表。 LMT：Load Management Terminal 负荷管理终端。 LCM：Load Control Management 负荷控制与管理

IRP：Information Resource Planning 综合资源规划方法。

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