变电站综合自动化与智能变电站应用技术第4章 习题答案

第4章智能变电站概述习题答案

1.简述智能变电站的概念及主要的特征。

答：智能变电站（smart substation）是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

智能化变电站的特征可理解为以下几个方面：

1）一次设备的智能化。

2）二次设备的网络化。

3）变电站通信网络和系统实现标准统一化。

2. 变电站自动化系统的结构在物理上可分为设备层和系统层两层。从逻辑上将变电站功能划分过程层、间隔层和变电站层。

3.什么是合并单元？

答：合并单元又称合并器（简称MU），主要完成智能变电站电流与电压互感器的电压电流等的合并并转换为数字信号（SV）上传至测控、保护与计量表等。合并单元是过程层的关键设备，是对来自二次转换器的电流／电压数据进行时间相关组合的物理单元。

4.什么是智能终端？

答：智能终端是一种由若干智能电子装置集合而成的，用来完成该间隔内断路器以及与其相关隔离开关、接地开关和快速接地开关的操作控制和状态监视，直接或通过过程层网络基于GOOSE服务发布采集信息；直接或通过过程层网络基于GOOSE服务接收指令，驱动执行器完成控制功能，具备防误操作功能的一种装置。

5.简述智能变电站的三层两网的结构模式。

答：在逻辑结构上，IEC61850按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视、保护三大功能从逻辑上将变电站功能划分过程层、间隔层和变电站层。

1）过程层。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。

2）间隔层。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。

3）变电站层。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。

智能变电站的网络由站控层网络和过程层网络个构成。站控层网络是间隔层设备和站控层设备之间的网络，实现站控层内部及站控层与间隔层之间的数据传输。过程层网络是间隔层与设备层设备之间的网络，实现过程层设备和间隔层设备之间的数据传输。

6.过程层网络包括GOOSE 网和SV 网。GOOSE 网用于间隔层和过程层设备之间的状态与控制数据交换。SV 网用于间隔层和过程层设备之间的采样值传输，保护装

置与本间隔的合并单元之间也采用点对点的方式接入SV 数据。

7.站控层和间隔层之间的网络通信协议采用MMS ，故也称为MMS 网。

8.什么是直采直跳？什么是网采网跳？

答：直采：智能终端采集到的一次设备数据信息直接传送给本间隔的保护装置，这个过程叫作直采。

直跳：保护装置发出的跳闸命令传送至本间隔的智能终端，这个过程称为直跳。

网采：智能终端采集到一次设备数据信息通过SV网传送给保护装置，而非直接传送给相应间隔保护装置，这个过程叫作网采。

网跳：保护装置发出的跳合闸等命令首先传送至本间隔的过程层网络交换机，再由本间隔网络交换机把装置发出的跳合闸等命令传送至本间隔的智能终端，这个过程称为网跳。

9.什么是智能操作箱？

答：智能操作箱是新一代全面支持数字化变电站的智能终端。智能终端操作箱功能与常规变电站操作箱功能相同，都是具有跳合闸及防跳功能。

10.站控层的主要组件有哪些？

答：站控层的主要组件有：监控主机、操作员站、远动通信装置、继电保护信息管理系统。

11.间隔层只要装置有哪些？

答：间隔层主要设备包括各种保护装置、系统测控装置、自动化装置、安全自动装置、监测功能等IED二次设备。

12.简述间隔层的主要功能。

答：主要功能如下：

1）汇总本间隔过程层实时数据信息；

2）实施对一次设备保护控制功能；

3）逻辑控制功能的运算、判别、发令；

4）实施本间隔操作闭锁功能；

5）实施操作同期及其他控制功能；

6）对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；

7）承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能，必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。

13.过程层包括哪些设备？简述过程层的主要功能。

答：过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流／电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类：

1）电力运行实时的电气量检测；

2）运行设备的状态参数检测；

3）操作控制执行与驱动。

14. 简述智能变电站主要的技术特征。

答：（1）数据采集数字化。（2）系统分层分布化。（3）系统结构紧凑化。（4）系统建模标准化。（5）信息交互网络化。（6）信息应用集成化。（7）设备检修状态化。（8）设备操作

智能化。