變電站模塊化建設模板(10篇)

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篇1

2006年開始提出全封閉、全絕緣的模塊化變電站思路。高壓開關選用封閉式組合電器，進出線用拔插式電纜接頭連接，中壓設備及二次設備都在預裝式箱體內，在工廠內完成設計、制造、安裝和內部電氣接線，出廠前整組調試合格后再通過現場整體調試即可完成變電站的建設，這樣形成了變電站模塊化的第二階段即66～110kV模塊化變電站階段。

2011年實現了35kV變電站除主變壓器放置戶外，其它所有設備箱式化，并且各模塊在設計中可以進行整合。各模塊分別在工廠內預制、調試完成，現場安裝時只需將一二次電纜簡單連接即可完成變電站建設，這樣實現變電站模塊化的第四階段即35kV箱式模塊化變電站。

模塊化變電站總體概述

模塊化變電站提出了一種變電站建設的新模式，它可將變電站劃分為高壓開關、主變壓器、中壓開關、綜合自動化、中壓配套設備五個主要功能模塊。

高壓開關功能模塊為進出線采用拔插式電纜接頭連接的氣體絕緣封閉式組合電器；主變壓器模塊的變壓器高壓進線采用拔插式電纜接頭結構，中壓出線采用多股電纜或全絕緣封閉母線橋架方式；中壓開關模塊內采用一體化預裝式開關室或戶外絕緣全封閉組合電器；綜合自動化模塊采用一體化預裝式控制室；中壓配套裝置模塊包括無功補償裝置、接地變壓器、消弧線圈等配套設備。中壓開關柜、綜合自動化、中壓配套設備等模塊中的主要設備均安裝在非金屬箱體。

以上各功能模塊在工廠中預制并調試完成，現場安裝時只需將高壓開關、主變壓器、中壓開關及中壓配套設備等模塊采用一次電纜進行連接，綜合自動化模塊與其它模塊采用二次電纜及通訊線路進行連接，最后進行整體調試即可完成變電站的建設。

模塊化變電站的技術特點

高壓開關模塊。110kV及以上電壓等的各種封閉式組合電器可以作為高壓進出線模塊的基礎，此類設備集成化程度高，可配置電壓互感器、電流互感器、避雷器等多種設備。如果進出線采用工廠預制的整體式電纜套管及可插拔式電纜插接頭將更能體現模塊化的特點，可更方便于安裝及運行中的維護。

變壓器模塊。主變壓器仍采用戶外常規布置，為了減少現場接線工作量，變壓器模塊需要對變壓器的進出線端子進行改進，一次側采用可拔插的電纜附件或油氣套管與進線模塊相連，二次側可以考慮電纜或架空兩種出線方式，但需采取絕緣封閉措施。

中壓開關模塊。35kV及10kV進出線模塊有兩種模式：拼裝式和戶外箱式。拼裝式最初是采用常規的手車式或固定式戶內開關柜，由于常規開關柜體積大而造成整體模塊的體積龐大，運輸、吊裝困難，箱體內的維護通道也比較狹窄，廠家和用戶都感到不便；近幾年來，進出線模塊開始采用以永磁機構真空開關為基礎的緊湊型開關柜或氣體絕緣封閉式開關柜，由于體積小、重量輕、維護少、吊裝和運輸方便等優點，提高了這種模式的可行性，已應用于35kV及110kV變電站。這種模式將以上類型的開關柜拼裝到一個預制的箱體內，箱體采用覆鋁鋅板等雙層金屬材料或金邦板等非金屬材料，中間填充隔熱材料，同時箱體內設計合理的通風系統，并且安裝空調設備，使箱體具有防潮、隔熱、防凝露等性能。另一種模式是戶外共箱式，將開關設備裝在充氣箱體內，電纜接頭作為進出線連接，并兼隔離斷口功能，外邊再加防護殼體。這種模式相當于使用35kV戶外型封閉式組合電器或10kV戶外環網柜。這些設備結構緊湊，體積小，維護少，布局簡捷，使變電站的建設和運行更加簡化，工廠化特點更加突出，其實現的技術關鍵點主要有兩個，一是開關設備的免維護，二是大電流參數的電纜接頭。由于35kV電壓等級較少有戶外型封閉式組合電器產品，模塊化變電站的中壓進出線模塊主要采用的仍是拼裝式。

變電站的技術經濟比較

綜合自動化模塊。綜合自動化模塊主要包括變電站綜合自動化系統、交直流電源設備、通信系統設備、圖像監控設備、故障錄波設備及微機五防設備等。其中35kV及10kV保護設備在一體化預裝式開關室中分散安裝，其余部分放置在一體化預裝式控制室內。

中壓配套裝置模塊。無功補償和消弧線圈可以敞開式布置加頂罩，也可采用戶內成套設備安裝在箱體內，小容量變電站也可與出線模塊合并為一個模；接地變壓器、站用變均采用干式電氣設備放置于箱體內。

其余輔助設備。輔助設備中包括變電站消防系統、防雷及接地系統、照明系統、采暖系統、排水系統等。

模塊化變電站與35kV常規變電站的技術經濟比較

主變壓器：變電站最終建設2臺三相雙繞組自冷式全密封有載調壓變壓器，容量為5000kVA，電壓等級為35/10.5kV。

35kV側：主變壓器進線2回，采用單母分段線接線，進出線4回，本期1回，配電裝置按31.5kA短路電流水平設計。

310kV側：主變壓器進線2回，采用單母分段線接線，出線8回，本期4回，配電裝置按25kA短路電流水平設計。

無功補償：配置1組600+600=1200kvar無功補償并聯電容器組。

篇2

0 引言

新一代智能變電站采用集成化智能設備和一體化業務系統，采用一體化設計、一體化供貨、一體化調試的變電站模塊化建設模式，實現“占地少、造價省、可靠性高”的目標。2015年國家電網公司組織實施了50座新一代智能變電站擴大示范工程，旨在進一步驗證和提升第一批示范工程應用的技術路線和相關標準，為后續智能變電站建設和推廣提供依據。

為確保擴大示范工程項目順利實施，有必要緊密結合新一代智能變電站的產品技術特點，對項目組織實施方案進行深入研究，以下從工程設計、生產采購、廠內調試與集成、現場實施等方面進行具體分析。

1 一體化、標準化設計

（1）編制產品技術方案

針對各個示范工程項目的技術要求和國網的相關標準規范，組織研發、工程、設計人員成立技術方案支撐團隊，從方案確定、設備選型、設計圖紙、生產支持、系統聯調乃至現場調試階段全程進行方案的跟蹤、評審與變更。方案支撐團隊首先對合同范圍內的所有設備進行逐項審定，確保選用的設備的軟硬件滿足合同的要求，同時均通過國網公司統一組織的入網檢測。

預制艙吊裝需要編寫專項技術方案，進行詳細的負荷測算，充分考慮吊裝實施安全措施，確保吊裝安全。預制艙運輸需要進行道路勘探，以合理設計預制艙的機構尺寸，選擇合適的運輸車輛，滿足道路運輸中對高度、重量、轉彎半徑等的具體要求。

（2）多單位、多專業協同設計

新一代智能變電站采用全站二次設備集中招標的一體化供貨模式，集成商負責各個單位、各個專業的統一協調工作。各廠家的二次設備屏柜最終在集成商處進行一體化集成，即入艙安裝，因此需要各個廠家二次設備屏柜設計、預制艙結構設計、設計院二次布線設計能夠進行跨單位、跨專業的協同工作，即實現一體化設計。例如各廠家的屏柜顏色、型式、開門方向、并柜結構、與艙體固定的配合結構等均需要進行充分溝通、協同設計。而艙內屏間電纜清冊和預制光纜清冊往往需要各專業設計方案確定后，設計院根據各個專業的圖紙出具施工圖后才能給出，留給后續長度復測、生產采購、安裝集成的時間非常有限，需要集成商與各廠家設計人員和設計院進行充分、有效的溝通。

（3）設計聯絡會議

公司設計部門牽頭負責組織各專業、各廠家的設計人員與業主和設計院召開設計聯絡會議。在設計聯絡會上，和相關設計院、業主單位進行細致的溝通，確定以下工作內容：

1）復核投標產品的主要性能和參數，并進行確認。

2）需設計院或用戶進行工程項目的詳細提資。

3）確定項目里程碑計劃。包括方案確定、設計確認、生產完成、廠內聯調、系統集成、運輸發貨、現場調試、驗收投運等。

4）討論各配合廠家、設計院、業主之間的溝通協調機制。

5）決定土建要求/運輸尺寸和質量，以及工程設計的各種接口的資料要求。

6）討論監造、工廠試驗及檢驗問題。

7）討論運輸、安裝、調試及驗收試驗。

8）溝通總進度控制、質量保證程序及質控措施。

2 模塊化、工廠化生產

生產加工階段根據各個專業的耦合關系，做好詳細的生產采購計劃，將項目生產、采購任務進行分解。按公司質量體系的規定做好產品狀態標識，加強生產過程檢驗和采購到貨檢驗，確保工程產品質量。參與工程實施的人員須按照質量管理體系相關產品作業指導書進行調試、檢驗及現場服務。

對預制艙式二次組合設備等模塊化集成設備，按照新一代智能變電站的功能模塊，在廠內進行設備集成。設備入艙集成環節，與項目業主單位和施工單位充分交流，熟悉地區二次電纜安裝接線規范要求，做到和現場施工工藝的一致性。

3 一體化、自動化調試

新一代智能變電站的工程項目采用一體化、自動化的調試手段，可最大限度的將廠外工作向廠內轉移，提高廠內聯調工作效率，減少現場調試的工作量，縮減現場調試周期，提高現場調試質量。具體步驟如下：

1）制訂聯調方案。制訂廠內聯調和發貨計劃，梳理全過程工作任務分解表并提交由業主方審核確認。

2）聯調提資。編制工程項目提資清單，向運行單位、設計單位、其他調試單位進行多方位的提資，收集相關ICD模型文件和圖紙資料。

3）SCD集成。利用虛端子可視化工具，批量導入各廠家ICD和設計院虛端子，可視化檢查虛回路，在線修改后離線導出文件供他方確認。大大提高了SCD集成效率。

4）單體調試和設備互聯測試。在設備聯調前利用自動化調試工具進行單體調試。各廠家設備進行互聯測試，為系統級調試做好裝置級的準備。

5）一體化調試。各廠家二次設備1：1模擬現場連接方式進行組網，在廠內進行二次設備的充分聯調。聯調過程中采用自動化調試工具檢驗虛回路配置的正確性、核查過程層和間隔層實時數據、進行網絡故障定位分析，提高系統調試效率。各廠家、業主、維護與運行單位、設計院、電科院、施工方均派員參加廠內聯調，并對聯調結果進行驗收確認，做到調試、驗收一體化，廠內、現場一體化。

4 裝配式建設、施工

新一代智能變電站二次設備通過一體化調試方式在廠內進行了充分的系統聯調，通過預制艙等模塊化集成手段實現了二次設備的安裝、接線和整體運輸，通過預制式光、電纜的應用，使得模塊間建立起快速的連接方案。這都減少了現場調試、施工的工作量。

現場僅需進行預制艙和模塊化二次設備的整體就位，模塊間二次光電纜的快速插接，二次設備與一次設備的聯調傳動，變電站與調度遠方的通信調試和信息核對。模塊化二次設備采用裝配式建設、施工方式，大大提高了現場施工效率。

5 結語

本文所述的變電站組織實施方案在國電南瑞所承擔的9座新一代智能變電站擴大示范工程中得到應用，通過采用標準化設計、工廠化加工、一體化調試和裝配式建設，示范工程項目得以順利實施。示范變電站應用了預制艙、二次設備模塊化集成和預制光纜，采用了工廠化、一體化的調試手段，減少了現場安裝、接線、光纖熔接和工程調試的工作量，實現了環保施工，提高了施工效率，節省了大量的人力、物力及資源成本。

參考文獻

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[4]何磊，孟強，田霞.智能變電站試點建設中存在的問題探討.電工技術，2013.05.

篇3

中圖分類號：TM63文獻標識碼： A

前言：隨著我國城鎮化建設的不斷發展， 我國對電量的需求呈現爆發式的增長，消耗了大量的資源，為了能夠給國家和用戶源源不斷提供電力，同時還需要滿足高效、便捷以及穩定的傳送需求，國家電網建設智能電網及更新、升級現存電網任務迫在眉睫，作為智能電網的重要組成部分。

一、智能變電站的特點

智能變電站是指采用智能設備，利用自動化技術滿足通信平臺網絡化、全站信息數字化、信息共享標準化等需求，具有自動化完成信息的采集、測量、控制以及保護等基本功能，并且可以根據需要對電網實現智能調節、自動控制、協同互動等高級功能。 此外，智能變電站的信息處理和信息采集能力比傳統變電站層次更深、范圍更寬、結構更復雜，可以實現與相鄰變電站、電網調度等互動。 目前，智能變電站一次設備的智能化，比如智能化開關以及光纖傳感器等，二次設備的通信網絡化、設備網絡化、運行管理系統的自動化是變電站的關鍵技術特征。

二、智能變電站的功能概述

1、 緊密聯接全網

智能變電站主要由站控層、間隔層和過程層組成，如圖 1所示。 其中站控層的作用是對全站設備進行監視、控制、告警和交換信息，并即時完成數據的采集監控、操作閉鎖、保護管理；間隔層的作用是對間隔層的所有實時數據信息進行匯總，并對一次設備提供保護和控制； 過程層則用于電氣數據的檢測、設備運行參數的在線檢測與統計以及操作控制的執行等。這三層結構通過以太網、光纜等緊密地聯接在一起，使得信息的采集、處理、執行等更加迅速便捷。由智能化變電站的結構圖可以看出，智能變電站是智能電網的基礎，在智能電網的體系結構中具有重要的作用。

智能變電站的建設需要服從三個有利于， 即要有利于強化在全網的范圍內對網絡中各個節點之間緊密性的加強， 要有利于統一智能電網， 要有利于互聯電網對系統運行事故的有效控制和預防，能夠對不同層次的節點實現統一協調控制，在智能電網控制中起到紐帶的作用。

2、 分布式電源接入

隨著石油、煤炭等不可再生資源的日益耗竭，未來的發電形式趨向于多樣性，太陽能、風能等發電形式必然會得到普及應用。 作為分布式電源并網的入口，智能變電站在硬件以及軟件設計的過程中都需要考慮到未來分布式電源并網的需求。伴隨著大量分布式電源的介入， 配電網由傳統單一的單向大型注入點供電模式向分布式發電設備多源多向模塊化發展，形成配電網與微網并網運行的模式。 與目前常規變電站相比，智能變電站需要對運行管理、繼電保護等方面進行適當調整，以便滿足未來更高標準的需求。

3、 設備標準化設計、模塊化安裝

智能變電站中使用的一、 二次設備都是高度集成與整合的，都采用統一的接口。 在智能變電站正式運行前期，需要對采集的集成裝備的一、二次功能進行模塊化調試，以免在現場安裝的過程中進行大規模的模塊化調試，只需簡單的聯網、接線等操作。 裝備、設施的模塊化設計與模塊化安裝不僅僅大量節省了現場施工和調試的工作量， 而且也保證了設備的可靠性。 同時，它使得同樣等級變電站的建設過程由于標準設計和模塊化而變得不再繁復冗余，實現變電站的“可復制性”，極大的簡化了工程的建設過程，提高了變電站的可靠性與標準性。

變電站的裝備與設施的標準化設計和模塊化安裝對于變電站的設備安裝于建造環節是一次革命性的變革。

三、智能變電站技術的應用分析

1、雙重化網絡結構的應用

雙重化網絡結構為變電站自動化系統提供了處理方案，真正達 到 了 各 廠 商 設 備 能 夠 互 操 作 的 目 標，其 具 有 以 下優點：

1.1全方位完備的通信處理方案。對間隔層和過程層之間的通信方法進行了定義，有力地支持了智能一次設備、電子式互感器的信息傳送。對變電站之間的通信接口進行了定義，為各區域自動化系統間的通信及完成廣域保護做了鋪墊。

1.2對報文與性能進行了詳細的分類。

1.3實現了通信和應用的獨立，能確保通信系統自身的持久穩定性。

1.4統一了各設備間互換信息的標準，實現了各設備間的互操作。

2、電子式互感器

電子式互感器具有暫態性好、體積小、安全性能高等方面的優點，是未來智能變電站需要使用的主要設備。根據原理，可以將電子式電流互感器分成無源型互感器和有源型互感器。下面對其使用策略進行探討。

2、無源型互感器的應用

對于光互感器來說，全光纖電流互感器的溫度、抗震性能都要好于磁光玻璃電流互感器，所以其在試點站中得到了廣泛的運用。全光纖電流互感器的穩定性和誤差與制作工藝、傳感光纖材料、傳感器的繞制方法等有比較大的聯系。從試點的結果來看，電子元件和電氣單元的穩定性是保證互感器正常運行的基礎。

3、有源型互感器的應用

3.1一般情況下，在低電位安裝GIS電子式互感器的遠端模塊，不用進行激光供電，具有良好的穩定性，供電成本也不高。不過由于GIS設備和電氣耦合關系比較緊密，要考慮其電磁兼容問題，尤其是在隔離開關操作過程中引起的瞬態過電壓對模塊造成的影響。

3.2對于羅氏線圈等類型的有源型電子式互感器，其溫度特點和電磁兼容性是需要重點注意的地方，如果不能很好地進行處理，會直接對保護設備運行的穩定性造成影響。另外，對羅氏線圈的積分環節也要給予足夠的重視，如果處理不好，會對ETA的暫態性造成影響，甚至會出現直流偏移和拖尾的情況。

3.3AIS電子式互感器一般安裝在遠端模塊高壓側，需要進行激光供電，成本比較大，運行可靠性不高。而且，遠端模塊的使用壽命會對電子式互感器造成影響，當前大多數電子式互感器故障都出現在遠端模塊，比較常見的原因有進水、高溫等。

4、選取繼電保護的跳閘方法

4.1網絡跳閘。網絡跳閘可以使光纖接線變得簡單，使光口數量得到控制與保護，有利于設備及時散熱。但是因為增設了交換機，所以只要交換機發生故障，就會失去控制保護作用。現階段，大概有25％的試點站采用了網絡跳閘方式，就當前的情況來看，網絡跳閘的可靠性較高，還沒有出現因交換機故障而引發的保護失效狀況。由于網絡跳閘削減了中間環節，所以能減少延時。

4.2點對點跳閘。由于其配置較多，致使發熱量較大，進而嚴重制約安裝設備的使用壽命。

四、智能變電站前景分析

與智能電網系統中的其他環節相比較，我國智能變電站已經達到能夠進行大規模推廣的時候，目前已有許多的二三級城市正在或者已經建成了智能化變電站。針對目前智能變電站的建設情況，未來我國進行智能變電站的研究和建設應從如下方面進行：

1、加強對 IEC61850 標準和智能變電站技術的理論研究；

2、進行標準化設計，采用 IEC61850 標準，使站內標準達到統一；

3、對以太網技術進行更加深入的研究，采用以太網來構建智能變電站的通信平臺；

4、研究新型的互感器技術；

5、在智能化一次設備的基礎上，對在線監測和電氣設備的智能控制技術進行進一步的研究；

6、采用智能調度技術，開展能夠適應于智能電網系統的智能變電站更高層次的應用、狀態檢修等方面的理論研究與技術探索，從而制定出實用型的技術應用方案；

7、不斷加大示范工程的建設力度。

五、結束語

綜上所述，變電站智能化已經成了一個不可逆轉的發展趨勢。 作為智能電網的重要組成部分，必須對智能變電站建設中的關鍵技術進行不斷的研究和改進， 將先進的電力電子、通信、計算機、控制技術互相融合，才能最終達到資源優化配置的目標，實現智能變電站在城鎮化建設中的重要作用。

參考文獻:

[1]張曉更. 我國建設智能變電站的必要性及其前景探析[J]. 機電信息,2013,03.

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關鍵詞： 電網工程；工程造價；模塊化設計

Key words： grid projects；project cost；modular design

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）35-0059-02

1 模塊化設計提出的背景

模塊化設計是電力工業企業發展到現階段為提高效率、降低造價、減少運行費用、追求效益最大化目標而提出的。隨著變電設備質量和可靠性的提高，特別是計算機技術、微機監控技術和微機型保護的成熟以及通信技術的發展，變電站設備及控制方式已進入相對固定時期。采用先進設備和技術，提高可靠性，減少占地面積和建筑面積，控制工程造價已成為共識。模塊化設計就是按照這種思路，采用先進的設計思想、設計方法和手段，采用新設備、新技術、新材料、新工藝，并形成在一定時間內相對固定的間隔模塊和建筑模塊，便于變電站按照其規模、地形等具體工程條件進行優化組合，較快地形成合理的總平面布置。模塊化設計不僅在設計方面有利于提高設計效率、減少差錯、縮短周期，而且有利于提高電網的運行安全可靠性、經濟性和靈活性，還可以提高變電站的自動化水平、減人增效，實施無人值班。并可優化站內總平面布置，提高土地利用率，減少站內建筑面積，降低土建工程費用，降低工程造價。

2 模塊化設計的實質性體現

2.1 統一建設標準和設備規范，減少設備型式，便于集中規模招標，方便運行維護；

2.2 大大降低了變電站建設和運營成本；

2.3 加快了設計、評審和批復進度，提高了工作效率。

目前已實現的無人值班變電站主要有兩種做法：一種是建造無人值班變電站，一開始就按此目的進行設計；另一種是在原有的基礎上進行改造充實，使其達到無人值班變電站的條件。即常規遠動模式和綜合自動化模式。

具體從單位工程技術方面分析有如下幾點：

①電力變壓器應裝設自動調整調壓分接頭裝置，并在其周圍和開關室內裝設自動滅火報警裝置。②各種受控電器一向裝設電動操作機構控制功能。③各種電量和非電量變送器或傳感器的測量精度和可靠性應在允許范圍內，防止誤差超限。④各種開關電器的位置信號和補償電容器的投切數目等，均應準確采集出來。⑤變電站應裝設功能足夠的遠動終端裝置RTU，能夠準確發送、轉收轉換各種遠動信號。⑥變電站與調度中心之間架設具有抗干擾能力和質量優良的遠動通道，確保遠通信系統安全可靠的運行。⑦上一級調度中心必須具有功能比較齊全的計算機自動監控系統，而且遠動芯頭的質量優良。

3 模塊化設計一般應滿足的技術經濟標準

3.1 土建部分

3.1.1 場區土（石）方工程 變電站占地面積應適當統一，盡量少征耕地，多征荒地。依地區特點，分類確定征地費用。考慮地形地質情況，站址選點要平整，前期勘察盡量精確，基本實現站區挖填方平衡。控制樁最好設置兩個，考慮多坡向排水，方便站區地下基礎的放線、開挖和廠區排水，為地下基礎模塊化設計和施工提供便利。

3.1.2 建筑工程 站區建筑工程繁雜，有、地下、地上部分。地下、地上部分又分土建、電氣、水工等專業。具體要分項進行模塊化設計：

①圍墻四鄰統一標準，考慮地區冰凍線要求。②架構基礎按電壓等級可進行直角布置，在控制標高前提下，統一基礎材料、型式。③主變基礎和包括事故油池及其他獨立設備基礎，在控制標高前提下，考慮預留擴建并統一基礎材料、型式。④各間隔內設備支架基礎，考慮標高并統一基礎材料、型式。⑤變電站核心部分的主控制室和高壓配電室，應按照各廠房的布置位置及統一設備選型后進行模塊設計，設計中應充分考慮其運行維護的方便性，要布置清晰，便于操作、巡視。室內梁柱結構簡單，滿足民用建筑的合理性要求，使間隔合理，采光充足。⑥水工消防部分：水井、泵房、蓄水池及地下管道均可按附屬設施考慮布置，模式化定位、設計、施工，遠離電氣設備，方便日常操作。⑦電纜溝設計分220kV區、110kV區、220（110）kV到主變區、主變區到主控制室、主變區到高壓配電室區及高壓配電室到外送段。這需要統一纜溝的平面定位走向、材料、型式，并嚴格場區排水坡向標高定位。最后統一考慮道路跨越纜溝的細部設計。⑧地下電氣部分的接地網工程，在考慮地質電阻埋深的差異外，均可統一標準設計、施工。

3.2 電氣一次部分

3.2.1 電氣主接線：變電站的各種運行方式，負荷分配，故障處理，潮流調整均由監控中心控制，故其主接線應能滿足遙控操作和調整的靈活性。在滿足安全可靠運行的前提下，應盡量簡化電氣一次主接線。220（110）kV可采用雙母線接線方式，采用線變組接線方式；35（10）kV采用單母線分段接線方式，采用單母線接線方式，分段開關設備自投。

3.2.2 主要設備選型：一次設備的可靠性和穩定性對變電站有著決定性的影響，一次設備應盡可能選擇技術先進、安全可靠、免維護或少維護設備，從區內已實現的“四遙”無人值班變電站的運行經驗看，國產的設備也可以滿足綜合自動化無人值班變電站的要求，因此一次設備選型和配電裝置的配置可按常規變電站設計。

①主變壓器盡量選用國產優質有載調壓變壓器，主變壓器應裝有具備遙信、遙控接口的有載調壓開關。②市區110kV變電站設備盡量采用GIS，或組合式電器。③站區220（110）kV斷路器最好選用SF6全彈簧儲能機構，因為電磁操動機構合閘電流較大，可減少直流設計的負擔。④隔離開關應配有能滿足遙信、閉鎖要求的輔助開關。主變中性點地刀應配有電動操作機構。⑤220（110）kV電壓互感器應采用電容式電壓互感器，能很好地消除鐵磁諧振。⑥220（110）kV的電流互感器應選用SF6電流互感器，各電壓等級的電流互感器都應選用帶有0.2級的二次線圈，以滿足計量要求。⑦避雷器采用氧化鋅避雷器，配有在線監測裝置，計數器應具有遙信接口。⑧站用電系統應具有兩路電源，互為備用，自動切換，站用變應選用干式變或接地變帶站用負荷。⑨35（10）kV設備可采用全室內組合電氣布置，35（10）kV高壓開關柜可選用國內先進廠家生產的戶內手車中置式成套開關柜，內配35（10）kV真空斷路器。⑩無功補償裝置盡量選用干式成套電容器裝置。{11}直流系統的接線方式要安全可靠，合閘母線和控制母線要分開。蓄電池可選用閥控式全封閉酸性電池，不設端電池。每組蓄電池配置一套微機高頻開關電源充電裝置，模塊采用N+1配置，采用分路供電，具有遙信接口。全站設置一套UPS電源。

3.3 電氣二次部分 二次設備設計應采用綜合自動化系統設計，220（110）kV變電站可采用分層分布式微機監控綜合自動化系統。二次設備全站采用微機保護裝置，同時裝設綜合無功自動調壓裝置。其中：

①主變壓器保護采用兩套不同原理、不同生產廠家的微機型差動保護，按雙主雙備配置。主變220kV側裝設雙套復合電壓過流保護，110kV側裝設雙套復合電壓方向過流保護，主變220kV及110kV側裝設雙套方向零序電流保護、零序方向過流保護、零序過電壓保護和零序間隙過流保護；主變10kV測裝設雙套分支過流保護，變壓器過負荷保護，非電量保護及溫度信號。②220（110）kV線路保護采用雙套不同工作原理，不同生產廠家的全線速動保護。一套為高頻保護，采用電力線載波通道；一套為分相電流差動保護，采用數字光纖通道。兩套保護均應帶有完整的階段相間、接地距離和零序電流方向保護做后備保護，且線路保護按型號、廠家與兩側保護配套。③根據25項反措要求：220（110）kV母線保護配置兩套，母線保護實現雙重化，每套保護都應具有母線差動保護、母聯過流保護、母聯死區保護、斷路器失靈保護出口等功能。④根據《火力發電廠、變電所二次接線設計技術規程》，主變壓器設置故障錄波裝置。220（110）kV側各配置一臺微機故障錄波測距裝置。故障錄波裝置應具有數據遠傳、故障測距、GPS衛星對時等功能，采用不間斷方式進行數據采集及故障判斷，用于對各種設故障及裝置動作情況的記錄分析、處理。⑤根據《電測量及電能計量設計技術規程》和實際負荷情況配置110kV諧波監測裝置。⑥根據內電生字（2003）29號文，集控主站設置一套低頻、低壓減載裝置。⑦35（10）kV線路、電容器和所用變均選用微機型保護。35（10）kV線路保護裝置具有速斷、過流、三相一次重合閘功能；35（10）kV電容器保護裝置具有短時限電流速斷和過流、零序差壓、過電壓、過負荷等保護；35（10）kV所用變保護具有速斷、過流等功能。每段35（10）kV PT設置一套PT消諧裝置。⑧根據計量規程要求，主變壓器高壓側裝設0.2S級高精度多功能表作為關口表，并裝設電壓矢壓計時器和報警設備，同時配置一套電表處理裝置采集電能表的信息并將其傳送到內蒙古中調，電能計量表用數字方式接入電表處理裝置。遠傳通道采用電話網自動撥號方式和網絡專用通道。

3.4 通信遠動部分 無人值班變電站，通道建設是關鍵。在我區，系統通信貫徹通信網“完整性、統一性、先進性”和“安全、經濟、高效”的基本原則，主要以光纖通信作為主通信方式，數字載波作為備用通信方式，實施二級調度管理。當然也可以采用以光纖、微波為主的先進手段，并采用一主一備方式，保證通信的安全可靠暢通。

3.5 消防系統與保衛系統部分 無人值班變電站的控制室、高壓室、蓄電池室、電纜夾層等主要部位需要要裝設火災報警裝置并具有遙信接口。重要變電所主變壓器（150MVA及以上）需要設置消防自動水噴霧系統，且生活用水與消防用水分開。變電站門、控制室門、高壓室門等應裝設外人進入報警裝置。站內應配置好常用的固定式氣體滅火系統以及移動式或手提式氣體滅火器及其他消防器材。

參考文獻：

篇5

1引言

為集成應用新技術、 深化標準化建設；適應“大運行”、“大檢修” 要求；提高智能變電站建設效率；全面提高電網建設能力。國網公司2013年決定繼續選取部分110kV～500kV變電站作為第二批配送式變電站試點。某110kV變電站作為第二批試點工程，于2014年2月開工建設，2014年9月竣工投產。結合工程特點，總結配送式變電站設計中關鍵二次技術要點。

2標準配送式變電站技術特點

配送式變電站遵循“安全性、適用性、通用性、經濟性”協調統一原則 ，實現安全可靠、技術先進、節約環保、節地節資。概括為“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”。

（1）標準化設計

應用通用設計、通用設備。一次設備與二次設備、二次設備間采用標準化連接，實現二次接線“即插即用”。支撐“大運行、大檢修”，實現信息統一采集、綜合分析、智能報警、按需傳送。實現順序控制等高級應用功能模塊化、標準化、定制化。

（2）工廠化加工

建、構筑物主要構件，采用工廠預制結構型式。保護、通信、監控等二次設備，按電氣功能單元采用“預制艙式組合二次設備”。一、二次集成設備最大程度實現工廠內規模生產、集成調試。

（3）裝配式建設

建、構筑物采用裝配式結構，減少現場“濕作業”，實現環保施工，提高施工效率。采用通用設備基礎，統一基礎尺寸，采用標準化定型鋼模澆制混凝土，提高工藝水平。推進現場機械化施工，減少勞動力投入，降低現場安全風險，提高工程質量。

3二次設備布置及預制式組合二次設備艙

（1）二次設備布置

全站僅設置1面Ⅲ型預制式二次組合設備艙，放于配電裝置區，取消二次設備室。交直流一體化電源布置于10kV開關室內，一體化電源模塊柜主要包括2個模塊：1組蓄電池+直流饋線柜+直流充電柜；交流進線+分段柜。一體化生產、調試，整體運輸，減少現場拼柜及柜間布線調試時間。智能終端合并單元一體化裝置安裝于預制式智能控制柜內，在廠內安裝調試后配送至變電站。

（2）預制式組合二次設備艙

艙體尺寸12200×2800×3133mm（長×寬×高），保護測控裝置屏柜尺寸統一為2260×600×600mm（高×深×寬），服務器柜尺寸統一為2260×900×600mm（高×深×寬），為增加艙內屏柜數量，預制艙采用“前接線前顯示”二次裝置，屏柜雙列布置。

艙內二次設備按照功能分為站控層設備模塊、間隔層設備模塊、通信設備模塊。預制艙內二次組合設備，含消防、通風、照明等附屬設施均在工廠內規模生產、集成調試、模塊化配送，實現二次接線“即插即用”，有效減少現場安裝、接線、調試工作，提高建設質量、效率。

4 二次設備前接線技術

（1）保護、測控裝置“筆記本式”前接線方案

在保持現有裝置硬件結構基本不變的情況下，保留操作顯示面板，面板和裝置插箱一體，顯示面板的一側和插箱面板通過鉸鏈相連。正常工作時，顯示屏遮擋住插箱內部的端子接線、連接器、板卡等；操作顯示屏時，只需要打開屏柜門。前接線示意圖如圖4-1所示。此方案對現有裝置硬件結構改動量小，同時可滿足施工、運行使用需求。但設計中要注意面板電源供電可靠性及電磁干擾問題，目前主要設備廠家均已解決干擾問題。

（2）電源模塊 “熱插拔式”前接線方案

交直流監控裝置、絕緣監測裝置本身采用插件式安裝，所有的插件板均可獨立的從裝置中抽出，可將原裝置旋轉180°，使接線端子朝向屏前方，液晶顯示面板可與上述保護、測控裝置類似前置布置。

整流模塊、DC/DC變換器、UPS電源模塊采用的多個模塊組合設計，模塊本身是熱插拔設計，無需改為前接線即可方便安裝和檢修。

其他元件包括開關信號采集模塊、開關遙控控制模塊、蓄電池巡檢模塊、輔助電源模塊和繼電器裝置等。這些元件本身不帶顯示面板，實現前接線方式非常方便。

5預制電纜及光纜

慈云變110kV及主變一次設備至智能控制柜間電纜使用預制航空插頭，實現二次標準接口。預制電纜采用圓形高密度航空插頭，體積小，密度高，單端預制。

戶外預制光纜與艙內裝置連接方案采用光纖集中接口柜+艙內尾纜方案，艙間長光纜統一采用4、8、16、24芯，雙端預制；艙內尾纜由廠家連接后連同二次設備艙整體配送。

6信息一體化及高級應用

站內信息內容應規范化及標準化，采集采取統一命名格式，實現信息分類展示。本站高級應用功能由站控層設備集成實現，主要的功能有順序控制、智能告警及分析決策、事故信息綜合分析輔助決策、支撐經濟運行與優化控制、源端維護等功能。

參考文獻

[1]高美金，傅旭華.標準配送式變電站的特點與建設[J].浙江電力，2014（03）.

篇6

生活水平的提高使得電力需求逐漸增加，變電站是電力系統中十分重要的組成部分，能夠完成對電壓進行變換、分配以及控制，根據實際需要轉換功率，使人們的生活需要得到保障。變電站的設計對于電網的可靠運行有著極大地影響，如果變電站出現問題，就會對電力系統的運行產生至關重要的影響。變電站的設計有一次和二次之分，一次設計中主要是主接線設計、電氣設備的選擇、接地以及防雷等設計。

1 220kV變電站電氣一次設計的原則

一般情況下，變電站的電氣設計都需要堅持安全可靠和可持續的發展原則，了解和分析需要，選擇科學合理的方案、模塊的設計。220kV變電站由于具有一定的特殊性，因此在設計過程中需要遵循特定的原則。第一需要保證主接線設計方案的可靠，使得每一個模塊都能夠做到無縫對接。第二設計的標準達到統一，避免在變電站建設中出現與標準相矛盾的情況[1]。第三要實現實現供電企業的經濟效益最大化，統籌分析變電站項目，保證近期以及長遠效益的順利實現。第四就是不同的地區需要有不同的設計方案，根據設計的形式、規模以及條件等滿足變電站的需要。第五要使變電站能夠與周邊的環境相適應、相協調。

2 220kV變電站電氣一次設計的問題

2.1 主接線設計問題

在變電站的設計中，為了保證電網系統的穩定與可靠，一般使用比較復雜的主接線，但是這種形式的成本維護比較好，并且隨著設備數量的增加使得變電站的面積也會增加，對于城市的發展是不利的。并且在變電站設計中忽視城市今后的發展，預留空間不足。變電站的設計中主要考慮其可靠性與安全性，但是對于系統的維護重視不足，如果出現問題，復雜的接線就會增加維修的難度，產生不利的影響。

2.2 電氣設備選擇的問題

變電站的電氣設備主要有變壓器、斷路器、電流互感器、隔離開關等[2]，設備選擇的過程中一般會遇到短路電流計算等問題。為了提高電氣設備的穩定性、經濟性以及靈活性，滿足電力系統的發展需要，應校驗不同點的短路電流。如果電流計算不正確，電氣設備也會出現問題，對電力系統的綜合安全運行產生影響。如果在選擇電氣設備時沒有全面的考慮系統，會縮減設備的使用壽命，系統的可靠性也會受到影響。

2.3 防雷設計問題

近年來，極端天氣頻發，雷擊事件時有發生，如果變電站遭到雷擊，將會給電網系統帶來沉重的影響與損失，因此必須要做好變電站的防雷設計，使其能夠在惡劣的天氣下安全平穩的運行。如果在變電站設計中沒有對接地設備的抗腐蝕性進行全面的了解，就會造成接地局部出現斷裂的現象。不同地區的變電站需要有不同的防雷設計，科學選擇，科學的防雷。

3 220kV變電站電氣一次設計的有效策略

當前，我國的電力事業快速發展，220kV變電站的設計與建設技術已經比較成熟，并且具有標準化的技術與設備。220kV變電站的設計是要實現變電站的模塊化發展，對220kV變電站電氣進行一次設計，將其劃分為功能相對獨立的模塊，然后根據變電站的實際情況進行技術上的規范，實現各模塊間的有效銜接，滿足變電站設計的實際需要。

3.1 變電站電氣主接線的設計

在變電站的設計中，電氣主接線的設計是十分重要的組成部分，電氣主接線設計最基本的要求就是實現其可靠性，保證變電站的平穩運行，能夠實現不同電網間的有效轉換。變電站電氣一次設計中，電氣主接線以及電氣總平面布置方式是重要的模塊，將二者準確地進行設計和布置，能夠在一定程度上保證電力系統的穩定運行。電氣主接線設計中，應合理優化模塊主接線方案，減少后期運維壓力。設計中不僅要做到電氣主接線設計的可靠、靈活，還需要努力促進其經濟效益的最大化。

3.2 電氣設備的選擇

在 220kV 變電站電氣一次設計中，為了能夠不占用大面積的土地，需要選擇用地比較小的電氣設備。主變可以使用高阻抗產品[3]，這種產品的技術比較成熟，有助于促進電氣設備運行穩定性的實現。雖然初期成本投資比較多，但是這種設備的后期維護成本不高，并且能夠保證其運行的安全性，促進技術水平的提高，實現電氣的經濟效益。在選擇電氣設備時，主接線以及變電站的負荷變化都會對方案產生影響。實現220kV變電站電氣一次設計模塊化，可以利用計算機系統程序對電氣設備進行科學的配置，保證設備選擇的科學合理，減少計算的數量。

3.3 接地設計

通常而言，變電站接地設計采用獨立接地網。常見的降低接地電阻的方法有自然接地體、深井接地、采用降阻劑、增加地網的埋設深度、局部換土、利用深孔爆破接地技術、擴大接地面積等等。設計中應針對變電站站址具體地質條件，選擇合理的接地方案及接地材料，保證電氣設備正常運行，避免出現觸電事故或者是火災的發生，造成財產損失。

3.4 防雷、照明設計

220kV變電站電氣一次設計中，變電站一般使用避雷針進行直擊雷的保護，對其附屬的設備進行避雷接地保護設計設置[4]，能夠使變電站避免直擊雷的破壞。采用ATP-EMTP對雷電侵入波在變電站內各設備上產生的最大過電壓進行計算研究，合理配置避雷器等設備，避免對電氣設備造成破壞。為了使變電站的維護更加便捷、有效，還需要做好照明設計，不僅要保證正常的照明，還要進行事故照明的設計。依據不同的工作面，合理設計工作照明，使電氣設備的工作得以順利開展。電力維護人員還應該在應急通道內增加事故照明系統建設，使電力維護人員能夠在電力故障發生時繼續開展工作。

4 結束語

綜上所述，220kV變電站電氣一次設計中涉及很多內容，本次研究明確了220kV變電站電氣一次設計過程中應遵循的原則以及存在的相關問題，找到科學、有效的設計方式，促進220kV變電站電氣一次設計水平以及質量的提升，使電氣設備能夠安全穩定的運行，促進電力企業實現良好的經濟效益以及社會效益，促進電力事業穩定有序的開展，更好地為人民群眾提供便利的服務。

參考文獻

[1]張朝鋒.110kV變電站電氣一次設計的探究[J].科技致富向導，

2012，3：392-393.

篇7

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）29-0107-02

目前，隨著電力系統信息化網絡技術的發展，依靠圖像監控系統的建設，大部分變電站都可以實現無人值守。但現有變電站圖像監控系統還只是用于防火防盜、安全保衛、主控室內場景監控等，隨著變電站在線檢測系統的發展和智能變電站的建設，對圖像監控系統提出了新的要求。隨著調度監控一體化建設的推進，集中遠控的時機已經成熟，但對于就地設備的狀態（例如刀閘刀口位置情況）等重要信息還需要人工現場確認，大大制約了變電站智能控制的發展，因此有必要對變電站運行設備圖像智能監控進行研究，實現一、二次設備遠程可視化操作控制，形成一體化的智能調度監控體系。

加強變電站圖像智能監控的設置和可視化智能監控技術的研究可增強對就地設備狀態（例如刀閘刀口位置情況）的監視，滿足大電網實時運行控制的要求，實現對電網運行信息的形象、直觀和集成展示；進一步加強基礎數據管理，實現多維度一體化的調度信息和實時數據的分布式共享；實現一、二次設備遠程控制和監視，形成一體化的智能調度監控體系，達到減員增效、縮短故障排除時間、提高供電可靠性、加速智能電網建設的目的。

1 圖像智能監控系統配置原則

變電站圖像智能監控系統在滿足原安防、保衛、圖像監控功能的同時，為適應未來智能調度監控系統發展的需要，其應滿足以下要求：

①統一性。依據國際、國內規范化標準，統一規范建設、管理，確保整個系統的各種軟件、硬件達到服務的規范化和管理的高效性。

②開放性。圖像監控系統與其他系統之間的通信接口，應符合開放系統互聯標準和協議，支持多種網絡協議，實現各系統間的數據共享。

③可擴展性。軟、硬件平臺應具有良好的可擴展能力，能夠方便地進行系統升級和更新，以適應各種不同業務的不斷發展。

④可靠性。具有較強的容錯、抗干擾能力和良好的恢復能力，主要設備應采用雙機或鏡像備份工作方式，保證系統穩定運行。

2 圖像智能監控系統配置情況及相關模塊功能

圖像智能監控系統在變電站安裝的硬件主要包括：攝像機（網絡高清攝像機、模擬攝像機、軌道攝像機等）、多功能控制主機、視頻處理單元（網絡硬盤錄像機DVR）、視頻處理單元（網絡視頻錄像機NVR）、多維可視監控綜合主機、磁盤陣列、圖像智能分析服務器。系統硬件結構圖如圖1所示。

①攝像機。滿足對變電站場所環境及主要設備（主變、開關、刀閘等）進行監控的要求，能在夜晚或光線極差的情況下清晰顯示監控目標的圖像。

②多功能控制主機。通過規約分析和直接采集變電站現場信號，監控的信號包括遙測類、遙信類、遙控類。

③視頻處理單元（網絡硬盤錄像機DVR）。負責采集變電站所有模擬攝像機的音視頻信號。

④視頻處理單元（網絡視頻錄像機NVR）。負責采集變電站所有網絡攝像機的信號，進行編解碼運算后，把音頻信號存儲到磁盤陣列。

⑤多維可視監控綜合主機。是系統的核心設備，負責變電站站端與地區中心主站的通訊，獲取主站的控制指令，管理變電站站端各設備，把視頻數據、狀態數據等上傳到中心主站。

⑥磁盤陣列。負責存儲變電站攝像機的音視頻信息。

⑦圖像智能分析服務器。負責對變電站內主要設備、儀表等進行智能分析，并提供實時的智能分析結果。

3 圖像智能監控系統網絡配置情況及要求

變電站站端網絡系統采用10～100 Mb/s（10/100BASE）光/電接口接入監控專網，不允許采用共享帶寬組網方式；變電站與中心主站至少保證10M以上的網絡帶寬（標清模式監控）或30 M以上的網絡帶寬（高清模式監控）。

圖像智能監控系統的軟件按照大型分布式聯網監控系統的結構進行規劃，采用分層的模塊化結構，模塊之間的通信應按規定接口進行，運行平臺采用Windows XP以上操作系統。系統軟件主要包括以下14個模塊：巡視操作模塊、巡視路線設置模塊、錄像查詢模塊、日志查詢模塊、權限控制模塊、報警管理模塊、輔助控制模塊、SCADA接口模塊、網絡帶寬自適應模塊、圖像智能分析模塊、變電站主要設備關聯性顯示模塊、變電站主要設備圖像巡視及人工報表模塊、變電站鳥巢自動巡視模塊、變電站主變壓器漏油監測模塊。

系統軟件還應滿足以下要求：能根據應用需求支持集中處理模式和分布式處理；具有良好的開放性，以便于與其他應用系統的連接；具有很好的可移植性，支持多種操作系統，并能移植到不同廠家的硬件平臺上運行；能適應多種大型數據庫系統；具備完善的、分級的操作/訪問權限控制機制，運行安全可靠；具有數據備份及災難恢復功能。

4 圖像智能監控系統實現的功能

①信息實時上傳功能。主要包括：攝像頭預置位配置信息、現場實時圖像、圖像智能分析結果、與消防系統、安防系統、SCADA系統的聯動等相關信息上傳。

②變電站內動力環境數據采集、處理及實時上傳功能。通過報警采集模塊采集消防、安防報警信息，實現現場報警，同時把報警信息傳輸到地區中心主站；通過溫濕度采集模塊采集變電站內溫濕度測量值并上傳到地區中心主站。

③圖像智能分析功能。主要包括：對儀表的智能分析；刀閘開、閉狀態識別；開關（刀閘）翻牌器開、閉狀態識別；控制柜指示狀態識別；對開關、刀閘的整體智能分析及自動報警功能；對主變壓器的整體智能分析及自動報警功能。

④作業監控和管理功能。通過智能分析技術系統可以自動判斷進入某個區域的作業人數、進入時間、離開時間、滯留時間等，并進行自動錄像和事件保存，同時根據中心主站的調用指令將智能分析結果上傳。

⑤對主要設備或區域設置。可以對變電站的主要設備或區域設置，當有人進入時，系統自動報警并將報警信息上傳中心主站。

⑥網絡帶寬自適應功能。當變電站的圖像信息被一個或多個用戶調用時，系統根據實時可被利用的帶寬、用戶的級別、調用圖像重要程度等判斷上傳圖像的格式。

5 結 語

該系統整合、完善了計算機監控、在線監測、智能輔助控制等系統，實現對電網的全局在線遠程跟蹤、自動智能告警、分析決策、綜合預警、遠程運行維護，為實現變電站一、二次設備遠程可視化操作控制，形成一體化的智能調度監控體系提供了必要條件，更好地確保了電網運行的安全可靠、靈活協調、優質高效、經濟環保。

參考文獻：

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[2] 楊謙，張曉.變電站圖像監控系統技術的應用研究[J].電氣工程與自動化，2011，（24）.

[3] 劉濤.遠程監控系統在無人值守變電站中的應用[J].系統設計與應用，2011，（6）.

篇8

2智能變電站自動化技術的調試

智能變電站自動化技術需要進行調試，主要調試的內容在于：第一，進行站內網絡調試，站內網絡主要由交換機以及通信介質構成，需要對外部、通信廣聯、通信銅纜進行檢查。第二，對計算及監控體系進行調試，對設備的外部進行檢查，進行絕緣實驗以及上電檢查，檢查遙信、遙調、遙控等功能，檢查無功控制、定值管理、主備切換等功能。第三，調試繼電保護，主要包含的是絕緣試驗、上電檢查、單體與整組調試、調試繼電保護的信息管理系統等。第四，調試電站中的不間斷電源，實時監測網絡狀態，主要是對網絡報文記錄系統以及網絡通信檢測設備進行調試。第五，對采樣值系統進行調試，主要包含的是過程層的合并單元調試與電子互感器的電子采集調試等。上述調試試驗的主要目的在于保證智能變電站的安全、穩定運行，減少工程建設的試驗時間，從而為變電站的自動化技術奠定堅實的基礎。

3智能變電站自動化的建立

3.1建設單元管理模式單元管理模式主要是依照物理層、網絡層等實行隔離管理，對一些數量較多的元器件應當采用“點對點”的形式進行監控，每一個元器件都需要有一個代碼進行相應的信息存儲與信息管理，而且還可以借助GPS等形式，提高電力管理效率。

3.2建立應急系統智能變電站無法解決所有的問題，因此可以在原有的基礎上設置應急系統，此系統平時不會參與電氣運行，但是需要定期對其進行檢查，因為如果出現了相應的電力故障，應急系統由于自身原因無法及時投入使用，那么將會造成不可預計的損失。一般情況下，可以對一二次設備以及通信網絡進行合理分配，主保護與備用保護要分開，方便設備運行時的保護與運行后的維護。

篇9

智能變電站技術的興起和發展，實現了電力系統的自動化、智能化和信息網絡化，其對傳統變電技術進行了全面的革新，于此同時智能變電站的大運行量，對內部繼電保護系統提出來更高的要求，從而提高智能變電站的可靠性和安全性，因此繼電保護的運行和維護技術的研究革新，對智能變電站的運行至關重要。

1 智能變電站繼電保護技術的分析

變電站已經從傳統的模式向數據化智能化方向發展，隨著智能化變電站的成熟完善與廣泛應用，也意味著對繼電保護提出更高的技術要求，傳統的繼電保護技術已經無法滿足智能化變電站的要求，繼電保護技術作為電網的安全防線，在系統發生故障時及時作出反饋，隔離故障點，為智能變電站系統的穩定運行提供安全可靠的保障，對于智能變電站的安全性意義重大。

1.1 變電站與繼電保護技術

在變電站的進化歷程中繼電保護機制也在發生著變化，由傳統的模擬式逐漸向數字式進行轉變，在傳統變電站的繼電保護機制中主要以裝置為組織核心，而由于智能化變電站主要依賴于信息網絡，從而達到信息的共享和交互，針對智能化變電站的網絡性能，繼電保護在構成設備、架構形態以及運行模式等方面也向微機保護階段發展。變電站的繼電保護裝置主要包括線路的繼電保護、變壓器的繼電保護、母聯的繼電保護等，這些繼電保護裝置主要安排在過程層，通過智能操作箱直接對信息進行采集、處理和交流，實時掌握信息的實時性可靠性。線路的繼電保護是指在變電站的線路系統中按間隔配置智能監控裝置和安全自動裝置，可以檢測變電站的運行狀況，并將測控的信息傳輸到網絡系統中，繼電保護模塊單元對信息進行處理后提供保護指令，做出跳閘等相應的響應措施。

變壓器的繼電保護屬于過程層保護。在變壓器內，繼電保護裝置的配置方法為分布式，從而達到差動保護的效果。在此系統中，保護模塊是單獨安裝的，斷路器是通過電纜接入繼電保護系統中，主要應用非電量保護模塊進行繼電保護。母聯繼電保護架構簡單，主要采用點對點的模塊進行分段保護，同時配置過電流保護和限時電流速斷保護。

1.2 智能變電站繼電保護的技術特點

1.2.1 繼電保護裝置硬件模塊化

對于繼電保護系統采用統一的運行平臺，采用微機智能系統實現信息的采集、測量、邏輯運算等等功能。傳統變電站的機電保護系統數據的采集由保護系統進行，由于保護裝置的差異導致數據采集及出口硬件難以統一，從而難以實現模塊化。而智能變電站有著三層兩網的架構，系統的運行平臺統一，從而容易實現部分插件的標準化和模塊化。

1.2.2 繼電保護裝置軟件元件化

智能變電站中自動化技術的不斷完善實施，導致傳統的繼電保護系統需要不斷地進行相對應的修改完善，而且不同的領域保護系統程序也有所差異，從而大大降低了保護裝置的可靠性。智能變電站的繼電保護原理基本已經完善成熟，可以對智能變電站的繼電保護系統采用的軟件進行元件化，從而實現元件的標準化，提高保護系統的可靠性。

1.2.3 繼電保護功能網絡化

智能變電站中“兩網”的組織架構可以將過程層智能終端和合并單元采集的數據信息進行交互和共享，同時對于繼電保護系統的數據信息進行共享，這樣就可以在同一微機設備上對不同的保護系統的信息進行處理和反饋，實現保護體系的一體化。

1.3 智能變電站的繼電保護運行和維護

智能變電站的繼電保護系統是否正常決定著智能變電站的安全，對整個智能電網系統至關重要，因此需要對繼電保護裝置的運行和維護進行研究，并且需要對保護裝置進行調試和維護，才能做到預防安全隱患，保護智能變電站的作用。關于繼電保護裝置的調試主要包括對繼電保護元件的調試，通過對元件的性能、插件、安裝位置等方面進行檢測達到調試目的；對信息通訊網絡的調試；對繼電保護線路通道的調試；除此之外還要對外觀和電源進行檢查和調試。

除了定期對繼電保護系統進行調試以外，還要對繼電保護系統進行維護，主要包括正常運行狀態下的維護和故障狀態下的維護。正常運行下對繼電保護裝置的維護主要是日常的檢修，對運行調度情況進行巡視檢修，對運行參數及設備的運行情況進行備份，確保設備的正常運行。異常情況下的系統維護可以采取常規的維護處理方式進行調試維護。主要考慮間隔合并單元的故障、智能終端故障、交換故障和信息通訊網絡的網絡交換機故障，對故障設備運行維護處理，確保智能變電站的安全穩定運行。

2 結論

智能變電站是電網智能化自動化的標志，而如何在如此高速的發展狀態下，讓繼電保護跟上節奏，保障智能電網的安全性和穩定運行，為國家的智能電網發展戰略做出貢獻，將是所有研究者和工作人員的重大挑戰。目前繼電保護在運行模式上受智能變電站的影響正在向著自動化保護系統方向發展，但是依舊存在著一些先天性不足，因此在未來的工作中還要在傳統變電站繼電保護的基礎上，結合智能變電站的自身特點，對智能變電站的運行模式，系統設備維護調試等方面進行研究。

參考文獻

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作者簡介

篇10

變電站綜合自動化與地監控軟件是變電站運行電力設備和操作人員之間形成關系的紐帶，在實現變電站綜合自動化系統設計中占有絕對重要的地位。伴隨我國計算機技術與通訊技術的快速發展，很多地方已逐步推廣與應用集中監控遠動系統，地監控軟件將逐步深化變電站的綜合自動化水平。本文基于變電站綜合自動化采取分層分析法和多線程技術研究地監控軟件開發理論，糅合模塊化程序設計法和面向對象程序設計法，初步設計變電站綜合自動化與地監控軟件。

1 變電站綜合自動化系統簡介

1.1 定義

變電站綜合自動化系統是以執行系統特定功能實現某些規定目標若干相互關聯單元的整合。該系統利用計算機技術、現代電子技術、通訊網絡技術和數據信息處理手段實現變電站二次電力設備（如繼電保護裝置、故障錄波、自動控制裝置和遠東裝置等）的功能重組和優化設計，并對所有電力設備的運作狀況進行監控和協調和綜合性自動化系統。變電站綜合自動化系統內部各個電力設備之間完成信息交換和監視控制任務。變電站綜合自動化系統實際上是簡化了常規二次設備的二次接線過程，在提高系統穩定、降低運營成本方面實則極為關鍵，它區別于常規二次設備最大的不同點是以計算機技術作為設計基礎，以通訊網絡技術作為設計手段，以信息交換作為設計目標。

1.2 特點

（1）功能綜合化。

變電站綜合自動化系統是以計算機技術、通信網絡技術和自動化控制技術為基礎發展起來的，該系統也綜合了變電站的全部二次設備。

（2）構件模塊化。

基于計算機技術實現具有數字通信功能控制裝置的數字化可利于各個構件模塊的通信網絡連接和借口功能模塊的信息交換及擴充。同時，形成構件模塊化為變電站實現綜合自動化系統的組態提供便利，從而能夠更好地適應應用工程的集中式、分散式和分布式結構集中式等多種組屏方式。

（3）結構分散化。

分布式綜合自動化變電站中子系統如計算機保護、數據信息采集、控制測量和其他相關智能電力設備等都以分布式結構設計。每一個子系統都可能由多個中央處理器來完成各項功能，而這些子系統群就構成了一套比較完整且高度協調的有機系統。

（4）監視可視化。

應用變電站綜合自動化系統無需有人值班，系統操作人員的工作崗位放在了主控中心室或調度室，面對彩色顯示屏即可對變電站的電力設備和電路電纜進行全方位的監控。

（5）通信光纜化。

計算機技術和通信網絡技術在變電站綜合自動化系統中得到了極大范圍的推廣和應用。

（6）管理智能化。

自動化系統不僅僅要在常規自動化方面表現突出，如何能夠智能自診斷管理也是一項重要內容。變電站綜合自動化系統的在線自診斷可將診斷的結果發送至遠端主控臺。

（7）顯示數據化。

變電站綜合自動化應用計算機監控系統，傳統的指針式顯示儀由CRT顯示屏取代，人工抄錄則由系統打印機取代。

1.3 原則

（1）綜合自動化系統在中、低壓變電站中的應用可避免派人值班麻煩，同時也強化了監控工作的效果，即減人增效。站內不設置固定運行、維護值班人員，運行監測、主要控制操作由遠方控制端進行，設備采取定期巡視維護的變電站。

（2）220kV及以上的高壓變電站在設計和建設兩方面均需以先進的控制辦法來解決各不同專業技術分散、自成系統、重復投入和系統運行不穩定等問題。

2 變電站綜合自動化與地監控軟件開發

2.1 設計方案

本文論述變電站綜合自動化與地監控軟件開發以組態王軟件為例。該軟件具有良好數據采集功能，它適應性強、開放性好、易于擴展、開發周期短，可以實現對現場的實時監測與控制，并且在自動控制系統中完成上傳下達、組態開發的重要任務。因此組態王軟件是變電站綜合自動化監控系統的良好選擇。

國內外變電站的綜合自動化系統研究都將其結構分為三類，即分布式系統結構、集中式系統結構和分層分布式結構。本系統采用分層式設計。這種結構節省控制室面積、電纜和安裝費用，系統可靠性高。

變電站綜合自動化系統控制對象電壓負荷等級為110kV/10kV。各類負荷配電變壓器共85臺，總容量為35MVA。主接線方式形式為內橋接線方式；中性點直接接地方式，并且在中性點與地之間加裝一組電動隔離開關；無功補償電容器容量為3000kvar；主變壓器選擇有載調壓方式。

2.2 設計實現

根據變電站綜合自動化系統的功能要求及用戶需求，本變電站系統設計實現的功能主要有運行監視功能、數據采集與處理功能、故障報警功能、數據報表顯示功能，以及實時曲線和歷史數據記錄功能。系統設計實現主要由以下幾步組成：

（1）建立變電站綜合自動化監控系統工程。

（2）為系統配置設備。下位機設備選用西門子公司的S7-200PLC，與工控機的通信方式采用PPI協議，通信端口選擇COM1。

（3）定義開發系統所需的變量。變電站系統監控的母線及各段線路的電壓和電流是連續的數字量值，定義為I/O實型。各種斷路器、刀閘、熔斷器的狀態為離散量值，定義為I/O離散型。其他動畫連接過程需要用到的中間變量定義為內存變量。

（4）畫面設計、動畫連接及命令語言編寫。設計變電站監控系統實現各項功能的畫面，并將畫面中的圖形與變量進行連接，編寫所需的命令語言。

變電站運行過程中，值班人員可以通過后臺CRT顯示屏直接觀察到斷路器、隔離開關、變壓器分接頭等設備的狀態。當系統出現非正常甚至故障時，監控系統主接線圖的相應位置會發出閃爍和蜂鳴器報警信號。

報表顯示主要是方便操作人員對1天或1月的變電站電壓、電流、功率等參數進行匯總和對比，進而對變電站的運行情況做出進一步的評估。地監控軟件歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，主要包括斷路器動作次數、斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數、輸電線路的有功功率和無功功率、變壓器的有功功率和無功功率、母線電壓定時記錄的最大值和最小值、控制操作及修改整定值的記錄。

3 結束語

綜上所述，變電站綜合自動化系統是按照規定程序預設的一種啟動操作斷路保護設備或隔離開關的監控裝置。自動化系統包括監控后臺軟件、當地監控PC機、遠動通信接口、用于專業管理的工程師站PC機和專用設備和網絡設備等。變電站層自動化系統地監控軟件通過組態完成全站檢測功能，全面提供線路、 主設備等的電量、非電量等運行數據，完成對變壓器、斷路器等設備的控制等，并具有保護信息記錄與分析、 運行報表、故障錄波等功能。隨著越來越廣泛的推廣和應用，設計所預期的效益還是相當不錯的。■

參考文獻