许克明配电网自动化课后答案

1 配电网有那些特点？从配电网自动化的角度看，为何将配电网的结构复杂，数据量大视为重要特点？与输电系统比较，配电网具有以下特点：配电网地域比较集中,电压等级低、级数多，单条馈电线传输功率和距离一般不大网络结构多样、复杂网络接线有辐射状网、树状网及环网，环网又可分为普通环式及手拉手环式在配电网运行中，环网均以开环形式运行在城市配电网中，随着现代化的进程，电缆线路将越来越多，电缆线路与架空线路的混合网络给电网运行和分析带来复杂性配电网中性点接地方式有以下两类：①中性点有效接地系统②中性点非有效接地系统6）配电网内设备类型多且数量大，多种设备装于露天，工作条件恶劣7）配电网内运行方式多变8）配电网中采用的通信方式多，但通信速率往往没有输电系统要求高9）配电网中，即使自动化程度较高，仍需要人工操作；而输电系统内，大多数设备为自动控制10）配电网中有大量电力、电子等非线性负荷，故将产生不容忽视的谐波谐波必须抑制11）分布式电源（网） 配电网的主要特点是数据量庞大，网络结构复杂，这是由于面对用户，网络运行方式变化多而快，要求处理问题及时，这些特点直接影响DAS系统的结构2 在电力系统中，怎样划分DMS、EMS的功能区域？它们的功能有那些异同点？第四页图1.2 整个配电网从变电、配电到用户用电过程，均由DMS系统进行监控和管理；而包括发电厂在内的输电系统，则是在能量管理系统（EMS）的监视、控制与管理下运行。

EMS与DMS都是有明确对象的管理系统，但两者之间又是有联系的通常，DMS应执行EMS的宏观调控命令，并有必要向EMS系统传递必需的信息3 DAS与DMS是否指同一功能系统？DAS是指配电网自动化系统，是能够实时监视、协调和运行配电系统的部分元件和全部元件的一个完整的信息采集、传递与处理的集成自动化系统当今，我国将变电站自动化、馈电线自动化、需方用电管理及配电管理自动化的有机集成称为配电管理系统（DMS）；将第一和第二部分相关的自动化系统合称配电自动化（DA）DAS与DMS两种关于配电网自动化的概念，实际是同一的4 熟悉DAS的基本功能及结构按DAS的基础性功能，可以分成以下功能：自动控制功能主要包括：自动母线分段、馈线调度切换与自动分段，综合电压/无功控制、变电站负荷平衡、自动抄表等自动控制功能数据采集与处理功能人工控制功能保护功能负荷管理功能远方计量功能各种管理、估计、计算的功能等结构：当前DAS系统结构多分为三个层次，即调度中心、地区电网管理中心，分散现场操作区（馈电网络区域）第八页图1.35.怎样用功能子过程说明DAS的功能？有哪些子过程？ 答：馈线自动化(FA) 配电网自动化(DA) 变电站自动化(SA) 配电网通信系统 配电网地理信息系统（GIS）配电网管理系统（DMS） 潮流分析、优化及其他应用软件 调度员培训模拟系统（DTS） 负荷管理系统（LM） 需方用电管理（DSM） 配电网SCADA子过程如下：配电自动化。

DA实现的是配电网中最基本和最重要的自动监控功能配电网实时数据检测与监控系统配电网的实时数据检测与监控系统，是DMS实现自动化管理的基础配电网地理信息系统地理信息系统能准确地给出事物的地理位置配电网的负荷管理LM是DMS系统面对负荷的各种预报、监控、管理功能的综合配电网的应用软件这里所指的是处于配电网调度层的分析软件组，常称为电力系统软件工作管理系统调度员培训模拟系统需方用电管理6.了解实施DMS后取得的效益 答：实施配电网后将产生多方面的效益： 1.实施变电站综合自动化后，变电站可节约占地面积，同时，因可以实现无人值班，可节约人力及运行费用 2.实现潮流控制，调整负荷，改善负荷曲线；充分利用现有设备潜力；推迟或减少新增发配电设备的投入 3.合理及时调整运行方式，降低网损 4.系统安全性、灵活性提高 5.由于采取快速、准确的电压/武功调节，利用DFACTS技术减少听点次数，停电持续时间，更合理地进行无功补偿，减少谐波含量等技术，电能质量得到提高 6.用户可以得到按质论价的电力供应 7.制度化的计算机处理，提高了服务质量 8.达到节能效果7.实施DAS的困难是什么？是否不能解决？ 答：这些困难简要分析如下：配电网的结构复杂，加之网中配电变电站，开闭所总的电气设备数量大，信息量大，即使经过处理，仍会给DAS系统组织带来困难。

想要在图形工作站较清晰的展现整个配电网的运行方式，困难很大，因此对于自动化系统的后台主机，无论是硬件还是软件，均较输电系统的自动化有更高的要求配电网有大量的FTU及TTU工作于户外，工作环境恶劣，通常要求能在较大温度范围内，湿度高于95%的环境下正常工作，并要考虑防雨、防雷等问题由于配电网的站端设备数量大、节点多，在一个配电网中往往根据需要，会有多种通信方式混合，以减少总的通道数量在配电网自动化系统中，工作于户外的设备的工作电源和操作、控制电源的可靠取得是一项必须解决的问题，否则若干自动功能不能实现我国实现DAS，除个别新建小区，主要都是在已有配电网进行改造在技术条件与管理职能不断完善过程中，上述难点也在逐渐解决，但又会出现新难点，并以此推动技术进步8.了解在配电网中，引进电力电子技术的原因 答：原因：运用电力电子技术是当今解决配电网直接负荷区、电网面对用户、经济合理运行的要求等问题的良好办法，且电力电子技术的运用，将使配电网运行更可靠、合理 随着电力电子技术的进一步发展，在整个电力系统中，电力电子技术会得到更广泛的应用，最终进入没有电压波动、无不对称、无谐波、可随时满足负荷对供电质量要求和高可靠性的柔性化电力系统。

第二章1 了解通信系统在配电网中的重要作用答：为保证电力系统运行的可靠性、经济性和电能质量，调度端必须通过SCADA系统向电网中的发电厂、变电站搜集各种运行的实时数据，进行监测；并在必要是通过该系统向厂、站端发送控制命令，由厂、站端执行命令厂、站端的一些特别信息也可经由SCADA系统及时主动向调度端传送这一切信息的交流均必须由质量良好的通信系统来传递2.了解在配电网中有多种通信系统的原因，以及各种通信信息系统的大致应用范围答：配电网中，通信系统主要作为SCADA系统的信息传输信道，单语音通信、远方负荷控制、远方抄表系统以及馈线自动化中的信息传递等，也均需利用相应的通信系统来实现相关信息的传输在配电网中，目前还没有任何一种单一的通信方式在合理的性能价格比或功能上全面满足各种规模和不同信息传输的需要，因此往往有多种通信方式混合使用 应用范围：电力线载波包括输电线载波、配电线载波及低压配电线载波系统输电线载波使用的载波频率较高，传输速率可达1200b/s,传输距离可以大于100km或更远配电线载波系统应用于高压与中压配电网低压配电线载波应用于380/220V网络电话专线利用邮电网分布广的特点，配电网用户可租用邮电网或拨号上网方式为配电网服务。

无线通信系统是一种广域通信，易实现双工通信方式光纤通信以特定的光波作为载波，以光导纤维构成的光缆作为传输作为传输介质现场总线以及太网通信作用于用于变电站、调度端内部设备之间的通信方式，3.SCADA系统与远动系统是否为同一系统？远动系统有哪些功能？答：采集、发送于接受信号部分构成一个远方数据信息传输系统，及远动系统而SCADA系统就是远动系统与各种数据处理、人机界面要求等功能系统的总称显然，远动系统是SCADA的核心内容远动系统功能包括遥远测量、遥远信号、遥远控制、遥远调节4. 调度自动化是否就是SCADA系统？答：SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统SCADA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 在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。

它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用 5．什么叫调制 解调？为什么要将原始信号进行调制后，才实现远距离传送？了解各种调制与解调的基本工作原理答：调制是指分别用模拟原始信号（在调制过程中，称为调制波或调制信号）去调制（即改变）一高频信号（称为载频波）的幅值 频率或相位，依次分别称为调幅（AM） 调频（FM）或调相（AM）解调就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程原始信号不管是模拟信号还是数字信号，随着信号传输距离增大，信号波形会发生畸变，导致接收端出现误码显然，接收端能否正确恢复信息，在于能否有效地抑制噪声和减小码间串扰调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号以保证远距离传输信号波形不会发生畸变6. 什么是模拟通信系统?什么是数字通信系统?电力系统中，主要采用哪种通信系统?答：通信道中传输的原始信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的电信号的系统称为模拟通信系统 通信道中传输的原始信号是离散数字信号的系统称为数字通信系统。

电力系统中，主要采用数字通信系统7了解在配电网中使用的各种通讯系统的基本工作原理答：（1）电力线载波：这是电力系统中独特的一线两用的载波通信系统，其覆盖面广，且有高压深入带低压，只要接入网咯的节点，均可直接作为通信的终端， （2）电话专线：利用邮电网分布广的特点，配电网用户可租用邮电网或拨号上网方式为配电网服务，（3）无限通信系统：是一种广域通信，容易实现双工通信方式，（4）光纤通信：是一种性能良好的通信系统，以特定的光波作为载波，以光导纤维构成的光缆作为传输介质的通信方式（5）现场总线以及以太网通信：这是当今主要的用于变电站，调度端内部设备之间的通信方式，其信号传输介质可以是光纤或电缆8，远动系统如何传输与接收数据 答RTU侧的遥测量经变送器转换成合适A/D转换的输入量，经A/D转换为二进制数码后，按一定规定，编成YC码字，同样，需要了解的遥信量收集后按规约规定，编成YX码字，为防止通信道的干扰，还应将YC,YX字码在进行抗干扰处理，之后经串行接口电路送到调制器，将以编好的YC,YX抗干扰码变换成合适信道传送的方式，送到载波通道，载波信号经通信道送到MS端的解调器，解调器将高频率远动信号还原成脉冲数字信号，经过抗干扰解码，译码，进行接收。

P18 电力线载波系统 9远动信息传输与电厂或变电站中的远方操作有何本质上的区别 答：远动系统应用了SCADA系统，电力系统中，调度端与厂，站之间必有SCADA级功能 ，为此必须用专门的信道不失真地远距离传送采集到的信号或命令信号，并进行相应功能的处理，采集，发送与接收信号部分构成一个远方数据信息传输系统，SCADA系统就是远动系统与各种数据处理，人机界面要求等功能系统的总称10.传送远动信号时，为何要加抗干扰码 答：带有信息的信号在传输过程中，总会受到不同程度的干扰，干扰造成的差错，会使信号失真，解读出的信息错误，为此，必须提高需要传送信号的抗干扰能力，在通信技术中，是在需要传送的信号上，加上信道编码，即增加抗干扰编码，接收端将接收到的含有抗干扰编码的信号根据相应的解码技术还原，根据采用的抗干扰技术，看出其是否出错，或者给定范围内自动纠错11 了解可行的检错方法的工作过程答:奇偶效验码是最简单的一种具有检错功能的抗干扰编码在奇偶效验码的基础上，引申出水平（横向）一致监督码，垂直（纵向）一致监督码奇偶校验码是对长度为n的码字取个组合作为许用码字，另一半个组合则合为无用码字假设一个长为n的码字写为C=（，，···，，），，···，分别为最高位码元至最低位码元，取值只为1或0。

则有P23 图2.1 ，2.2在计算机中，是至的模2累加，若是才用奇校验则最后对1再作模2加，其结果即为；若是偶校验，模2加进行到时，其结果即为12，了解抗干扰编码的方法及其检错码的原理 答：按一定的方式，只取长度为N的部分码元组合为许用码字，另一部分则为无用码字，在传输许用码字时，若因干扰，许用码字变成无用码字，接收端解码后，不给认可，这即是检错，当在一定出错范围内，将出错后形成的无用码字按一定数字方法还原为某一许用码字，称为纠错，收到干扰后，可能是多个码元同时出错，以至原来传送的许用码字可能变成另一个许用码字，接收解码后不能识别这中错误13为何将监督码又称为冗余码答：p2214熟悉RTU.MS的含义，结构，功能答Rtu电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，简称RTU，是调度自动化、变电站自动化、无人值守变电站、配电自动化和过程控制自动化系统中的关键设备 RTU的职能是采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心发往所在发电厂或变电站的控制和调节命令1. 电源2. 通信接口3. 遥信输入(DI输入)4. 交流电压遥测(AI输入)5. 交流电流遥测(AI输入)6. 直流电流遥测(AI输入)7. 直流电流遥调(AO输出)8. 遥控输出(DO输出)MSMS即调度端的主站 MS专门用一台微机作为前置机，对各RTU传来的信息进行预处理后，再将处理后的信息经总线送到服务器储存或工作站应用。

结构：P21 图2.9 15.了解信号的同步传输和异步传输的概念答：同步传输是指通信双方有共同的时钟参考，能够通过时钟参考准确收发数据，通常这个时钟参考是同步时钟线或同一个时钟源异步传输是指通信双方没有共同的时钟参考，通常每次收发数据时都需要有前导码进行速率同步16 了解远动信号传输规约的含义,及配电网中应用哪几种规约?答：在远动系统中，为了正确传送和接收信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和内容等的约定，称为远动规约或远动协议国内主要采用：循环式传输规约，问答式传输规约，分布网络17 了解循环式远动的原理、优缺点、帧格式、规约的要点。

P2918 了解问答式远动的原理、优缺点、帧格式、规约的要点P3219 了解DNP规约的要点P34答：能适应各种结构的网络，规约灵活20、了解乘系数的意义及实现的方法计算机不能识别被测的真实值，为使计算机能识别变换后的量为原来的被测量，应在A/D转换后乘以一个系数21、了解变送器、传感器的概念与功能变送器：电量变送器变送器是一种将被测电量参数（如电流、电压、功率、频率、功率因数等信号）转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置功能：电流变送器原副边高度绝缘隔离，两线制输出接线，辅助工作电源+24V与输出信号线DC4～20mA共用，具有精度高，体积小、功耗小、频响宽、抗干扰、国内首创4种补偿措施和6大全面保护功能，两线端口防感应雷能力强，具有雷击波和突波的保护能力传感器：传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官功能：通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类22、了解交流采样的特点、实现方法。

交流采样是指直流对交流电流、电压波形进行采样，因此，可以对被测电量得波形进行分析，实时性好而有功功率可通过采取u，i值进行计算求得，并可以进行谐波分析由于小型互感器体积较小，故远动装置采用交流采样时，可以不用但交流采样对采样速度要求比直流采样高得多交流采样时以一个工频周期内采集若干点来得到完整的信息然后通过软件算法进行计算第三章1、什么是变电站综合自动化？其内容是什么？实施综合自动化有何意义？变电站综合自动化是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施 2、变电站综合自动化与常规的变电站微机监控系统的区别是什么？变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

变电站监控系统就是监视和控制，主要监视的量有全站一次设备的电流电压值，保护、测控等二次设备的状态，动作信息，一次设备状态，还有就是变电站视频信息等作用：主要是为了实现变电站自动化，自动监测，控制异同点：变电站综合自动化和变电站监控系统都是对变电站全部设备进行监视、测量、控制，而变电站综合自动化系统对变电站二次设备的功能的重新组合实现其综合性自动化，变电站监控系统主要针对是设备的状态，为了实现变电站自动化3、变电站综合自动化有哪些基本功能？数据采集与处理；微机保护；事件记录；控制与操作闭锁；同期检测和同期合闸；电压与无功功率的自动调控；低频减载装置；低压自动减负荷装置；备用电源自投；数据处理和记录；与调度中心通信；人机联系；自诊断功能4、分析单纯的微机保护与变电站综合自动化系统中的微机保护的异同点异同点：微机保护均采用对TV,TA二次电压、电流进行交流采样，采样值经数字滤波后按傅里叶变换处理，可得到供微机保护算法运算的离散基波值谐波值根据不同的算法，可得到变压器、母线、馈电线、电容器等设备的保护，包括主保护和后备保护，但是综合自动化中得的微机保护不仅能就地进行定值修改，还能通过通信道进行远方定值整定，并具有远方/当地闭锁功能。

5、变电站中，有哪些重要的模拟被测量、开关量及数字量模拟量：母线电压、线路电流、线路功率、变电器功率开关量：是指非连续性信号的采集和输出，包括遥信采集和遥控输出状态量：断路器、隔离开关，同期监测等运行状态及变压器分接接头位置信号、中央信号、闭锁信号等6、了解配电网中电压、无功调控的重要意义及在变电站中进行调控的原理实施母线电压及无功功率的调控可保证系统在正常运行时，用户侧能得到质量合格的电能，同时，又使网损小，达到经济运行的目的1）电压损耗可算出无功补偿电容量（2）电压调节对无功功率的影响 经变压器向系统吸取的无功功率与低压侧电压平方成正比通常正常运行时，认为高压侧不变，则当改变变比K时，K增大则低压侧减少，负荷吸取的无功减少；反之K减小线路有功增大3）电容补偿器对电压及功率损耗的影响 当变压器有电流流过时，将产生有功、无功损耗在低负荷时为防止电压过高及不要产生不希望的有功损耗，适应当切除一定的补偿无功功率7熟悉变电站中电压无功调控的实用方法，即如何按九域图调控电压与无功；以及调控的原则调控原则：通过改变有载调压变压器变比K调压时，将改变无功功率的分配，在改变无功补偿容量时，电压也将改变。

因此，对于具有综合自动化的变电站其电压无功自动调控装置应该是一种综合性德调节方式，以满足电压无功调控的三个目标此时改写为，要求负荷端电压UL与其额定电压ULN偏差UL-ULN为最小，改变QC，使可能调节的QC尽可能接近QL，以达到 P最小其有两种原则：1，使自动装置所在变电站 P为最小，按此原则，称为就地综合调节2，按整个配电网络在各节点电压合格的前提下全网网损最小，此称集中式电压无功综合调节，此时，各变电站要接受调度端经SCADA来的命令九域图在书本51页）8、什么叫状态检修？在综合自动化中为何可以加入这一功能？ 状态检修 是指运用在线监测技术对电气设备进行运行状态实时监测，并根据设计的诊断算法对监测数据作出判断，确定运行设备的状态实现状态检修，每套电气设备均应有各自的在线监测系统各电气设备的监测单元直接视为一个子站各子站监测结果经站内通信网送到主站诊断，从而使状态检测成为综合自动化系统的一个自动管理子系统9、何为分布式结构？变电站综合自动化系统为何采用这种结构？分布式结构又可分为哪些形式？ 分散分布式和分布式结构集中组屏这两种方式的综合自动化系统均是分布式分布式由子站，主站及其间的网络构成。

这种结构以回路作为单元，单元间网络连接用电缆或光缆，构成分散式的分布式结构从而使信号电缆量减少，控制室取消这种结构的可靠性和抗干扰能力均比集中式强，扩充性好，维修性好，改变了变电站的结构，实现前述各优点用于高压变电站时更显示经济上的合理性分散分布式和分布式结构集中组屏这两种方式的综合自动化系统均是分布式10、变电站中，主站、子站的含义是什么？主站 又称中央单元对变电站的子站进行管理的单元对于无人值班式变电站，主站就是一个中央通信处理器子站 按一次设备为单位构成的自动装置模块，是开关控制的监控单元 11设置保护通信处理器的作用是什么？它有哪些功能？保护通信处理器变电站中的微机保护装置及自动装置经各自串口、站内通信道与主站的保护通信管理器连接该装置有以下功能：同步通信及查询功能2、信息的筛选传送3、实现时钟同步4、处理器有较大的数据缓存区12 实施变电站综合自动化后，可以不装设专门的RTU，RTU的功能又如何体现？变电站实现综合自动化后，能具有数据采集和处理的功能这一功能等效于变电站原有的就地监测和提供RTU传送的状态量、模拟量和脉冲量通过各种通信网络来实现数据的传送与采集13 了解变电站中通信网络的功能。

要实现变电站综合自动化的功能，必须在站内有一个工作可靠、抗干扰能力强、传输速度快、灵活性好、适应性好、易于扩展的通信网络，来满足各种信息传递的要求实现变电站与调度中心之间的联系和通信为保证电力系统运行的可靠性、经济性和电能质量，调度端必须通过SCADA系统向电网中的发电厂、变电站搜集各种运行的实时数据，进行监测；并在必要时通过该系统向厂、站端发送控制命令，由厂站执行厂站端有些特别信息也可以经由该系统反馈给调度端14 了解各种通信网络的功能星形网 2、环形网 3、总线型 （具体书上44~45页）15 了解光纤通信的原理由于原始信号均已处理为电脉冲数字信号，而数字通信的接受信号也是电脉冲信号所以在采用光纤通信是，有光发送器实现电——光转换（E——O）和光接收器实现光——电（O——E）转换.16 了解现场总线的功能、优点和通信方式现场总线是适用于工业控制的一种全分散、双向串行互联多点的通信系统可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快，相对于LAN造价低，可以直接用于设备现场、安装、维护方便连接智能现场和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络17.csma/cd技术的含意，工作过程答：含意：用载波侦听多路访问（CSMA）时，有时尽管已侦听信道空闲，但由于信道传播迟延的原因，前面已发送的数据尚未到达对方，因此发送的数据仍会发生冲突。

工作工程：CSMA/CD是对CSMA方式的进一步改进它是在侦听信道空闲后，在发送数据时同时进行冲突检测（CD），如果在发送数据过程中检测到冲突，就立即停止发送数据，并等待一些时间，再重复发送18 Token技术的含意，工作过程P4819局域网工作方式及应用范围局域网（Local Area Networ个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)，将各种计算机、外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个大范围的信息处理系统简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成局域网通常是分布在一个有限地理范围内的网络系统，一般所涉及的地理范围只有几公里局域网专用性非常强，具有比较稳定和规范的拓扑结构第四章1馈线自动化内容，特征P54馈线自动化是指变电站出线到用户用电设备之间的馈电线路自动化，其内容可以归纳为两大方面:一是正常情况下的用户检测、资料测量和运行优化;二是事故状态下的故障检测、故障隔离、转移和恢复供电控制。

馈线自动化的特征：1）、馈线自动化是从单项自动化向综合自动化方向发展，馈电线的设备及终端控制单元只能面向现场、分散安装，不可集中布置所以必须全部满足室外工作的环境条件2）、馈线自动化综合程度难以像变电站综合自动化系统那样规范3）、各种用于馈线自动化的控制器或终端单元一般都有“自动”、“远动”、和“人工”三种模式4)、为实现馈电线自动化信息传递，配电网还有一个专门的通信系统2 FTU,TTU 功能，类型，结构，电源及通信方式P55-56答：FTU的功能：（1）遥信2）遥测3）遥控4）保护5）统计功能6）事件顺序记录7）事故记录8）定值远方修改功能9）自检及自恢复功能10）远方控制闭锁及手动操作功能11）对时功能12）装置经串口可与多种通信设备接口13）装置均有工作与备用电源TTU的功能与FTU的功能基本相同FTU的类型：3种，（1）只具有运行参数采集功能2）在采集单元的功能上加上I/O控制，成为自动监控单元3）将馈电线的微机保护集成到监控单元中，成为一种综合的保护、监控单元3熟悉重合器的含意，功能，动作特性及其使用 P57-58答：重合器是一种自身具有控制与保护功能的控制器它能按预定的开断和重合顺序自动进行开断与重合操作，在达到预先整定的重合次数后进行闭锁，不再重合。

动作特性及其使用如图4.2(P58)4 分断器含意，功能，分类 p60答：分段器是用于配电线路上，用来隔离线路区段的自动开关装置具有计数功能分段器可按动作相数分为单相式、三相式可按控制方式分为液压式、电子式5 分段器使用的基本原则 P60--P61答：（1）必须串联使用于重合器或断路器的负荷侧2）分段器记录的最小启动电流值应比电源侧保护装置最小动作电流小（一般取80%）3）分段器断开前计数次数的整定应该比重合器保护装置在闭锁前的总操作次数少一次4）重合器的后备保护必须能反映分段器开断范围内最小故障电流5）分段器处于合闸状态时，由于负荷涌流或变压器励磁涌流，可能导致分段器错误计数，故应加涌流抑制措施6）在分段器负荷侧若装设有能遮断故障电流的开关装置，当负荷侧故障，由该装置遮断故障电流时，分段器将不进行计数6自动配电开关含意，功能，结构 p61 答：自动配电开关是以检测网络电压来控制开关的开、闭，能开断负荷电流和接通有短路故障线路的一种配电网的自动开关结构：由开关本体，电源变压器及整流回路、故障检测继电器辅助电路组成7自动配电开关时间特性 p62 答：有两个时间特性：开关闭合时间t，故障检测时间tt＞t从检测到故障起到重合器跳闸的时间。

一般t=7，t=5若t＞t则可能发生误闭锁的错误8重合器和电流型分段器组成的故障定位隔离、与恢复供电系统的组成及工作过程 p639重合器与自动配电开关组成的故障定位隔离、与恢复供电系统的组成及工作过程 P63--65 11.了解给予FTU与断路器配合的故障处理系统的工作过程？答：p66配电网采用基于FTU的故障处理系统时，其出线开关、分段开关，联络开关均为断路器控制开关的FTU的就近装于柱上开关本体处各FTU以光千方式构成独自的通信网，并归属于变电站的一个专门子站以图4.10所示环形网说明基于FTU的故障处理系统的工作设图4.10的F1，F2，HW,F3，F4均装有FTU顺序为FTU1至FTU5以高速光纤通信网联络，并归属于一个变电站内各开关选择性保护均在对应的FTU中这是FTU将测到的电流、电压以及功率方向信号，自行整定定送到子站去通过故障判别算法分析比较，得出选择性结果通行王能以0.1s内完成网络内给开关保护的纵向配合12.比较用于故障处理的上述诸方法的优缺点？答：具有FTU利用通信网的故障处理方法明显优于前述的各种就地控制方式此法又称为智能式馈电自动化当通信网络故障是，各FTU在发现通信失败后，自动延时转换为就地功能，此时，FTU以链形电路的继电保护形式相互配合，实现有选择新的切出故障。

故整个网络仍能实现故障区的确定、隔离及自动恢复供电13了解配电网中单相接地故障选相工作原理及单相接地故障处理方法的特点？答：正常运行时，FTU动态记录一段时间（0.1s左右）的零序电流波形当发生单相接地故障后，变电站低压母线上的零序电压增大，以此作为启动信号，使各FTU冻结接地前零序电流波形，开始记录故障后的接地零序电流波形（可与正常记录时间相同），并传送到变电站，通过分析比较，就可判断出故障发生的线段 线路分段开关及联络开关均为具有检测零序电流和零序电压的FTU设在F1—F2之间发生单相接地故障，经检测零序电流后发现：B1至F1区间以后大的零序电流，而F2至HW的零序电流未改变，故判断为F1—F2之间故障，则F1跳闸，HW先合闸，F2再跳闸，完成故障隔离与负荷转移工作在整个处理故障过程中，非故障区始终保持不停电状态14．了解工频负荷控制系统工作原理答：1）.通过位于变电站内或变电站附近的用户变压器低压侧的工频信号发射机，产生工频控制脉冲2）.在配电网中的工频控制发射机和接收机由于受发射机功率所限及电网中发射功率衰耗，一台工频控制发射机控制的供电面积小，因此，在一个配电网中要装设若干台发射机，全部发射机由位于大型变电站或高度中心的中央控制。

3）.对于被调制的电压波，由于通常电网中的噪声电平均为1%左右，选择信号比率ΔU/U=5%就可获得足够的信噪比4）.编码信号组成的实现15．了解音频负荷控制系统工作原理1）.类似于工频控制，但在音频控制技术中，是用167~1600HZ的音频信号经编码器去调制50HZ的电压波，并随这一网络中的馈电线传输到所在供电区域2）.由于音频信号叠加在配电网中的电压波上，相当于加入一个谐波分量，为不使这一分量给用户带来不良影响，不能使音频信号功率过大；同时，音频信号过大也要增加发射机的成本与消耗功率3）.音频信号的频率希望接近50HZ，以便有较好的传输特性，但又要避开系统的各次谐波，尤其是经常出现的奇次谐波，以突出音频信号，易为接收机接收，还要避开电网可能的谐振频率4）.信号编码的结构：发射机以固定的音频按照给定的指令在规定的时间内发射音频信号或不发射音频信号，并组成一个表示确定信息的信息字16.了解无线电负荷控制系统工作原理.无线电负荷控制系统在我国是一种应用较广的负荷控制形式,其调制方式为移频键控调制,传输速率为50~600b/s无线电负荷控制系统很容易实现双向传输信号 (P73)17.了解配电电线载波负荷控制系统工作原理.答：配电网载波系统由中央控制机，载波信号发生器与控制器，载波增音机及远方终端装置组成。

中央控制机装于调度端，由专门设置的控制机或SCADA系统主机或工作站兼，载波信号发生器和控制器安装于变电站，从属于变电站综合自动化系统由于配电网结构复杂，线路长短不一，在线路末端载波信号可能会很弱，则要加增音机提高载波信号的电平而控制器与载波信号发生器组成的子系统不公接受中央控制机的控制命令，并转发给安装于馈电线上或直接到用户的载波信号接收机，也可直接向接收机发送控制指令同时，这一系统还可以直接采集当地与用户的实时运行参数存储于变电站，还能转发到调度端此时，其控制器与载波信号发生器实际已构成了变电站级的SCADA主站第五章5.1了解柔性输电技术、用户电力技术的意义？答：facts技术得到推广运用，并一直是电力系统研究的重点，究其原因是facts技术能使电力系统中影响潮流分布及运行稳定性的三个主要电气参数：电压、线路阻抗及功角可以按照系统需要迅速调整，而不是改变网络结构，使电网功率输送能力及潮流电压的可控性大为提高因而在提高电网运行能力、保证电能质量上有重要作用 配电网中，应用晶闸管投切电容器，就是一种最初使用的用户电力技术在配电网中运用的用户电力装置有新型静止无功功率发生器、动态电压恢复器有源电力滤波器、固态断路器、可控制动电阻器、综合潮流控制器、可控串联补偿器等。

随着电力电子技术的进一步发展，在整个电力系统中，facts技术得到更广泛的应用，最终进入没有电压波动、无不对称、无谐波、可随时满足负荷 对供电质量要求和高可靠性的柔性化电力技术5.2 目前配电网中，应用常规技术有哪些仍难以解决的问题？为什么应用电力电子技术则可以解决这些技术问题？答：1配电网直接负荷区，这类负荷区往往离电源较远，而且负荷变化快2配电网面对用户，而网络中常出现多种干扰及电压闪变，谐波等不利于供电质量及可靠，灵活运行的因素尤其是配电网中大型电动机的启停，电容器的投切都会造成电压下跌，上升的突变等等3配电网又许多负荷对电压波动很敏感，从而对电能要求高，有点负荷对电压有严格要求电压图跌，闪变已威胁多种用电设备正常安全工作4经济合理运行的要求现在的配电网中，虽已又良好的通信网络及计算机监控系统，但因断路器和有载调压装置是机电型的，且有载调压装置和无功补偿都是离散非连续调节方式，所以，当配电网运行中出现上节所述问题，需快速，连续，准确实现调控时，往往难以达到要求，对某些问题则可能有解决的办法，但不经济或不是最佳应用DFACTS技术是当今解决上述问题的良好方法，且DFACTS技术的运用，将使配电网运行更可靠，合理。

5.3当今可行的DFACTS技术有哪些？答：当今可行的DFACTS技术有以下几种：1固态断路器及故障电流限制器 2静止无功功率发生器SVG3动态电压恢复器DVR4用户电力控制器CPC 4 有源电力滤波器APF5.4了解SBB工作原理及功用答：图5.1（P77）工作原理可用图51的下部虚线框分来说明该图表示的是由数组GTO组成的单相交流可控开关电路，当应用于三相电路时，由三组相同电路组成SBB由两只GTO反向并联组成一个交流开关模块，并在模块两端并上吸收保护装置（SNBR）当一个模块不能承受所在电路电压时则按所在电路的额定电压串接多个模块组成开关目前已有10KV及以下电压级别的SSB由GTO特性可知，对一只导通的GTO，即使外施电压未过零时，对其控制极施加一关断脉冲，则GTO经过不2μs的判断时间可判断回路，而其开通时间一般也只为1~2μs故SSB是高速开关功能及用途：出于SSB跳闸时间极快，故可提高系统故障切除时间或使停电时间缩短，并可选择合适的跳闸时刻，例如，选择在电流过零时动作，可降低过电压SSB与故障限制器配合，则可构成功能更完备的断路器5-5了解SVG（或STATCOM）的基本原理及其功用?答：SVG的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。

电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实事高功率因数运行SVG的功用：SVG也称静止同步补偿器，也有称为新型静止无功功率补偿器（ASVC）的在高压输电系统，SVG是作为输电线路中间及受端的电压支撑，从而提高输电线的输送容量和电力系统的稳定性在配电网中，SVG（也有称为D-STATCOM）多安装与变电站主变低压侧，作为良好的、连续可调的无功补偿装置一取代电容器投切或者无功补偿器（SVC）还可视SVG为一交流同步电压源，提供灵活的电压控制、抑制电压波动5-6了解DVR工作原理及功用？答：DVR的工作原理，当电网电压不符合要求时，DVR通过检测电网电压和/或负荷电压后，经控制策略运算产生控制信号对逆变器进行控制，DVR经串接变压器向馈电线注入幅值、相角可调的电压UD负荷侧电压质量得到保证整个响应时间极短，仅为数毫秒，能满足动态补偿的要求当按相控制时，可实现对不平衡三相电压的补偿。

由于DVR向电网注入UD ,从而，DVR与所在馈电线之间交换有功及无功功率，产生的无功功率有UD与线路电流I相垂直的分量UDr乘积确定UDr超前I900时，称为串接感性线路补偿;反之，UDr滞后I900,为串接容性线路补偿当受补偿的馈电线故障时，容性线路补偿可减少故障电流DVR与馈电线交换有功功率则以UD与I同相或反相的分量UDa与I的乘积确定，同相时，DVR向馈电线输出有功功率；反之，吸收功率可见，DVR对负荷电压的补偿实际是通过有功、无功功率交换来达到目的DVR的功用，随着配电网中各种电压敏感负荷的增加，对电能质量提出了更高的要求而电力系统中由于系统事故，大型设备的启停、雷击等原理引起的电压闪变、跌落等干扰都是无法避免的而且目前电网中，供电中断后快速回复供电能力远不能满足许多敏感负荷的要求因此，当出现干扰时，仍能向用户提供稳定不间断的优质电力已是必需动态电压恢复DVR是当今解决上述问题最好的选择DVR串接于需要优质电力的馈电线上，对该线路实现动态的实时电压补偿，使负荷端得到期望的优质电力，保证敏感用户设备正常、不间断地运行5-7了解用户电力控制器工作原理及功用？答：用户电力控制器（CPC）可视为SVG和DVR的结合，两台变流器共用一个直流电容器C。

C上的直流电压由变压器1维持不变，并联的变流器及变压器T1组成一个SVG，而变流器2与变压器2组成一个DVR故CPC可视为SVG与DVR的有效结合因而CPC兼有两者的功能，可作配电变电站内无功补偿、调压、谐波抑制、提高供电质量用当然，也可以作改变T2所在线路的潮流使用，面对用户，满足用户需要5-8了解有源电力滤波器功用、分类及工作原理？答：功能，利用GTO或其他全控型晶体管构成的有源滤波器（APF）是抑制谐波的重要方法与无源滤波器比较，APF有以下特点：具有可控性及快速响应性；不仅能补偿各次谐波，还可抑制电压闪变、补偿无功；谐波特性不受系统影响，不产生与系统阻抗发生谐振的危险；具有自适应功能，课自动跟踪并补偿变化的谐波分类， 按电路拓朴结构分类，电力有源滤波器可分为并联型、串联型、串－并联型和混合型并联型有源滤波器的基本结构它主要适用于电流源型非线性负载的谐波电流抵消、无功补偿以及平衡三相系统中的不平衡电流等目前并联型有源滤波器在技术上已较成熟，它也是当前应用最为广泛的一种有源滤波器拓补结构串联型有源滤波器的基本结构它通过一个匹配变压器将有源滤波器串联于电源和负载之间，以消除电压谐波，平衡或调整负载的端电压。

与并联型有源滤波器相比，串联型有源滤波器损耗较大，且各种保护电路也较复杂，因此，很少研究单独使用的串联型有源滤波器，而大多数将它作为混合型有源滤波器的一部分予以研究混合型有源滤波器的基本结构它是在串联型有源滤波器的基础上使用一些大容量的无源L-C滤波网络来承担消除低次谐波，进行无功补偿的任务而串联型有源滤波器只承担消除高次谐振及阻尼无源LC网络与线路阻抗产生的谐波谐振的任务从而使串联型有源滤波器的电流、电压额定值大大减少(功率容量可减少到负载容量的5%以下)，降低了有源滤波器的成本和体积从经济角度而言，这种结构形式在目前是一种值得推荐的方案但随着电力电子器件性能的不断提高，成本不断下降，混合型有源滤波器可能被下面一种性能价格比更高的有源滤波器代替串－并联型有源滤波器的基本结构它组合了串联有源滤波器和并联有源滤波器的优点，能解决电气系统发生的大多数电能质量问题，所以又称之为万能有源滤波器或统一电能质量调节器(UPQC)，该类有源滤波器的主要问题是控制复杂、造价较高原理, 有源电力滤波器系统主要由两大部分组成，即指令电流检测电路和补偿电流发生电路指令电流检测电路的功能主要是从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号。

电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流，计算出主电路各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动电路后作用于主电路这样电源电流中只含有基波的有功分量，从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的根据同样的原理，电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿有源电力滤波器的主电路一般由PWM逆变器构成根据逆变器直流侧储能元件的不同，可分为电压型有源滤波器(储能元件为电容)和电流型有源滤波器(储能元件为电感)电压型有源滤波器在工作时需对直流侧电容电压控制，使直流侧电压维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电压波而电流型有源滤波器在工作时需对直流侧电感电流进行控制，使直流侧电流维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电流波电压型有源滤波器的优点是损耗较少，效率高，是目前国内外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构电流型有源滤波器由于电流侧电感上始终有电流流过，该电流在电感内阻上将产生较大损耗，所以目前较少采用5-9了解几种DFACTS技术配合应用的概念？第六章 配电管理系统1.了解DMS的意义及其与配电网的联系以及该系统的功能机构答：配电管理系统（DMS）即是实现这一上级监控和管理的自动化系统。

DMS通过多种通信方式与配电网各部分组成一个完整的管理网，DMS与变电站、用户均是通过相应通信道实现信息或命令的传递，而现场班组是指在电网中工作的现场人员，现场人员可以通过计算机录取现场信息带回管理部门生产部门的管理信息系统（MIS）可认为是其他部门的信息系统，它与DMS通过局域网联系DMS是一个计算机网络，其中包含了SCADA服务器、配电网地理信息系统（AM/FM/GIS）服务器及服务于系统的各种功能软件系统在DMS数据库管理系统（DBMS）下协调工作整个系统还包含了生产管理信息系统（MIS）以及其他有关的服务系统2.了解DMS与地区调度自动化的关系，以及与其他管理系统的关系答：3.了解配电网地理信息系统的功用、组成答：配电网地理信息系统是地理信息系统GIS在配电网中的应用，它由自动绘图AM、设备管理FM及GIS组成，也称它为配电图资系统 功用如下：信息资料可视化，且与SCADA配合，可提供实时信息在GIS图形上，便于调度员掌握系统运行状态；快速查询系统信息及设备参数，大大提高工作效率；可实现图形与数据之间双向查询，既可在图上查元件参数，也可根据参数定位图元，即设备位置及现状；可以在电路图上作自动状态连接，即改变接线形式，图形数据库和拓扑网络着色也随之自动更新，从而实现调度员不下位操作；可实现供电小区分割处理：在计算机屏幕的地理图上用闭合曲线圈定待分析小区，则AM/FM/GIS系统对小区的有关元件的负荷统计列表，可供用户查询及小区负荷预测使用；可提供跳闸事件报告：当配电网中发生跳闸事件，AM/FM/GIS系统将通过图形显示并记录该事件及受影响区域。

4.了解配电网地理信息系统中GIS的定义、基本结构、空间图形的数据结构表达方式答：GIS是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统GIS的结构可分为四个部分：数据输入与编辑整理；数据存储和管理；数据分析；数据输出空间图形的数据结构表达方式在课本图6-4（P90-91）5.了解配电网地理信息系统在DMS中进行数据交换的关系，以及该系统在线应用与离线应用的范围答：配电网地理信息系统在DMS中进行数据交换的关系如课本图6-5所示配电网地理信息系统在线应用：在SCADA中的应用；在投诉电话热线中的应用；配电网地理信息系统离线应用：设备管理系统；用电管理系统；规划设计系统6.了解配电网中主要应用软件的组成与相应关系答：应用软件（PAS）包含了DSCADA基本软件、AM/FM/GIS基本软件和各种应用软件各类应用软件的内容较广，可以分成网络分析（FA）、控制管理（CM）和调度员培训模式（DTS）等几类相应关系如课本图6.6所示，图中实时方式表达了应用经过状态估计处理后的实时数据进行各种实时分析与调度控制管理7.了解配电网网络建模的用途及其特点答：在建立各种应用软件之前，必须先建立配电网网络的数学模型。

配电网建模与输电系统不完全相同，完整的配电网络模型的对象包括：导线、变压器、开关、电容器、负荷和电源为单端元件P94）8 了解网络结线分析的用途? 见书P94 网络结线分析用于确定配电设备接线和带电状态，还可以用来检测辐射网络是否出现合环现象，若有，则提出报警 结线分析时，对网络结线有两个步骤要进行：将闭合开关连接在一起的结点集合化为母线，此称为母线分析，以母线为准，并与连接的变压器，线路合称为电气岛，以此进行分析既有电源又有负荷的岛才有计算意义，否则无计算意义。