光纤通信在配电网自动化上的应用（大全5篇）

第一篇：光纤通信在配电网自动化上的应用

光纤通信在配电网自动化上的应用

赵明洲 广东省中山电力工业局(528400)

王卫星 华南农业大学(510642)

1前言

随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。配网馈线自动化是配网系统提高供电可靠性最直接有效的技术手段之一。在近几年国家加大了对城网和农网的改造，国内各大供电局对配电网自动化的投入也在加大。在配网自动化实现的过程中，我们发现通信问题是一个难点问题。在此，仅就光纤通信在配网自动化方面的应用谈一点认识和体会。

2配电网自动化对通信的要求

同调度SCADA系统一样，配电自动化系统也需要一个有效的通信网，同时他有自己的特点：终端数量极多。配网系统拥有众多的开闭所、配电变压器、柱上断路器，要对这些设备进行监控就需要许多FTU和TTU，同时这些FTU随配电设备安装，地域分布广，通讯节点分散。

配网自动化系统的规模、复杂程度和自动化程度决定了通信系统应满足下述要求：

(1)可靠性：

配网系统的通信设备有很多暴露在室外，环境恶劣，因此必须能够抵御高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。同时，尽量避免各种电磁干扰，保证长期稳定可靠地工作，并要求在线路停电时，通信系统仍能正常工作。

(2)经济性：

考虑到配电网系统的总体经济效益，通信系统的投资不应过大，力争充分利用现有的主网通信资源，进行主、配网整体规划，避免重复投资。

(3)寻址量大：

通信系统不仅要考虑目前及未来的数据传输的需要，还要考虑系统升级的要求。

(4)双向通信：

配网自动化要实现遥测、遥信、遥控功能，就必须要求具有双向通信能力。

(5)容易操作和免维护。

根据以上的要求，伴随着光纤价格的下降，目前，光纤通信正广泛地应用于电力系统。

3光纤通信

自激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起，并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统，应用的光波波长为1.0～1.μm靘，整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低射散光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等很多种；常用的为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长，目前一般地，光信号在多模光纤内可传6km左右，在单模光纤内可传30km。因此，单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。

光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高，配网常用的通信速率一般为同步N×64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要，光纤MODEM的连接示意图如下：

另外，还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。其功能示意图如图2所示：

图2(I)中，A，B，C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网，若在D点发生故障，则如图2(II)所示，光路在A站和C站愈合(环回)，使通信不受影响，同时向主站发出相应的告警及定位信号，使维修人员及时修复故障段光缆。

4光纤通信的特点

光纤通信具有通信容量大，衰减小，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点，不过投资费用相对较高，尤其对于城区内直埋式电缆线路的光纤敷设，施工费用将更大。

5光纤通信在配电网上的实现方案

光纤通信的组网方式非常灵活，可以构架成星型、链型、树状、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等各种拓扑结构的网络。

根据配电自动化系统的特点，光纤网通常需组成环型网，并与计算机局域网连接，实现数据共享。常用的组网方式如图3所示。

图3中：“S”表示网络服务器，“W1、W2、Wn”表示工作站，“b”表示变电所，“k”表示开闭所，“T”表示配电变压器。

实际工程设计中，充分考虑到电力通信专网拓扑结构的复杂性，SDH传输系统可以采用多达126个E1(2M口)全交叉连接和双主光环+多光分支的设计思想。基本构架为1～3个SDH／STM-1双纤自愈环相交或相切，而且在需要时，可通过更换光卡的方式在线升级为SDH／STM-4。如果局调度中心局域网位于网络地理中心，建议设计为相切环，以调度中心为切点，如图4所示；如果局调度中心局域网偏离网络地理中心，建议设计为相交环，由于调度中心不在交点，为了环间可靠转接，各环相交至少两点，互为保护路由，如图5所示。

6结束语

在实际的配网自动化的通信系统，必须构建一个成本低、收效高的双向通信系统，用可以接受的费用在可靠性和信息流量方面提供非常高的性能。同时，由于配电网自动化系统所要完成的功能太多而系统复杂，采用单一的通信系统来满足所有的功能需要是不现实的，也是不经济的。因此，在配电网自动化系统中，要应用多种通信方式，按综合的经济技术指标而选取其中最优的组合。在电力系统中较常用的通信方式还有一点多址数字微波、数传电台、无线扩频、专线电缆、邮电本地网、载波、扩频载波等，可供组网时选择。

第二篇：浅论电力系统配电网自动化的应用

浅论电力系统配电网自动化的应用

论文关键词：电力系统；配电网；自动化；应用

论文摘要：本文分析了电力系统配电网自动化的实施目的、实施原则及自动化模式方案，以加快配电网自动化的发展，提高配电网供电的可靠性。

我国电力系统自动化在发电厂、变电站、高压网络、电力调度等方面都有较好的发展和应用，但是在配电网络方面还较为滞后，这是由于我国电力建设资金短缺，长期以来侧重电源和大电网建设的缘故，使配电网络技术发展受到严重的影响。设备落后、不安全的因素较多等状况，造成了配电网用电质量及供电可靠性方面较难满足要求。近几年来，随着电力事业的发展，各种新电器广泛应用于生活、生产，给人类带来了巨大的便利，但同时，也使人类社会对电的依赖日益加深。电力作为一种商品进入市场，配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。国家电力公司为规范电力公司的运作，真正体现服务人民的企业宗旨，对电能质量提出了较高的要求，尤其对供电可靠性制定了明文规定：一般城市地区为99.96%，使每户年平均停电时间不大于3.5h；重要城市中心区应达99.99%，每户年平均停电时间不大于53min。对照这一标准，我们还有很大差距。因此加快配电网自动化的建设与应用，是提高配电网供电可靠性的一个关键环节，也是实现上述目标的重要内容。

城市配电自动化的内容是对城域所辖的全部柱上开关、开闭所、配电变压器进行监控和协调，既要有实现FTU的三遥功能，又要具备对故障的识别和控制功能，从而配合配电自动化主站实现城区配电网运行中的工况监测、网络重构、优化运行。由此，配电自动化的系统结构应当是一个分层、分级、分布式的监控管理系统，应遵循开放系统的原则，按全分布式概念设计。按照一个城区全部实施设计，系统必须将变电站级作为一个完整的通信、控制分层；系统整体设计可分为配调中心层、变电站层、中压网层、低压网层。

一、配电自动化实施目的配电自动化在我国的兴起主要是缘于城网改造工程。长期以来配电网建设不受重视，结构薄弱，供配电能力低。国家出台的城网改造政策，提出要积极稳步推进配电自动化。配电自动化实现的目标可以归结为：提高电网供电可靠性，切实提高电能质量，确保向用户不间断优质供电；提高城乡电力网整体供电能力；实现配电管理自动化，对多项管理过程提供信息支持，改善服务；提高管理水平和劳动生产率；减少运行维护费用和各种损耗，实现配电网经济运行；提高劳动生产率及服务质量，为电力市场改革打下良好的技术基础。

二、配电自动化的实施原则

配电自动化是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分，电力作为商品的属性也集中体现在配电网这一层上，配点网自动化应面向用户并适应经济发展水平。日本在20世纪80年代，已完成了计算机系统与配电设备结合的配电自动化系统，主要城市的配电网络上投入运行，使得电网供电可靠性得到显著的提高，日本1996～1997平均每户停电0.1次，每次平均8 min，可靠性居全球之首。

1998年我国投巨资进行城乡电网改造。由于我国对是国家垄断经营，尚未真正实现电力市场化，各地发展很不平衡，因此配电自动化系统实施的目的必须适应终端用户的需求，而这种需求会因不同用户、因地、因行业而异随时变化。如果全面的实施配电自动化，应综合考虑，对于提高供电可靠性，应将它看作一个长期的市场行为。供电可靠性的提高是一个受多种因素制约、用多种手段有效协作后的结果，尤其依赖于系统管理水平的提高。故应将改造的重点转为采用各种综合手段提高供电质量，如采用不停电施工减少计划停电；开发应用配电自动化设备，实现远方监视、控制、协调，消除操作中人为因素可能导致的错误。供电企业在实施配电自动化时，也应首先研究客户长期的、变化的、潜在的需求，按现代的营销模式做市场调查、顾客群细分等，将配电自动化的实施同时作为整个电力营销策略中的环节之一；其次，量力而行，综合企业内已有的线路网络水平、调度自动化和变电站（开闭所）自动化水平、人员素质，制定实施的进度和规模。

三、配电网自动化模式方案

（一）变电站主断路器与馈线断路器配合方案由变电站出线保护开关和馈线开关相配合，并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构，推行配电网“手拉手”，变电站出线保护开关具有多次重合功能，重合命令由微机控制，线路开关具有自动操作和遥控操作功能，通信及开关具有自动操作和遥控操作功能，通信及远动装置，事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由主站系统判断，确认故障范围后，发令使故障段开关断开。

（二）自动重合器方案

此方案是将两电源连接的环网分成有限段数，每段线路由相邻的两侧重合器作保护。故障时，由上一级重合器开断故障，尽可能避免由变电站断路器行分合。当任一段故障时，应使故障段两端重合器分断，对故障进行隔离，线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。

（三）自动重合分段器方案

每段事故由自动重合分段器根据关合故障时间来判断。此方案在时间设置上，应保证变电站内断路器跳开后，线路断路器再延时断开。然后站内断路器进行重合，保证从电源侧向负荷侧送电，当再次合上故障点时，站内断路器再次跳开，同时故障点两侧线路断路器将故障段锁定断开，确保再次送电成功。

（四）馈线自动化模式

1、就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现。

2、计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并实施恢复供电的方案。

3、就地与远方监控混合模式，采用断路器（重合器），智能型负荷开关，并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障，恢复非故障段供电，同时还可以接受远方监控，配电网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。

参考文献：

[1]徐丙垠.配电自动化远方终端技术[J].电力系统自动化，1999，（5）.[2]林功平.配电网馈线自动化解决方案的技术策略[J].江西科技师范学院学报，2001，（7）.[3]陈亮.中低压配电网的自动化系统[J].中国现代教育装备，2008，（6）.[4]王振国,岳航.海勃湾城区配电网自动化系统实施方案探讨[J].内蒙古电力技术，2004，（2）

第三篇：电力系统配电网自动化的 应用现状及展望

电力系统配电网自动化的 应用现状及展望

2003-11-

5电力系统配电网自动化的 应用现状及展望

1、配电网自动化应用现状

长期以来，我国电力部门重发电，轻用电的现象比较严重，将主要精力放在大电网、大机组上，对配电网用电质量及可靠性关心不够，忽视了配电网的重要性和特殊性，使配电网技术发展受到严重的影响，造成了配电网供电可靠性差、设备落后、不安全的因素较多等状况。

近几年来，随着我国输电网自动化程度的提高，地、县调系统及无人值守变电站的综合自动化程度也随之迅速发展与提高。随之而来的是大家对配电网的重要性有了新的认识，意识到了加快配电网自动化的发展，是提高配电网供电可靠性的一个关键环节。

2、配电网自动化的应用原则

2.1适应性原则

2.1.1适应城乡经济条件的原则。由于我国农村经济相对落后，因而不能照搬发达国家的配电网自动化模式，应该立足国情，结合当地实际条件以解决配电网的实际问题和符合供电可靠性及用户的要求为目的，将有限的资金有效地投入配网自动化中去。

2.1.2适应配电网发展的原则。随着“网改”的不断发展，配电网无论在线路长度和设备容量上也在不断增长，配电网自动化应该能适应发展了的配电网，反过来，发展的配电网，更需要实现自动化。

2.1.3适应定时限保护的原则。定时限保护方式采用电流阶梯和时间阶梯重合，可使上下级保护配合方便、协调。而反时限保护由于设备产品的实际保护特性有差异、使上下级保护的配合不协调。

2.2逐步完善的原则。

配电网自动化是一项综合性系统工作，涉及到城市建设，配电网规划，设备选择等一系列繁杂工程，内容丰富，技术性强。对于配网自动化的发展应实行分期、分阶段进行。第一阶段为初级阶段，即变电站出线以自动重合闸作保护，线路上装多组自动配电开关，建立电压控制系统。第二阶段在第一阶段的基础上，增设通信及控制设备，各分支线自动配电开关由营业所实现控制，对负荷进行调配。第三阶段增加各营业所与配电管理中心的通信，将各点信号传送到配电管理中心，实现微机控制及信息的自动处理，达到完善的配电自动化。

2.3采用电流控制式的原则。

由于重合断路器经常有合分操作以及瞬时性故障时自动重合，使得配电开关频繁动作，导致设备可靠性降低，影响使用寿命。另外，自动配电开关有个合闸延时时间，故障时在并联组数较多的线路，最末级完成合闸的时间达几十分钟，合闸时间明显大于故障判断时间，影响供电的连续性。此外，自动配电开关不具备计数功能，只靠一次合闸时间来判别。相比之下，电流控制式采用的设备没有这些缺陷，比电压控制模式更为简单。

3、配电网自动化必备功能

配网自动化是以实时方式就地或远方对配电网进行数据收集、控制、调节和事故处理的技术，其目的在于保证配电网安全经济运行发送电压质量降低电能损耗、快速处理、提高供电可靠性。它应当具备以下几方面的功能:

3.1通过实时监控系统，监测每条线路上的负荷运行情况，及时发现不安全因素，消除事故隐患，使配电网安全运行。

3.2通过系统监测功能及时发现用户计量表故障，防止窃电，避免用电量损失。

3.3具备可靠的、高速率的通讯。

3.4具备完善的、能识别故障电流的、满足室外恶劣环境的故障控制器FDR，以及实现断路器远方操作的RTU。

3.5能通过系统监测功能及时计算线路线损，使线路能在最佳的经济状态下运行。

3.6系统的电量控制和功率控制可促进电费回收。

3.7配电自动化的主站系统应具有扩充性和开放性功能，主站软件功能完善，硬件上有足够的处理速度和裕度。

4、配电网自动化模式方案

4.1变电站主断路器与馈线断路器配合方案。

由变电站出线保护开关和馈线开关相配合，并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构，推行配电网“手拉手”，变电站出线保护开关具有多次重合功能，重合命令由微机控制，线路开关具有自动操作和遥控操作功能，通信及开关具有自动操作和遥控操作功能，通信及远动装置，事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由RTU传递，主站系统判断，确认故障范围后，发令使故障段开关断开。

4.2自动重合器方案。

此方案是将两电源连接的环网分成有限段数，每段线路由相邻的两侧重合器作保护。故障时，由上一级重合器开断故障，尽可能避免由变电站断路器进行分合。当任一段故障时，应使故障段两端重合器分断，对故障进行隔离，线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。

4.3自动重合分段器方案。

每段事故由自动重合分段器根据关合故障时间来判断故障。此方案在时间的设置

上，应保证变电站内断路器跳开后，线路断路器再延时断开。然后站内断路器进行重合，保证从电源侧自负荷侧送电，当再次合上故障点时，站内断路器再次跳开，同时故障点两侧线路断路器将故障段锁定断开，确保再次送电成功。

4.4馈线自动化的模式

4.4.1就地控制模式，即利用重合器加分断器的方式实现。

4.4.2计算机集中监控模式，即设立控制中心，馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下，由主站根据采集的故障信息进行分析判断，切除故障段并实施恢复供电的方案。

4.4.3就地与远方监控混合模式，采用断路器（重合器），智能型负荷开关，并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障，恢复非故障段供电，同时还可以接受远方监控，配网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。

5、结 语

电力系统配电网自动化是当前电网建设和热点，无论是大型、中小型城市都是把电网建设改造及自动化的实施列为工作重点，投入大量的资金和人力，其目的都是为了扩大供电能力，提高供电可靠性，优化电力服务。从目前的应用情况，有些内容只限于开发、研制和试用阶段，因此，各地应本着从实际出发，统筹安排，循序渐进的原则，从本地配电网的网络结构改造入手，做好规划，根据效益反馈，来逐步建设，完善适合于本地区电网发展的配电网自动化系统。

参 考 文 献

[1] 《电网建设改造与安全运行实用手册》主编:刘锋

[2] 《中国农村电气化学术文集》蒋良华:“农村电网综合自动化和农电企业管理自动化”

[3] 《大同配电网自动化系统的规划与实施》曹福成等著

原作者： 不详

第四篇：配电网自动化B答案

配电网自动化B参考答案

一、填空（每空1分，共19分）

1．电子式载波电能表、售电计算机、MODEM

2．呼叫控制；应用逻辑

3．来电合闸无压释放

4．TCC

5．故障管理，负荷管理，配电网分析

6．一快三慢（1A3C），二快二慢（2A2B）

7．上报，上级

8．调度自动化、配电网自动化、集中抄表

9.导电部分

10.小区变

二、选择题（共20分,每小题2分，每题选一个答案，多选或不选不得分）

1．A2.A3.D4.D5.B

6.D7.B8.C9.B10.D

三、判断题（共10分，每小题1分，对则打“√”，不对则打“×”）

1、√

2、×

3、√

4、×

5、√

6、×

7、√

8、√

9、×

10、√

四、简答题（共51分）

1、（5分）答： 1）系统精度；2）系统的开放性；3）系统的可靠性；4）系统的实时性；5）系统的安全性。（每个1分）

2、（5分）答： 1）节省设备投资；2）提高重合的成功率；3）缩小停电范围；4）提高配电网自动化程度；5）维护工作量小。（每个1分）

3、（10分）答： 主要作用是采集并处理配电变压器低压侧的各种电量（电压、电流、有功、无功、功率因数、电能量及状态量）等参数，（4分）并将这些参数信息向上级系统传输，（1分）监视变压器运行状况，（1分）变压器发生故障时，及时将故障信息上报给上级系统；（2分）还可增加对电容器组实现就地和远程集中无功自动补偿及其它控制功能。（2分）

4、（8分）答：1）扩大系统监控范围，保证有效管理；2）提高配电网运行管理水平，实现配电网运行管理现代化；3）减少事故和操作引起的停电时间，提高供电可靠性；4）改善电能质量，提高用户服务水平；5）提高劳动生产率；6）达到电网经济运行的目的。7）树立良好的供电企业形象；8）合理推迟电网建设，有效利用有限的资金。（每个1分）

5、（8分）答：1）重合器必须反映重合器与熔断器保护范围内的全部故障电流；2）对线路出现的暂时性故障，利用重合器两次快速操作来消除；3）永久性故障时，应在3次延时操作的分闸之前熔断器熔断，使重合器第三次重合成功恢复线路其余部分的供电；4）理想配合情况是熔断器的两条特性曲线应在重合器的快速和延时特性之间。（每个2分）

6、（5分）答：1）供电可靠性指标；2）线路损耗指标；3）电压质量指标；4）供电企业效益指标；5）自动化水平指标。（每个1分）

7、（10分）答：1）抗干扰能力强，误码率低；2）保密性强；3）抗衰落能力强，信息传输可靠率高；4）可与传统的调制方式共用同种频段；5）成本低，安装维护方便。（每个2分）1

第五篇：配电网自动化知识点总结

第一章

概述

1.名词解释

1）配电系统：配电区域内的配电线及配电设施的总称。它由变电站、配电站、配电变压器及二次变电站以下各级线路、发电厂直配线路和进户线及用电设备组成。2）配电系统自动化：（DSA）“是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据等配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。”

3）SCADA:(SCADA系统)即数据采集与监视控制系统。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。4）SA(变电站自动化)：包括配电所、开关站自动化。它是利用现代计算机技术、通信技术将变电站的二次设备（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。

5）FA（馈线自动化）:包括故障自动隔离和恢复供电系统，馈线数据检测和电压、无功控制系统。主要是在正常情况下，远方实时监测馈线分段开关与联络开关的状态及馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方分合闸操作；在线路故障时，能自动的记录故障信息、自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对未故障区段的供电。

6）DMS（配电管理系统）:就是利用当前先进的计算机监控、网络通信、数据处理技术对配电的运行工况进行监视、控制，并对其设备、图纸和日常工作实现离线、在线管理，提高配电运行的可靠性和故障自动分段、故障快速处理。包括配电网SCADA、配电网的负荷管理功能(LM)和一些配电网分析软件（DPAS），如网络拓扑、潮流、短路电流计算、电压/无功控制、负荷预报、投诉电话处理、变压器设备管理等。7）LM（配电网的负荷管理功能）：负荷管理提供控制用户负荷，以及帮助控制中心操作员制定负荷控制策略和计划的能力。其中削峰和降压减载为其主要的两个功能。

8）DPAS（配电网分析软件）:配电系统的高级应用软件为配电网的运行提供了有力的分析工具，主要包括：潮流计算、负荷预测、状态估计、拓扑分析、电流/阻抗计算及无功电压优化等。9）AM/FM/GIS（配电图资系统）:是自动绘图AM（Automatic Mapping）、设备管理FM（Facilities Management）和地理信息系统GIS（Geographic Information System）的总称，也是配电系统自动化的基础。

10）DSM（需方用电管理）:实际上是电力的供需双方共同对用电市场进行管理，以达到提高供电可靠性，减少能源消耗和供需双方的费用支出的目的。其内容包括负荷监控、管理和远方抄表、计费自动化两方面。11）FTU:馈线自动化测控终端, 是一种集测量、保护、监控为一体的综合型自动监控装置

12）TTU(distribution Transformer supervisory Terminal Unit，配电变压器监测终端):对配电变压器的信息采集和控制，它实时监测配电变压器的运行工况，并能将采集的信息传送到主站或其他的智能装置，提供配电系统运行控制及管理所需的数据。

13）RTU：Remote Terminal Unit 微机远方终端/变电站远方终端。2.问答题

(3)我国配电网有哪些主要特点？ 1>城市配电网的主要特点

1》深入城市中心地区和居民密集点，负载相对集中，发展速度快，因此在规划时应留有发展余地。2》用户对供电质量要求高。

3》配电网的设计标准较高，在安全与经济合理平衡下，要求供电有较高的可靠性。4》配电网的接线较复杂，要保证调度上的灵活性、运行上的供电连续性和经济性。5》随着配电网自动化的水平提高，对供电管理水平的要求越来越高。

6》对配电设施要求较高。因为城市配电网的线路和变电站要考虑占地面积小、容量大、安全可靠、维护量小及城市景观等诸多因素。2>农村配电网的主要特点

1》供电线路长，分布面积广，负载小而分散；用电季节性强，设备利用率低。

2》发展速度快，存在建设无规划，布局不合理，施工无设计，设备质量差等先天不足。3》农电队伍不稳定，专业水平不理想。

4》农电用户多数是乡镇企业、农业排灌和农民生活用电，用户安全用电知识较贫乏，严重影响安全供用电。

此外，我国配电网中性点不接地或经消弧线圈接地。目前还有采用中性点经电阻接地方案。(5)配电网自动化应实现哪些基本功能？

1》配电网运行和管理功能2》运行计划模拟和优化功能3》运行分析和维护管理功能4》用户负荷监控和故障报修功能 3.论述题

为什么要建设配电网自动化系统？（1000字左右）答：（1）配电网是电力产品发电、输电、配电环节中面向广大用户的最后一环，位于电力系统和电力消费的交互位置。在电力系统的发-输-配电环节中，配电系统处于相当重要的位置。

（2）随着国民经济高速增长，我国电力工业也随之高速发展，但与发、输电相比，配电网建设相对滞后，城乡电网建设差距太大。因此启动了城乡配电网改造工程，同时，必须考虑配电网自动化建设，才能适应现代化城市发展的要求。

（3）随着电网不断发展，电网监视所需信息量迅速增加，电网调度自动化系统的应用与推广由此而生。同样，随着我国国民经济持续多年的高速发展，城乡用电负荷成倍增长，配电网络规模急剧膨胀。配电网的建设和管理需要现代化手段，才能最大限度的利用好建设资金，高效建设好城市配电网。更重要的是配电网的运行管理，也需要自动化才能解决问题。

（4）随着人民生活水平和生活质量的提高，对于使用电力的广大用户已不满足仅仅有电用，还要求供电部门能够提供高质量的电能和优质的服务。要完成好这种服务需要自动化这一手段。

综上所述，配电网自动化是国民经济发展的需要，是电网发展、管理、运行和维护现代化的必然选择，是为广大用户提供优质服务的重要手段。

第二章

配电自动化的通信系统

2.什么叫以太网？画出其结构图并简要说明

答：以太网是一种局部通信网，通常在线路半径1-10km中等规模的范围内使用，为单一组织或单位的非公用网，网中的传输介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤等。结构如图所示，可知，凡是用同轴电缆互联的各站都能收到主机HOST发出的报文分组，但只有要求接受的那一终端才能接收。这样就不需要路径选择，且控制也是完全分散的，也就是说以太网没有交换逻辑装置，因此没有中央计算机控制网络。这种分布线网络可接收从各个终端发出的语言、图形、图像和数据信号，形成综合业务网。它的突出特点是使用可靠的信道而不是各种功能设备，当其中某一站发生故障时不会影响整个系统的运行。

5.综述配电系统自动化可采用的通信方式（要求：说明各方式的优缺点）。

答：1》有线通信（1）光纤通信：优点：传输频带宽，容量大；传输衰耗小，适于长远距离；体积小，质量轻，方便；输入与输出间电隔离，不怕干扰；保密性好；抗腐蚀，可直接埋于地下。缺点：强度不如金属线；连接困难，分路耦合不方便；弯曲半径不宜太小。（2）载波通信：在电力调度通信、远动信息传播、作为高频保护的高频通道已有了成熟经验，使用效果好。（3）专线：由于电缆共用，这种通信方式投资较少。（4）电信本地网：不需要投资建设专用通信网，开通费用低，但运行费用高。（5）传呼：传呼与拨号配合使用，可解决拨号实时性较差问题。

2》无线通信

（1）调幅广播：波长长，传输距离长，不受视距、障碍物影响，一般无多路径失真，通信质量高，单向通信方式。（2）甚高频无线电：覆盖面积有限，易产生失真、阴影，投资低。（3）超高频无线电：它比低频无线电易被大气吸收、产生失真、阴影，但可靠性相当高，不易产生互相干扰。（4）微波通信:带宽充足，传输容量大、质量高、配置灵活，设备昂贵。（5）卫星通信:与微波通信相比，通信更可靠，传输延迟大。

8.画出典型配电线载波通信系统的示意图，并简要说明之。

答：图中，在主变电站安装多路配电线载波机并与区域工作站相连，在馈线分段开关处安装馈线RTU(FTU)，采用配电载波机经结合滤波器及耦合电容耦合到馈线，并通过馈线与相应的区域工作站相联系，这样就可以把分散的FTU上报的信息集中至变电站的区域工作站，区域工作站再通过高速数据通道将收集到的信息转发给配电自动化调度中心，反之配电自动化调度中心也可把各种指令发送到区域工作站或转发到相应的设备上。为了避免在线路开关分断时切断载波通道，在开关处通过耦合电容器构成载波桥路。第三章

配电网数据采集与监控系统

2.相比于输电SCADA,配电SCADA的复杂性表现在那几个方面？ 答：（1）配电网一般是树枝状结构，采集信息比输电网困难。

（2）配电网设备多，数据量一般比输电网多出一个数量级

（3）配电网的操作频率及故障频率远比输电网多。

（4）低压配电网为三相不平衡网络，而输电网是三相平衡的。

（5）对配电网而言，需要有建立在SCADA系统上的具有故障隔离能力及恢复供电能力的自动操作软件。（6）配电网因其点多面广，所以配电网SCADA系统对通信系统提出了比输电网更高的要求

（7）配电网直接连接用户，由于用户的增容、拆迁、改动等原因，使得配电网SCADA系统的创建、维护、扩展工作量非常巨大。

3.何为“四遥”？各具体功能是什么？

答：1》遥信YX：测量下列信号：开关位置信号、变压器内部故障综合信号、保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号、自动调节装置的运行状态信号和其他可提供继电器方式输出的信号、事故总信号及装置主电源停电信号等

2》遥测YC：常用于变压器的有功功率和无功功率的采集；线路的有功功率的采集；母线电压和线路电流采集；温度、压力、流量等采集；频率采集；主变油温采集和其他模拟信号采集。

3》遥控YK：常用于断路器的合、分以及电容器、电抗器的投切和其他可以采用继电器控制的功能。

4》遥调YT：用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其他可以采用一组继电器控制的具有分级升降功能的场合

4.简述配电SCADA的功能。答：（1）数据采集功能（2）数据处理功能（3）控制功能（4）数据的交换与传输功能（5）人机界面功能（6）图形编辑功能（7）报警处理（8）历史数据处理功能（9）事件顺序记录（10）事故追忆功能（11）容错措施（12）系统的时间统一（13）智能操作票功能（14）系统安全管理（15）通道监视与站端系统维护（16）与其他系统的数据交换的接口功能（17）打印输出 第四章

变电站和开关站的综合自动化 2.变电站综合自动化系统应有哪些基本功能？ 答：（1）数据采集（2）数据处理与记录（3）控制与操作闭锁（4）微机保护与自动装置（5）与远方操作控制中心通信（6）人机联系功能（7）自诊断功能（8）变电站综合自动化系统的数据库 3.RTU应具有哪些基本功能？试比较其与变电站综合自动化系统的基本功能。答：1》功能：（1）四遥功能：即遥信、遥测、遥控和遥调（2）事件顺序记录（3）系统对时（4）电能采集（5）自恢复和自检测功能（6）RTU和SCADA系统通信

2》关系：配电站的运行状态都要经过本站的微机远东装置RTU处理后再经过远动通道转送至上一级电业主管部门的计算机系统，并在CRT上显示出来共调度人员查询，反之调度人员可通过远动监控系统对无人值班变电站内的可控设备进行遥控操纵，主要有RTU来完成。6.名词解释

五防:防止带负荷拉合隔离开关；防止误入带电间隔；防止误分合断路器；防止带电挂接地线；防止带地线合隔离开关

SOE:Sequence of Events 事件顺序记录。

PA(电能采集):采集变电站各条进线和出线以及主变压器两侧的电能值。

SA(变电站自动化)：包括配电所、开关站自动化。它是利用现代计算机技术、通信技术将变电站的二次设备（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。CRT:Cathode Ray Tube 阴极射线管/显示器。S/H:Sampling Holding 采样保持。第五章

馈线自动化

2.举例说明基于重合器的FA模式。

3.简述FTU的性能要求。

答：1遥信功能 2遥测功能 3遥控功能 4统计功能 5对时功能 6事件顺序记录 7事故记录 8定值远方修改和召唤定值 9自检和自恢复功能 10远方控制闭锁与手动操作功能 11抗恶劣环境 12具有良好的维修性 13可靠的电源 14电能采集

5.说明采用面保护技术进行故障处理的原理。（画图说明）

答：由图可知，根据保护自身检测到的状态和相邻保护传来的信息组成异或关系，当本身状态与相邻保护传来信息想同时，则说明故障不在本区段，开关不动。相反，当本身状态与相邻保护传来的信息相异时，可以判断故障就在两个相异的开关之间区段。也可以利用测量流过各保护的电流的大小，及相位关系原理来判断故障区间。面保护的优点不但涵盖了集中式处理方法的优点。而且具有更快的动作时间。第六章

配电系统调度自动化

1.电力系统调度有哪几项基本工作？简述其内容。

答：1》预计负荷

电力系统调度根据电力局生产技术部门安排的设备投产及机组检修计划和节日、气候、大型社会活动等有关资料编制月发电、输电、供电设备的负荷计划，筹备设备的运行方式，以便值班人员编制日负荷计划时参考。

2》平衡电源

根据24h负荷预测，参照检修安排和能源储备情况，编制发电任务，并在头一天将发电任务书下发到发电厂。

3》倒闸操作

电力系统大中型设备的操作和涉及两个以上地点的操作均应由值班调度负责指挥。大型区域发电厂的发电机并列、解列操作，大型区域变电站的倒母线操作和变压器的投入和停用，电网联络线路的操作和停修等操作项目必须由调度统一指挥。

4》事故处理

电网发生事故是国民经济的灾难。会造成国民经济的严重损失，甚至会危及人们的生命财产安全。迅速、正确地处理电网事故是每个运行值班人员的重要职责。

5》经济调度

电力系统的正常经济运行方式必须根据24h提供的原则，区别对待安排发电机运行，保证低消耗的机组多发电，发电成本高的几组尽可能用于调峰发电。同时，组织系统内无功补偿装置运行，减少网损。

6》计划用电

电力供应是为了满足用户用电需求。但是由于发电设备受到跟种因素的制约，往往还满足不了最高负荷的要求。电力网为保持电能质量，在电源不中断的情况下对用户采取计划供电的办法，保证电力系统设备的正常运行和设备维修。

2.简述电网调度自动化的结构。答：一个完整的电力调度自动化系统由三部分组成，即调度端，厂站端和数据传输电路，按ICE典型结构中的定义，调度端又称控制中心，厂站端又称被控站。由于我国电力系统实行分层调度，按地域划分，具有国调、网调、省调地调、县调级建制，因此，调度自动化的控制中心（调度端）也按分层控制对应设置。分层控制最上面的一层是国调或网调，它除了控制大型电厂、站外，还控制省调。省调控制厂、站并管辖地调。地调管辖厂、站，并管辖县调。县调控制县属各种电压等级的变电所。

第七章

自动抄表及电能计费系统 2.什么是远程集中抄表系统？

答：是应用自动化手段，由主站通过传输媒体（有线，无线，电力载波导通信道）将多个电能表电能量的数值（窗口值）的信息集中抄读的手段。

第八章

配电自动化地理信息系统 1.名词解释 DPS：

Web：万维网。高效的全球性信息发布渠道。能够实现信息发布、数据共享、交流协作等功能。GUI：Graphic User Interface

图形用户界面。AM：Autonated Mapping

自动绘图 FM：FacilitiesManagement设备管理

TCMS：Trouble Call Management System

故障投诉管理系统。3.为什么要建设配电GIS？

答：为配电网络运行管理提供一种基于地理位置空间信息的计算机管理的现代化技术手段，利用这种手段可及时了解配电网分布及其相关属性和实时信息，以适应配电网设备安装位置分散、设备管理和检修及故障查询工作量大，需要地理位置空间信息支持的要求，提高配电网规划建设、运行维护、设备管理的水平和工作效益，并支持相关的管理过程，如业扩报装、营业抄表、事故抢修、负荷管理与调度、电能质量、线损管理 4.配电自动化GIS主要有哪些功能？

答：1》数据的录入和编辑功能：（1）图形数据的录入和编辑（2）属性数据的录入和编辑（3）属性数据和图像编辑的互访（4）图层控制和编辑功能

2》数据的分析与计算功能（1）网络实时分析（2）图表分析（3）网络模拟分析

3》图形的操作与显示功能（1）显示控制（2）实时信息显示

4》信息查询功能（1）条件查询（2）空间查询

第九章

负荷控制和管理系统 1.名词解释

LM：Load Management

配电网的负荷管理功能。

DSM：Demand Side Management

需求侧管理（需方管理）AIM：Addressable Intelligent Meter 可寻址的智能电能表。LMT：Load Management Terminal

负荷管理终端。LCM：Load Control Management 负荷控制与管理

IRP：Information Resource Planning

综合资源规划方法。

一、名词解释

1、配电自动化终端：配电自动化终端（简称配电终端）是安装在配电网的各类远方监测、控制单元的总称, 完成数据采集、控制、通信等功能。

2、馈线终端（Feeder terminal unit）：安装在配电网架空线路杆塔等处的配电终端，按照功能分为“三遥”终端和“二遥”终端，其中“二遥”终端又可分为基本型终端、标准型终端和动作型终端。

3、站所终端（Distribution terminal unit）：安装在配电网开关站、配电室、环网柜、箱式变电站等处的配电终端，依照功能分为“三遥”终端和“二遥”终端，其中“二遥”终端又可分为标准型终端和动作型终端。

4、配变终端：配变终端（Transformer terminal unit）：安装在配电变压器，用于监测配变各种运行参数的配电终端。

5、配电自动化（distribution automation）：配电自动化以一次网架和设备为基础，综合利用计算机、信息及通信等技术，并通过与相关应用系统的信息集成，实现对配电网的监测、控制和快速故障隔离。

6、配电自动化系统（distribution automation system）：实现配电网运行监视和控制的自动化系统，具备配电SCADA(supervisory control and data acquisition)、故障处理、分析应用及与相关应用系统互连等功能，主要由配电自动化系统主站、配电自动化系统子站（可选）、配电自动化终端和通信网络等部分组成。

7、配电自动化系统主站（master station of distribution automation system）：配电自动化系统主站（即配电网调度控制系统，简称配电主站），主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和分析应用等扩展功能，为配网调度和配电生产服务。

8、配电自动化系统子站（slave station of distribution automation system）：配电自动化系统子站（简称配电子站），是配电主站与配电终端之间的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理、通信监视等功能。

9、配电SCADA（distribution SCADA）：指配电主站通过人机交互，实现配电网的运行监视和远方控制等最基本的功能，为配电网调度运行和生产指挥提供服务。

10、馈线自动化（feeder automation）：利用自动化装置或系统，监视配电网的运行状况，及时发现配电网故障，进行故障定位、隔离和恢复对非故障区域的供电。

11、基本型终端（Basic monitoring terminal）：用于采集或接收由故障指示器发出的线路遥信、遥测信息，并通过无线公网或无线专网方式上传的配电终端。

12、标准型终端（Standard monitoring terminal）：用于配电线路遥测、遥信及故障信息的监测，实现本地报警并通过无线公网、无线专网等通信方式上传的配电终端。

13、动作型终端（Action type monitoring terminal）：用于配电线路遥测、遥信及故障信息的监测，能实现就地故障自动隔离，并通过无线公网、无线专网等通信方式上传的配电终端。

二、符号、代号和缩略语

1、“二遥”：遥信、遥测

2、“三遥”：遥信、遥测、遥控

3、DTU：站所终端（Distribution Terminal Unit）

4、FTU：馈线终端（Feeder Terminal Unit）

5、TTU：配变终端（Transformer Terminal Unit）

6、FA ：馈线自动化（Feeder Automation）

7、SOE：事件顺序记录（Sequence Of Event）

三、问答题

1、构建配网自动化的作用？

答：1）通过对配电设备的监控，及时发现并消除故障隐患，减少故障的发生； 2）通过自动故障隔离与恢复供电，避免或减少故障造成用户停电； 3）快速定位故障，快速调度、派修，缩短故障抢修时间；

4）远程遥控分段开关，进行倒闸操作，避免人工操作造成长时间停电。

2、配网自动化对一次设备要求

答：需要实现遥信(YX)功能的开关设备，应至少具备开关位置辅助触点；需要实现遥测(YC)功能的一次设备，应至少具备电流互感器；需要实现遥控(YK)功能的开关设备，应具备电动操动机构。

3、配网自动化主要有哪几种通信方式 答：光纤、载波、无线。

4、站所监控终端（DTU）和馈线自动化终端（FTU）主要应用场合

答：DTU主要应用于10kV环网柜、开闭所、配电房等处；FTU主要应用于架空线路。

5、分界看门狗装置的作用

答：1）自动切除用户区内单相接地故障； 2）自动隔离用户区内相间短路故障； 3）快速报送故障信息（GPRS）；

4）监控用户负荷。

6、配电终端的分类

7、配电自动化面向对象

答：配电自动化涉及范围主要是指10kV中压系统，一般是从变电站的主变低压侧和低压母线开始，直至电力用户为止。配电自动化主要处理此中压网的一次设备（开闭所、环网柜、柱上开关、变压器）的监测与控制。

8、配电自动化的组成

答：配网主站、配电子站（常设在变电站内，可选配）、配电终端（FTU、DTU等）、通信网络。

9、馈线自动化的主要方式

答：馈线自动化可分为集中型与就地型。

10、集中型馈线自动化分类及原理

答：1）全自动式：主站通过收集区域内配电终端的信息，判断配电网运行状态，集中进行故障定位，自动完成故障隔离和非故障区域恢复供电；

2）半自动式：主站通过收集区域内配电终端的信息，判断配电网运行状态，集中进行故障识别，通过遥控完成故障隔离和非故障区域恢复供电。

11、集中型馈线自动化分类及原理

答：1）智能分布式：通过配电终端之间的故障处理逻辑，实现故障隔离和非故障区域恢复供电，并将故障处理结果上报给配电主站；

2）重合器式：在故障发生时，通过线路开关间的逻辑配合，利用重合器实现线路故障的定位、隔离和非故障区域恢复供电。

12、馈线自动化实施原则

1）对于主站与终端之间具备可靠通信条件，且开关具备遥控功能的区域，可采用集中型全自动式或半自动式； 2）对于电缆环网等一次网架结构成熟稳定，且配电终端之间具备对等通信条件的区域，可采用就地型智能分布式； 3）对于不具备通信条件的区域，可采用就地型重合器式。

13、配电终端的主要组成部分

答：箱体、电源模块、后备电源、配电终端核心单元、端子、导线等辅材。

14、柱上电压时间型瞬时故障动作原理

15、柱上电压时间型永久故障动作原理

16、电力的主要参数

答：电压、电流、相位、频率、有功功率、无功功率、视在功率等。

17、电力工业生产环节及主要作用

答：1）发电——包括火力发电、水力发电、核能和其他能源发电 2）输电——包括交流输电和直流输电 3）变电——低压—高压、直流—交流

4）配电——电力由大电网分配到小电网、用户的过程

5）用电——用电设备的安装、使用和用电负荷的控制，以及将这5个环节所存在的设备连接起来的电力系统

18、电网电压等级

答：低压网（1kV以下）、中压网（1-10kV）、高压网（35-220kV）、超高压网（330-750kV）、特高压网（1000kV及以上）

19、变电站的作用

答：变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施。20、变电站主要一次设备

答：变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、架空母线、消弧线圈、并联电抗器、电力电容器、调相机、避雷器等。

21、变压器作用及分类

答：变换电压，将一种电压等级的电压变换成同频率的另一种等级的电压。

按相数分为：单相、三相变压器；

按用途分为：升压、降压和联络变压器；

按绕组分为：双绕组、三绕组和自耦变压器

22、断路器作用

答：通过断路器将设备投入（接通）或退出（断开）运行。当设备或线路发生故障时，可以通过继电保护动作控制断路器，使故障设备或线路从电力系统中迅速切除。

23、隔离开关作用及使用注意事项 答：将电气设备与带电部分隔离开，以保证电气设备能安全地进行检修或故障处理。

它不能断开负荷电流和短路电流，须与断路器配合使用。

在停电时，应先拉断路器，后拉隔离开关；送电时，应先合隔离开关，后合断路器。如果误操作，将引起设备损坏和人身伤亡。

24、电流互感器（CT）、电压互感器（PT）原理及作用

答：它们的工作原理和变压器相似，都是将高电压（设备和母线的运行电压）、大电流（即设备和母线的负荷或短路电流），按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。作用是将采集到得一次侧电压、电流信号，用于测量、保护、自动化设备等。

25、配电网按照线路的分类

答：架空线路、电缆线路、混合线路

26、恒量电能质量的主要指标 答：频率、电压、波形。

27、电力系统继电保护的基本要求

答：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

28、配网中的主要保护 答：电流保护（短路保护）、零序保护（接地保护）。

29、配网自动化建设的主要问题

答：1）配电网架基础薄弱，自动化建设效益不高 2）配电终端水平参差不齐，运行可靠性较低

3）配电网信息化水平较低，相关系统信息交互不畅 4）配网自动化规模效益体现不够明显 5）通信资源受限，制约配电自动化建设 6）配电自动化系统运维保障系统不够完善 30、构建配网自动化的主要效益

答：供电企业的根本使命是保证供电安全与质量，就是要做到尽量不停电。构建配网自动化使供电企业能够在增加电费收入、减少人工成本、在社会树立优质服务形象等方面获得回报，但最突出的效益还是体现在减少用户停电损失、保障社会正常运转。

十五个原理

（1）典型数据通信系统的工作原理

DTE： Data Terminal Equipment

SCADA、RTU、FTU、TTU、区域工作站、抄表终端等 DCE： Data Carry Equipment

Modem、复接分接器、数传电台、载波机、光端机等

1)调制：在发送端，将需要发送的数字脉冲信号变换成适合于传输的模拟信号的过程。2)解调：在接收端，将接收的模拟信号还原成数字脉冲信号的过程。3)调制器：实现调制功能的设备。4)解调器：实现解调功能的设备。5)调制解调器：把调制器和解调器制作在一起，同时实现发送信息和接收信息功能。

（2）典型配电线载波通信系统的工作原理

公用配电用户低压配电载波机智能电表配电载波机抄表交换机多路低压配电载波机T断路器耦合电容器低压配电载波机智能电表馈线馈线结合滤波器T配电多路载波机T配电多路载波机馈线RTU(FTU)T阻波器T配电多路载波机馈线RTU(FTU)T主变电站配电多路载波机区域工作站或转发RTU外部通信

（3）光纤通信原理

电端机：完成对信息源处理，如多路复用、复接分接

光端机：发送端-有光源、电信号转换成光信号；接收端-有光检测器、光信号还原成电信号。中继器：长距离传输的整形、功放。

（四）配电自动化混合通信系统

直交流采样

直流采样是将TA/TV输出的交流模拟量(u, i等)经过起隔离和降低幅值作用的中间TA/TV后，先进行整流和滤波转换成相应的模拟直流电压信号，然后再由模拟/数字转换器(A/D)转换成相应的数字量。

交流采样是将TA/TV输出的交流模拟量(u, i等)经过起隔离和降低幅值作用的中间TA/TV后，不进行整流，仍以交流模拟信号供模拟/数字转换器(A/D)进行采样，然后通过计算得到被测量的有效值等需要的参数。（15）电力三相不平衡测量