福大12级配电网自动化-要点课件

1、一、填空题（猜题）配电网自动化系统主要由配电主站、配电终端（开关监控终端FTU、变压器监测终端DTU、配电站监控终端DTU）、配电子站（可选）和通信通道等部分组成。实现配电网（含分布式电源、微网等）的运行监视和控制的自动化系统，具备配电 SCADA(supervisory control and data acquisition) 、馈线自动化、配电网分析应用及与相关应用系统互连等功能配电网自动化的意义：1提高供电可靠性（1）缩小故障影响范围（2）缩短事故处理所需的时间2提高供电经济性3提高供电能力4降低劳动强度，提高管理水平和服务质量配电网一次设备。变压器、断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器

2、、电压互感器、电流互感器等。配电网的接地方式。大电流接地方式（中性点有效接地方式）和小电流接地方式（中性点非有效接地方式）。在大电流接地方式中，主要有中性点直接接地和中性点经低电阻、低电抗或中电阻接地；小电流接地方式主要有中性点经消弧线圈接地、中性点不接地和中性点经高阻接地等。配电网数据一般指与配电网运行密切相关的数值、状态、指令等。开关量、模拟量 报文与通信协议都属于通信系统的软件。通信系统每秒传输数据的二进制位数被定义为比特率。单位为bit/s。 把每秒传输码元的数目定义为波特率。单位为baud。在讨论信道特性，特别是传输频带宽度时，通常采用波特率；在涉及系统实际的数据传输能力时，则使用比

3、特率。 数据传输方式，1.串行传输和并行传输；2. 同步传输与异步传输（同步方式比异步方式传输效率高，适合高速传输的要求。 ）差错控制方式：发现传输过程中出现的错码,进而加以纠正。接收端经过译码，能查出码中存在差错，但不知道差错的确切位置，叫检错译码。如能判定差错的位置并加以纠正的，叫纠错译码。数据通信校验方式：奇偶校验、水平一致校验、水平垂直一致校验、校验和、循环冗余校验常见的DTE有馈线监控终端、专变采集终端、负荷控制管理终端、抄表集中器和抄表采集器等；常见的DCE有调制解调器、GPRS模块、载波机和光端机等；常见通信介质有双绞线、网线、光纤及无线电波等。配电网自动化通信方式：RS-232

4、、RS-485、CAN总线、电力载波通信、光纤通信、ZigBee 无线传感器网络、GPRS通信馈线监控终端作为一个独立的智能设备，一般由1个或若干个核心模块馈线终端单元（独立机壳）、外置接口电路板、充电器、蓄电池、机箱外壳以及各种附件组成。DV分辨率。12位、16位模数转换器的分辨率分别是12和16 ，若12位模数转换器的满量程为±5V。其满量程的为，如果输入电压的变化量比0.0024V还小，则模数转换器将无法分辨。采用配电网自动化开关设备的馈线自动化系统，不需要建设通信通道，利用开关设备的相互配合，实现隔离故障区域和恢复健全区域供电。 重合器和重合器配合模式，重合器和电压-时间型分

5、段器配合模式及重合器和过流脉冲计数型分段器配合模式。分段器是一种与电源侧前级开关（如重合器等）配合，在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备，一般不能断开短路故障电流。分段器可分为电压-时间型分段器和过流脉冲计数型分段器两类电压-时间型分段器是凭借加压、失压的时间长短来控制其动作的，失压后分闸或闭锁，加压后合闸过电流脉冲计数型分段器通常与前级的重合器或断路器配合使用，它不能开断短路故障电流。但在一段时间内，能记忆前级开关设备开断故障电流动作次数。在预定的记忆次数后，在前级的重合器或断路器，将线路从电网中短时切除的无电流间隙内，分段器分闸，隔离故障。用电信息采集系统在逻辑上分为主站层、通信信道层

6、、采集设备层三个层次。主站具备两种形式的预付费功能。专变采集终端也有两种形式：第一种是执行主站下发的指令，显示用户当前剩余电费信息、执行停电跳闸命令。第二种是接收主站下发的用户交费信息，连续采集用户用电信息，计算当前剩余电费，电费不足时跳闸停电，接到主站的续交电费信息后复电。 配电网自动化主站系统是配电网自动化系统的核心部分，主要实现配电网数据采集与监控等基本功能以及配电网拓扑分析应用等扩展功能，并具有与其他应用信息系统进行信息交互的功能，为配电网调度指挥和生产管理提供技术支撑。配电网地理信息系统是利用现代地理信息系统技术，将配电网络、用户信息及地理信息、配电网实时信息进行有机集成，并运用于整

7、个配电网的生产和管理过程的系统。 实现图形和属性的双重管理功能 配电网高级应用软件包含的内容有：网络建模、网络接线分析、动态网络着色、配电网潮流计算、短路电流计算、网络重构、负荷预测等。给定时间段内，电网中所有元件产生的电能损耗称为线损电量，简称线损。线损按其特点可分为三大类：可变损耗、固定损耗、不明损耗 在线损电量管理工作中，线损又可分为技术线损电量、管理线损电量、统计线损电量。 技术线损电量又称为理论线损电量。 管理线损电量是与网络维护管理水平有直接关系的一种电量损失，可以通过用电管理予以降低。其中包括：1）各种计量电能表的综合误差，抄表不同期、漏抄、错抄、错算所产生的误差。2）电气设备绝

8、缘不良所引起的漏电、无表用电和窃电所引起的损失电量。线损率是指电网中的线损电量占电网供电量的百分比。线损率也有实际线损率和理论线损率之分。 实际线损率实际线损电量/供电量 × 100%（供电量售电量）/供电量 × 100% 理论线损率理论线损电量/供电量 × 100%（可变损耗+固定损耗）/供电量 × 100% 配电网线损理论计算的范围主要包括以下三项内容：除公变外的配电变压器；电力电容器；配电线路和电缆。 二、简答题4题1.RS-485工作原理。采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。接收器的输入电压为A、B这两根导线电

9、压的差值。逻辑“1”以两线间的电压差为+(26)V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-(26)V表示。网络拓扑。由一个主节点对RS-485总线的占用进行管理，任一时刻都只允许一个节点向总线发送报文。所有从节点只有在得到主节点许可的条件下才能有发送报文的机会。从节点与从节点之间不能直接通信。串行数据一个字节发送完后，必须保持高电平的空闲位，直到新字节的起始位开始发送。若没有偏置电路，通信线路空闲时DE=0，发送器输出端呈高阻态，UIA-UIB=0V，RO状态不确定。电气隔离。采用光电耦合的方式实现信号隔离。 屏蔽与接地。屏蔽层通常一点接地。不要求RS-485网络一定要采用屏蔽电缆，非屏蔽电缆在许

10、多RS-485网络中也得到了成功的运用。浪涌保护。采用瞬态电压抑制二极管及限流电阻进行保护。2. APDU分成3种报文格式的区别即I格式、S格式和U格式。I格式报文用于带编号的信息传输，其结构是一个包含APCI和ASDU的完整的APDU；S格式报文只含有一个APCI，不含ASDU，收到I格式报文，若无I格式报文发给对方，则发S格式报文进行确认；U格式报文也只含有一个APCI，用于传输过程的控制，如启动子站进行数据传输（STARTDT），停止子站数据传输（STOPDT），TCP链路测试（TESTFR）等。3. 傅里叶级数算法为什么可以起到滤波的作用假定被采样的模拟信号是一个周期性时间函数，除基波

11、外还含有不衰减的直流分量和各次谐波，可表示为 x(t)中的基波分量为 合并正弦、余弦项，可写为用和角公式展开得到 用复数表示为有效值和相角为 积分可以用梯形法则求得 已求得基波的实部和虚部参数，因此，可以方便地实现任意角度的移相求得A、B、C三相基波的实部和虚部参数后，可得到A、B、C三相的基波相量，进而求得A相（或B、C相）正序、负序和零序的对称分量，从而实现对称分量滤过器的功能 4.基于重合器的馈线自动话同基于网络的馈线自动化有什么区别？P133三、计算题2题1.例3-1 馈线终端单元的CPU对一交流电压信号进行等间隔的AD采样，得到的5个采样点经变换后的实际物理量值分别为：用交流采样傅里

12、叶算法求其有效值（单位：V）。 2. 基于网基结构矩阵的定位算法P143四、分析题2题1. 辐射状网故障区段隔离A为重合器，整定为一慢二快，即第一次重合时间为15s，第二次重合时间为5s。B和D采用电压-时间型分段器，X时限均整定为7s。C和E采用电压-时间型分段器，X时限均整定为14s。所有分段器的故障检测装置的Y时限均整定为5s。分段器均设置在第一套功能。2. 环状网开环运行时的故障区段隔离A采用重合器，整定为一慢二快，即第一次重合时间为15s，第二次重合时间为5s。B、C和D采用电压-时间型分段器并且设置在第一套功能，X时限均整定为7s，Y时限均整定为5s。E也是采用电压-时间型分段器，

13、但设置在第二套功能，其XL时限整定为45s，Y时限整定为5s。 2. IEC 60870-5-104规约 （1）结构APCI的启动字符为68H，表示一个数据帧的开始；APDU长度为控制域开始到本帧结束的总字节数；4个八位控制域表示收发编号，前两字节为发送序号N（S），后两字节为接收序号N（R），用于检测报文丢失和报文重复传输。（2）控制域的定义a）信息传输格式类型（I格式）控制域 b）监视功能类型（S格式）控制域 c）控制功能类型（U格式）控制域 （3）发送和接收序号的维护 主站软件收到若干个I格式报文后立即发送I格式报文确认 若无I格式报文要发送则在t2时间内发S格式报文确认，t2缺省值为1

14、0秒 通信双方采取了防止报文丢失和重复传输的机制及超时时间限制措施。 对于I格式报文，馈线监控终端每发送一个I格式报文，其发送序号应加1，主站软件每接收到一个与其接收序号相等的I格式报文后，其接收序号也应加1。反之亦然。 每次重新建立TCP连接后，主站软件和配电终端的接收序号和发送序号都应清零， 在双方开始数据传送后，接收方收到一个I格式报文，应判断此I格式报文的发送序号是否等于自己的接收序号。若相等则应将自己接收序号加1。若此I格式报文的发送序号小于自己的接收序号，这意味着发送方出现了重复传送。若此I格式报文的发送序号大于自己的接收序号，这意味着发送方出现了传送丢失。当未确认I格式APDU达

15、到k个时，发送方停止传送。对于接收方一般收到w个格式报文就必须发确认帧。k值默认为12，w值默认为8，一般要求w<k。出现报文丢失或重复传送应关闭现在的TCP连接，后重新建立TCP连接。 发送方的I格式或所有类型的U格式报文发出后，如果超过t1时间仍没有得到确认，则应关闭现在的TCP连接然后再重新建立新的TCP连接，t1的缺省值为15秒。 通信任意一方在超过t3时间内未收到新的帧，且已经收到的帧都给予了确认，则此时需发送U格式的测试帧，以测试通道状态是否完好，t3的缺省值为20秒 。（4）应用服务数据单元的结构1）类型标识一个应用服务数据单元内全部信息对象有相同的结构类型和格式2）可变结

16、构限定词1字节，其最高位用于确定信息对象的排列方式。最高位为“1”表示同类信息是顺序排列的，仅需指出第一个信息对象地址。最高位为“0”表示同类信息不是顺序排列的，每个信息对象地址均要给出。低7位用于确定ASDU内包含的信息对象数量，最多127个。3）传送原因低6位是传送原因序号；P/N=0,肯定确认，P/N=1,否定确认；T=0，未试验，T=1，试验。源发地址：标明响应来自哪个主站的召唤。一般源发地址不用时置为0。4）公共地址2字节，高字节为0，公共地址是和一个应用服务数据单元内的全部信息对象联系在一起。其中地址“0” 没有被使用；“255”为广播地址。例如：某个馈线监控终端的公共地址为“01

17、 00”。 5）信息对象地址3字节，高字节为0，最多表达65535个信息。同类信息对象的地址必须连续；首个信息对象地址一般从1开始；为了方便信息量的扩充，在每两类不同信息量之间预留部分地址空间；一旦某类信息数量超过原定预留的地址空间，必须将后续信息整体向后移动，但不能改变同类信息的先后顺序。一般由主站系统给所辖的终端规定统一的地址分配方案。 6）信息体元素及数据格式 a）带品质描述词的单点遥信信息bit5-8表示配电远方终端对该遥信的品质描述词。SPI表示遥信状态，SPI=0表示开关处于合位，SPI=1表示开关处于分位；bit2-4为保留位；BL为封锁标志，BL=0表示未被封锁，BL=1表示该状态被当地封锁；SB为取代标志，SB=0表示未被取代，SB=1表示该状态被人工设置或被其他装置取代；NT为刷新标志，NT=0表示当前值，NT=1表示非当前值，表示本次刷新没有成功；IV 为有效标志，IV=0表示时标有效，IV=1表示时标无效。带品质描述词的单点遥信信息对应的报文类型标识为1，该信息带品质描述，不带时标。b）归一化遥测值1个归一化遥测值占用2个字节，包含15位数据位，1位符号位。遥测数据的实际值等于传输值乘以满码值。 c）单点