变电站综合自动化
1、为什么变电站综合自动化技术的发展成为必然趋势？
1）随着我国电力工业和电力系统的发展，对变电站的安全、经济运行要求越来越高，实现变电站综合自动化，可提高电网的安全、经济运行水平，减少基建投资，并为推广变电站无人值班提供了手段；
2）随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况； 3）为提高变电站的可控性，要求采用更多的远方集中控制、集中操作和反事故措施等；
4）利用现代计算机技术、通信技术等，提供先进的技术装备，可改变传统的二次设备模式，实现信息共享，简化系统，减少电缆，减少占地面积；
5）对变电站进行全面的技术改造。
2、简述变电站综合自动化的概念及其系统的组成和特点。
概念：变电站综合自动化是将变电站的二次设备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。
变电站综合自动化系统：多台微型计算机和大规模集成电路组成。
特点：1）功能的综合化；2）设备的操作及监视微机化；3）结构分布分层化；4）通信网络光缆化；5）运行管理智能化。
3、变电站实现综合自动化与传统变电站相比，其优越性有哪些？
1）提高供电质量、提高电压合格率
2）提高变电站的安全、可靠运行水平
3）提高电力系统的运行、管理水平
4）缩小变电站占地面积，降低造价、减少总投资 5）减少维护工作量，减小值班员劳动，实现减人增效
6）减少人为误操作的可能。
4、说明调度自动化与变电站综合自动化之间的关系。
电网调度自动化由三个子系统构成：1）发电厂和变电站的基础自动化系统；2）信息传输系统；3）调度（控制）中心的能量管理和数据采集与监控主站计算机系统（EMS/SCADA）。电网调度自动化系统是由多个子系统组成的有机整体，是一项涉及范围广，实现难度大的系统工程。其中，变电站综合自动化是电网调度自动化不可分离的十分重要的基础自动化。
5、变电站综合自动化系统的监控子系统都实现哪些功能？
1）数据采集
2）事件顺序记录SOE 3）故障记录、故障录波和测距
4）操作控制功能
5）安全监视功能
6）人机联系功能
7）打印功能
8）数据处理与记录功能
9）谐波分析与监视
6、变电站综合自动化系统的继电保护子系统都实现哪些功能？
1）高压输电线路的主保护和后备保护
2）主变压器的主保护和后备保护 3）电容器保护
4）配电线路保护
5）母线保护
6）不完全接地系统的单相接地的选线
7、画图说明变电站备用电源自动投入控制的基本原理。
备用电源自投装置是因电力系统故障或其它原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其它正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。 1）明备用方式
正常时1DL合，2DL分，由1DL供电。当1L上发生故障，1DL跳开时，2DL自动合上。
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2）暗备用方式（1）
暗备用方式（2）
正常时1DL，2DL均合，3DL断开，1DL、2DL分别对1#主变、2 #主变供电。当1L上发生故障，1DL跳开后，3DL自动合上，由2L供电。
8、说明变电站电压、无功综合控制的基本原理。
正常时1DL，2DL均合，5DL断开，1#主变、2 #主变分别对低压母线供电。当1#主变或2 #主变发生故障，跳开4DL或6DL，合上5DL。
方法一：
控制目标：在系统RS、XS、RT、XT 的损耗最小时，UL达到负载要求维持的电压水平，即ULULN
（忽略电压降横分量）
（设用户的自然功率因数不变可得公式（1））
（1）
考虑U2=U1/K，可以调整K（有载分接头）使 UL＝ULN ，可见，随着SL↗，U2↗，即逆调压。 方法二：
投入无功补偿QC后，高压损耗为：
（2）
其中P
2、Q2为U2处的功率。
变电站低压母线电压U2与系统电压Us的关系为：
（3）
改变K值（分接头位置）和 QC（电容参数值）都可以起到对电压的调节作用，由公式（2）得当QC＝Q2 时系统的无功、有功损耗最小，综合公式（2）（3）两者考虑，不仅可以保证电压质量，还能尽量使网络损耗最小，从而达到现有设备条件下得最佳控制。
9、简述变电站自动化中低频减负荷控制系统的基本原理。
假定变电站馈电母线上有多条配电线路，根据这些线路所供负荷的重要程度，分为基本级和特殊级两大类。基本级中为一般负荷的馈电线，特殊级为重要负荷。当系统中出现频率降低，而且降低到需要减负荷的程度时，按照负荷级别的不同进行减负荷。
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10、画图说明变电站综合自动化系统分散分布式的组态形式及特点。
特点：面向对象的设计，即可分散安装，又可集中组屏。
11、目前变电站综合自动化系统的保护单元和测控单元在使用方面有哪几种方式？各自的优缺点如何？ 1）数据完全共享型：即保护和测量的模拟量完全来自同一TA或TV。
优点：接线少，造价降低。
缺点：测量精度得不到保证，保护TA和测量TA的测量范围不一样。 2）数据独立处理型：使用各自的TA、TV、A/D，可使用一个CPU或不同的CPU,保护和测量单元在同一机箱。 优点：体积小。
缺点：占用资源过多，造价高。 3）保护和测量完全独立型：测控装置和保护装置完全分开，分别接入通讯网中。 优点：完全分离，互不影响。
缺点：体积大，造价高。
12、简述光学电流互感器与传统的电磁式电流互感器相比具有哪些优点？
1）没有因充油而产生的易燃、易爆炸等危险；
2）不含铁芯，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题； 3）低压侧无开路高压危险；
4）暂态响应范围大，测量精度高； 5）频率响应范围宽；
6）优良的绝缘性能，造价低； 7）抗电磁干扰能力强；
8）体积小、重量轻，安装运输方便； 9）由于信息载体是光，用光纤传输信号，因此具有光学敏感和光纤传输的优点； 10）适应了电力计量与保护数字化、微机化和自动化发展的潮流。
13、简述变电站自动化系统中常用的几种信息传输方式及其优缺点？
1）模拟传输：点对点,无灵活性可言，且传输的信息量小，适用于全集中式阶段和大RTU方式。
2）基于RS232的传输：解决了传输信息量的问题，但仍然是点对点的传输，灵活性差，适用于大RTU的阶段。 3）基于RS485的传输：传输信息量大，可以连成网络，但网络的节点数减少，且为主从式,限制了传输的效率。适用于大RTU方式和小规模分布式网络。
4）基于现场总线的传输：信息量较大，网络传输，结点数较多，可靠性大大提高,平等式的结构和优先级的机制保证了重要信息的实时性，但信息传输的速度相对于录波数据传输等要求有差距，适用于中等规模的分层分布式阶段。
5）基于以太网络的传输：传输信息量及速度极大，网络连接，平等结构，随着近年基于芯片的系统和光纤传输技术逐渐成熟，在变电站控制领域得到日益广泛的应用。适用于大规模的分层分布式控制系统。
14、简述变电站抗电磁干扰的措施。
1）屏蔽：
一、二次设备的屏蔽，端子和机箱的屏蔽； 2）减少耦合：减少强电回路的感应耦合； 3）接地：一次系统接地和二次系统接地；
4）隔离：模拟量的隔离，开关量输入、输出的隔离，二次回路布线时的隔离； 5）滤波：常用的滤波器有电容滤波器、电感滤波器、RC滤波器。
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15、简述CSC2000变电站综合自动化系统的特点及其基本功能。 1）适用35kV~500kV各种电压等级的变电站。
2）各间隔单元保留紧急手动跳、合闸操作手段外，其余保护、控制、监视、测量和报警功能全部由综合自动化系统完成。 3）LONWORKS现场总线。
4）典型的分散分布式系统，既可集中组屏，又可分散安装。 5）第三代微机保护通用硬件。 基本功能：
1）监控系统主站：以计算机监控系统为中心，实现对全部一次设备进行监视、测量、控制、管理、记录和报警功能，是为了运行人员之间的接口。需要时可与远方控制中心及其他系统通信。
2）继电保护工程师站：可以进行保护定值管理、录波数据分析，远方故障信息分析、诊断。
3）远动主站：通过LONWORKS现场总线/以太网等同各种不同类型的保护装置，测控装置通信，把所采集的数据送到几个独立的数据库中，经规约转换后，分别上送到不同的调度端，直接通过主站对间隔层设备进行控制，实现“四遥”功能。 4）防误闭锁控制：CSC 2000 综合自动化系统采用基于测控网络的站级防误闭锁及间隔层相结合的防误系统，发挥了微机防误系统及测控网络的优势。
16、变电站防止误操作的“五防”指什么？
1）防止误合误分断路器
2）防止带负荷切刀闸
3）防止带电接地线
4）防止带接地线合断路器、隔离开关 5）防止误入带电间隔
17、简述保护和监控对算法的不同要求。
1）监控需要计算得到的是反映正常运行状态的P、Q、U、I等物理量，进而计算出功率因数、有功电能量和无功电能量。而保护更关心的是反映故障特征的量，所以保护中除了会要求计算U、I、功率因数等以外，有时还会要求计算反映信号特征的其他一些量，例如频谱、突变量、负序或零序分量以及谐波分量等。
2）监控在算法的准确上要求更高一些，希望计算出的结果尽可能准确；而保护则更看重算法的速度及灵敏性，必须在故障后尽快反应，以便快速切除故障。
3）监控算法主要针对稳态时的信号，而保护算法主要针对故障时的信号。相对于前者，后者含有更严重的直流分量及衰减的谐波分量等。
18、保护和监控常用算法有哪些？
1）基于正弦函数模型的算法：两点乘积法、导数算法、二阶导数算法和半周积分算法 2）基于周期函数模型的算法：基于傅式算法的功率方向算法和基于傅式算法的滤波算法 3）基于随机函数模型的算法 4）解微分方程算法
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