电力工程基础第二版习题及答案

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后应能自动复归,准备再次动作;⑥ARD的动作时间应尽可能短,以减少临时停电时间,一般为0.5~1.5s;⑦ARD应能实现重合闸“后加速”或“前加速”,以便与继电保护配合。

自动重合闸与继电保护的配合方式有前加速保护方式和后加速保护方式两种。 7-6 备用电源自动投入装置的作用是什么?有哪些基本要求?

答:备用电源自动投入装置的作用是当工作电源不论任何原因发生故障时,自动、快速地将备用电源投入,从而保证重要负荷的不间断供电,提高供电的可靠性。

备用电源自动投入装置应满足以下基本要求:①工作电源不论任何原因断开(如工作电源故障或被错误断开等),备用电源应能自动投入;②必须在工作电源确已断开,而备用电源电压也正常时,才允许投入备用电源;③APD的动作时间应尽可能短,以利于电动机的自起动;④APD只能动作一次,以免将备用电源重复投入到永久性故障上去;⑤当电压互感器的二次回路断线时,APD 不应误动作;⑥若备用电源容量不足,应在APD 动作的同时切除一部分次要负荷。

7-7 什么是变电站综合自动化?实现变电站综合自动化的优点是什么?

答:变电站综合自动化是将变电站二次设备(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。

实现变电站综合自动化的优点是:在线运行的可靠性高;供电质量高;占地面积小;变电站运行管理的自动化水平高。

7-8 变电站综合自动化的基本特征有哪些?

答:变电站综合自动化的基本特征有:功能综合化;结构分层、分布化;操作监视屏幕化;通信局域网络化;运行管理智能自动化。

7-9 简述变电站综合自动化系统的基本功能。

答:变电站综合自动化系统主要分为微机监控和微机保护两大系统。微机监控系统主要是应用微机控制技术,替代现行的人工监控方式,实现运行调度的自动化和微机化;而微机保护系统则是应用微机控制技术,替代传统的机电型和电子型模拟式继电保护装置,以获得更好的工作特性和更高的技术指标。此外,变电站综合自动化系统还有远动系统功能,电压、无功综合控制系统功能,小电流接地选线功能,低频减载功能和备用电源自投功能等。

7-10 变电站综合自动化的结构形式有哪几种?各有什么特点?

答:变电站综合自动化系统的结构形式可分为集中式、分布集中式和分层分散式。集中式综合自动化系统具有结构紧凑,体积小,占地面积小,造价低等特点,但运行可靠性较差,组态不灵活;

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分布集中式集中了分布式的全部优点,节省了大量控制电缆,减少了主控室的占地面积,可靠性高,组态灵活,检修方便;分层分散模块化结构具有软件相对简单、调试维修方便、组态灵活、系统整体可靠性高等特点。

第八章

8-1 配电自动化系统(DAS)包括哪些内容?各部分的功能是什么?

答:配电网自动化系统(DAS)包括配电SCADA系统、地理信息系统(GIS)和需方管理(DSM)三个部分。配电SCADA系统的功能是对配电网的数据进行采集与监控,包括配网进线监控、配电变电站自动化、馈线自动化和配变巡检及无功补偿四个部分;GIS系统的功能是将配电网设备的地理位置与一些属性数据库结合,以便操作和管理人员更加直观地进行配电网的动态分析和运行管理,包括设备管理、用户信息系统、SCADA功能及故障信息显示等;DSM系统的功能是对电力的供需双方对用电市场进行管理,以达到提高供电可靠性,减少能源消耗及供需双方费用支出的目的,包括负荷监控与管理、远方抄表与计费自动化两个方面。

8-2 配电自动化对通信系统的要求有哪些?

答:配电自动化对通信系统的要求是:通信的可靠性;双向通信的要求;通信速率的要求;通信不受停电的影响;通信系统建设费用;使用和维护的方便性;可扩充性。

8-3 配电载波通信主要由哪些设备构成?有哪些特点?

答:配电载波通信用到的主要设备有:在主变电站安装的多路载波机(称主站设备)、在线路各测控对象处安放的配电线载波机(称从站设备)和高频通道。

配电载波通信的最大优点是电通到哪里通信就能到哪里,与电网建设同步,具有通道可靠性高、投资少、见效快、组网灵活方便、运行维护成本低等优点。

8-4 光纤通信有哪些特点?简述光纤通信系统的组成及各部分的作用。

答:光纤通信与其他通信方式相比,具有传输频带宽、通信容量大、传输速率高、传输损耗小、

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误码率低、可靠性高、不受电磁干扰、组网灵活方便等优点。

光纤通信系统由电端机、光端机、中继器和光缆组成。电端机完成对所需传输或接收信号的处理;光端机的发送端内含有光源,它完成将电信号转换为光信号,并输入光纤传输至远方;光端机的接收端内含有光检测器,它完成将来自光纤的光信号还原成电信号,并输入到电端机的接收端;中继器完成将经过长距离传输后被衰减和畸变了的光信号放大、整形和再生成一定强度后,继续送向远方。

8-5 馈线自动化有哪两种实现方式?比较它们的实现方法和优缺点。

答:馈线自动化有当地控制方式和远方控制方式两种实现方式。当地控制方式是依靠智能配电开关设备(重合器和分段器等)间的相互配合来实现故障区域自动隔离和健全区域自动恢复供电的功能;远方控制方式是通过通信网络及配电子站把户外分段开关处的柱上FTU和配电网控制中心的SCADA计算机系统连接起来,由计算机系统完成故障定位,然后以遥控方式隔离故障区域,恢复非故障区域供电。

当地控制方式具有结构简单,建设费用低,不需要建设通信网络,不存在电源提取问题等优点,但它具有以下缺点:只在线路发生故障时起作用,正常运行时不能起监控作用,因而不能优化运行方式;调整运行方式后,需要重新到现场修改元件整定值;恢复健全区段供电时,无法采取安全和最佳措施;需要经过多次重合,对设备的冲击大。

远方控制方式具有以下优点:在故障时隔离故障区域,正常时监控配网运行,可以优化运行方式,实现安全经济运行;适应灵活的运行方式;恢复健全区段供电时,可以采取安全和最佳措施;可以和GIS、MIS等联网,实现全局信息化。但它具有结构复杂,建设费用高,需要建设通信网络,存在电源提取问题等缺点。

8-6 重合器的结构性能与断路器有何不同?什么是重合器的时间—电流特性曲线?有几种? 答:重合器是一种自身具有控制及保护功能的开关设备。它能进行故障电流检测和按预先整定的分合操作次数自动完成分合操作,并在动作后能自动复位或闭锁。

重合器可以代替变电站的出线断路器,其功能是:当线路发生故障后,重合器通过检测确认为故障电流时将自动跳闸,并按预先整定的动作顺序及时间间隔进行若干次合、分循环操作。如果重合成功,线路恢复供电,则自动终止后续动作,并经一段延时后恢复到初始的整定状态,为下一次故障做好准备;如果重合器完成预先整定的重合次数后仍重合失败,则自动进行闭锁,不再重合,保持在分闸状态。待故障排除后,只有通过手动复位才能解除闭锁。

重合器的时间—电流特性曲线是指重合器的开断时间与开断电流之间的关系曲线。重合器一般有两种时间—电流特性曲线,一种为快速动作时间—电流特性曲线,一般只有一条;另一种为慢速

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动作时间—电流特性曲线,可以有多条。

8-7 分段器按判断故障方式的不同,可分哪两类?比较两种分段器的功能特点、动作原理及适用场合。

答:分段器按判断故障方式的不同,可分为过流脉冲计数型分段器和电压—时间型分段器两类。 过流脉冲计数型分段器又称自动分段器,它是以检测线路电流来判断故障并进行分合闸操作的。它通常与电源侧的重合器或断路器配合使用。它不能用来开断短路电流,但它具有在一段时间内记忆前级开关设备开断故障电流动作次数的能力。当线路发生故障时,电源侧保护开关切断故障电流,分段器的记数装置开始记数,当达到预定的记忆次数后,在前级的重合器或断路器跳开故障线路的瞬间,过流脉冲计数型分段器自动跳开,使故障线路与系统隔离。若前级开关设备未达到预定的动作次数,过流脉冲计数型分段器不分断,并会在一定的复位时间后清零而恢复到预先整定的初始状态,为下一次故障做好准备。

电压—时间型分段器又称自动配电开关或重合分段器,它是凭借加电压或失电压的时间长短来控制其动作的,失电压后分闸,加电压后合闸或闭锁。

电压—时间型分段器有两套功能:一套功能应用于处于常闭状态的分段开关,主要用于辐射状网中;另一套功能应用于处于常开状态的分段开关,主要用于环状网中。这两套功能可以利用故障检测器底部的操作手柄相互切换。

8-8 馈线远方终端(FTU)有哪几部分组成?各部分在设计时应考虑哪些问题?

答:馈线远方终端单元(FTU)由核心模块远方终端控制器、充电器、蓄电池、机箱外壳以及各种附件组成。

远方终端控制器作为整个FTU的核心模块需完成FTU的主要功能,一般由高性能的嵌入式CPU或DSP来完成,考虑到工作环境,设计时应选用工业级芯片;充电器完成交流降压、整流及隔离,蓄电池充放电管理,多电源自动投切,蓄电池容量监视等功能,可以采用专用集成电路来完成,亦可采用合适的单片机来完成;蓄电池是作为FTU所有供电电源的后备电源,电压可选DC24V或DC48V,容量至少应在7Ah(24V)以上;机箱外壳宜采用耐腐蚀的材料做成,最好采用不锈钢材料;各种附件包括远方控制闭锁开关、分合闸按钮、跳合位置指示灯、接线端子排、航空接插件、空气开关、除湿和加热器等。

8-9 地理信息系统(GIS)的主要功能有哪些?

答:GIS的主要功能有:数据的输入与编辑整理;数据的存储与管理;数据的检索与查询;数据的分析与处理;数据的输出。

8-10 配电图资地理信息系统(AM/FM/GIS)有哪些特点?在配电网中有哪些具体应用?

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