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變電站模塊化建設范文1
關鍵詞：變電站；智能化建設；關鍵技術
Abstract: In this paper, starting from the features and functions of intelligent substation were analyzed, discussed the various technical problems in the intelligent building, in order to guarantee intelligent construction work smoothly.
Key words: intelligent substation; construction; key technology
中圖分類號：TM411+.4
前言
智能變電站是堅強智能電網建設中實現能源轉換和控制的核心平臺之一，是智能電網的重要組成部分，它是銜接智能電網發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節的關鍵，同時也是實現風能、太陽能等新能源接入電網的重要支撐。是智能電網“電力流、信息流、業務流”三流匯集的焦點，對建設堅強智能電網具有極為重要的作用。
智能化變電站的特點分析
智能化變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實施自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。作為電力網絡的節點，同常規變電站一樣連接線路、輸送電能，擔負著變化電壓等級、匯集電流、分配電能、控制電能流向、調整電壓等功能。智能變電站能夠完成比常規變電站范圍更寬、層次更深、結構更復雜的信息采集和信息處理，變電站內、站與調度、站與站之間、站與大用戶和分布式能源的互動能力更強，信息交換和融合更方便快捷，控制手段更靈活可靠。具有全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化和高級應用互動化等主要技術特征。
2、智能化變電站的功能概述
2.1 緊密聯結全網。從智能化變電站在智能電網體系結構中的位置和作用看，智能化變電站的建設，要有利于加強全網范圍各個環節間聯系的緊密性，有利于體現智能電網的統一性，有利于互聯電網對運行事故進行預防和緊急控制，實現在不同層次上的統一協調控制，成為形成統一堅強智能電網的關節和紐帶。智能化變電站的“全網”意識更強，作為電網的一個重要環節和部分，其在電網整體中的功能和作用更加明
2.2 支撐智能電網。從智能化變電站的自動化、智能化技術上看，智能化變電站的設計和運行水平，應與智能電網保持一致，滿足智能電網安全、可靠、經濟、高效、清潔、環保、透明、開放等運行性能的要求。在硬件裝置上實現更高程度的集成和優化，軟件功能實現更合理的區別和配合。應用FACTS技術，對系統電壓和無功功率，電流和潮流分布進行有效控制。
2.3智能化變電站允許分布式電源的接入。在海西電網中，風能、太陽能等間歇性分布式電源的接入。智能化變電站是分布式電源并網的入口，從技術到管理，從硬件到軟件都必須充分考慮并滿足分布式電源并網的需求。大量分布式電源接入，形成微網與配電網并網運行模式。這使得配電網從單一的由大型注入點單向供電的模式，向大量使用受端分布式發電設備的多源多向模塊化模式轉變。與常規變電站相比，智能化變電站從繼電保護到運行管理都應做出調整和改變，以滿足更高水平的安全穩定運行需要。
2.4 遠程可視化。智能化變電站的狀態監測與操作運行均可利用多媒體技術實現遠程可視化與自動化，以實現變電站真正的無人值班，并提高變電站的安全運行水平。
2.5 裝備與設施標準化設計，模塊化安裝。智能化變電站的一二次設備進行高度的整合與集成，所有的裝備具有統一的接口。智能化變電站時建設時，所有集成化裝備的一、二次功能，在出廠前完成模塊化調試，運抵安裝現場后只需進行聯網、接線，無需大規?，F場調試。一二次設備集成后標準化設計，模塊化安裝，對變電站的建造和設備的安裝環節而言是根本性的變革?？梢员ＷC設備的質量和可靠性，大量節省現場施工、調試工作量，使得任何一個同樣電壓等級的變電站的建造變成簡單的模塊化的設備的聯網、連接，因而可以實現變電站的“可復制性”，大大簡化變電站建造的過程，而提高了變電站的標準化程度和可靠性。出于以上需求的考慮，智能化變電站必須從硬件到軟件，從結構到功能上完成一個飛越。
3、智能化變電站建設的技術關鍵
與常規變電站設備相比，智能化變電站的核心問題是信息的采樣傳輸與控制，包括 “新技術、新材料及新工藝”的應用，其中，由的技術相對成熟、由的技術還處于試運行和研發階段，需在現場結合其他變電設備進行調試。智能化變電站通過全景廣域實時信息統一同步采集，實現變電站自協調區域控制保護；與調度實現全面互動，實現基于狀態監測的設備全壽命周期綜合優化管理。
3.1 測量數字化技術。一次設備的狀態信號（如變壓器油溫、分接開關位置、開關設備的分、合位置等）都需要痛過模擬信號電纜傳送至控制室進行測量。測量數字化就是對運行控制直接相關的參數進行就地數字化測量。測量結果可根據需要發送至站控曾網絡或過程層網絡，用于一次設備或其部件的運行與控制。數字化測量參量包括變壓器油溫、有載分接開關位置、開關設備分、合閘位置。
3.2 控制網絡化技術。在運行中，變壓器的冷卻系統、有載分接開關和開關設備的分、合閘操作都需要控制，而控制網絡化就是對控制需求的一次設備或其部件實現基于網絡的控制，?？刂品绞桨ǎ阂淮卧O備或其部件自有控制器就地控制；智能組件通過就地控制器或執行器控制；站控層設備通過智能組件控制。
3.3狀態可視化技術。狀態可視化由智能組件中的監測功能模塊完成，但其依據的信息不局限于監測模塊，還可以包括測量及系統測控裝置等模塊的信息?？梢暬侵悄芤淮卧O備與電網調控系統的一種信息互動方式，準確實時地掌握一次設備的運行狀態。
3.4功能一體化技術。傳感器作為二次設備的狀態感知原件，參與測量、控制、監測、計量、保護等二次與一次設備的融合，傳感器將一次設備的狀態信息轉化智能組件的可測量信息。
3.5 信息互動化技術。作為智能一次設備的一部分，智能組件是一次設備與電網調控系統之間信息互動的橋梁，作為電網的原件，智能一次設備主要提供智能化信息，而真正的智能化應用，需要有調控系統實現，智能組件將一次設備的智能化信息通過站控層發送至調度系統，支持調控系統對電網優化控制。
變電站模塊化建設范文2
關鍵詞：標準配送；智能變電站；標準化；裝配
引言
2009年國家電網啟動第一批智能變電站試點工程的建設，經過5年的探索和研究，智能變電站技術在原理研究、設備研制、設計優化和標準制定等方面取得了許多成果，并基本確定了新一代智能變電站的發展方向[1-4]。標準配送式智能變電站正是新一代智能變電站的發展方向之一。標準配送式智能變電站的主要技術特征是標準化設計和模塊化建設，形成電氣一次、二次、土建各專業標準化技術方案，實現“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”的目的，全面提高工程建設質量和效率，降低全壽命周期成本。2013年6月，國家電網公司的首批五項標準配送式變電站試點工程已經相繼建成投產，文章對這五項試點工程中應用的主要技術方案進行研究，并對工程的經濟技術指標進行分析，提出標準配送式變電站技術的發展方向。
1 技術方案
標準配送式智能變電站的主要技術特征是標準化設計和模塊化建設。標準化設計的主要技術表現形式為：應用通用設計和通用設備進行電氣主接線設計、電氣總平面布置以及設備選擇；一次設備與二次設備、二次設備間接線標準化，采用預制光纜、預制電纜，實現“即插即用”；建、構筑物應用裝配結構，結構件采用工廠預制，實現標準化，統一建筑結構、材料、模數，規范圍墻、防火墻、電纜溝等構筑物類型，應用通用設備基礎，應用標準化定型鋼模。模塊化建設的主要技術表現形式為：電氣一次設備高度集成測量、控制、狀態監測等智能化功能，監控、保護、通信等二次設備全部集成布置于預制艙，一、二次集成設備最大程度實現工廠內規模生產、集成調試、模塊化配送，有效減少現場安裝、接線、調試工作，提高建設質量和效率；建、構筑物采用工廠化預制、機械化現場裝配，減少現場“濕作業”，減少勞動力投入，實現環保施工，提高施工效率；基礎采用標準化定型鋼模澆制混凝土，提高成品工藝水平。
（1）一二次設備高度集成。一次設備本體配置傳感器、智能組件，集成就地測量、控制、保護、狀態監測等智能化功能。智能終端、合并單元、狀態監測單元就地布置間隔內，與匯控柜整合形成智能組件柜。廠內完成接線、調試，現場整體安裝。10kV、35kV采用“預制艙式配電裝置”，10kV、35kV開關柜分別布置于各自預制艙內，艙內設置安防、消防、暖通、照明、接地等設施，整艙運輸、現場拼接。
（2）預制艙式二次組合設備。采用預制艙式二次組合設備，實現二次設備整體采購，根據統一功能要求和技術規范，集成商承擔全站二次設備配置、調試、運輸、安裝等工作。預制艙內布置二次設備屏柜、交直流配電系統、通信設備，設置安防、消防、視頻監控，配置暖通、照明、接地設施，二次設備在工廠內完成安裝、接線、集成調試等工作。預制艙整艙運輸配送，現場整體吊裝、就位。預制艙式二次組合設備大大減少不同二次廠家之間現場技術協調，提高了二次系統整體性能，縮短了建設周期。
（3）二次接線即插即用。采用預制光纜、預制電纜，實現一次設備與二次設備、二次設備間光纜、電纜標準化連接，二次連接“即插即用”，提高了二次線纜施工的工藝質量和建設效率。
預制光纜、電纜由統一標準的連接器插座和插頭、線纜、熱縮管等構成。插座側固定于屏柜與設備連接；插頭側連接線纜，按照定制長度工廠預制，現場插接。變電站二次回路采用標準化設計，跨房間、跨場地不同屏柜間二次裝置連接采用預制光纜，一次設備本體機構箱至匯控柜間的控制電纜采用預制電纜，接線快捷、準確。
（4）裝配式建構筑物。a.裝配式建筑物。建筑物采用標準配送式結構，統一建筑結構、模數、柱距、層高、跨度等，形成標準化預制件，工廠加工、現場整體安裝，0米層以上建構筑物全面實現裝配化。建筑物主體一般采用輕型門式鋼架結構或鋼框架結構，外墻、內墻、屋面板等維護結構采用裝配式墻體，建筑墻板開展模塊化、精益化設計，在工廠內預留孔洞，完成各類埋管、接地件、配電箱、插座等安裝定位?，F場無需開孔埋管，實現建筑物各類管線全部暗敷。b.裝配式防火墻、圍墻。圍墻、防火墻采用裝配式組合墻板體系，預制混凝土柱插接預制墻板型式，墻板工廠預制，運抵現場后采用插接安裝。c.裝配式構架。設備支架由設備廠家配送支架柱，現場安裝的方式，與基礎采用地腳螺栓連接，其方便施工及安裝，減少混凝土基礎杯底找平和二次灌漿施工環節，縮短工程周期。構架梁采用三角形格構式桁架結構，三角形格構式桁架梁分為鋼管格構式和角鋼格構式，鋼管格構式鋼梁弦桿拼接接頭采用法蘭連接；角鋼格構式鋼梁弦桿拼接接頭采用螺栓連接。梁腹桿可以采用焊接和螺栓連接。
2 試點工程的經濟技術分析
2.1 大幅減小變電站占地面積。試點工程圍墻內占地面積減少10～25%、建筑面積減少15～30%。
2.2 大幅提高工程建設效率。標準配送式智能變電站的工程設計、工廠加工、土建施工、安裝調試等環節有效銜接，實現全過程精益化管理。試點工程建設周期較常規變電站減少約60%，土建施工、電氣安裝、現場調試時間較常規變電站縮短約50～60%。
2.3 有效降低全壽命周期成本。與常規變電站工程相比，標準配送式智能變電站減少了占地面積、建筑面積、二次設備數量、施工安裝工作量，現階段由于建構筑物預制件尚未大規模工廠化生產，建筑工程費用有所增加，初期建設成本較常規變電站高約1.5～5%。標準配送式智能變電站建設大幅縮短建設周期，220kV變電站可提前9～10個月、110千伏變電站提前6～7個月取得經濟效益，經LCC成本測算，全壽命周期較常規變電站降低5～10%。
3 發展方向
經過首批五項標準配送式智能變電站的技術經驗積累之后，標準配送式智能變電站技術的發展方向是：第一、電壓等級向330kV和500kV發展；第二、裝配式建筑物向多層結構發展；第三、智能化變電站集成更多的高級應用功能，包括：故障綜合分析、智能告警、遠方不停電修改及核查定值，實現自動化系統信息一體化、模型標準化。
4 結束語
目前，標準配送式智能變電站還處于起步階段，隨著首批試點工程的實施，其在工程建設中的優勢已經突顯：占地少、效率高、功能集約、信息集成。隨著其在關鍵技術、設備制造和功能應用等方面的不斷提高，標準配送式智能變電站在投資、占地、環保、建設效率和智能應用等方面還有很大的提升空間，其必將是新一代智能變電站的典型發展方向。
參考文獻
[1]國家電網公司.智能變電站試點工程評價報告[R].北京：國家電網公司，2011.
[2]國家電網公司.Q/GDW383-2009.智能變電站技術導則[S].北京：中國電力出版社，2011.
[3]國家電網公司.國家電網公司輸變電工程通用設計：110（66）～750kV智能變電站部分（2011年版）[M].北京：中國電力出版社，2010.
變電站模塊化建設范文3
關鍵詞：智能變電站；技術；應用
中圖分類號：TM411文獻標識碼： A
一、智能變電技術與一般技術的優勢比較
1、智能變電站技術上的先進性保證了數據傳輸的效率和準確性，能夠提升供電可靠性，保障電網更加安全穩定地運行。智能高壓設備中的智能變壓器與控制系統依靠通信光纖相連，可以及時掌握變壓器狀態參數和運行數據。在運行數據發生改變的情況下，設備會根據系統的電壓、功率等情況自動調節。當設備出現問題時，設備也會發出預警并提供狀態參數等，在一定程度上降低運行管理成本，減少隱患，提高變電站供電可靠性。
2、智能高壓設備中的開關設備具有較高的性能，它配有電子設備、傳感器和執行器，具有檢測和診斷功能。高壓設備中還包括電子式互感器，它能有效克服傳統電磁式互感器絕緣難度大、動態范圍小、需敷設電纜到二次設備、易產生鐵磁諧振，以及高壓危機人身和設備安全等缺點。隨著智能技術進一步實用化、模塊化、標準化，智能變電站的信息采集、傳輸和處理技術更加規范，有效支撐了“調控一體、運維一體”。通過集成視頻聯動、狀態分析等檢測手段，確保了順控操作準確無誤。遠方修改及核查保護定值等功能，為無人值守奠定了基礎。
3、相對于傳統變電站，智能變電站有效實現了節地、節資。由于有效節約了資源，智能變電站的清潔效益也非常明顯。智能變電站通過技術創新、設備集成、設計優化，大幅減少了占地面積和建筑面積，減少了二次屏柜數量。
4、智能變電站能夠有效提升電網基礎設施資源利用率和供電可靠性，達到節能減排的目的。國家電網公司基建部2013年開展的“標準化設計、模塊化建設”智能變電站試點工作，在變電站技術模式、設計設備、建設模式等方面都有進一步的創新。與普通變電站相比，模塊化智能變電站全面應用了通用設計、通用設備，在土建過程中采用全預制裝配結構建筑模式和預制光(電)纜，實現了二次設備“即插即用”。模塊化智能變電站還通過工廠內規模生產、集成調試后再運至現場，以及控制室、防火墻、圍墻、設備基礎等裝配式預制技術，減少了現場人工投入。
二、智能變電站的技術要點
1、控制終端的引入
智能變電站中引入了計算機終端，這就使智能變電站具有了自己的大腦，這個大腦可以在最短時間內及時對變電站內實際運行情況進行判斷和處理，這樣可以有效的確保變電站運行的可靠性，避免由于事故處理不當而導致的輸變電站事故發生。
2、分級控制技術的應用
智能變電站內采用分布式控制技術，將變電站層面進行了分割，分別為站控層、間隔層和設備層，而且將具有智能控制和處理能力的設備在各個層面進行安裝，這樣就有效的確保了分級調控功能的獨立性，而且可以有效的降低中央處理設備所需要承載的負荷，確保了設備工作效率的提升，有效的降低和分散了潛在風險的發生。
3、光纖技術的應用和電力裝置的集成化
目前在智能變電站內充分的應用了光纖技術，這樣就有效的確保了智能變電電各控制層局域網管理功能的實現，信息可以無障礙的在一次設備層、二層設備層和控制中心之間進行自由傳播，而且各層級在傳輸過程中其數據的穩定性和可靠性也得以進一步增強。同時先進的計算機數字技術的應有，有效的提高電能監測和設備管理的集成化，設備配置空間較小，有效的節約了占地面積，節約了安裝成本，可以使設備及早投入運行。
4、局部或全局智能控制的實現
智能化變電站，顧名思義，在控制設備的選擇上一定符合智能化的要求。于是，光電技術就得到了應用，在一次設備的控制設備中采用光電技術，使得就地控制柜變成一個微型的GIS。在二次設備中添加有自動控制功能和漏電鎖閉功能的智能電流互感器和高壓電流鎖閉裝置，在一定程度上解決了小故障不易排查的難題，實現了局部設備的無人職守。智能化的設備實現了對電力設備和電能傳輸的局部和全局智能控制。
三、智能變電站相關的技術分析
1、智能高壓開關設備技術
高壓開關設備對智能變電站的安全、可靠運行具有重要的意義，是不可或缺的。根據絕緣方式主要分為三類，即AIS、GIS及HGIS，它們各有特點，在智能變電站建設過程中需要根據經濟性、安全性、穩定性作綜合比較后選擇應用。GIS由于其封閉性和絕緣性好，不僅能抵御環境干擾，占地面積還有所縮減，可靠性較高，但成本較高，施工周期長，GIS的選擇應用需要著重考慮智能變電站建設成本。HGIS與AIS和GIS相比，其事故率是最低的。而且在高壓開關全壽命周期內，其故障率也是相對較低的，整體運行較為穩定。
2、智能變壓器技術
智能變壓器是智能變電站的主要設備，也是重要技術之一，在本體方面，智能變壓器與常規變壓器并無太大區別，只是為了提高變電站的整體智能化，在變壓器的控制、測量、保護等附件和功能方面做了智能化處理，相應增加一些智能化功能元件更好使傳統變壓器更趨向于智能變壓器。一般情況下，可根據智能變電站工程等級、類型、要求等合理配置智能變壓器智能組件，主要包括測量IED、監測功能組主IED、冷卻裝置控制IED、合并單元等。
3、電子式互感器技術
電子互感器是變電站中用于測量電壓和電流的基礎設備，目前變電站工程中所使用的電子互感器產品較多，需結合這些產品的特性選擇應用于智能變電站。有源電子式互感器以傳統成熟的互感器原理為基礎，具有抗干擾強、絕緣性好、成本較低等特點，同時與無源電子式互感器相比較，光路簡單、穩定性強。雖然用于AIS結構中，維修和供電有所不便，但若應用于GIS設備，可避免上述問題，因此有源電子互感器能與GIS設備進行很好的融合。無源電子電流互感器若想將其成熟地應用于智能變電站，需重點解決溫度、振動、成本及穩定性問題。光學玻璃型互感器選材廣泛、穩定性好，但也存在加工困難、材料易碎等缺點，具體實踐還有待進一步深入研究。
四、智能變電站技術的應用
1、一次變電設備的智能化
智能變電站顧名思義就是變電內的設備實現了智能化，特別是變電站內高壓配電設備智能化的實現，這為智能電網的建設奠定了良好的基礎。在智能變電站內，計算機技術得到廣泛的應用，特別是電能傳感器在計算機的連接上有效的發揮了監控的作用，實現了對電力運行情況的實時監控，這樣就有效的控制了電力設備，而且可以對故障進行自動化處理，這對于變電站安全穩定的運行具有極為重要的意義。而且在當前智能變電站內，一次設備實現了一體化，這樣就有效的將監測和控制融合為了一體，實現了電能互感器、變壓器、斷路器和高壓設備的有效的連接，從而實現了設計上的一體化，有效的分層控制設備的信息融合管理的實現。
2、高級變電功能的實現
2.1變電設備整體監測。由于建立了計算機終端，通過站控系統可以實現較為全面的設備監測，并可以不間斷的獲取電力設備運行數據和各種智能變電裝置的運行信號，以及電力的輸出和輸入狀態，從而減少了無效數據的采集提高了監控效率。但我們還要注意的一點是，由于技術水平的限制，在部分智能變電站中實現整體監測還有一定的困難，各變電站可以根據實際對關鍵設備進行監測或采取輪流監測的的方法，達到對高負荷設備進行有效監測的目的。
2.2線路綜合故障控制。先進的數據采集技術，使得智能變電站具有了強大的信息處理能力和故障排除能力。智能變電站借鑒了數據庫模型技術和在線信息處理技術開發了狀態監測和診斷系統，這個監測系統采用了故障診斷數據庫技術。技術人員將電力設備正常高效運行時的相關參數和運行特征輸入數據庫和診斷系統，待系統運行后，根據一定周期內變電系統實際的工作狀態對設備進行深入和具體的監控和評價。
2.3智能報警功能。智能變電站的具有的報警功能是建立在分析決策系統基礎上的，這樣的好處是，分析決策系統能在短時間內對變電站中設備運行產生的大量的數據進行分析和鑒別，找出真正的故障信息，降低了誤報率，提高了報警的準確度。另外，為了確保故障信息可以有效地被采納，智能報警系統還預設了間隔報警機制，對故障進行定時報警。
結束語
智能變電站技術是集多種先進技術的集合，充分的發揮了計算機技術的特點，將現代信息管理技術與電力輸變技術進行了有效的結合，提升了變電站技術向數字化方向的發展進程。通過智能變電站技術的應用，不僅有效的提高了變電效率，而且對于電網事故發生率的降低也起到了積極的作用，能夠更好的滿足當前信息量大，和電力供應需求集中的需求，為電力建設提供了有效的技術保障。
參考文獻
[1]鄧海方.新技術與新設備在智能變電站的應用[J].2012(26):55-57.
變電站模塊化建設范文4
關鍵詞：110 kV～220 kV；變電站；土建設計
近年來，隨著我國經濟快速持續穩定的發展，對電力的需求也逐年增加，電力建設取得了前所未有的發展。
1變電站土建設計的主要原則
110 kV～220 kV變電站的土建設計必須堅持“以人為本”與“可持續發展”的設計理念，每一個方案、模塊化的設計，應當充分考慮各個設備的選擇、布置的尺寸，每一個問題的解決方案都應具有合理性。變電站的土建設計的基本原則為：安全值得信賴、技術科學先進、投資客觀合理、標準統一，以及運行智能、高效、可靠的3C綠色電網。
（1）統一性。土建設計遵循中國南方電網公司110 kV～500 kV變電站標準設計（2011年版）要求，結合南方電網的實際情況及運行特點，力求安全、可靠、經濟、實用，并融入南方電網的企業文化內涵，體現其企業文化特征。
（2）可靠性。變電站的設備正常運行需要土建工程安全可靠的支撐，設計中的模塊經過重新組合后，依然能夠保證變電站電氣設備安全使用的可靠性。
（3）先進性。變電站的設備選型應當先進合理，站址占地面積較小，并注重環境保護，土建設計中的各項經濟技術指標具有先進性。
（4）經濟性。安全可靠、技術先進、造價合理、追求性能價格比最優，滿足變電站的基本功能和核心功能，剝離無用、重復、多余功能，同時，力求設備的壽命周期內實現企業最佳的經濟效益。
（5）實效性。建立變電站土建標準化設計的滾動修訂制度，伴隨著電網的發展與技術進步，對土建設計不斷地進行更新、補充和完善。
（6）和諧性。變電站的整體形象和變電站周邊的人文環境協調統一。
2 110 kV～220 kV變電站土建設計的四個階段
2.1 110 kV～220 kV變電站的選址階段變電站在選址階段主要的工作是選出2～3個可行的站址后，通過經濟技術手段論證比選站址建設的可行性問題，避免出現顛覆性，推薦最佳站址。因此，變電站站址的選擇必須靠近系統人員提供的負荷中心，在保證線路出線方便、合理的同時，還要滿足以下幾個方面。
（1）站址的選擇必須符合當地政府規劃的要求。設計人員在選址前應到當地規劃和國土等政府部門收集城市規劃和土地利用總體規劃資料，擬建的當地工業區變電站還需收集到工業區的相關規劃。按照國家土地使用相關要求，為了建設資源節約型、環境友好型的電網，對于耕地與經濟效益比較高的土地應該少占用或者不占用，應當盡可能地利用劣地與荒地。對于基本農田保護區，除通過國土部門對土地利用總體規劃進行調整外，不得占用基本農田。
（2）站址的選擇還要注意周邊環境的影響。特別要了解清楚選址周圍是否有軍事設施、通信設施、機場、導航臺、風景旅游區等，如果有以上設施存在，則需按照國家規程規范要求，避開安全干擾距離，并應獲取相關部門協議的批復意見。同時，還要了解站址區是否存在政府劃定的礦產資源、歷史文物等。
（3）除了上述提及客觀的因素影響選址外，水文氣象、站址工程的水文地質條件、站用電源、站區供水水源條件、防洪排水及大件運輸，甚至拆遷賠償等，也是我們需要了解的內容。設計人員應當盡量選擇地形較為平坦、進站道路較短且緩、拆遷量比較少、能夠直接對水源進行利用、日后運行方便的站址。特別注意的是，220 kV等級及以上的變電站要滿足高于百年一遇的洪水位的要求，而110 kV變電站要滿足高于五十年一遇的洪水位或內澇水位的要求。
2.2 110 kV～220 kV變電站的初步設計階段110 kV～220 kV變電站初步設計階段的土建設計，主要工作是在確定站址位置的基礎上進一步細化，將總平面的布置、豎向的布置、建筑結構以及水工消防等設計方案進行比較，繼而選出經濟合理的設計方案，并且對變電站站址的最終占地面積進行確定。
（1）總平面的布置。土建設計的總平面布置圖應當以電氣專業為主，在滿足電氣功能需求的同時，盡量從進出線、電氣安全距離、消防、運輸等方面進行優化，并根據規程規范對各建構筑物進行合理布置。
（2）豎向的布置。根據電壓等級，結合設計規范，在滿足百年一遇或者五十年一遇洪水位或內澇水位的前提下，對現有的地形條件進行充分利用，以及考慮變電站場地的排水情況后，場地平整可以采用平坡式、斜坡式或者階梯式的布置型式。在滿足防洪和防澇的前提下，站區的標高應當盡量以站區內土石量自平衡的方式確定；如果土石方量不能自平衡，則可對技術經濟方面進行比較，探討采用外購土方或者利用防洪墻等設計方案。邊坡設計是豎向布置設計中很重要的一項任務。邊坡的高度是場地平整后確定的，其坡率是根據巖土工程地質經過實驗并經邊坡穩定性計算后確定的。根據邊坡高度可采用擋土墻、護坡或者兩者結合，屬于高邊坡設計，需編制專題報告。為了使邊坡穩固且不受雨水沖刷，防止水土流失，在坡頂和坡腳應設置截（排）水溝。
（3）建筑結構設計。依據變電站的設計規模，結合中國南方電網公司標準設計進行模塊化組合，在滿足功能需求的情況下，最終確定建筑物的建筑面積。建筑外立面力求融合周圍環境特點，采用南網標準化設計。
3結語
本文通過變電站土建設計過程中的四個設計階段，說明每個階段設計的相關主要內容。按照中國南方電網公司標準設計后，土建設計的難度系數有所下降，但是諸如“三通一平”及“0”m以下地基處理屬標準化以外的設計內容，仍需土建設計人員抓住關鍵要點，多多思考，積累設計經驗，根據不同地區、地形、地質等采取不同設計方案，才能設計出合格的產品。
參考文獻：
[1] 中國南方電網有限責任公司.中國南方電網公司110～500 kV變電站標準設計（2001年版）[S].2011.
變電站模塊化建設范文5
【關鍵詞】智能變電站 技術改造 電力設備 運行監測
1智能變電站技術改造概述
1.1變電站智能化改造的優勢和特點
隨著經濟的快速發展以及科技水平的提升，智能電網的建設已經成為一種發展趨勢。智能變電站作為智能電網的重要組成部分，通過結合數字化和信息化網絡通信平臺，對變電站設備運行、輸電網絡工作狀態實行智能化監測、智能化控制、智能化管理，實現設備信息實時傳輸、電力調度協調最優，其技術優勢和特點體現在：智能化程序操作提高工作效率，降低操作風險；自動化程度高，有效防范數據傳輸過程中的電磁干擾；智能化程度較高，遠程任務調度能力強；廣域信息實時采集，電網運行安全性能高；其硬件系統采用模塊化、集成化和接口式結構，方便功能擴展。
1.2智能變電站的系統架構
智能變電站的系統架構和建設采用了標準的IEC61850通用規約，其典型的配置主要分為三層：站控層、間隔層和過程層，層與層之間通過網絡連接。站控層主要由監控系統和網絡總線組成，主要作用是信息運轉和數據處理以及接收控制命令；間隔層主要由保護設備和控制設備組成，其主要作用體現在上下信息的銜接，同時完成系統保護、設備控制、參數計量等功能；過程層主要由傳感設備以及由智能終端組成的執行模塊，是一次設備和二次設備的有機結合，其主要作用體現在電氣量信息和狀態參數的實時采集、設備的運行狀態監測以及對控制命令的執行等方面。智能變電站通過清晰的系統結構實現信息的網絡共享以及變電站智能化的高級應用。
2智能變電站技改的幾個問題及對策探討
2.1智能變電站的采樣同步和采樣異常
在智能變電站技術改造的過程中對系統的一次設備以及二次設備的功能要進行重新的設計，例如：將傳統變電站保護裝置中的A/D采樣模塊以及交流輸入和控制組件等進行了分離形成了功能獨立的合并單元（MU），其中MU的主要作用就是作為過程層設備和間隔層設備的功能接口，提供邏輯采樣值。傳統變電站的采樣值是連續的并且采樣率不高，而在智能變電站中，IED的采樣值是不進行采樣跟蹤的離散數字量。由于IED以及MU在數據處理方式等方面的不同，技改的過程中存在采樣數據不同步的問題，這樣就對變電站中某些部件的性能產生一定的影響，智能變電站必須保證數據采樣的同步性，當前常利用非同步數據插值重采樣法以及統一時鐘源法進行處理。同時，智能變電站技改常常存在采樣異常的問題，主要是由于保護裝置中不同側的MU軟壓板存在采樣值異常的現象，同時保護裝置采取節點閉合的形式進行閉鎖保護，這時要密切注意保護功能在切換時以及動作復歸后的出口時間，及時的關注技改施工過程中的光纖功能變化。
2.2電力設備運行狀態的監測
傳統的電網設備以及變電站通常采用定期檢修的模式，但是隨著電網規模的不斷擴大以及變電站數量的增多，這種方式往往受到人力等各個方面的影響。電力設備的運行狀態監測技術是智能變電站技術改造的關鍵技術。狀態監測通過在線或者實時獲取設備以及機器在故障發生前的信息或者信號，并將這種信息以數據共享的方式及時傳達給終端設備或者檢修人員，從而達到設備維護或者故障預知的目的。變壓器是變電站的重要設備之一，由于在使用和運行的過程中常常出現諸如部件老化、過熱等問題，所以變電站智能化技術改造要求能夠對變壓器的運行狀態進行判斷以及監測。變壓器故障比較常見的是OLTC故障，這種故障產生的原因主要是機械故障以及電氣故障，對變壓器運行狀態的實時監測主要采用在線實時狀態監測技術。
2.3智能變電站光纖網絡系統建設以及維護
光纖網絡系統的建設以及維護也是智能變電站技改的常見問題。變電站智能化技術改造的過程中使用了大量的光纖，采用光纖進行數據傳輸可以有效解決二次回路中的電磁干擾問題，同時，使用光纖代替控制電纜以及網絡通信技術在智能化改造中的應用都使智能變電站接線數量和通信線數量大大減少，簡化了智能變電站的線路對接工作，但是光纖的鋪設以及維護增加了施工建設的難度，光纖本身的的抗破壞能力比較差，在施工過程中容易受到諸如熱源、擠壓等外部力量的破壞，使光纖網絡系統改造的技術難度進一步增加。因此在光纖鋪設時應該采取一定的外部保護措施，例如：使用專用的槽盒進行一定程度的保護，在施工過程中將其與其他電纜分離等。同時要在日常維護的過程中最大限度的保護光纖的可用性。
2.4智能變電站系統的維護
智能變電站相對于常規變電站來說，設備的數量大量增加，設備運行維護的難度也大大提升。當前國家電網的運行維護采取運維一體化的機制，在這種情況下，設備運行維護的責任及其管理的職責都需要重新進行梳理。同時一些專業設備的出現，對運行維護人員的綜合素質也提出了一定的要求，維護人員必須能夠及時處理合并單元、智能終端、數據服務器以及間隔層交換機等設備的故障，及時的應對各種智能組件和系統運行過程中出現的多種技術問題。此外，智能變電站技術改造完成以后，需要建立一套標準規范的維護體系，這是因為智能變電站的設備和常規變電站的設備維護方法和維護技術存在一定的差異，標準規范的維護體系能夠為電力設備和智能系統安全高效運轉提供保障。
3結語
智能變電站的出現以及發展大大提高了常規變電站的自動化、數字化以及智能化程度，智能變電站技術改造要盡可能的保留原有的變電站設備，提高使用價值，同時要采用合理的技術方案降低設備改造的技術風險和運行風險，并且在改造完成以后要做好變電站設備的維護工作。
參考文獻：
[1]李春江.110kV智能變電站改造淺析[J].科技視界，2012，26：407-408.
變電站模塊化建設范文6
關鍵詞：變電站，數字化，調試技術
中圖分類號：TM631 文獻標識碼：A
數字化變電站中新型電子式互感器的出現和工程應用，不僅促進了高壓電氣設備一體化集成技術的發展，實現了電氣設備緊湊化、模塊化和智能化，也為繼電保護和控制等二次設備發展帶來了新的變革，促進了變電站內過程層的數字化和過程總線網絡化的發展，實現了變電站控制系統從裝置冗余向信息冗余的轉變和信息集成化的應用。由于與傳統變電站相比，數字化變電站的交流量、控制量、信號量及各指令的傳輸方式已發生很大的變化，如何進行數字化變電站的現場調試又成為擺在電力行業的一大難題。變電站調試是變電站建設的重要組成部分，對變電站的安全、穩定運行有著極為重要的作用。變電站調試水平的高低，將直接影響到變電站運行可靠性和電網安全穩定運行。若能通對過數字化變電站與傳統綜自站的技術比較與分析，在原來綜自站調試技術的基礎上總結、探索一套適合數字化變電站的調試技術，無疑對保證數字化變電站的建設水平，促進數字化變電站技術的廣泛應用具有重要意義。
一、數字化變電站概述
1）數字化變電站定義
變電站自動化技術經過十多年的發展已經達到一定的水平，在我國城鄉電網改造與建設中不僅中低壓變電站采用了自動化技術實現了無人值班，而且在220kV及以上的高壓、超高壓變電站建設中也大量采用自動化新技術，從而大大提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度的自動化水平，降低了變電站建設的總造價，這已經是不爭的事實。然而，技術的發展是沒有止境的，隨著智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟，以及計算機高速網絡在實時系統中的開發應用，勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響，變電站自動化系統即將進入數字化新階段。數字化變電站是由電子式互感器、智能化一次設備、網絡化二次設備在IEC61850通信標準的基礎上分層構建，能夠實現智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。根據這個定義，可以引申出數字化變電站應該具有的四個基本特征：
a）智能化的一次設備
數字化的一次電氣設備主要包括：電子式電流/電壓互感器、智能型斷路器/隔離開關、智能型變壓器，以及其他電氣輔助設備等。一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微處理器和光電技術設計，簡化了常規繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字信號和光纖代替。
b）網絡化的二次設備
變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理器設計制造，設備之間采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置的1/0現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源共享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。
c）自動化的運行管理系統
變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能及時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。
d）數字化的數據通信
一次電氣設備和二次電子裝置之間的數字化通信是指利用計算機網絡通信技術，如交換式以太網，實現數據相信息的就地采集和數字化傳輸。從而不僅簡化了現有變電站自動化系統中錯綜復雜的電纜接線，而且通過一次設備信息的共享，有可能對監視、控制、保護和計量等功能進行優化組合和系統集成。如果一、二次設備之間實現全數字化通信，變電站內智能電子設備的數量會急劇增加，因此全站智能電子設備必須采用統一的數據建模及數據通信平臺，才能實現設備間的互操作性。IEC 61850標準是至今為止最為完善的變電站自動化的通信標準，它代表了變電站自動化的未來發展方向。IEC 61850標準按照變電站所要完成的監視、控制和保護等功能，提供了完整的信息模型及相關服務，因此數字化變電站的通信系統是基于IEC 61850標準建立的。
二、數字化變電站網絡調試項目
數字化變電站是基于智能化一次設備、網絡化二次設備建立起來的，數字化變電站調試工作有必要對網絡通信設備、通信協議、網絡性能的試驗項目、方法進行研究和探討。在分析研究數字化變電站網絡結構、網絡功能要求的基礎上，針對目前通用組網方式，提出數字化變電站網絡測試的交接試驗項目，以供參考。
2.1數字化變電站結構
從物理上看，數字化變電站仍然是一次設備和二次設備(包括保護、測控、監控和通信設備)兩個層面。由于一次設備的智能化，數字化變電站一次設備和二次設備之間的結合比現在更加緊密；在邏輯結構上根據IEC 6185A通信協議草案定義，可分為“過程層、間隔層、站控層”三個層次。各層次內部及層次之間采用高速網絡通信，如圖2.1所示。
圖2.1數字化變電站的系統結構
2.1.1物理結構
1）智能化的一次設備
智能化的一次電氣設備主要包括：電子式電流/電壓互感器、智能型斷路器/隔離開關、智能型變壓器，以及其它電氣輔助設備。一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微處理器和光電技術設計。簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。
2）網絡化的二次設備
變電站內的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置設備等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，而不再出現常規功能裝置重復的I/O現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源共享。常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。
2.1.2邏輯結構
1）過程層
數字化變電站的過程層主要是指智能化電氣設備的智能化部分，其功能有三類：電氣量參數檢測、設備健康狀態檢測和操作控制執行與驅動。過程層是一次設備與二次設備的結合面，或者說過程層是指智能化電氣設備的智能化部分。過程層的主要功能分三類：電氣量參數檢測、設備健康狀態檢測和操作控制的執行與驅動。
a）電力運行的實時電氣量檢測
電力運行的實時電氣量檢測主要是電流、電壓、相位以及諧波分量的檢測，其他電氣量如有功、無功、電能量可通過間隔層的設備運算得出。與常規方式相比所不同的是傳統的電磁式電流互感器、電壓互感器被光電電流互感器、光電電壓互感器取代；采集傳統模擬量被直接采集數字量所取代，這樣做的優點是抗干擾性能強，絕緣和抗飽和特性好，開關裝置實現了小型化、緊湊化。
b）運行設備的狀態參數在線監測
變電站需要進行狀態參數檢測的設備主要有變壓器、斷路器、刀閘、母線、電容器、電抗器以及直流電源系統。在線檢測的內容主要有溫度、壓力、密度、絕緣、機械特性以及工作狀態等數據。
c）操作控制的執行與驅動
包括變壓器分接頭調節控制，電容、電抗器投切控制，斷路器、刀閘合分控制，直流電源充放電控制。即按上層控制指令動作，比如接到間隔層保護裝置的跳閘指令、電壓無功控制的投切命令、對斷路器的遙控開合命令等。過程層的控制執行與驅動大部分是被動的，即按上層控制指令而動作，在執行控制命令時具有智能性能判別命令的真偽及其合理性，還能對即將進行的動作精度進行控制，能使斷路器定相合閘，選相分閘，在選定的相角下實現斷路器的關合和開斷，要求操作時間限制在規定的參數內。又例如對真空開關的同步操作，要求能做到開關觸頭在零電壓時關合，在零電流時分斷等。
2）間隔層
數字化變電站的間隔層設備在自動化方面比現在有很大的變化，主要表現為對象的統一建模、通信信息的分層、通信接口的抽象化和自描述規范等技術的應用。數字化變電站的站級層除實現變電站與控制系統的無縫通信外，基于信息共享的站級層運行支持功能可以與變電站運行功能協調工作。間隔層設備的主要功能是：
a）匯總本間隔過程層實時數據信息；b）實施對一次設備保護控制功能；c）實施本間隔操作閉鎖功能；d）實施操作同期及其它控制功能；e）對數據采集、統計運算及控制命令的發出具有優先級別的控制；f）承上啟下通信功能，即同時完成與過程層、站控層的通信功能。必要時，上下網絡接口具備雙口全雙工方式，以提高通道的冗余度，保證網絡通信可靠性。
3）站控層
數字化變電站的站控層除實現變電站與控制系統無縫通信外，基于信息共享的站控層運行支持功能可以與變電站運行功能協調工作。站控層的主要任務是：
a）通過兩級高速網絡匯總全站的實時數據信息，不斷刷新實時數據庫，按時登錄歷史數據庫；
b）按既定規約將有關數據信息送向調度或控制中心；
c）接收調度或控制中心有關控制命令并轉間隔層、過程層執行；
d）具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；
e）具有(或各有)站內當地監控，人機聯系功能，如顯示、操作、打印、報警，甚至圖像，聲音等多媒體功能；
f）具有對間隔層、過程層諸設備在線維護、在線組態，在線修改參數的功能；
g）具有(或備有)變電站故障自動分析和操作培訓功能。
2.2數字化變電站網絡
2.2.1數字化變電站通信網絡的要求
1）功能要求
在IEC 61850中，數字化變電站可以抽象為一個分層的網絡體系。通過面向對象統一建模，每一個變電站對象(包括所有一、二次設備)可以分解為一個或多個邏輯節點(如斷路器，在IEC 61850中被視為一個邏輯節點)。變電站的功能(如斷路器操作)是通過不同層次的多個邏輯節點共同完成的。邏輯節點間的信息交互是通過網絡來完成的，也就是說數字化變電站的各種功能應用都依賴于網絡。通信網絡必須具備傳輸各種節點信息的功能，包括站控層MMS、過程層GOOSE、采樣值網等。
2）性能要求
通信網絡的性能要求主要體現在以下幾個方面。
a）快速的實時響應能力
測量數據、保護信號、控制命令等都要求實時傳送。特別是出現故障時要求信息能在站內通信網絡上快速傳送，保證嚴格的時限要求。實時性要求有以下3個方面：①傳輸速度快：指單位時間內傳輸的信息多。②響應時間短：指事件發生時，傳輸到網絡上及執行器接收到該信息馬上執行所需的時間。響應時間由4個方面的因素決定：執行器控制中斷的能力；信息在通信協議的應用層與物理層之間的傳輸時間；等待網絡空閑的時間；避免信息在網絡上碰撞的時問，這個時間對大多數通信協議是一個隨機數。③巡回時間短：指系統與所有通信對象都至少完成一次通信所需要的時間。
b）高可靠性
網絡的可靠性表示網絡連續無故障工作的能力，主要從網絡設備、鏈路、網絡拓撲結構等方面來保證。由于電力生產的連續性和重要性，站內通信網絡的可靠性是第一位的，應避免一個裝置損壞導致站內通信中斷。
①作為鏈路層，保證網絡可靠性主要是向網絡提供可靠的數據傳送基本服務，使用戶免去對丟失信息、干擾信息及順序不正確的擔心，將物理層的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數據鏈路，使之對網絡層表現為無差錯的線路。②網絡拓撲結構對確保網絡可靠性有很重要的意義，可根據需要由星型、總線型和環型網絡結構派生出負荷可靠性需要的網絡結構。同時，也可以采用網絡冗余的手段，對比較重要的網絡使用雙網結構。
③以太網接口一般有兩種：一種是BASE T，雙絞銅線；一種是BASE F，光纜。一般場合基本選擇光纜，主要是考慮其信號傳輸能力強、抗干擾能力強等因素；有時選擇銅纜主要基于費用少、接口簡單等考慮因素。
c）良好的開放性
站內通信網絡為調度自動化的一個子系統，除了保證站內智能設備互連、便于擴展外，它還應服從電力調度自動化的總體設計，硬件接口應滿足國際標準，選用國際標準的通信協議，方便用戶的系統集成。
d）支持優先級傳輸
數據有輕重緩急之分，重要的數據須優先于其他數據傳輸，要求支持優先級調度，以提高時間緊迫性任務的信息傳輸可確定性。
e）良好的電磁兼容性能
變電站是一個具有強電磁干擾的環境，存在電源、雷擊、跳閘等強電磁干擾，通信環境惡劣，數據通信網絡必須注意采取相應措施消除這些干擾的影響。
2.2.2數字化變電站網絡選擇
根據數字化變電站特點，現階段數字化變電站的實施是在傳統綜合自動化變電站基礎上進行的，其實施方案主要分三方面：站控層與間隔設備間通信，采樣數據的傳輸及開關智能終端與間隔層設備間的連接。站控層與間隔設備間通信主要體現在協議層，現在有IEC 6l85O協議和IEC 6187O-5.103協議。后臺系統應能同時支持這兩種協議的的間隔層設備接入，并能將一些不能走IEC 61850協議的設備通過規約轉換器轉換后接入后臺監控系統。采樣數據傳輸采用IEC 61850-9-1點對點傳輸協議，跨間隔采用IEC 60044-8傳輸協議中規定的高速串行FT3傳輸協議。開關智能終端與間隔層設備間的連接按照GO0SE網絡單獨組網模式即所有開關量信息、跳閘信息以及跨間隔跳閘信息通過交換機相連分別送至各間隔設備和開關智能設備。
目前通用的組網方式：變電站層使用100M以太網，間隔層使用10M或100M以太網，過程層使用100M以太網。變電站層和間隔層均采用基于集線器或交換機的星型拓撲結構，傳輸介質根據需要選擇雙絞線或光纖；過程層選用點到點或基于交換機的星型拓撲結構，傳輸介質選用光纖。對于可靠性要求很高的220kV及以上變電站自動化系統，則采用雙重化以太網來確保單一故障時不損失任何功能。
三、結論
在寧波電網110KV龍湖變數字化改造過程中進行了試驗，取得了良好的效果。
作者簡介
黃煒（1984年1月—）寧波供電公司職工，長期從事繼電保護及自動化工作。
