第10章_变电站通信部分
第10章智能化变电站(答案)
第10章智能变电站习题答案1．智能化变电站的结构如何组成？有什么特点？答：智能化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备组成，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
智能化一次设备主要包括电子式互感器、智能化断路器等，网络化二次设备是指将变电站内的常规二次设备标准化设计制造，在设备之间使用高速网络通信实现数据共享。
智能化变电站的特征：一次设备的智能化、二次设备的网络化和变电站通信网络和系统实现标准统一化。
2．智能化变电站中各层的作用是什么？分别有什么特征？答：（1）过程层是一次设备与二次设备的结合面，是智能化一次设备的智能化部分。
其主要实现与一次设备接口相关的功能，包括：实时电压、电流等电气量检测，进行运行设备的状态检测与统计，完成包括断路器、隔离开关的合分控制、变压器分接头调节、直流电源充放电控制操作等的控制执行与驱动。
（2）间隔层的功能是利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用，如线路保护设备和间隔单元控制设备就属于这一层。
其主要功能有：汇总本间隔过程层实时数据信息，实施对一次设备的保护控制，实施本间隔的操作闭锁，实施操作同期及其他控制功能，控制数据采集、统计计算及控制命令的优先级，同时高速完成与过程层及站控层的网络通信。
（3）变电站层主要通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库，按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心，接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行。
它应具有以下功能：在线可编程的全站操作闭锁控制功能；站内当地监控、人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，图像、声音等多媒体功能；可对间隔层、过程层诸设备进行在线维护、在线组态、在线修改参数；同时，能完成变电站故障记录、故障分析和操作培训。
3．智能化变电站的主要技术特征是什么？答：（1）数据采集数字化。
（2）系统分层分布化。
变电站安装工程培训课件整理
▪ 换流站设备安装定额运用要点和工程量计算 规那么
第三十一页，共gchéng)调试定额
▪ 1、了解调试定额编制依据 ▪ 2、熟悉单体、分系统和整套调试之间界限
(jièxiàn)，调试工程定额的工作内容，熟悉特 殊工程试验工作内容。 ▪ 3、掌握调试工程量计算规那么和相应定额的 套用中。 ▪ 4、掌握特殊试验工程的概念与意义。
▪ 电气设调试定额工作(gōngzuò)所包含的试验 工程
▪ GB50150的相关规定 ▪ 常规试验与特殊试验 ▪ 设备调试定额运用要点和工程量计算规那么 ▪ 定额调整系数 ▪ 变压器、SF6断路器、电容式电压互感器、
第三十四页，共57页。
第三节 分系统调试(diào shì)
▪ 分系统调试 ▪ 分系统的概念、与单体调试及整套启动调
第五节 交、直流换流站
▪ 换流站的概念 ▪ 换流站的主要(zhǔyào)设备 ▪ 换流器、换流变压器、直流电抗器、滤波器、无功补偿设备、
直流避雷器、
第八页，共57页。
第二章 变电站电气设计
▪ 了解电气设计中常用的几个根本概念，了解 变电站电气在各设计阶段(jiēduàn)的工作内 容。
▪ 熟悉电气专业各阶段(jiēduàn)图纸的识读。
▪
设备运杂费概念、运杂费的计算(jìsuàn)
▪ 6、其他费用
▪
计算(jìsuàn)标准
第十六页，共57页。
第四章 变电站工程计价(jìjià)方法
▪ 1、掌握工料单价法概念、计价内容组成和计 价步骤。
▪ 2、了解(liǎojiě)工程量清单计价的定义及组 成、计价步骤和计价格式。
高电压技术第十章
二、变电站电气设备绝缘水平的确定
(一)雷电过电压下的绝缘配合
电气设备在雷电过电压下的绝缘水平 通常用它们的基本冲击绝缘水平(BIL)来 表示，全波基本冲击绝缘水平(BIL)与避 雷器雷电冲击保护水平(BIL)之间取一定 的配合系数.
确定绝缘子串处于垂直状态时对杆塔 应有的水平距离
L0S0lsin0
LSSSlsinS LLSLlsinL
Lma L0,x LS,[LL]
式中 l——绝缘子串长度
L 导线与杆塔之间的水平距离
本章小结
1. 绝缘配合就是按系统中出现的各种
电压和保护装置的特性来确定设备的 绝缘水平。设备的绝缘水平是指设备 绝缘所能耐受的试验电压值。进行绝 缘配合时，应全面考虑设备造价、维 修费用以及故障损失三个方面，使三 者总和最小。
4. 惯用法是首先确定电气设备绝缘上
可能出现的各类过电压的最高值，然 后根据经验乘以一个考虑各种因素的 影响和和一定裕度的配合系数，从而 决定绝缘应能耐受的电压水平。绝缘 的最低耐电强度应大于过电压的最高 值。
5. 统计法是首先确定各种过电压和绝
缘耐电强度的统计特性（概率密度、 分布函数等），然后用计算的方法求 出绝缘放电的概率和线路的跳闸率， 根据技术经济比较，在绝缘成本与故 障率间进行协调，合理地确定绝缘水 平。
6. 简化统计法假定过电压及绝缘放
电概率的统计分布均服从正态分布， 且已知其标准偏差，对某类过电压在 统计冲击耐受电压和条件冲击过电压 之间选取一个统计配合系数，使所确 定的绝缘故障率从系统的运行可靠性 和费用两方面来看是可以接受的。
102短时工频耐受电压的确定雷电过电压下避雷器的残压雷电冲击耐受电压bil等效工频耐受电压比较短时工频耐受电压操作冲击耐受电压sil最大操作过电压等效工频耐受电压分别为雷电和操作冲击配合数分别为雷电和操作冲击电压换算成等效工频电压的冲击系通常可取148可取13135由图可见工频试验电压值实际上是由设备的和共同决定的它在某种程度上也代表了绝缘对雷电操作过电压总的耐受水平绝缘配合的统计法是根据过电压幅值和绝缘耐压强度都是随机变量的实际情况在已知过电压幅值及绝缘闪络电压的统计特性后用计算方法求出绝缘闪络的概率和线路跳闸率在技术经济比较的基础上正确地确定绝缘水平为过电压概率密度函数为绝缘放电概率分布函数假定为过电压在附近范围内出现的概率为在过电压作用下绝缘放电的概率
变电站概述
容量。正常情况下，直流负荷都是由高频开关模块供电，
在交流系统失压后，所有的直流负荷都是由蓄电池组供电 的。所以，直流负荷是选择蓄电池容量的主要依据。
蓄电池的容量的大小就是电流和时间的乘积。经常用到的蓄电池容 量是200Ah、300Ah，它的实际意义是什么呢？由于无人值 班变电站要求直流系统能够在交流消失后持续供电2小时， 所以一只电压为2V、容量为200 Ah的蓄电池应该能以2V、 100A的形式供电2小时。103只这样的蓄电池串连在一起， 就构成了一个220V、200Ah的蓄电池组。容量是蓄电池的 构造决定的，与连接方式无关。
座变电站有一个整体的认识，以便于我们进行后 续的工作。我们需要两张图纸来解决这个问题： 《电气主接线图》和《电气总平面布置图》。 《电气主接线图》显示了变电站的规模及一次设 备的技术参数。变电站的规模：进线数量、出线 数量、变压器容量及台数等。一次设备技术参数： 断路器额定电流、变压器阻抗等。 电气总平面布置图》显示了变电站内设施的布局， 最主要的就是一次设备的布置。 《电气总平面布 置图》其实就是变电站的俯视图。
变电站概述
第一章 变电站的作用
1.1电能的产生 发电厂类型：火电厂、热电厂、水电厂、核电站、风电站、太阳能电
站
1.2电能的传输 设定需要传输的功率为S，线路电压为U，则线路中的电流I=S/U 。 损耗的电能以导线发热的形式体现，发热损耗Q=I2R。由此可以得出
结论：在传输功率和线路长度一定的情况下（S、R为定值），随着电 压U的升高，I不断降低，则输电线路的损耗也会降低。所以，为了降 低电能在线路上的损耗，电厂在电能产生以后，会通过升压站将电压 增高，然后再通过输电线路将电能传输出去。对于远距离输电，高电 压等级的优势非常明显。
变电站概述(专业教学)
技术教育
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图3-10kV开闭所主接线示意图
技术教育
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第二章 变电站的构成
从电气技术的角度来讲，变电站由一次设备和二次设备组 成。这个说法非常笼统，也非常抽象。从工程和实践的的 角度来讲，变电站有以下几个部分组成：
主控制楼：主控室、休息室 室外土建：设备构架、设备基础、站区道路、电缆沟 一次设备：断路器、隔离开关、接地刀、变压器、母线 二次设备：微机保护、微机测控、操作箱、自动装置 电源系统：交流系统、直流系统、逆变电源 通信系统：光端机、配线架 环境系统：火灾自动报警、图像监视
技术教育
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1.4.2电能的分配
从图2不难看出，220kV变电站内110kV出线的数量明显多 于220kV进线的数量，这就是变电站的另一个作用：电能 分配。电能从变压器的110kV侧输出后，并没有直接经输 电线路输出，而是进入了110kV母线，这是因为变压器的 输出功率足够数座110kV变电站使用。110kV母线上的多条 110kV线路处于并联的关系，所以它们的电压是一样的， 它们的电流之和与变压器的110kV侧的输出电流是一样的。
变电站概述
技术教育
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第一章 变电站的作用
1.1电能的产生 发电厂类型：火电厂、热电厂、水电厂、核电站、风电站、太阳能电
站
1.2电能的传输 设定需要传输的功率为S，线路电压为U，则线路中的电流I=S/U 。 损耗的电能以导线发热的形式体现，发热损耗Q=I2R。由此可以得出
结论：在传输功率和线路长度一定的情况下（S、R为定值），随着电 压U的升高，I不断降低，则输电线路的损耗也会降低。所以，为了降 低电能在线路上的损耗，电厂在电能产生以后，会通过升压站将电压 增高，然后再通过输电线路将电能传输出去。对于远距离输电，高电 压等级的优势非常明显。
变电站综合自动化与智能变电站应用技术章节习题及答案
第1章变电站综合自动化系统的基础知识习题答案1.什么是变电站综合自动化？答：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具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。
2.变电站综合自动化系统有哪些基本功能？答：变电站综合自动化系统的基本功能主要有微机保护、安全自动控制、远动监控、通信管理。
3.简述变电站层的组成。
答：变电站层一般主要由操作员工作站（监控主机）、五防主机、远动主站及工程师工作站组成。
4. RCS-9600综合自动化系统有哪几部份组成？答：RCS-9600综合自动化系统从整体上分为三层，即变电站层、通信层和间隔层，硬件主要由保护测控单元、通信控制单元及后台监控系统组成。
5.RCS-9600后台监控系统具有哪些特点？答：RCS-9600后台监控系统用于综合自动化变电站的计算机监视、管理和控制或用于集控中心对无人值班变电站进行远方监控。
RCS-9600后台监控系统通过测控装置、微机保护以及变电站内其他微机化设备（IED）采集和处理变电站运行的各种数据，对变电站运行参数自动监视，按照运行人员的控制命令和预先设定的控制条件对变电站进行控制，为变电站运行维护人员提供变电站运行监视所需要的各种功能，减轻运行维护人员的劳动强度，提高变电站运行的稳定性和可靠性。
6. RCS-9600系列保护测控单元完成的主要功能有哪些？答：RCS-9600系列保护测控单元作为变电站综合自动化系统一个基本部分，以变电站基本元件为对象，完成数据采集、保护和控制等功能。
概括地说，其完成的主要功能有：模拟量数据采集、转换与计算，开关量数据采集、滤波，继电保护，自动控制功能，事件顺序记录，控制输出，对时，数据通信。
7. RCS-9600综合自动化系统中实时采集的数据包括哪些类型？答：实时数据采集包括：①遥测。
变电站PPT课件
0
IL UA
L
IL
IC
I I (1)
(1)
C.B
C.A
C UC
U (1) A
U0 U (1)
B
UB
IC
消弧线圈电阻很小，感抗很大。 一相接地时, 接地点的电流减小，不再发生电弧。
一般采取过补偿运行方式。现已采用微机自动跟踪补偿技术。 此系统需装设高灵敏的小电流接地选线装置以实现选择性保护。
续上页
三、电源中性点经小电阻接地的电力系统
运行要求：安全、可靠、优质、经济
三、现代电力系统的发展趋势
发展趋势
能源结构的多样性和互补性 控制和调度手段的先进性 输电方式的新颖性
第二节 电力系统的额定电压
一、电力系统中各元件额定电压的确定
额定电压——指保证设备正常运行且能获得最佳技术经济效果
的电压。
1. 三相交流电网（线路）额定电压（线值）
低压/kV 0.38、0.66、1 (1.14)
IC 3IC0
零序 电流
估算：
IC
UN (loh 35lcab ) 350
电缆线路对地电容电流比架 空线路大。
当IC超过规定值时，会产生断续电弧致使电网出现暂时过电压， 危及电气设备安全。
续上页
二、电源中性点经消弧线圈接地的电力系统
UA
UB O
UC
IL
U (1) A
U (1) B
U (1) C
对供电方式无特殊要求
第五节 供电工程设计的主要内容 和程序
一、用户供电工程设计的主要内容 用户供电工程的设计应严格按照现行的国家标准规范和 有关技术经济政策的要求，力争使设计方案技术先进、电能 质量稳定、安全性能可靠和经济指标合理。
国家电网公司35kV变电站典型设计技术导则(修订版)
国家电网公司35kV变电站典型设计技术导则（修订版）国家电网公司35kV变电站典型设计技术导则第1章技术原则概述1.1依据性的规程、规范《35～110kV变电所设计规范》（GB50059-1992）、《35～110kV无按DLGJ25-1994《变电所初步设计内容深度规定》有关深度要求开展工作。
1.6模块化设计35kV变电站典型设计模块划分原则与220kV和110kV变电站典型设计一致。
方案中各电压等级配电装置、主变压器、无功补偿装置、站用电、主控楼等是典型设计方案的“基本模块”；对于“基本模块”中的规模，如各电压等级的出线回路、无功补偿组数及容量的大小、主变压器台数及容量等，是典型设计工作的“子模块”。
实际工程可通过“基本模块”拼接和“子模块”调整，方便的形成所需要的设计方案。
1.6假定条件地基：地基承载力特征值取f ak=150kPa，无地下水影响；腐蚀：地基土及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用。
第2章技术条件一览表第3章电力系统部分3.1系统一次3.1.1主变压器主变压器容量和台数的选择，应根据相关的规程、规范、导则和已经批准的电网规划决定。
单台变压器容量可采用5、10、16、20MVA或31.5MVA。
35kV电压等级：25kA；10kV电压等级：16kA或25kA。
3.2系统继电保护、远动和通信典型设计不涉及系统保护、系统远动和系统通信的具体内容，仅需要根据工程规模，进行原则性配置，并提出建筑布置要求。
（1）根据系统需要设置35kV系统继电保护，保护选用微机型。
（2）35、10kV采用保护与测控单元合一装置，当采用敞开式配电装置时，可采用集中或分散布置方式；当采用开关柜时，保护与测控单元可就地柜上分散式安装。
（3）变电站通信采用载波或光纤通信方式，光纤通信可传输数字和模拟信号，通信容量及可靠性按照变电站无人值班要求设计。
（4）变电站监控系统应具有通信监控功能。
用软母线中型、改进中型配电装置或户内开关柜。
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数据通信
数字通讯系统是以计算机为中心，结 合分散在远程的终端装置或其他计算机，通 过通讯线路彼此连接起来，进行数据或信息 的传输、交换、存储和处理的设备总称。
source
Signal conversion
modulate
medium
Signal recover demodulate
receive
通信系统的组成
Modes of transmission
• Parallel transmission • Serial transmission
• 串行传输是指数据中的各位分时传送，此时 只需要一条数据线，外加一条公共信号地线 和若干条控制信号线。因为一次只能传送一 位，所以对于一个字节的数据，至少要分8位 才能传送完毕。如图（b）所示。 • 串行通信的必要过程是：发送时，要把 并行数据变成串行数据发送到线路上去，接 收时，要把串行信号变成并行数据，才能被 计算机及其它设备处理。
1895年意大利的马可尼和俄国的波波 夫把电磁波应用到无线电报通信中
1906年德弗雷斯特发明了valve (电子管)
表1―1 通信技术发展历史简表
表1―1 通信技术发展历史简表 （续）
10项重大通信技术值得人们纪念
(1)摩尔斯发明有线电报。有线电报开创了人类信息 交流的新纪 (2)马克尼发明无线电报。无线电报为人类通信技术 开辟了一个崭新的领域。 (3)载波通信。载波通信的出现，改变了一条线路只 能传送一路电话的局面，使一个物理介质上传送 多路音频电话信号成为可能。 (4)电视。电视极大地改变了人们的生活，使传输和 交流信息从单一的声音发展到实时图像。
1．3．2通信方式
1、对于点与点之间的通信，按消息传递的方 向与时间关系，通信方式可分为单工、半双 工及全双工通信三种。 单工通信， 是指消息只能单方向传输的工作方式
发端 信 道
(a)单工
收端
• 半双工通信，是指通信双方都能收发消 息， 但不能同时进行收和发的工作方式。
发端 信 道 收端 收端 发端
f(t) 模拟信号 特征量取值 连续的信号 t 连续信号
f(nt)
t 抽样信号
模拟信号波形
f(t) 数字信号 特征量取值 离散的信号
1 1 1 0 0 1 0
f(t)
3
0 31 2Fra bibliotek3 1
2
1
0
t 二进制码
0
t
多进制码
数字信号波形
通信系统根据所传信息的信号表示形式，又分为模拟通信系统和数字 通信系统。 模拟通信系统——传递和交换模拟信号的系统。 数字通信系统——传递和交换数字信号的系统。 模拟信号——特征量（幅度、频率或相位）取值连续的信号。 数字信号——特征量（幅度、频率或相位）取值离散的信号。
(8) 卫星通信。卫星通信将人类带入了太空通 信时代。 (9) 蜂窝移动通信。蜂窝移动通信为人们提供 了一种前所未有、方便快捷的通信手段。 (10)因特网。因特网的出现意味着信息时代的 到来，使地球变成了一个没有距离的小村 落-“地球村”。
radio TV
valve电子管
transistor晶体管 IC 集成电路 大规模可编程器件
调制的逆变换
接收设备 信 道 译 码 信 源 译 码 信
宿
噪声
把信源发出 的模拟信号变为 数字信号。另外 为了降低数码率 而进行压缩编码。
数字通信系统的组成
为了提高通 信抗干扰能力， 进行波形编码和 纠错编码。 信道编码 的逆处理
信 源 编 码 的 逆 处理
交换的概念
通信线路
信 发送设备 源 传输信道 接收设备 宿 信
(5)电子计算机。计算机被公认为是20世纪最伟大的 发明，它加快了各类科学技术的发展进程。 (6)集成电路。集成电路为各种电子设备提供了高速、 微小、功能强大的“心”，使人类的信息传输能 力和信息处理能力达到了一个新的高度。 (7)光纤通信。光导纤维的发明，使人们寻求到一种 真正能够承担起构筑未来信息化基础设施传输平 台重任的通信介质。
50 同轴电缆
75 同轴电缆
绝缘保护套层 外导体屏蔽层 绝缘层 内导体
同轴电缆分类
通常按特性阻抗数值的不同，将同轴电缆分为两类： （1）50 同轴电缆 又称为基带同轴电缆。在传输基带数字信号时，可以有多
种不同的编码方法。常用的两种编码方法，即：曼彻斯特
编码和差分曼彻斯特编码。 （2）75 同轴电缆
第十章 变电站综合自动化的通信 系统
Vivi
• 参考书： • 清华大学出版社《数据通信基础》、 • 人民邮电出版社《通信原理教程》、
1.0 数据通信的基本概念
the development of communication technic and communication society
克服距离上的障碍，迅速而准确的传送信息是通信的主要任务。
将信源产生的消息信号 变换成便于传送的形式
信 发送设备 源
信道 传 输 媒 介
从带有干扰的 接收信号中正 确恢复出原始 信号
信 接收设备
宿
产生或发出 消息的人或 机器
噪声
通信系统模型
接受消息 的人或机 器
通信系统
模拟通信系统 ——传递和交换模拟信号的系统。 数字通信系统 ——传递和交换数字信号的系统
我国古代最早 的通信方式是 war flame。 1837年莫尔斯电报 telex
发报
文字发明后， 利用驿站传递 文书。
传输线
收报
通信技术的发展与信息社会
1876年贝尔电话
话筒
耳机
1864年麦克斯韦从理 论上预言了电磁波的 存在 1887年赫兹用实验证 实了电磁波的存在
通信技术的发展与信息社会
• 根据信号传输方向与传输时间的不 同，任意两点间的通信方式可分为：
• 单工通信 (Simplex) 在任何一个时刻， 信号只能从甲方向乙方单向传输，甲方 只能发信，乙方只能收信。 比如 广播电台与收音机、电视台与电视机的 通信(点到多点)、遥控玩具、航模(点到 点)、寻呼等均属此类。
• 半双工通信 (Half―Duplex) ：在任何一 个时刻，信号只能单向传输，或从甲方 向乙方，或从乙方向甲方，每一方都不 能同时收、发信息。比如对讲机、收发 报机以及问询、检索等之间的通信。 • 双工通信(Full―Duplex)：在任何一个时 刻，信号能够双向传输，每一方都能同 时进行收信与发信工作。比如普通电话、 手机。
聚氯乙烯 套层
绝缘层
铜线
聚氯乙烯 屏蔽层 铜线 绝缘层 套层
• The underground system uses twisted pair conductors bundled together into cables. • The benefits provided by a balanced transmission system include a much greater signal to noise ratio due to the omission of ground current noise from the system. • Other noise which may be induced into the transmission line by adjacent signalling lines is also significantly rejected in a balanced system.
Twisted
Pair Cable
：把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则 的方法绞合起来就构成了双绞线。
屏蔽双绞线 STP (Shielded Twisted Pair)
无屏蔽双绞线 UTP (Unshielded Twisted Pair) 屏蔽双绞线 STP
无屏蔽双绞线 UTP
The end of a twisted pair Ethernet cable with an RJ-45 connector.
• A 10/100 megabit twisted pair Ethernet interface in a personal computer. The link indicator is illuminated照亮 indicating that the interface is connected to an active Ethernet network. The 10 Mbit/s indicator is lit, while the 100 Mbit/s indicator is not. This shows that the network is operating in the slower 10 megabit mode.
模拟通信 数字通信 无线通信 有线通信 话务通信 按通信业务分类 计算机通信 图像通信 卫星通信 按传输手段分类 微波接力通信 按技术特点分类 线性调制
按传输信号的特征分类
按调制方式分类
非线性调制
数字调制
脉冲调制 频分复用
按传输媒介分类
按复用方式分类
时分复用
码分复用
扩频通信 跳频通信
保密通信
网络通信
又称为宽带同轴电缆。 在计算机通信中，“宽带系统”是
指采用了频分复用和模拟传输技术的同轴电缆网络。
• Large stray earth currents flow from point to point, which in turn cause severe interference problems to telecommunication circuits that are "ground referenced". • Typical unbalanced transmission lines are single wire, earth return systems, and coaxial cables.