時(shí)間：2023-06-06 09:33:24
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變電站設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】35KV變電站；變電站優(yōu)化設(shè)計(jì)；變電站運(yùn)行
引言
35KV變電站的規(guī)模相對較小，適用于中小型城鎮(zhèn)以及鄉(xiāng)村地區(qū)，因此為了保證其實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最大化，必須優(yōu)化變電站變配電系統(tǒng)，在保障變電站能夠安全運(yùn)行的前提下，最大限度的降低線損，優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而節(jié)約運(yùn)行成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益。在這一背景下，本文將從不同角度分別論述35KV變電站設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)。
1.常規(guī)35KV變電站存在的問題
35KV變電站一般處于較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，技術(shù)手段相對落后，人員操作水平受限，在工作時(shí)發(fā)生操作失誤的可能性較大，所使用的設(shè)備相對落后，設(shè)備老化增加了維修運(yùn)行成本，而且站點(diǎn)面積較大，其產(chǎn)生的損耗和效率不成正比，這些問題在增加變電站運(yùn)行成本的同時(shí)為變電站的安全順利運(yùn)行帶來了很大程度上的隱患。
2.35KV變電站設(shè)計(jì)方案的選擇
35KV變電站是我國農(nóng)村輸電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，不僅要符合國家對變電站的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況比較不同設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，在滿足用電需要的同時(shí)控制工程造價(jià)，降低變電站運(yùn)行成本，做到安全、可靠、節(jié)能。根據(jù)具體需要，其具體方案的選擇一般考慮以下幾個(gè)方面。
2.1 從經(jīng)濟(jì)效益考慮的設(shè)計(jì)
這類變電站一般相對簡陋，是35KV簡易變電站，具有投資少、建設(shè)周期短、投入使用速度快的特點(diǎn)，在我國農(nóng)網(wǎng)改造計(jì)劃中應(yīng)用廣泛，不但能節(jié)省投資，而且運(yùn)行成本相對較低，減輕了用戶經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
簡易變電站的設(shè)計(jì)一般包括一臺主變?nèi)萘?150KVA，為了降低線損，采用35KV進(jìn)線一回，主變壓器保護(hù)采用高壓熔斷器，10KV出線三回，以柱上真空開關(guān)為線路保護(hù)手段，整個(gè)變電站戶外設(shè)置，無需人員看守，在經(jīng)濟(jì)落后、資金籌集困難的貧困偏遠(yuǎn)山區(qū)得到廣泛應(yīng)用，需要注意的是，這類變電站設(shè)計(jì)需要充分考慮布置問題，為今后擴(kuò)容改造留有余地。
2.2 從技術(shù)更新考慮的設(shè)計(jì)
隨著變電站技術(shù)的提升，除了一般變電站的常見配置，還出現(xiàn)了具備微機(jī)控制、集成電路保護(hù)的35KV中小型變電站。這類變電站的高壓設(shè)備同常規(guī)變電站基本相同，但是控制部分以及保護(hù)裝置都由微機(jī)控制，其工作原理是通過數(shù)據(jù)采集來實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)掌控，由微機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后直觀的反饋給變電站運(yùn)行管理人員，一旦系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生故障，CPU可以根據(jù)所采集的信息實(shí)現(xiàn)一定程度的保護(hù)功能，利用微機(jī)的相關(guān)信息記憶存儲功能，能掌握故障種類，表現(xiàn)系統(tǒng)故障前后的參數(shù)差異，便于工作人員對故障進(jìn)行分析和處理。
微機(jī)保護(hù)裝置不同于簡易變電站，無需調(diào)試，減少了變電站運(yùn)行維護(hù)的工作量，在一定程度上避免了出現(xiàn)人員操作失誤帶來的損失，而且微機(jī)的自診斷功能可以幫助系統(tǒng)自動識別和排出故障。
這類變電站設(shè)計(jì)的方案一般為：35kV 進(jìn)線一回，戶外布置，10kV 出線六回，采用戶外裝置，使用微機(jī)保護(hù)屏， 繼電保護(hù)配置為： 主變保護(hù)采用微機(jī)差動保護(hù)作為主保護(hù)， 三段式復(fù)壓閉鎖過電流保護(hù)作為后備保護(hù)，本體保護(hù)則依靠重瓦斯保護(hù)、輕瓦斯保護(hù)，線路保護(hù)為二段式相間過流保護(hù)，保護(hù)功能依賴微機(jī)實(shí)現(xiàn)，具備三相一次重合閘、過負(fù)荷報(bào)警等功能。
這種設(shè)計(jì)方案與常規(guī)35kV 變電站相比具有明顯優(yōu)勢，不僅減少了占地面積，節(jié)約投資，而且安裝、運(yùn)行維護(hù)都較為容易， 由于其控制、測量以及保護(hù)、信號、電源等裝置都使用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有保護(hù)功能完善、整定精度高的優(yōu)勢，而且動作離散值小、速度快，也還可以按全戶內(nèi)式設(shè)計(jì)，可控性強(qiáng)。
2.3 以實(shí)現(xiàn)自動化為主要需求的設(shè)計(jì)
隨著電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展，無人值班變電站成為變電站設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向，這類變電站設(shè)計(jì)一般采用低磁密、低損耗的大型變壓器，開關(guān)選擇以SF6和真空開關(guān)為主，采用雙電源自動切換，其中直流系統(tǒng)以智能高頻開關(guān)完成電源系統(tǒng)操作，具有欠壓預(yù)警、自動均充、停電報(bào)警等功能，可靠性更強(qiáng)，而且有遠(yuǎn)程通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
這類變電站的核心是集系統(tǒng)控制、保護(hù)功能于一體的自動化系統(tǒng)，采用高性能處理器，系統(tǒng)配置靈活，安裝模式可選，不僅可以集中組屏，也能根據(jù)需要分散安裝，通訊總線可以選用電氣方式，也能采用光纖方式，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為三個(gè)部分：變電站層、通訊層以及間隔層，需主變?nèi)萘?6300kVA 兩臺，戶外配電裝置采用35kV 進(jìn)線一回，10kV 出線四回，l0kV 電容器兩組，根據(jù)實(shí)際情況可以不設(shè)實(shí)地后臺監(jiān)控主機(jī)，而是采用在調(diào)度端設(shè)置值班室，通過無線擴(kuò)頻方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，預(yù)留一個(gè)調(diào)度通訊端口，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。設(shè)備保護(hù)通過微機(jī)實(shí)現(xiàn)，設(shè)置主用備用兩個(gè)相互獨(dú)立的遠(yuǎn)程控制通道，可選載波通道、微波通訊或者架設(shè)高頻電纜，通過調(diào)度系統(tǒng)的自動化和運(yùn)動RYU實(shí)現(xiàn)35KV變電站的無人值班布置，具有占地面積小，布局緊湊的特點(diǎn)，無需建設(shè)生活設(shè)施，是我國電網(wǎng)發(fā)展的發(fā)展方向。
隨著新型技術(shù)的發(fā)展，新的設(shè)備不斷投入使用，這就要求設(shè)計(jì)方案在接線煎蛋、操作方便的基礎(chǔ)上還需考慮變電站增容擴(kuò)建、升壓，為未來發(fā)展留有余地，盡可能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源的可重復(fù)利用，避免拆除翻建，造成不必要的浪費(fèi)。
3.結(jié)語
35KV變電站在大型城市已經(jīng)無法滿足城市發(fā)展需求，然而因?yàn)槠渫顿Y少、建設(shè)快、運(yùn)行方便等優(yōu)勢，在廣大農(nóng)村地區(qū)依然長期存在。在選擇35KV變電站設(shè)計(jì)方案時(shí)要統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳方案。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：變電站；主接線；設(shè)備平面布置；綜合自動化；電氣主接線
中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0100-02
為了提高地區(qū)的供電質(zhì)量，我國如火如荼地進(jìn)行著電網(wǎng)改造工程，35kV變電站建設(shè)工程也有大力發(fā)展。工程人員在各種不同項(xiàng)目中不斷探索各種新技術(shù)、新方法，力求達(dá)到縮短工期、降低造價(jià)、提高質(zhì)量的要求。
1 主接線和主設(shè)備的選擇
1.1 主接線選擇
某地區(qū)農(nóng)業(yè)負(fù)荷相對于工業(yè)用電比例更大，全年中二、三季度用電負(fù)荷相對較大，對負(fù)荷平臺水平有一定的要求。電氣主接線設(shè)計(jì)分兩期進(jìn)行，終期按照兩臺主變進(jìn)行考慮。
對于首期工程。35kV變電站若采用一條35kV進(jìn)線和一臺主變，單元接線為變壓器-線路。設(shè)計(jì)時(shí)還注意給二期工程做預(yù)留，若斷路器、隔離開關(guān)等于首期不上，利用瓷柱過渡跳線。35kV電壓母線變壓器的安裝需要結(jié)合計(jì)量管理及電網(wǎng)位置狀況決定；可在35kV進(jìn)線側(cè)接35kV站變。對于二期工程。主接線采用兩回進(jìn)線，兩臺主變壓器。35kV側(cè)可采用橋形接線分內(nèi)橋接線和外橋接線，前者適合于操作簡單，主變壓器運(yùn)行相對穩(wěn)定的變電站，后者更適合于操作較為復(fù)雜的變電站。與單母線接線相比，橋形接線少斷路器一臺卻增加了操作難度，而我國當(dāng)前35kV斷路器已國產(chǎn)化，沒有太大的經(jīng)濟(jì)壓力。所以，35kV側(cè)兩進(jìn)線兩主變壓器的變電站，宜采用單母線接線。為滿足未來城鄉(xiāng)用電標(biāo)準(zhǔn)一體化需求，雙回進(jìn)（出）線將成為變電站的發(fā)展趨勢，但其造價(jià)也大幅度上漲。對此，35kV變電站采取一主一備（即能手拉手）形式，檢修時(shí)啟動備用線路。主備電源設(shè)有自動投入裝置（BZT）。若主接線超過3回，可采用單母線分段接線，每段宜2～3回，電源進(jìn)線母線各段宜1回，分段斷路器由BZT控制，若地形條件滿足，35kV配電裝置可進(jìn)行雙列布置，否則只能單列布置。10kV側(cè)主接線，一般采用一期為單母線，終期為單母線分段。
上述接線方式清晰有序、運(yùn)行方便、經(jīng)濟(jì)可靠且運(yùn)行及檢修方式靈活。
1.2 主設(shè)備選擇
采用低損耗、油浸、自冷、有載調(diào)壓變壓器，容量為2～10MVA。主變?nèi)魹?臺，容量比宜為1∶2；若負(fù)荷高峰（≥5MVA）持續(xù)時(shí)間長，容量比宜為1∶1。全密封變壓器在條件允許時(shí)優(yōu)先選擇。高壓斷路器優(yōu)先選擇SF6國產(chǎn)斷路器。10kV等級戶外布置斷路器優(yōu)先采用柱上真空斷路器；解決漏氣問題后也可選擇10kVSF6斷路器。對于10kV等級戶內(nèi)布置斷路器采用機(jī)構(gòu)本體一體化的真空斷路器較合適。高壓隔離開關(guān)要求材質(zhì)好、耐腐蝕的防污型產(chǎn)品；無人值守變電站優(yōu)先選用GW4型帶電動機(jī)構(gòu)的隔離開關(guān)。高壓熔斷器盡量選擇質(zhì)量較好的。互感器和避雷器：為防止鐵磁出現(xiàn)諧振，優(yōu)先選擇干式電壓互感器，過勵磁時(shí)呈容性。若選擇電容器式電壓互感器，可省去高壓側(cè)熔斷器。選擇帶0.2級副線圈專用電流互感器。保護(hù)用電流互感器選擇獨(dú)立式的，但斷路器附帶的套管式電流互感器也可在電氣伏安特性滿足二次要求的情況下采用。避雷器選金屬氧化物材料，戶外選瓷絕緣避雷器，戶內(nèi)選合成絕緣避雷器。電力電容器：優(yōu)先選用全膜電容器；若電容器組超過2組，要配置6%的空心或干式電抗器。針對季節(jié)負(fù)荷較大變電站，為提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，宜選可無載投切分組的集合式電容器組。直流電源：優(yōu)先選擇帶微機(jī)檢測和遠(yuǎn)傳接口的高頻開關(guān)電源的成套直流電源裝置，采用5～10A2塊模塊。蓄電池可選閥控全密封鉛酸蓄電池，容量40～80Ah。二次設(shè)備：優(yōu)先選用具有與變電站綜合自動化或RTU靈活接口的微機(jī)型繼電保護(hù)設(shè)備，分散布置10kV保護(hù)；35kV保護(hù)備用電源發(fā)揮聯(lián)絡(luò)線功能時(shí)需配備線路保護(hù)，集中組屏布置饋線保護(hù)；根據(jù)實(shí)際情況考慮配置主變縱差動保護(hù)。變電站自動化系統(tǒng)：設(shè)備選型要求滿足無人值守需要。綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)具備微機(jī)“五防”閉鎖及接入火警信號等功能。通信采用數(shù)字式載波通信，條件允許可選擴(kuò)頻、光纖等方式。
2 設(shè)備平面布置
合理的35kV布置需考慮到各個(gè)方面，主要包括五種：第一，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用屋外半高型配電裝置，屋外設(shè)主變，采用集中式控制保護(hù)，設(shè)2層建筑物，控制室設(shè)于2層。第二，35kV同上，10kV采用屋外中型配電裝置，雙列布置，設(shè)集中式控制保護(hù)，控制室設(shè)于單層建筑物。于10kV和35kV配電裝置間且偏向10kV的地面上設(shè)主變壓器。設(shè)一帶環(huán)形巡回通道的主干馬路于35kV配電裝置和主變之間。此種布置雖清晰明了、維護(hù)方便、易擴(kuò)建，但高壓電器暴露于室外，設(shè)備運(yùn)行條件相對惡劣。第三，35kV、10kV配電裝置同上，戶外就地設(shè)10kV控制保護(hù)，35kV設(shè)集中式控制保護(hù)。控制室設(shè)于單層建筑內(nèi)。此種布置比較節(jié)約土地，但比較緊湊導(dǎo)致維護(hù)不便，不利于擴(kuò)建。同第二點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行條件較差，對絕緣工作要求較高。第四，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用箱式配電裝置。于10kV和35kV配電裝置間且偏向35kV的地面上設(shè)主變壓器。設(shè)一帶環(huán)形巡回通道的主干馬路于10kV配電裝置和主變之間。箱體內(nèi)置10kV配電裝置和全站控制保護(hù)，控制室不需另外設(shè)置。此種布置節(jié)約土地、安裝簡便、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境好、檢修方便且有利于搬遷擴(kuò)建。第五，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用屋內(nèi)成套配電裝置。于10kV和35kV配電裝置間且偏向35kV的地面上設(shè)主變壓器。設(shè)一帶環(huán)形巡回通道的主干馬路于10kV配電裝置和主變之間。控制室內(nèi)集中設(shè)置全站控制保護(hù)。此種布置節(jié)約土地，檢修維護(hù)方便，但房屋建設(shè)開支大。
針對不同的情況，相對而言，我們推薦第二、第四及第五種模式。
3 變電站綜合自動化設(shè)計(jì)
按照設(shè)計(jì)思想和安裝物理位置的區(qū)別可以將系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)形式分為許多類別，如分布式、集中式、分散分布式等。
分布式為35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)一種典型的結(jié)構(gòu)形式。裝置劃分為管理層、變電站層以及間隔層，傳送信息采用現(xiàn)場總線進(jìn)行，獨(dú)立設(shè)計(jì)保護(hù)系統(tǒng)，間隔層信息采集系統(tǒng)供遠(yuǎn)動系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)共同使用，滿足分布式RTU技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。依照一次設(shè)備來組織間隔層，其組成成分為許多不同獨(dú)立的單元裝置，這些單元由擔(dān)負(fù)這集中處理和管理數(shù)據(jù)，上傳下達(dá)信息任務(wù)的站控層通過現(xiàn)場總線控制。通常根據(jù)斷路器間隔進(jìn)行結(jié)構(gòu)布設(shè)，分為測量部分、控制部分以及斷電保護(hù)部分。管理層的主要構(gòu)成就是計(jì)算機(jī)，通常為數(shù)臺微機(jī)，要求界面清晰、操作簡便。值班人員通常必備的基本技能包括：簡單數(shù)據(jù)處理分析、顯示畫面、打印等。
集中組屏的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)一般比較適用于改造35kV變電站的工程中。綜合自動化改造時(shí)，為縮短工期，工程人員還可對現(xiàn)有的二次電纜進(jìn)行充分利用。分散分布式與集中組屏相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)比較適用于新建35kV變電站的工程中。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是面向電氣一次回路或電氣間隔的，是一種“面向?qū)ο蟆钡脑O(shè)計(jì)理念。在間隔層中集中設(shè)計(jì)各種數(shù)據(jù)采集單元監(jiān)控單元及保護(hù)單元，并于開關(guān)柜上或者別的一次設(shè)備旁進(jìn)行就地分散安裝。如此，每個(gè)間隔單元的二次設(shè)備便獨(dú)立起來，管信交換和息理由站控機(jī)通過光纖或電纜線路實(shí)現(xiàn)，從而將二次設(shè)備及電纜的材料降低到最低限度，節(jié)約了開支并簡化了二次回路調(diào)試工作。
4 結(jié)語
當(dāng)前，我國35kV變電站建設(shè)和改造工程十分緊迫，也極具挑戰(zhàn)性。在設(shè)計(jì)階段，必須結(jié)合變電站實(shí)際情況，進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，減少甚至徹底消除變電站的缺陷，最大限度地保證人身、電網(wǎng)及設(shè)備安全。
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關(guān)鍵詞變電站自動化系統(tǒng)構(gòu)成特點(diǎn)
隨著數(shù)字式微機(jī)保護(hù)、監(jiān)控技術(shù)和遠(yuǎn)動通訊技術(shù)的廣泛普及應(yīng)用，電力系統(tǒng)變電站的自動化水平發(fā)生了根本性變革。變電站綜合自動化作為一種新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，現(xiàn)階段已被國內(nèi)110kV電壓等級新建變電站廣泛采用，并在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，已發(fā)展成為一種成熟的技術(shù)。220kV東莞長安變電站正是在這種技術(shù)背景的支持下采用了變電站綜合自動化技術(shù)而取代常規(guī)變電站二次系統(tǒng)。
1工程概況
220kV東莞長安變電站(以下簡稱長安站)，遠(yuǎn)景共6回220kV線路，8回110kV線路，3臺180MVA三卷變壓器，24回10kV線路，12組10kV補(bǔ)償電容器。
本期規(guī)模為4回220kV線路，2回至沙角電廠，另2回分別至深圳的西鄉(xiāng)站，公明站。6回110kV出線，2臺180MVA三卷變壓器，220kV、110kV均采用雙母線帶旁路主接線。
無論從其規(guī)模，還是系統(tǒng)中的位置看，長安站均屬于220kV大型樞紐變電站，在系統(tǒng)中具有十分重要的地位。
2自動化系統(tǒng)配置的重要原則
由于長安站處于系統(tǒng)主電源(沙角電廠)與重負(fù)荷區(qū)域之間，而長安站自身就處于用電負(fù)荷中心，因此，本站二次自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須保證的首要目標(biāo)就是系統(tǒng)的安全可靠性。任何在系統(tǒng)的安全可靠性設(shè)計(jì)方面的疏忽、不足、給系統(tǒng)帶來的潛在隱患都可能對供電造成重大損失。為有效提高自動化系統(tǒng)的安全可靠性而從以下幾方面給予保證。
2.1保證保護(hù)裝置的完全獨(dú)立性
保護(hù)配置按保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程配置要求面向?qū)ο螵?dú)立設(shè)置，所有間隔單元保護(hù)完全獨(dú)立，互不牽連。保護(hù)裝置的動作條件僅由保護(hù)裝置自身判斷，而不依賴于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在任何時(shí)候的物理狀態(tài)。簡而言之，即使監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完全癱瘓，也不致影響保護(hù)裝置正確動作。保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系僅是在保護(hù)動作后向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送保護(hù)動作信息。
2.2面向?qū)ο蟮姆稚⒎植际綔y控單元
盡管監(jiān)控系統(tǒng)在二次系統(tǒng)中的重要性次于保護(hù)裝置，但監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠性仍對系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有極重要的意義。因此，對監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性亦提出了極高的要求。
眾所周知，任何一個(gè)裝置，其功能集成化程度越高，硬件相對功能成本越低，但其一旦故障所帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)卻越大。為有效降低系統(tǒng)中某元件故障給系統(tǒng)帶來的影響，而采用分散分布式測控單元。從10kV饋線至220kV線路間隔，每一個(gè)間隔配置1個(gè)測控單元，該測控單元僅完成本間隔的遙測、遙信、遙控功能，各測控單元通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系。任一個(gè)測控單元故障或異常僅影響本間隔的數(shù)據(jù)采集與信息傳輸，而不影響其它單元和整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常工作，從而將硬件故障的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)化解到最小。
同時(shí)，由于采用面向?qū)ο蟮姆稚⒎植寂渲玫臏y控單元，亦增加了系統(tǒng)硬件配置的靈活性。當(dāng)變電站一次系統(tǒng)擴(kuò)建時(shí)，僅需增加相應(yīng)的測控單元，擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫即可，而不影響已在線運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)正常工作。
3綜合自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
本站綜合自動化系統(tǒng)基本型式為分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從層次結(jié)構(gòu)看，基本有3層：間隔層、網(wǎng)絡(luò)通訊管理層、站級層。
間隔層由所有分散式測控單元、保護(hù)裝置通訊接口以及保護(hù)通訊管理機(jī)、電度表通訊接口以及電度表通訊管理機(jī)和上述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊線組成。間隔層面向控制對象，起數(shù)據(jù)采集、處理、控制輸出等作用。事實(shí)上，間隔層可視作監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控對象的界面接口。
通訊管理層由裝于總控柜上的2臺通訊管理單元構(gòu)成，起著全站自動化系統(tǒng)的通訊樞紐作用，接收各子網(wǎng)送來的信息，并根據(jù)后臺當(dāng)?shù)刂髡尽⑽宸拦ぷ髡尽⒗^保工程師站、以及遠(yuǎn)動接口的要求發(fā)送信息，接收上述各工作站和遠(yuǎn)方調(diào)度中心下達(dá)的控制指令至指定的受控單元。由于該通訊管理單元起著承上啟下，管理全站信息通訊的作用，在監(jiān)控系統(tǒng)中的地位顯然至關(guān)重要，其故障或異常將導(dǎo)致整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)動通訊的癱瘓。因此，該通訊管理單元成為監(jiān)控系統(tǒng)中風(fēng)險(xiǎn)最集中的環(huán)節(jié)，任何其它環(huán)節(jié)故障的影響都是局部的、有限的，而通訊管理單元的影響卻是整體的、全面的。任何一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不論元器件的篩選如何嚴(yán)格，均必須考慮到任一元件均有故障或異常的可能性。我們必須考慮到一旦當(dāng)這種可能性成為現(xiàn)實(shí)時(shí)，系統(tǒng)的應(yīng)變措施以及該影響帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的可接受程度。
顯然，通訊管理單元故障帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)如無法及時(shí)消除，則該風(fēng)險(xiǎn)是不可接受的。為此，本自動化系統(tǒng)配置2臺通訊管理單元，采用雙機(jī)互為熱備用自動切換的工作方式。正常運(yùn)行時(shí)A機(jī)工作，B機(jī)備用，當(dāng)A機(jī)故障，B機(jī)自動切換為工作狀態(tài)，而一旦A機(jī)恢復(fù)正常，又切換到A機(jī)工作，B機(jī)恢復(fù)熱備用。對切換過程中通訊的短時(shí)(約10s)中斷，由于不致影響到一次系統(tǒng)的安全運(yùn)行，不影響所有繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，故這種監(jiān)控系統(tǒng)的短時(shí)中斷的風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的。而對于2臺通訊管理單元同時(shí)故障的可能性不予考慮。
站級層由2臺監(jiān)控主站和1臺繼保工程師站組成，各工作站直接接于通訊管理單元。監(jiān)控主站除具有取代常規(guī)控制、信號屏的作用外，還具有VQC——電壓無功、主變有載調(diào)壓開關(guān)自動調(diào)節(jié)控制功能，微機(jī)五防功能。正常運(yùn)行時(shí)，1臺置為后臺監(jiān)控主站，1臺置為專用五防工作站——專門作為全站隔離開關(guān)、接地刀防誤操作用。當(dāng)一臺監(jiān)控工作站異常退出運(yùn)行，另一臺監(jiān)控工作站則同時(shí)完成兩臺監(jiān)控主站的任務(wù)。
由于繼保管理工作較之常規(guī)監(jiān)控功能在技術(shù)管理方面具有明確的分工與獨(dú)立性，故對全站的繼電保護(hù)裝置的管理設(shè)置1立的保護(hù)工程師站。該工作站記錄全站所有數(shù)字式保護(hù)的動作行為，結(jié)合專用分析軟件對繼電保護(hù)和電網(wǎng)故障進(jìn)行故障分析，對各保護(hù)裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，定值修改。更具實(shí)用意義的是該繼保工程師站接入1個(gè)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器，使該繼保工程師站延伸到任何有電話的地方。
110kV、220kV以及主變測控單元采用DISA-910S測控裝置，分散裝于與操作箱同屏的保護(hù)屏上。各DISA-910S同時(shí)還具備同期合閘功能，省去了專用的集中同期裝置，減化了二次接線。所有DISA-910S通過雙CANBUS網(wǎng)接入總控柜通訊管理單元，通訊介質(zhì)采用屏蔽雙絞線。
10kV部分采用DISA-920測控單元，因10kV開關(guān)柜距總控柜通訊管理機(jī)較遠(yuǎn)，其通訊介質(zhì)采用光纖一對一星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接接入總控柜上光纖管理單元再與通訊管理單元連接，該測控單元同保護(hù)裝置并排裝于10kV開關(guān)柜上。
110kV、220kV線路保護(hù)，主變壓器保護(hù)采用南瑞保護(hù)公司產(chǎn)品，其所有保護(hù)裝置通過其串行接口接入CM-90保護(hù)通訊管理機(jī)，CM-90再以串口接入總控柜通訊管理單元。
而10kV線路、電容器保護(hù)以及110kV、220kV母差保護(hù)采用南瑞深圳公司產(chǎn)品。10kV線路、電容器保護(hù)信息采用屏蔽雙絞線CANBUS網(wǎng)接入與之配套的ISA-100保護(hù)通訊管理機(jī)，110kV、220kV母差保護(hù)則通過串口接入ISA-100保護(hù)通訊管理機(jī)，ISA-100再通過串口接入總控柜通訊管理單元。
本站所有電度表采用數(shù)字式電度表，這些數(shù)字式電度表通過其自身RS-485接口連接接入與之配套的電能計(jì)量通訊管理機(jī)，再以串口接入總控柜通訊管理單元，傳送相應(yīng)的電度信息，以取代傳統(tǒng)的電度脈沖采集方式。
綜上所述，由于本站采用二次設(shè)備廠家種類較多，因此整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較龐雜，每一廠家的數(shù)字設(shè)備的通訊均通過其自己開發(fā)的通訊管理機(jī)再與主網(wǎng)(通訊管理單元)相連。
4遠(yuǎn)動接口
4個(gè)遠(yuǎn)動接口，2個(gè)對省中調(diào)，2個(gè)對市地調(diào)，同時(shí)發(fā)送各自所需之遠(yuǎn)動信息。為提高信息傳輸可靠性，采取在調(diào)度端進(jìn)行通道切換，選取工作通道。對省中調(diào)僅發(fā)送其所需的遙測、遙信信號，省中調(diào)不對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行遙控操作。市地調(diào)不僅接受變電站發(fā)送的遙測、遙信信息，而且在變電站控制方式置于遙控操作時(shí)，由地調(diào)中心對變電站10kV以上斷路器、主變壓器中性點(diǎn)地刀、主變壓器有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行遙控操作。
5控制方式
所有10kV以上電壓等級斷路器和主變中性點(diǎn)地刀均可實(shí)現(xiàn)遙控操作和在站內(nèi)監(jiān)控主站上鍵盤操作，由于本站將全面按無人值班方式運(yùn)行，因此將以地調(diào)遙控操作作為正常運(yùn)行時(shí)的控制方式。考慮到極端情況下全站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)全面癱瘓，無法在地調(diào)中心或監(jiān)控主站上進(jìn)行控制操作，而在保護(hù)屏上設(shè)置了跳合閘操作方式選擇開關(guān)和控制按鈕。可在保護(hù)屏上選擇就地操作功能，通過DISA-910S(110kV以上電壓等級斷路器)實(shí)現(xiàn)同期合閘，當(dāng)DISA-910S故障不能工作時(shí)，可選擇就地操作中的非同期合閘功能，直接通過按鈕對斷路器分、合閘操作。
10kV開關(guān)柜上保護(hù)裝置亦有實(shí)現(xiàn)就地分、合閘操作的按鈕。
6VQC的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方式
常規(guī)220kV變電站VQC調(diào)節(jié)采用1套專用的VQC調(diào)節(jié)裝置，對于1個(gè)有3臺主變的220kV變電站，為判斷各主變間同步并列運(yùn)行在不同運(yùn)行方式下的同步并列條件，將需采集大量與之相關(guān)的開關(guān)、隔離刀位置信號予以判斷。如果采用專用裝置，這些信號必將重復(fù)采集，致使二次回路接線復(fù)雜，調(diào)節(jié)軟件的修改也有一定的局限性。鑒于這些因素，我們要求采用后臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)來完成VQC調(diào)節(jié)，不僅簡化了二次接線，而且軟件修改亦極為方便。
7值得磋商與改進(jìn)的方面
盡管長安站設(shè)計(jì)與設(shè)備選型是先進(jìn)的、合理的，所有的設(shè)備與集成方式代表了目前國內(nèi)先進(jìn)水平，但以發(fā)展的眼光看仍有不少值得磋商與改進(jìn)的方面。
7.1在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面
正如前面提到的，本站所有的信息通訊均由處于中樞地位的通訊管理機(jī)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通訊管理機(jī)還要完成部分?jǐn)?shù)據(jù)處理功能。一旦通訊管理機(jī)故障，所有信息傳送將會中斷，盡管采用了雙機(jī)熱備用的切換方式來保證通訊的可靠性，但這種方式仍顯不足。也許取消通訊管理單元層，直接采用局域網(wǎng)的通訊方式，增設(shè)直接接于局域網(wǎng)的遠(yuǎn)動工作站將有助于網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高。
7.2110kV線路保護(hù)增設(shè)按周減載功能
對于常規(guī)220kV變電站，110kV線路、10kV線路均可能被設(shè)置為按周減載解除點(diǎn)，一般數(shù)字式10kV饋線保護(hù)均具有按周減載功能。本站選用ISA系列10kV饋線保護(hù)亦有此功能，但110kV線路保護(hù)卻無按周減載功能，為此增加了1面按周減載屏，專用于110kV線路按周減載，這不僅增加了投資，也增加了二次接線的復(fù)雜性。現(xiàn)部分廠家生產(chǎn)的110kV微機(jī)保護(hù)已具有按周減載功能。
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隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國用電量大幅度地增加。在用電量不斷增加以及人們要求不斷提高的情況下，對變電站的設(shè)計(jì)和投入使用必須盡最大努力滿足其需求。變電站在人們的日常生活中占據(jù)了重要的地位。 1. 變電站的重要性
變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受電能并對之進(jìn)行分配、控制電力的流向以及調(diào)整電壓的電力設(shè)施。它是電網(wǎng)之間相互聯(lián)系的紐帶，通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，能夠?qū)㈦娔苓M(jìn)行變換和分配，它的安全可靠運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
變電站的主要作用就是在高低壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有些變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電壓進(jìn)行升壓，這樣有利于電能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r(shí)還能夠降低輸電時(shí)在線路上的損耗；其他一些變電站是將高壓轉(zhuǎn)換成低壓再傳輸給用戶端。
變電站中最重要的設(shè)施是變壓器，它能夠?qū)⒆冸娬窘邮艿母唠妷哼M(jìn)行變換，轉(zhuǎn)換成用戶使用的安全電壓。除了變壓器之外，變電站中的設(shè)備還有控制開閉電路的開關(guān)設(shè)備、互感器、母線、儀表、調(diào)度通信裝置、防雷保護(hù)裝置和繼電保護(hù)裝置等。 2. 變電站一次設(shè)計(jì)的一些體會 2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)
變電站的電氣主接線，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求，即經(jīng)濟(jì)性、靈活性和可靠性。
在經(jīng)濟(jì)性方面，電氣的主接線能滿足運(yùn)行要求時(shí)，變電站高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線；在電氣一次設(shè)備選擇方面，在保證主接線能夠有效限制短路電流的同時(shí)，可以選擇較為經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。除去在設(shè)備上的節(jié)省，在變電站的占地面積以及電能的損耗上，還應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)節(jié)省的原則。對于變電站的占地面積，主接線在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)為配電裝置和布置創(chuàng)造出能夠節(jié)約土地的條件，使變電站所占土地面積盡量減少；對于電能的損耗，要合理經(jīng)濟(jì)地選擇主變壓器的種類、數(shù)量和容量，要避免兩次變壓而造成的電能損失。
下面以變電站的220kV雙\單母線接線為例，說明電氣主接線經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，拋磚引玉。
雙母線/單母線接線方式下，進(jìn)出線側(cè)隔離開關(guān)總是與斷路器同時(shí)退出、投入運(yùn)行，僅起到為斷路器檢修提供安全隔離的作用，取消后并不影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。
考慮上述原因，可以取消220kV 側(cè)出線及進(jìn)線側(cè)隔離開關(guān)。
對于敞開式AIS 設(shè)備，斷路器兩側(cè)設(shè)置隔離開關(guān)，可為斷路器現(xiàn)場檢修提供 必要的安全隔離，以保證在周圍設(shè)備帶電運(yùn)行環(huán)境下斷路器的正常檢修維。GIS組合電器為斷路器、隔離接地開關(guān)、電流電壓互感器高度集成的設(shè)備，采用氣體絕緣，結(jié)構(gòu)緊湊，即使斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)都打開，檢修部分與帶電部分間僅有一個(gè)隔離開關(guān)斷口，也不能在線解體檢修。且斷路器氣室打開后，相鄰氣室也需降壓或放氣，相鄰氣室內(nèi)設(shè)備需退出運(yùn)行。GIS 的組合隔離開關(guān)僅為外部設(shè)備（母線、主變等）及內(nèi)部調(diào)試斷路器提供電氣安全隔離。
隨著設(shè)備制造水平的提高，設(shè)備可靠性大為提高，因此為開關(guān)檢修設(shè)計(jì)的斷 路器兩側(cè)隔離開就關(guān)失去（或者說極大地消弱）了存在的必要性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
在無T 接線路的前提下，取消進(jìn)出線隔離開關(guān)的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)保留進(jìn)出線隔離開關(guān)的接線方式均能滿足正常運(yùn)行及檢修要求，不同處僅在于，前者在斷路器檢修時(shí)，需對側(cè)開關(guān)分閘，而后者則無需對側(cè)分閘。從運(yùn)行單位了解，后者斷路器檢修時(shí)雖然理論上無需對側(cè)分閘，但實(shí)際檢修時(shí)對側(cè)仍然分閘。
取消進(jìn)出線隔離開關(guān)，將減少了一個(gè)操作機(jī)構(gòu)、一組活動接觸點(diǎn)、多個(gè)密封 法蘭，降低機(jī)械、通流、氣體泄漏故障的概率，提高設(shè)備的可靠性。
取消進(jìn)出線間隔出線側(cè)隔離開關(guān)，每個(gè)間隔可節(jié)省設(shè)備投資20～30 萬元。
在靈活性方面，變壓器的設(shè)計(jì)要滿足其在調(diào)度、檢修以及擴(kuò)建時(shí)的要求。在調(diào)度時(shí)，變電站應(yīng)該靈活地切除或投入線路和變壓器，調(diào)配電源和負(fù)荷；在檢修時(shí)，能夠滿足停止斷路器、母線以及繼電保護(hù)裝置的工作時(shí)而不影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行以及對居民的正常供電，這就需要在對變電站設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)靈活地滿足變電站檢修時(shí)的要求；在擴(kuò)建時(shí)，電氣的主接線設(shè)計(jì)能夠較為簡單地從初期接線過渡到最終接線，這就要求在對主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)出適應(yīng)以后擴(kuò)建的線路設(shè)備，且在擴(kuò)建后投入使用時(shí)能夠做到變壓器或者線路互不干擾。
下面同樣以韶關(guān)某變電站為例介紹接線從初期的線路－變壓器組接線過渡到終期雙母線接線的設(shè)計(jì)的靈活性。
該站本期規(guī)模一回220kV出線，一組主變，最終規(guī)模是5回220kV出線，3組主變，出于經(jīng)濟(jì)性和靈活性考慮，本期采用線路－變壓器組接線（如圖1），比常規(guī)的一線一變節(jié)省了1組220kV斷路器、3臺電流互感器、3組隔離開關(guān)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時(shí)該接線方式向遠(yuǎn)期的雙母線接線（如圖2）過渡也非常方便，只需解開一兩處導(dǎo)線，對于地處偏遠(yuǎn)落后地區(qū)、初期規(guī)模較小的變電站的接線設(shè)計(jì)有借鑒意義。
圖1 初期接線
圖2 終期接線
在主接線可靠性方面，主要是要保證其設(shè)計(jì)的變電站不會出現(xiàn)全站停運(yùn)、停電的現(xiàn)象；在各線路和設(shè)備進(jìn)行全面檢修時(shí)，不能長時(shí)間停電，還要保證一級負(fù)荷以及大部分的二級負(fù)荷；要保證在對斷路器進(jìn)行檢修時(shí)，不會對系統(tǒng)和負(fù)荷的供電造成影響。 2.2. 110kV變電站的典型接線方式
在110kV的變電站電氣設(shè)計(jì)中,主要考慮的就是終端變電站以及中間變電站。前者變電站則接近110kV變電站負(fù)荷中心,并在其中分為兩路進(jìn)線,從而將電能分配給低壓用戶,而實(shí)現(xiàn)這一分配的主要是通過兩臺主變來實(shí)現(xiàn)的。終端變電站的高壓側(cè)主接線形式有三種:單母線接線;內(nèi)橋接線以及線路變壓器組接線。對于單母線接線方式,主要是用在110kV變電站的高壓側(cè)主接線,且單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側(cè)主接線。該接線方式其供電可靠性高,運(yùn)行較為靈活,但仍然存在一定的不足,即所涉及到的高壓設(shè)備較多,增大了占地面積以及投資資本。對于內(nèi)橋接線方式,主要用在110kV變電站的高壓側(cè)主接線,單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側(cè)主接線。該方式線路的進(jìn)出較為方便,但也存在一定的缺點(diǎn),即運(yùn)行不靈活,用電不可靠。該接線方式適合于那些在高壓線路運(yùn)行較為頻繁,且不受到電網(wǎng)穿越功率而經(jīng)過城網(wǎng)變電站的情況。綜合以上接線方式的不同特點(diǎn)以及適應(yīng)性,在設(shè)計(jì)110kV變電站接線方式時(shí),應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來選擇不同方式的接線,以期達(dá)到最佳的接線效果。 3.變壓器及的選擇
在變壓器的選擇上，應(yīng)根據(jù)變電站的情況而定。如果變電站的季節(jié)性負(fù)荷較大，或者有大量的一級負(fù)荷或者二級負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮安裝兩臺或以上的變壓器。如變電站可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺主變壓器。在對變電站中變壓器臺數(shù)的確定時(shí)，應(yīng)根據(jù)該變電站中的具體指標(biāo)來進(jìn)行選擇，該指標(biāo)有主變的總?cè)萘俊⒆儔浩髦圃烊萘康南拗啤⒆冸娬镜恼嫉孛娣e以及對配電裝置的投資、對變壓器的投資、短路情況下的電流水平等，根據(jù)這些指標(biāo)可以確定變電所中對變壓器的數(shù)量選擇。一般情況下，城網(wǎng)110kV變電站的變壓器有兩臺或多臺，這樣能夠保證當(dāng)其中一臺變壓器出現(xiàn)故障停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該站全部負(fù)荷的70%，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷。
由于系統(tǒng)負(fù)荷不斷變化，各個(gè)變電站節(jié)點(diǎn)的電壓也隨之變化，在系統(tǒng)無功電力平衡的前提下，可以進(jìn)行電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電站，如經(jīng)計(jì)算普通變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓質(zhì)量的要求時(shí)，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。
當(dāng)需限制110kV變電站主變壓器35kV側(cè)、10kV側(cè)母線的短路電流時(shí)，可采用高阻抗變壓器。 4. 配電裝置及平面設(shè)計(jì)
高壓配電裝置的設(shè)計(jì)除了要認(rèn)真的貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策以外,還應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境特點(diǎn)、電力系統(tǒng)要求和運(yùn)行檢修要求,結(jié)合線路出線走廊，制定出合理的設(shè)計(jì)方案并選擇適宜的設(shè)備。高壓配電裝置要盡可能的采用新的材料、新的設(shè)備和新布置,在運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)的同時(shí),保證設(shè)備的安全可靠的運(yùn)行、巡視檢修方便、經(jīng)濟(jì)合理。
【關(guān)鍵詞】城市變電站；電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)；綜合自動化
1 城市變電站分析
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對供電質(zhì)量的要求日益提高。國家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)村網(wǎng)建設(shè)及改造，拉動內(nèi)需的發(fā)展計(jì)劃，城網(wǎng)和農(nóng)村網(wǎng)110kV變電所的建設(shè)迅猛發(fā)展。在城市人口集中、高樓大廈林立、用地十分緊張的情況下，城市的高低壓線路走廊受到限制，給城市高低壓網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和變電所建設(shè)帶來一定困難。農(nóng)村自身的特點(diǎn)也給農(nóng)網(wǎng)和變電所建設(shè)帶來一定困難。如何設(shè)計(jì)城網(wǎng)和農(nóng)村網(wǎng)110kV變電所，是城網(wǎng)和農(nóng)村網(wǎng)建設(shè)、改造中需要研究和解決的一個(gè)重要課題。110kV變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電所設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為滿足城鎮(zhèn)負(fù)荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長需要，迫切要求增長供電容量，擬新建110kV變電所。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。隨著變電所綜合自動化技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，繼而實(shí)現(xiàn)“無人值班”變電所已成為電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向和趨勢。
2 城市電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
近年來，為保證安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)供電，更好地為地區(qū)經(jīng)濟(jì)服務(wù)，國家籌集了巨額資金，進(jìn)行了為期三年的“城、農(nóng)網(wǎng)”即“兩網(wǎng)”改造工程。“兩網(wǎng)”改造工程中，安徽省安排了多個(gè)35 kV變電站建設(shè)。根據(jù)各具體項(xiàng)目，在實(shí)現(xiàn)工期短、造價(jià)低、布局新穎、技術(shù)先進(jìn)等方面進(jìn)行了多種有益嘗試和探討，取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)結(jié)合我省35 kV變電站的建設(shè)和設(shè)計(jì)，就35 kV變電站的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化設(shè)計(jì)和建設(shè)方案進(jìn)行探討，以期取長補(bǔ)短，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，主接線由于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較弱，安徽各地區(qū)工業(yè)性用電比例較小，農(nóng)業(yè)負(fù)荷比例較大，用電最大負(fù)荷處在第三季度（長時(shí)）或大年三十（短時(shí)），二、三季度在圩區(qū)防汛抗旱期間負(fù)荷較大，且必須保證供電，因此要保持一定水準(zhǔn)的負(fù)荷平臺。設(shè)計(jì)時(shí)主接線一般分兩期實(shí)施，終期按兩臺主變考慮；主設(shè)備選擇主變壓器的選擇：采用油浸、自冷、有載調(diào)壓、低損耗變壓器，容量為2～10 MVA為宜。設(shè)立兩臺主變時(shí)，其容量按1：2配置為宜；最大負(fù)荷利用小時(shí)較高者，如超過5 MVA時(shí)容量應(yīng)按1：1配置。若運(yùn)輸條件允許，優(yōu)先選用全密封變壓器；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)原國家經(jīng)貿(mào)委《關(guān)于下達(dá)2000年度電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂計(jì)劃項(xiàng)目的通知》電力[1999]40號文的安排，對SDJ2－1988《220～500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行修訂的，原能源部頒發(fā)的《220～500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ2－1988自頒布實(shí)施以來，為提高電力建設(shè)的工程設(shè)計(jì)質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)現(xiàn)變電所的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠方面起到了積極作用，收到良好效果，規(guī)范組在修訂規(guī)范過程中，進(jìn)行了廣泛的調(diào)查研究，認(rèn)真總結(jié)了規(guī)范執(zhí)行以來的經(jīng)驗(yàn)，吸取了部分科研成果，廣泛征求了全國有關(guān)單位的意見，最后由我部會同有關(guān)部門審查定稿。修訂后的規(guī)范共分四章和十一個(gè)附錄。修訂的主要內(nèi)容有：增加了63kV、110kV變電所部分；新增的章節(jié)為并聯(lián)電容器裝置、二次接線、照明、遠(yuǎn)動和通信、屋內(nèi)外配電裝置、繼電保護(hù)和自動裝置、電測量儀表裝置、過電壓保護(hù)及接地、土建部分等；原有蓄電池章合并入所用電源和操作電源章節(jié)中：對主變壓器和電氣主接線章節(jié)充實(shí)了內(nèi)容深度：原規(guī)范土建部分的條文過于簡略，本次作了較多的增補(bǔ)，增補(bǔ)的主要內(nèi)容為變電所結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則、建筑物和構(gòu)筑物的荷載、主建筑物的建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建筑物的抗震構(gòu)造措施、變電所的防火設(shè)計(jì)等，本規(guī)范的土建部分，必須與按1984年國家計(jì)委批準(zhǔn)的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GBJ69－84制訂、修訂的《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GBJ9－87等各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范配套使用，不得與未按GBJ68－84制訂、修訂的國家各種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范混用。
3 城市電器站電氣設(shè)計(jì)綜合自動化
變電站綜合自動化系統(tǒng)近幾年一直是電力建設(shè)的一個(gè)熱點(diǎn)。無論國內(nèi)國外，還是從管理方、運(yùn)行方及設(shè)計(jì)單位對于變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動化均取得了共識。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化也采用了新的技術(shù)，新型的全分散式變電站自動化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)思想上實(shí)現(xiàn)了變電站二次系統(tǒng)由“面向功能”設(shè)計(jì)向“面向?qū)ο蟆痹O(shè)計(jì)的重要轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)不再單純考慮某一個(gè)量，而是為某一設(shè)備配置完備的保護(hù)、監(jiān)控和測量功能裝置，以完成特定的功能，從而并保證了系統(tǒng)的分布式開放性。其特點(diǎn)是各現(xiàn)場輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓開關(guān)柜或高壓一次設(shè)備附近，現(xiàn)場單元部件可以是保護(hù)、監(jiān)控和測量功能的集成裝置，亦可以是現(xiàn)場的保護(hù)、監(jiān)控和測量部件分別保持其獨(dú)立性。變電站遙測遙信采集及處理、遙控命令執(zhí)行和繼電保護(hù)功能等均由現(xiàn)場單元部件獨(dú)立完成，并將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)送至后臺主計(jì)算機(jī)；通信網(wǎng)絡(luò)是綜合自動化變電站與常規(guī)站的最明顯的區(qū)別之一，只有采用通信網(wǎng)絡(luò)，才可能節(jié)省大量電纜。因此必須保證通信網(wǎng)絡(luò)安全、可靠，傳輸速度滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求。全分散式變電站自動化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)尤其依托于如今發(fā)展很快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得自動化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更加簡單，性能也大大優(yōu)于以往的系統(tǒng)，并可解決以往系統(tǒng)中鏈路信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性問題，以及信號傳輸?shù)娜萘繂栴}；變電站綜合自動化是指變電站二次系統(tǒng)通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù),實(shí)現(xiàn)集常規(guī)變電站控制、測量、信號、保護(hù)、計(jì)量、自動裝置、遠(yuǎn)動等功能于一體的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),它是一種新型的自動裝置和系統(tǒng)。根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用,其運(yùn)行管理模式可以是有人值班,也可以是無人值班。有人值班的變電站綜合自動化系統(tǒng)服務(wù)對象是站內(nèi)的運(yùn)行值班人員,因此需配設(shè)功能強(qiáng)大的人機(jī)界面和相關(guān)的監(jiān)控應(yīng)用軟件,通過VDU導(dǎo)向的操作員工作站,實(shí)時(shí)地向運(yùn)行人員顯示或打印詳細(xì)的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)以及事故報(bào)警信息,提供有關(guān)參數(shù)的整定修改、軟硬件維護(hù)和操作指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)設(shè)備或系統(tǒng)的操作控制與監(jiān)視,為變電站的安全可靠運(yùn)行提供保證。為保證對時(shí)精度,同步衛(wèi)星時(shí)鐘分別在變電站層和測控層設(shè)置。GPS應(yīng)具有通信接口、同步脈沖接口或其他形式的同步信號接口,以滿足站內(nèi)智能設(shè)備同步對時(shí)要求。系統(tǒng)采用軟硬結(jié)合的對時(shí)方案,通信接口與遠(yuǎn)動終端相連,同步信號接口直接輸出至測控裝置、繼電保護(hù)裝置以及其他IED設(shè)備,確保全站時(shí)鐘同步，采用綜合自動化控制方式和測控繼電保護(hù)下放布置方案,并實(shí)施無人值班管理模式是變電站自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢,不僅技術(shù)上先進(jìn)可行,功能完善,而且也極具經(jīng)濟(jì)效益。隨著電網(wǎng)規(guī)模日新月異的發(fā)展,自動化設(shè)備性能的完善和提高,采用綜合自動化的變電站無人值班管理模式將更具生命力,在電網(wǎng)中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：變電站電氣；二次設(shè)計(jì)；探究
中圖分類號：TM411 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義
由于現(xiàn)代的電網(wǎng)面向高電壓、遠(yuǎn)距離輸電以及智能化的方向發(fā)展，以此，對于電網(wǎng)的安全性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性的要求也在不斷的提高。
而變電站包括了降壓變電站和升壓變電站兩部分，降壓變電站通常是由低壓配電室、變壓器室、高壓配電室等組成，升壓變電站緊靠發(fā)電廠，它是發(fā)電廠升壓站的重要組成部分之一。這些電氣設(shè)備是變電站中最重要的組成部分，主要負(fù)責(zé)的是負(fù)荷電量的調(diào)整、主力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視、設(shè)備和線路的切換、機(jī)組的啟動和停止以及一系列的異常事故的及時(shí)處理工作，根據(jù)它的作用與工作原理，將電氣設(shè)備分成一次設(shè)備、二次設(shè)備兩部分。其中一次設(shè)備主要包括生產(chǎn)、變換、輸送、使用、分配電能的設(shè)備，而且監(jiān)視、控制與保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為二次設(shè)備。并且，這些二次裝置組合成的變電站二次系統(tǒng)已經(jīng)逐漸趨于現(xiàn)代化和信息化以及微機(jī)化同時(shí)，在電力系統(tǒng)的主回路系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)的供電、變壓器的升壓這些都在通過線路輸送到各個(gè)城市的降壓變電中，進(jìn)行降壓處理后再送給用戶，這是一個(gè)相對完整的供電系統(tǒng)，為了保證這個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的正常運(yùn)行，還必須要配備一套更為復(fù)雜的保護(hù)設(shè)備，來應(yīng)付系統(tǒng)運(yùn)作中可能會出現(xiàn)的故障，這個(gè)保護(hù)系統(tǒng)即為二次設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它是一種基于二次設(shè)備的保護(hù)系統(tǒng)，可以有效地保證一次回路的安全運(yùn)行。
二、.變電站電氣二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、電能計(jì)量的設(shè)計(jì)
電量計(jì)量的實(shí)現(xiàn)是通過在變高設(shè)置關(guān)口計(jì)量點(diǎn)，在變中和變低設(shè)置關(guān)口考核點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，在66kV/35kV/10kV、電容器和站用的變回路中亦是設(shè)置關(guān)口考核點(diǎn)。變高側(cè)關(guān)口配置的電能表主要參數(shù)為三相四線雙方向3×57.5/100V，5（10）A，有功0.5S級以及無功2.0級，變中和變低的多功能電能表應(yīng)該按照單表、主副表來設(shè)置，具體參數(shù)為三相四線雙方向3×57.5/100V，5（10）A，有功0.5S級以及無功2.0級。35kV、10kV、電容器和站用變回路的多功能電能表具體參數(shù)為三相四線雙方向3×57.5/100V，5（10）A，有功0.5S級以及無功2.0級。站用變低0.38kV的多功能電能表主要按照設(shè)三相四線3×220/380kV，1（2）A，有功0.5S級以及無功2.0級的參數(shù)進(jìn)行主副表設(shè)置。以上用到的多功能電能表都配備有輔助電源AC220V、DC110V背景下的帶雙RCS-485口以及光通訊接口。
2、電能采集系統(tǒng)
整個(gè)變電站需要配備一整套電能采集系統(tǒng)，可與當(dāng)?shù)氐亩伪O(jiān)控系統(tǒng)連接，并且能夠精確完成對于站內(nèi)電能數(shù)據(jù)的采集、安全存儲，并且可以在制定的時(shí)間點(diǎn)向主站發(fā)送采集的數(shù)據(jù)。
3、交直流一體化電源系統(tǒng)
66kV 變電站采用交直流一體化電源系統(tǒng)。將站用交流電源、通信電源、直流電源、UPS電源系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)、一體化配置、一體化監(jiān)控。
站用交流電源系統(tǒng)：采用單母線分段接線，交流電壓采用380/220V。
站內(nèi)直流系統(tǒng)：采用220V電壓，充電裝置及蓄電池單套配置。蓄電池采用閥控密封鉛酸蓄電池，容量200Ah；充電裝置采用50A電力高頻開關(guān)電源，整流模塊按N+1配置。配置微機(jī)型直流絕緣自動檢測裝置。
通信電源：由直流220V經(jīng)DC-DC變換為-48V直流給通信設(shè)備供電。DC-DC變換容量滿足通信設(shè)備遠(yuǎn)期負(fù)荷要求，DC-DC模塊按N+1冗余配置。
UPS電源：全站設(shè)置1套UPS電源，不帶蓄電池，容量5kVA，出線回路數(shù)滿足遠(yuǎn)景要求。
系統(tǒng)配置一體化電源監(jiān)控模塊，對站用交流、直流、通信電源、UPS等實(shí)施一體化監(jiān)控，并以DL/T860通信標(biāo)準(zhǔn)上傳接入站控層，實(shí)現(xiàn)與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的信息互動。
4、站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)
采用分層分布式結(jié)構(gòu)來進(jìn)行站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的布設(shè)，雙機(jī)配置監(jiān)控單元。站級層和間隔層是主要的組成部分，總線型結(jié)構(gòu)和總線型網(wǎng)絡(luò)是其主要組成部分。站級層主要包括當(dāng)?shù)乇O(jiān)控和打印機(jī)等，間隔層主要負(fù)責(zé)35kV/10kV的線路測控，主控室的監(jiān)控。且采用三級控制模式遠(yuǎn)程控制斷路器和電動隔離開關(guān)。
5、繼電保護(hù)和安全自動裝置
主變壓器配置變壓器差動保護(hù)做為主保護(hù)，同時(shí)裝設(shè)變壓器重瓦斯保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，上述保護(hù)直接作用于跳閘。
66kV線路配置三段式距離保護(hù)，三段式電流保護(hù)，三相一次重合閘，斷路器的跳合閘操作回路。保護(hù)應(yīng)分別有軟、硬壓板進(jìn)行投退控制。10kV線路配置三段式電流保護(hù)，三相一次重合閘，斷路器的跳合閘操作回路。10kV電容器配置三段式電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、開口三角電壓保護(hù)及斷路器跳合閘操作回路。要求在各個(gè)線路間隔實(shí)現(xiàn)小電流采樣，在后臺監(jiān)控系統(tǒng)做小電流選線功能。
6、消防及火災(zāi)應(yīng)急系統(tǒng)
由于變電站的工作為全天24小時(shí)，除了正常的檢修工作，變電站要盡量避免停運(yùn)的狀況，以免給正常供電帶來影響，造成經(jīng)濟(jì)損失因而需要一套完整的消防報(bào)警系統(tǒng)，而消防報(bào)警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)是相互配合協(xié)作的，以確保遠(yuǎn)程操作的實(shí)效性和自動化，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制等功能變電站受惡劣天氣，如雷電等影響，或者是自身的超負(fù)荷狀態(tài)容易造成火災(zāi)，因而消防應(yīng)急處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必不可少，也是對變電站實(shí)施正常監(jiān)控的重要措施，可以維持期可靠性與安全性的要求。
7、智能控制系統(tǒng)
在電力系統(tǒng)中，已經(jīng)有智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，智能控制系統(tǒng)由于其具有的高效化、自動化、智能決策響應(yīng)等功能，可以在變電站的信息處理過程中尋求最優(yōu)化的方案，盡量減少運(yùn)行的成本，并提升電力運(yùn)行的效率。尤其是在出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，智能系統(tǒng)可以根據(jù)收集到的情報(bào)，自行判斷決策，在最短的時(shí)間內(nèi)做出最優(yōu)化的響應(yīng)，將損失降到最少。智能系統(tǒng)如神經(jīng)控制系統(tǒng)、專家控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)等都在進(jìn)一步的探索與試驗(yàn)當(dāng)中，但對于變電站電氣二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言具有廣闊的應(yīng)用前景。
三、變電站電氣二次設(shè)計(jì)得以完善的途徑
1、設(shè)計(jì)前期選擇合適的變電站電氣二次設(shè)備
在變電站電氣二次設(shè)計(jì)的前期要選擇合適的電氣二次設(shè)備，如果二次設(shè)備選擇不當(dāng)，不能達(dá)到電站標(biāo)準(zhǔn)，會直接影響到變電站電氣二次設(shè)備將來的運(yùn)行情況，也會為變電站的后期工作帶來較大的安全隱患。比如，電氣二次設(shè)備中的儀表是負(fù)責(zé)監(jiān)測電路電流、電壓以及功率等變化的儀器，如果儀表不能滿足工程標(biāo)準(zhǔn)，那么在以后電氣的工作中，隨著變電站電功率的變化等因素的改變會遭到破壞，嚴(yán)重縮短其使用壽命，最終影響到變電站電力系統(tǒng)的正常工作。因此，在變電站的電氣二次設(shè)計(jì)過程中要注意對于設(shè)備的選擇和安裝設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)章程規(guī)定，符合設(shè)計(jì)原則，滿足實(shí)際工作的需要。只有選擇好了電氣的二次設(shè)備，才能保證電氣設(shè)計(jì)的合理性和安全性，才能從根本上促進(jìn)電力系統(tǒng)工作效率的提高。
2、細(xì)化并認(rèn)真審查設(shè)計(jì)圖紙
在變電站電氣二次設(shè)計(jì)的過程中要注意設(shè)計(jì)圖紙的繪畫要更加的細(xì)致和明確，保證安裝、施工時(shí)的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)圖紙是電氣二次設(shè)備安裝過程中的重要依據(jù)，是一套反映施工工程具體情況和相關(guān)人員主觀要求的施工方案。而明確、細(xì)致的設(shè)計(jì)圖紙不僅能夠增加施工人員對于整個(gè)過程中可能出現(xiàn)的問題有預(yù)見性的解決辦法，而且保證了施工過程的有效進(jìn)行。所以，在變電站電氣二次設(shè)計(jì)中，對于設(shè)備的安裝需要提前按照實(shí)際情況設(shè)計(jì)圖紙，并經(jīng)過相關(guān)的審查，細(xì)化設(shè)計(jì)方案，再由相關(guān)部門單位認(rèn)真仔細(xì)的審查，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，并熟練掌握整個(gè)設(shè)計(jì)施工過程，保證電氣二次設(shè)計(jì)的有效順利進(jìn)行。
3、增加設(shè)計(jì)安裝工藝要求
變電站電氣二次設(shè)計(jì)中電氣設(shè)備的安裝也是非常關(guān)鍵的一部分，電氣設(shè)備的安裝過程較為復(fù)雜，在安裝過程的工藝要求的提高，有利于整體工程質(zhì)量的提高。在電氣設(shè)備的安裝過程中電纜的安裝是相對比較重要的一步，其中電纜穿線管和支架的安裝都要滿足工程的實(shí)際要求，電纜的鋪設(shè)線路要滿足功能要求，合理設(shè)置電纜線路中的交叉點(diǎn)、分支點(diǎn)等。尤其是靜電地板夾層和豎井的電纜安裝一直以來是電氣二次設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，因?yàn)檫@兩個(gè)部分的電纜線數(shù)量多、走向復(fù)雜、電纜線的粗細(xì)也不同，這就需要較高的工藝設(shè)計(jì)，保證電纜鋪設(shè)的流暢與美觀，同時(shí)并保證電氣二次設(shè)計(jì)的有效性以及工程質(zhì)量。
結(jié)語
綜上所述，變電站的電氣二次設(shè)計(jì)可以有效地監(jiān)視、控制與保護(hù)一次設(shè)備的正常運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)供電的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而在具體的電氣二次設(shè)計(jì)中，需要對電能的計(jì)量、采集系統(tǒng)、站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、繼電保護(hù)、火災(zāi)消防等系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)配置與設(shè)計(jì)，這樣才能夠保證變電站的電氣二次整體設(shè)計(jì)的安全性和有效性，實(shí)現(xiàn)了極大的工作效益。變電站二次設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的電氣轉(zhuǎn)換過程，要想實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)的安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理，是需要在建設(shè)的過程中多加探索，少走彎路，積極科學(xué)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)地做好變電站的電氣二次設(shè)計(jì)工作。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】110KV；降壓變電站；電氣；設(shè)計(jì)
中圖分類號：TM63文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一、前言
原始電能產(chǎn)出后并不能直接運(yùn)用于設(shè)備，還要經(jīng)過相應(yīng)的電壓調(diào)節(jié)處理，才能滿足用電設(shè)施的參數(shù)要求。變電站是電力系統(tǒng)里不可缺少的部分，負(fù)責(zé)對電能進(jìn)行高低壓處理，在不同傳輸階段適應(yīng)了用電器具的要求。設(shè)計(jì)中依據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》、《35～110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》、《發(fā)電廠變電所電氣部分》、 《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、 《繼電保護(hù)及安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》等國家的技術(shù)規(guī)程，對本設(shè)計(jì)變電站進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的選擇，主要包括是電氣一次系統(tǒng)。
二、變電站的工作原理及設(shè)計(jì)
1、變壓器的工作原理
變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)。變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器。前者用于電力系統(tǒng)送端變電站，后者用于受端變電站。
2、主變壓器的設(shè)計(jì)
a）主變壓器容量
變壓器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測，主變壓器容量設(shè)計(jì)應(yīng)滿足一定年限負(fù)荷需求并節(jié)約運(yùn)行成本。本文以下論述，均以110kV變電所設(shè)有兩臺主變壓器為例闡述110kV降壓站電氣設(shè)計(jì)。它們采用冷備用狀態(tài)，當(dāng)一臺主變能滿足負(fù)荷需求時(shí)，則另一臺主變處“冷備用”狀態(tài)，當(dāng)1臺主變不能滿足負(fù)荷要求時(shí)，則兩臺主變共同運(yùn)行以滿足負(fù)荷的需求，且一臺變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的60％。
b)主變壓器分接頭
為了便于進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，適應(yīng)電網(wǎng)各種運(yùn)行方式，保證電網(wǎng)供電質(zhì)量，主變壓器選擇有載調(diào)壓方式。一般，主變高壓側(cè)電壓分接頭選110±8*1.25%kV。
c)主變壓器主要技術(shù)參數(shù)選擇
設(shè)計(jì)中的110KV降壓站主變壓器繞組一般采用YNd11連接，短路阻抗10.5%，變?nèi)荼?00/100。
3）無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)
根據(jù)《電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定》,無功補(bǔ)償裝置應(yīng)采取就地平衡的原則，變電站應(yīng)配置足夠的無功補(bǔ)償設(shè)備。為了補(bǔ)償變壓器無功損耗及提高變電站110kV側(cè)功率因數(shù)，同時(shí)便于調(diào)節(jié)無功，控制電壓，根據(jù)主變?nèi)萘吭O(shè)計(jì)考慮，設(shè)計(jì)一定容量的無功補(bǔ)償裝置，可有效提供功率因數(shù)。如某鑄造類企業(yè)，電爐、中頻爐大負(fù)荷設(shè)備，易參數(shù)產(chǎn)生高次諧波，則選用動態(tài)無功補(bǔ)償（SVG）和戶外成套濾波補(bǔ)償裝置（FC）共同補(bǔ)償無功和抑制諧波，提高功率因數(shù)。
三、變電站的主接線介紹及選擇
電氣主接線是匯集和分配電能的通路，它決定了配電裝置的數(shù)量，并表明以什么方式來連接發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，以及怎樣與系統(tǒng)連接，來完成輸電任務(wù)。在選擇變電站主接線時(shí)，考慮到變電站在系統(tǒng)中的位置、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件，并考慮以下要求：
①供電可靠性。
②運(yùn)行上的安全性和靈活性。
③接線簡單操作方便。
④ 建設(shè)及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
⑤將來擴(kuò)建的可能性。
電氣主接線方案：
(1)I型結(jié)線方案
研究的方案有：1線路- 變壓器組結(jié)線；2 線路-變壓器組帶刀閘外橋結(jié)線；3單母線結(jié)線；4單母線帶旁母結(jié)線；5內(nèi)橋結(jié)線。
(1)Ⅱ型站結(jié)線
研究的方案有：1內(nèi)橋結(jié)線；2單母線(及3 帶旁母)結(jié)線；4 雙母線(及5 帶旁母)結(jié)線
經(jīng)過綜合考慮，我選擇的接線方式是：11OKV采用內(nèi)橋接線、10KV采用單母線分段接線的主接線方式。
四、110KV降壓變電站設(shè)計(jì)原則與方案
1、電氣主接線的設(shè)計(jì)原則
電力系統(tǒng)中的變電所可分為為樞紐變電所、區(qū)域變電所和配電變電所三種主要類型。本變電所為終端變電所，且最大負(fù)荷量不高，最高電壓等級為110kV，因此可按區(qū)域變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2、110KV降壓變電站主接線設(shè)計(jì)
2.1、在變電站主接線設(shè)計(jì)中根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇主變壓器的容量，綜合考慮各種因素計(jì)算出來的負(fù)荷稱為計(jì)算負(fù)荷，用計(jì)算負(fù)荷選擇變壓器容量比較切合實(shí)際。
2.2、短路電流計(jì)算
短路就是指載流體相與相之間發(fā)生非正常接通的情況．短路是電力系統(tǒng)中最經(jīng)常發(fā)生的故障，危害極大。因此，在主接線設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮限制Id的措施，即需要計(jì)算Id值。
2.2.1、短路點(diǎn)的選擇
對于l10kV側(cè)，取母線短路點(diǎn)dl，校驗(yàn)所有l(wèi)10kV電氣設(shè)備；lOkV側(cè)：取母線短路點(diǎn)d2,校驗(yàn)所有10kV母線相連接的電氣設(shè)備。
2.2.2短路電流的計(jì)算結(jié)果
按照運(yùn)算曲線計(jì)算步驟得出短路點(diǎn)短路電流如表1所示。
2.2.3、主要電氣設(shè)備、導(dǎo)體選擇校驗(yàn)
根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5222-2005規(guī)定主變壓器選用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)11型產(chǎn)品，真空有載開關(guān)；110kV配電裝置選用戶內(nèi)國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)SF6組合電器；10kV開關(guān)柜選有金屬鎧裝抽出式開關(guān)柜，配真空斷路器和滅弧室，除主變及電容器外，其余設(shè)備均采用干式無油產(chǎn)品。
a)主變壓器
變壓器采用31.5MVA三相雙繞組，油浸式、低損耗、高壓側(cè)有載調(diào)壓變壓器；
b)110kV GIS
電流、電壓互感器：主變、出現(xiàn)回路電流互感器配5個(gè)繞組，母線電壓互感器配3個(gè)二次繞組，電流、電壓互感器的準(zhǔn)確度等級按DL/T448-2000第5.3條要求配置。
c)避雷器
避雷器采用氧化鋅避雷器。
d)10kV開關(guān)柜
選用金屬鎧裝抽出式，配合資廠真空斷路器和滅弧室。
e)10kV無功補(bǔ)償裝置
戶外成套電容器（電力濾波補(bǔ)償裝置FC）：通過分組配置電容器、電抗器的參數(shù)來吸收大部分的5次、7次和11次諧波。每組配置電壓濾波電容器、干式空芯濾波電抗器、隔離開關(guān)、避雷器、放電線圈等。
動態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVG）：靈活控制無功電流，自動補(bǔ)償系統(tǒng)所需的無功功率。配置串聯(lián)干式空芯電抗器、控制柜、功率柜、啟動柜等。
f)導(dǎo)體選擇
110kV及10kV進(jìn)線工作電流按1.05倍變壓器額定容量計(jì)算選擇，主變110kV側(cè)采用架空軟導(dǎo)線LGJ-300型與電氣設(shè)備相連，10kV屋外側(cè)采用半絕緣銅管母線與穿墻套管連接，屋內(nèi)采用封閉母線橋與10kV設(shè)備連接。
3、方案
3.1主接線方案的確定
對于本變電所，110kV部分，有2回進(jìn)線，采用單母線分段接線、橋形接線(外橋)或雙母線接線。單母線分段接線是經(jīng)濟(jì)性最好的，采用兩段電源供電，可靠性能夠滿足，且操作靈活；橋形接線(外橋)對供電的可靠性也能滿足要求，且調(diào)度靈活，但投資比單母線分段接線的投資要略大一些；雙母線接線是可靠性最高的，但是投資也是最大的。
3.2配電裝置的設(shè)計(jì)
配電裝置是變電所的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器，母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。其作用是在正常運(yùn)行情況下，用來接收和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。
3.3繼電保護(hù)配置
繼電保護(hù)配置必需具備以下特征：
（1）選擇性
選擇性是指當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，保證系統(tǒng)非故障部分仍繼續(xù)運(yùn)行，使停電范圍盡量縮小的性能。
（2）速動性
速動性就是快速切除故障。
（3）靈敏性
繼電保護(hù)的靈敏性是指其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行形態(tài)的反應(yīng)能力。
（4）可靠性
在它的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生屬于它動作故障時(shí)，應(yīng)可靠動作，即不應(yīng)拒動，而發(fā)生不屬于它動作的清況時(shí)，則應(yīng)可靠不動，即不應(yīng)誤動。
3.4防雷保護(hù)配置
變電所和發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的樞紐和心臟，一旦發(fā)生事故，往往導(dǎo)致變壓器、發(fā)電機(jī)等重要設(shè)備的損壞，并造成大面積停電，嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此，跟輸電線路相比，變電所與發(fā)電廠的防雷保護(hù)必須更加可靠。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：變電站；二次系統(tǒng)；設(shè)計(jì)
一、變電站主結(jié)線電氣計(jì)算設(shè)計(jì)
電氣的主結(jié)線從某種意義上而言是由可修復(fù)元件所構(gòu)成的系統(tǒng)，其工作狀態(tài)包括正常與故障兩種，按照兩態(tài)馬爾柯夫過程可以得如下近似公式：
fc=Σλji
其中：fc為主變壓器由于主結(jié)線系統(tǒng)事故而發(fā)生停運(yùn)事故的頻次
λji為結(jié)線元件的故障發(fā)生頻率，其中i=1，2，……n
主結(jié)線故障元件強(qiáng)制停止的時(shí)間則由下式表示：
Tjqi=fcTcg
其中：Tjqi為主結(jié)線故障元件強(qiáng)制停止時(shí)間
Tcg為故障元件被修復(fù)的時(shí)間
無備用電源自動投入裝置的事故限電量則由下式表示：
Akqi=Sqin1Tkqi
其中：Akqi為電源在無備用條件下自動投入裝置的事故限電量
Sqi為事故停運(yùn)主變的容量
Tkqi為主變事故強(qiáng)制停止運(yùn)行時(shí)間
n1為同時(shí)事故停運(yùn)的主變設(shè)備的數(shù)量
而有備用電源條件下自動投入裝置的事故限電量則由下式表示：
Akqi=（Sqizn1-Syn2）
其中：Akqi為限電經(jīng)濟(jì)損失
n2為仍在運(yùn)行主變設(shè)備臺數(shù)
Sy為仍在運(yùn)行主變設(shè)備的容量
主變事故強(qiáng)制停止運(yùn)行時(shí)間Tkqi以內(nèi)，限電的經(jīng)濟(jì)損失由下式表示：
U=AkqiK
其中：U為在Tkqi時(shí)間內(nèi)限電的經(jīng)濟(jì)損失
K為單位電度損失的計(jì)算系數(shù)
如果經(jīng)過切換操作可以及時(shí)恢復(fù)供電時(shí)，它就等于判斷事故和處理事故的時(shí)間，可以取1小時(shí)；如果故障元件的修復(fù)需要一段時(shí)間才可恢復(fù)供電，則Tkqi=Tjqi，而進(jìn)行K的取值時(shí)，如果按照限電減少的國民純收入進(jìn)行計(jì)算，則按照相關(guān)資料取定值；如果按照停電的綜合損失計(jì)算，則可以參考國外的相關(guān)資料，取十到三十倍的電價(jià)。所以在設(shè)計(jì)過程中選擇主結(jié)線時(shí)，要按照上述的可靠性定量指標(biāo)，經(jīng)過相關(guān)計(jì)算才能最終確定。
二、結(jié)線方案比較
確定出重點(diǎn)研究的兩種結(jié)線方案后，并且給出了計(jì)算結(jié)線選擇可靠性的定量指標(biāo)的方法，那么，就可以基于經(jīng)濟(jì)性的角度比較兩種結(jié)線方案，從而最終確定出結(jié)線路選型。將時(shí)間的影響因素忽略不計(jì)，則經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算公式可以表達(dá)如下式：
Z=（CΣ+UΣ）+XtTz
其中：Z為年計(jì)算費(fèi)用
CΣ為年生產(chǎn)費(fèi)用，通常可以取投資總數(shù)的5%
UΣ為年平均停電事故的損失，其通過平均年事故限電量與單位電度損失計(jì)算 系數(shù)的乘積計(jì)算出來。
Xt為年投資積壓的損失系統(tǒng)數(shù)，可以取10%
Tz為總投資，其主要內(nèi)容包括設(shè)備、工程以及占地補(bǔ)償?shù)馁M(fèi)用等等。
通過上式可以發(fā)現(xiàn)，如果按照上述提到了按照限電減少國民純收入進(jìn)行計(jì)算，其在設(shè)備的安裝及工程占地費(fèi)用方面的投資比較小，所以具備比較高的經(jīng)濟(jì)性；與以停電的綜合損失進(jìn)行計(jì)算的方案相比，前者更適用于小型的水電站開關(guān)站設(shè)計(jì)。由此可見，基于經(jīng)濟(jì)角度考慮，按照國民純收入減少或者十倍電價(jià)進(jìn)行停電損失的計(jì)算時(shí)，年計(jì)算的費(fèi)用比較低，具有較強(qiáng)的推廣意義。不過在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，要與實(shí)際情況相結(jié)合，按照現(xiàn)場的情況，綜合經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)性等各方面的因素，選擇出合理的主結(jié)線方案。
三、控制方法
傳統(tǒng)的大中型變電站的控制方式都是強(qiáng)電一對一的模式，這種控制方法的應(yīng)用十分廣泛。在上個(gè)世界九十年代中期，該技術(shù)得到進(jìn)一步的改進(jìn)，比如采用馬賽克控制屏，或者加設(shè)微機(jī)型閃光報(bào)警器以及選擇強(qiáng)電小開關(guān)等等，不過雖然控制系統(tǒng)得到改進(jìn)后性能有所提高，但是仍未從根本上進(jìn)行改善。而隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，微機(jī)控制的模式開始廣泛應(yīng)用于各種大、中型變電站。利用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)可以對電氣二次系統(tǒng)中設(shè)備的工況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，并建立相應(yīng)的遠(yuǎn)程報(bào)警機(jī)制及干預(yù)機(jī)制，從而對各種突發(fā)事故進(jìn)行有效的報(bào)警、干預(yù)，將計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來。
四、與一次設(shè)備的連接
在電氣二次系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，有很多問題是由于二次設(shè)備與一次設(shè)備的連接不當(dāng)或者連接錯(cuò)誤造成的，因此，二次系統(tǒng)設(shè)備和一次系統(tǒng)的連接也要引起工程人員的重視。在一些高壓斷路器中，通常會設(shè)置相應(yīng)的電氣防跳回路，不過這個(gè)并聯(lián)防跳回路和微機(jī)保護(hù)回路是互相矛盾的，如果接上電氣防跳回路則造成微機(jī)保護(hù)的跳位，或者合閘監(jiān)視燈同時(shí)亮起等問題，因此要斷開機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳回路，改由微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行防跳保護(hù)。此外變電站中的電氣主設(shè)備均為高層次、高性能、高成本的設(shè)備，要盡量減少設(shè)備的投資成本，比如GIS為系統(tǒng)中常用的設(shè)備，為了降低成本，在主結(jié)線設(shè)計(jì)時(shí)就要盡量遵循簡化結(jié)線的原則，提升其可靠性，一些元器件能省則省，盡量控制投資成本。而電壓互感器的隔離開關(guān)在運(yùn)行過程中幾乎沒有什么作用，在對電壓互感器進(jìn)行檢修或者進(jìn)行現(xiàn)場的耐壓試驗(yàn)時(shí)，可以用它分開電壓互感器和主回路，因此對于GIS而言，就沒有必要再進(jìn)行電壓互感器的分離檢修及測量。
五、其它注意事項(xiàng)
（一）主變保護(hù)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
1、主變差動保護(hù)動作條件不充分會造成故障
這主要是因?yàn)樵谕懂a(chǎn)時(shí)，在安裝電流互感器時(shí)，其安裝位置出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致斷路器未包含在差動保護(hù)的范圍內(nèi)，按照反措要求，差動保護(hù)電流一定要取自開關(guān)和母線刀閘間的電流互感器，所以在設(shè)計(jì)主變保護(hù)時(shí)，要尤其注意這一點(diǎn)。可以將四組電流互感器設(shè)置在主變低壓側(cè)，兩組位于開關(guān)和母線刀閘之間，進(jìn)行差動保護(hù)及第一套后備保護(hù)；其它兩組則設(shè)置于開關(guān)和主變側(cè)刀閘之間，可以進(jìn)行測量計(jì)量及第二套后備保護(hù)。
2、復(fù)合電壓的靈敏度
電流后備保護(hù)要經(jīng)過各側(cè)復(fù)合電壓組成的或門開放后，即只有一側(cè)的復(fù)合電壓繼電器動作也要將電流的后保護(hù)開放。但是一些廠家的裝置只選擇高壓側(cè)的復(fù)合電壓，因此造成事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。因此在設(shè)計(jì)主變保護(hù)過程中，要保證電流后備保護(hù)一定要經(jīng)過各側(cè)復(fù)合電壓所組成的或門開放后，并且各側(cè)復(fù)合電壓要可以經(jīng)過硬壓板或者軟壓板投退。
（二）二次電纜的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
在設(shè)計(jì)二次回路中，首先要考慮出現(xiàn)異常時(shí)，外界因素對保護(hù)裝置的影響和保護(hù)裝置的抗干擾能力。二次回路分為強(qiáng)電及弱電，所謂強(qiáng)電是指直流110V及220V的回路，弱電則是指直流低于24V的回路。如果弱電回路中有強(qiáng)電傳入則會給電路造成致命的損毀。此外，很多裝置出于提高抗干擾能力的考慮都會設(shè)置電容，特別是直流電源回路，有非常可觀的等效電容，這些條件使得直流回路被交流回路入侵成為可能。所以為了防止這些情況的發(fā)生，在二次電纜的設(shè)計(jì)過程中要采取相應(yīng)的措施：首先，強(qiáng)、弱電和交、直流不可用一根電纜，在保護(hù)的交、直流電源入口處要設(shè)置干擾電容；保護(hù)設(shè)備的電流以及電壓、信號引入線等等要選擇屏蔽電纜；此外，各相電流及電壓和其中性線要分別設(shè)在同一電纜中。
（三）其它注意事項(xiàng)
在操作電壓互感器的過程中存在一定的危險(xiǎn)性，可能會由于鐵磁諧振等原因而造成操作過電壓，使得電壓互感器受到損壞，甚至有爆炸的可能。為了防止其對于人員造成人身傷害，在設(shè)計(jì)110KV以上的電壓互感器刀閘時(shí)，要設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)方電動操作的形式。主變各側(cè)電流的互感器保護(hù)繞組的準(zhǔn)確級要保持一致性。主變的差動保護(hù)要接入各側(cè)的電流，主變的各側(cè)電流互感器保護(hù)繞組的準(zhǔn)確級要保持一致性，以避免在發(fā)生區(qū)外故障時(shí)差流值最小。此外，在設(shè)計(jì)說明中針對自投功能的描述要加上相關(guān)的延時(shí)要求。
總之，二次回路在整個(gè)變電站甚至整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，其直接影響著變電站及系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及可靠性，因此變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及正確性至為重要。
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[關(guān)鍵詞]智能變電站 二次系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
中圖分類號：TM42.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2015）35-0321-01
1 智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義
在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，智能變電站的二次設(shè)計(jì)，應(yīng)對設(shè)計(jì)單位進(jìn)行具體規(guī)劃，確保該設(shè)計(jì)過程符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的CID、SCD等文件。但是從目前的情況來看，設(shè)計(jì)單位無法為變電站提供系統(tǒng)的這種文件類型，就算變電站中有SCD、CID的建模工具，但是無法進(jìn)行全面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，相關(guān)工作人員沒有結(jié)合 IEC61850與設(shè)計(jì)圖紙的實(shí)際情況。所以在這種情況下，沒有對SCD和CID文件進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)一的要求，只能通過生產(chǎn)廠方、變電站工作人員與設(shè)計(jì)人員的共同努力實(shí)現(xiàn)，這些設(shè)計(jì)參與方需要全面整合設(shè)計(jì)的相關(guān)信息，并對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)試和檢驗(yàn)，確保能夠正確配置文件，加快工作效率，增加施工成本。
為了解決變電站中的這種問題，工作人員應(yīng)掌握智能變電站的二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并以虛擬二次回路為基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)完成后，形成全面而標(biāo)準(zhǔn)的SCD和CID文件，并供應(yīng)給裝置生產(chǎn)廠方和現(xiàn)場工作人員，然后通過智能變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠切實(shí)有效。
智能變電站在運(yùn)作中，可以通過XML的基礎(chǔ)SCL文件要求，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)和過程改造進(jìn)行描述，并交換信息。所以智能化變電站的二次系統(tǒng)，從設(shè)計(jì)到施工完成，都是通過二次裝置生產(chǎn)廠商以及設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場施工人員運(yùn)用SCL中SCD和CID文件之間的交互關(guān)系來完成的，在智能變電站中，二次裝置功能的設(shè)置情況與功能之間的通信關(guān)系，必須按照IEC61850的SCL配置文件標(biāo)準(zhǔn)，以此進(jìn)行承載和描述。這些文件是智能變電站設(shè)計(jì)過程的關(guān)鍵性文件，SCD、ICD 和CID文件是XML的基礎(chǔ)文件，通過智能變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)揮作用，在IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)下，配置語言的定義文件類型，然后通過屬性和元素描述一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)，文件一般以“.ICD”、“.SCD”和“.CID”來命名。
2 智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵是進(jìn)行二次虛回路設(shè)計(jì)，與常規(guī)變電站相比，智能變電站在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)關(guān)注以下幾方面發(fā)生的變化：
在常規(guī)變電站中，智能功能與裝置本身存在對應(yīng)關(guān)系，工作人員能夠確認(rèn)智能裝置包含的明確定義，并確定了產(chǎn)品型號和版本，從而推斷出系統(tǒng)功能的具體情況；而展開進(jìn)行智能變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，智能裝置只是一個(gè)通用的運(yùn)作平臺，通過這個(gè)運(yùn)行裝置無法推斷出系的實(shí)際功能與傳輸關(guān)系。智能變電站中，工作人員可以通過配置的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)功能的安置情況和功能質(zhì)檢單額通信聯(lián)系進(jìn)行描述，這種數(shù)據(jù)的配置過程也是智能電網(wǎng)運(yùn)作的關(guān)鍵所在，常規(guī)變電站就無法使用這些數(shù)據(jù)。常規(guī)變電中的二次工程設(shè)計(jì)是通過二次接線作為主要依據(jù)，該表現(xiàn)形式在智能變電站中，不存在傳統(tǒng)的二次電纜回路，所有信息都涵蓋在光纜中。
2.1 虛端子
在智能變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，工作人員要注意各保護(hù)裝置之間的信息傳輸以及分合閘出口間的傳輸過程，及時(shí)記錄網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，這些數(shù)字信息可以在一根光纜中進(jìn)行傳輸，無需應(yīng)用傳統(tǒng)的端子。但是二次系統(tǒng)回路的相關(guān)原理并沒有因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸而產(chǎn)生變化，對于智能變電站中的應(yīng)用裝置來講，SV輸入信號與 GOOSE 之間的端子存在一定對應(yīng)關(guān)系，這些裝置都具有其所涵蓋的 ICD 文件，所以在 SV 信號進(jìn)行傳輸?shù)停瑧?yīng)按照常規(guī)政治的模擬來那個(gè)將端子排輸入；GOOSE 輸出信號與開關(guān)量輸出端子存在對應(yīng)關(guān)系；GOOSE輸入信號與開關(guān)量輸入端子，為了維持更加深入的理解和應(yīng)用 SV 信號和 GOOSE，所以將這些信號稱之為虛端子。
虛端子能夠一對多，但是不能進(jìn)行多對一，一個(gè)開出信號能夠提供給多個(gè) IED 設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，但是開入信號卻無法完成串聯(lián)，智能一對一進(jìn)行傳輸，十端子則正好相反。例如子啊 220k V 的線路間隔中，開入短路器位置應(yīng)考慮兩套線路的保護(hù)與線路測控裝置，在常規(guī)設(shè)計(jì)中，每種裝置都需要懂就地開關(guān)機(jī)構(gòu)中，選取輔助階段，然后將智能變電站設(shè)計(jì)中的一會位置信號傳入智能終端中，各個(gè)裝置中都能夠通過網(wǎng)絡(luò)上的位置確定該位置信號，對接線過程進(jìn)行簡化，實(shí)現(xiàn)一對多的信心傳輸。虛端子無法對常規(guī)變電站匯總可見斷開點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，其中的保護(hù)裝置都是通過在硬壓板的出口處進(jìn)行設(shè)置，從而保證保護(hù)功能的使用，回路整體可以擁有明顯的斷開點(diǎn)。在回路進(jìn)行虛擬化之后，目前很過繼電保護(hù)廠商，最長使用的做法進(jìn)行通過 GOOSE 出口軟壓板設(shè)置，確保信息能夠正常從發(fā)送方大搜接受方，從邏輯上保證接受方和發(fā)送方在隔離基礎(chǔ)上的傳輸。
2.2 設(shè)計(jì)流程
根據(jù)智能變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用 SV 和 GOOSE 數(shù)據(jù)流向圖以及裝置物理連接圖，對變電站的額二次回路設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，并通過全站的虛端子連接表在設(shè)計(jì)中不斷優(yōu)化。變電站的二次設(shè)計(jì)圖紙，應(yīng)按照設(shè)備電壓等級和配電裝置和間隔劃分內(nèi)容，進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：
下一步是繪制裝置物理連接圖及全站光纜清冊。裝置物理連接圖反映了設(shè)備間光纜連接情況 ， 可以清晰的表達(dá)各二次裝置光口之間的物理連接關(guān)系 ， 全站光纜清冊 ， 可以體現(xiàn)出全站光纜的接線方式 ， 直接用于指導(dǎo)現(xiàn)場光纜溶接。
首先要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)方案，明確該過程二次設(shè)備的訂貨情況，并各個(gè)電壓等級的 SV 數(shù)據(jù)流程圖和 GOOSE流程圖表進(jìn)行繪制。這個(gè)過程與常規(guī)變電站有一定類似之處，其電流、電壓回路和控制信號回路以及保護(hù)回路圖可以得到良好的應(yīng)用。變電站設(shè)備之間電流與電壓數(shù)據(jù)六的連接方式，能夠通過 SV 數(shù)據(jù)流圖進(jìn)行標(biāo)示，上傳信號。斷路器和隔離開關(guān)控制和各保護(hù)間的聯(lián)系，可以通過 GOOSE 數(shù)據(jù)流程來進(jìn)行完善。
然后是全站虛端子的連接，二次設(shè)備廠商在繪制外部物理接口示意圖的同時(shí)提供相應(yīng)Excel 表格形式的裝置輸入 / 輸出虛端子定義。設(shè)計(jì)人員根據(jù)這種定義情況，結(jié)合相關(guān)原理設(shè)計(jì) GOOSE 和 SV 之間的連接，然后將虛端子的繪制表格，發(fā)送給全站系統(tǒng)集成商，形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 SCD 文件，最后完成整個(gè)二次系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)。
3 結(jié)束語
通過上文對智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的分析，可以得出智能變電站的設(shè)計(jì)開展，是二次系統(tǒng)設(shè)備對生產(chǎn)廠家的發(fā)展趨勢，工作人員要充分理解這個(gè)過程的意義，并掌握設(shè)計(jì)方法，通過虛端子的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，對二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，確保變電站能夠更好的為人們的服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】變電站；綜合自動系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；信息處理
1 變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問題
1.1 信息處理功能不不全，重點(diǎn)信息容易忽視
信息處理是變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，通過自動化的信息處理方式，可以讓變電站信息的獲取量更多更快，但是隨著信息獲取量不大的變化，我國部分變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的信息處理方式逐漸出現(xiàn)了一定的弊端，具體來說表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）信息處理功能不全。自動信息處理系統(tǒng)在我國變電站中剛剛興起，其主要是借助了現(xiàn)代的自動化技術(shù)對信息進(jìn)行自主收入。但是由于技術(shù)的應(yīng)用缺乏長期的實(shí)踐，并且相關(guān)技術(shù)的發(fā)展還不夠成熟，因此，造成變電站綜合自動系統(tǒng)中在信息處理方面出現(xiàn)處理功能不全的問題。（2）重點(diǎn)信息容易忽視。通過現(xiàn)代先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，變電站綜合自動系統(tǒng)信息的傳遞速度，收集速度都在進(jìn)行著不斷的提升。但是數(shù)量巨大的信息瞬間涌入不僅帶來了工作上的便利，同時(shí)也帶來了一定的負(fù)面影響，其中最突出的就是容易對重點(diǎn)信息造成忽視。這主要是由于信息量過大，而信息處理系統(tǒng)又缺乏有效的處理辦法，使得重點(diǎn)信息與普通信息混在一起，不容易被發(fā)現(xiàn)。
1.2 操作系統(tǒng)不合理，系統(tǒng)檢驗(yàn)不到位
在進(jìn)行變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)從多個(gè)方面入手，以保障變電站自動系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但是由于部分人員對變電站自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)不到位導(dǎo)致變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題。具體來說包括以下幾個(gè)方面：
（1）操作系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)不合理。操作系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)不合理，操作過于復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，直接導(dǎo)致整個(gè)變電站綜合自動系統(tǒng)的運(yùn)行受到影響，甚至導(dǎo)致變電站綜合自動系統(tǒng)出現(xiàn)停滯、操作錯(cuò)誤的現(xiàn)象，影響覆蓋區(qū)域電力的供應(yīng)。
（2）系統(tǒng)檢驗(yàn)不到位。在進(jìn)行變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，要經(jīng)過層層的把關(guān)，以保障系統(tǒng)符合變電站實(shí)際的需要。因此變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)工作成為了變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要工作內(nèi)容。但是由于工作人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)內(nèi)容檢驗(yàn)的過程中，缺乏檢驗(yàn)的系統(tǒng)認(rèn)識和知識，經(jīng)常造成系統(tǒng)檢驗(yàn)工作的不到位，導(dǎo)致變電站綜合自動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難以與變電站實(shí)際工作相適配。
1.3 設(shè)備選擇不合理，運(yùn)行管理不完善
變電站綜合自動系統(tǒng)之所以可以進(jìn)行自主運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)智能化工作。主要就是因?yàn)槠湓谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)用了先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)。其中設(shè)備是保障系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要硬件設(shè)施。通過對我國部分變電站綜合自動系統(tǒng)中運(yùn)用的設(shè)備進(jìn)行抽查我們發(fā)現(xiàn)，變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)在設(shè)備方面存在著設(shè)備選擇不合理的問題。所謂的設(shè)備選擇不合理，主要包括二個(gè)方面。
（1）設(shè)備質(zhì)量不合格。我國變電站對設(shè)備的購買和配置有著嚴(yán)格的要求，有關(guān)采購人員應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行購買，一旦以次充好，把關(guān)松動，就會使得我國變電站綜合自動系統(tǒng)難以發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。
（2）設(shè)備缺乏先進(jìn)性。在進(jìn)行變電站自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，有些設(shè)計(jì)人員出于對資金的考慮，或是個(gè)人對設(shè)備的發(fā)展缺乏了解等，造成設(shè)備選擇的落后性，使得一些已經(jīng)過時(shí)淘汰的設(shè)備被應(yīng)用到我國變電站綜合自動系統(tǒng)中去，導(dǎo)致我國變電站工作水平難以得到有效的提升。除了在設(shè)計(jì)階段要明確設(shè)備的選擇外，有關(guān)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對系統(tǒng)運(yùn)行過程中應(yīng)用到的管理制度，管理體系進(jìn)行一定的明確，以方便變電站綜合自動系統(tǒng)投入使用后的管理。但是由于我國大部分的變電站忽視了對管理工作的重視，因此大多數(shù)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，沒有制定出完善的管理制度，使得變電站綜合自動系統(tǒng)管理工作出現(xiàn)缺失，對系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。
1.4 忽視自然因素的影響
自然因素對變電站綜合自動系統(tǒng)有著明顯的影響，在進(jìn)行變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中如果忽視了對自然因素的考量，就會為變電站綜合自動系統(tǒng)帶來一定的安全隱患。而在日常工作實(shí)際中最重要的自然影響因素就是雷擊。由于變電站的物理性質(zhì)難以改變，因此在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，很容易引起雷擊，造成變電站綜合自動系統(tǒng)的損毀，有時(shí)甚至?xí)斐扇藛T的傷亡。
2 針對變電站綜合自動系統(tǒng)存在問題的解決措施
2.1 改良信息處理辦法，建立信息分流機(jī)制
有效的對信息進(jìn)行接收與分析將對我國變電站工作的效率以及工作的質(zhì)量有著重要的推動效果。因此在今后對變電站綜合自動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，有關(guān)人員應(yīng)對變電站綜合自動系統(tǒng)中信息處理存在的問題給予一定的關(guān)注，并積極的對此進(jìn)行解決。首先，有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對信息處理辦法進(jìn)行一定的改良，豐富信息處理的功能。其次，為了對信息進(jìn)行全面掌握，避免重要信息的流失。有關(guān)人員應(yīng)建立起有效的信息分流機(jī)制，對大量的信息進(jìn)行分類化管理。值得注意的是，在進(jìn)行信息分類管理的過程中，一定要注意分流的效率，如果分流時(shí)間過長，即使重要信息被分析出來，也難以起到實(shí)質(zhì)性的作用。
2.2 完善操作系統(tǒng)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)審核
操作系統(tǒng)的完善程度，決定著變電站綜合自動系統(tǒng)的應(yīng)用效果。因此有關(guān)人員應(yīng)在操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上下工夫，從現(xiàn)行操作系統(tǒng)的不足中吸取教訓(xùn)，并將眼光放寬，向其他國家學(xué)習(xí)一些先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)。通過不斷探索與鉆研，設(shè)計(jì)出一套適宜變電站工作的操作系統(tǒng)。同時(shí)，在進(jìn)行變電站操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)堅(jiān)持兩個(gè)基本原則。一是簡單性。所謂的簡單性，就是希望變電站的操作系統(tǒng)在操作的過程中可以簡單易懂，不會為操作帶來太多的阻礙，方便工作人員掌握。二是，穩(wěn)定性。操作系統(tǒng)是決定變電站綜合自動系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，只有保障操作系統(tǒng)的穩(wěn)定，才能使得變電站綜合自動系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中不受影響，不出波動。除了要有效的保障設(shè)備選擇質(zhì)量外，有關(guān)人員還應(yīng)對變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，科學(xué)性進(jìn)行把握，加強(qiáng)對設(shè)計(jì)方案的審核。具體來說，審核應(yīng)該包括單位審核，專家審核，內(nèi)部討論等多種審核方式。
2.3 嚴(yán)格設(shè)備質(zhì)量，完善運(yùn)行管理
在進(jìn)行設(shè)備選擇的過程中，為了杜絕符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備進(jìn)入到變電站綜合自動系統(tǒng)中去。有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對設(shè)備的規(guī)格，質(zhì)量等信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并且要與變電站工作人員進(jìn)行溝通，嚴(yán)格設(shè)備的選擇。同時(shí)，針對變電站綜合自動系統(tǒng)缺乏管理的現(xiàn)象，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)從變電站的全局出發(fā)，結(jié)合系統(tǒng)的運(yùn)行情況，制定出一些符合變電站綜合自動系統(tǒng)運(yùn)行的管理方法。并且在不斷完善設(shè)計(jì)的過程中對管理制度，管理內(nèi)容也進(jìn)行不斷的規(guī)范與補(bǔ)充。
2.4 重視自然因素，制定防雷措施
由于自然因素對變電站綜合自動系統(tǒng)影響巨大，因此在今后的設(shè)計(jì)過程中有關(guān)工作人員應(yīng)將自然因素當(dāng)做重點(diǎn)的考慮要素之一。尤其是在一些自然環(huán)境變化快，雷雨頻發(fā)的地區(qū)，有關(guān)人員更應(yīng)對可能出現(xiàn)影響的各項(xiàng)自然因素進(jìn)行掌握，并積極的制定預(yù)防措施。由于雷擊是最普遍的一種自然影響因素，其對變電站綜合自動系統(tǒng)的破壞力極大，因此有關(guān)人員應(yīng)積極的制定出防雷措施，通過設(shè)計(jì)避雷針，建立避雷網(wǎng)等方式對雷擊進(jìn)行預(yù)防與避免。
3 總結(jié)
綜上所述，要想保障好變電站綜合自動系統(tǒng)的運(yùn)行，首先就要搞好系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，避免系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題的出現(xiàn)。因此有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極的對過往的設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)與整理，找出其中設(shè)計(jì)的不足與缺陷，并對其進(jìn)行完善，通過不斷自我反省，不斷自我發(fā)展的方法，促進(jìn)我國變電站綜合自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】110kV變電站；設(shè)計(jì)方案；優(yōu)化措施
由于我國幅員遼闊，地形復(fù)雜多樣，變電站分布也較為廣泛，因此，很容易受到氣候、地理等諸多因素的影響，這便直接導(dǎo)致了110kV變電站設(shè)計(jì)工作的難度系數(shù)急劇增加，不良的變電站設(shè)計(jì)方案將會使變電站經(jīng)常出現(xiàn)故障，嚴(yán)重的還會引發(fā)安全事故。因此，為了保證110kV變電站正常工作，降低運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)，我們必須要以全新的設(shè)計(jì)理念為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)合理規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)計(jì)，并合理利用每塊土地，從而獲得技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案上的合理性，這也成為了當(dāng)今變電站設(shè)計(jì)工作的重要指標(biāo)。此外，在110kV變電站設(shè)計(jì)工作進(jìn)行當(dāng)中，還要不斷接受最廣泛的建議，在吸收、總結(jié)前人工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)出具有新亮點(diǎn)、新思路、新理念的工作方案，使之充分符合110kV變電站的設(shè)計(jì)初衷。
1 110kV變電站設(shè)計(jì)過程中需要注意的幾點(diǎn)建議
1.1 根據(jù)區(qū)域的具體特點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
在充分了解我國《國網(wǎng)110kV變電站設(shè)計(jì)原則》的大前提下，不斷結(jié)合設(shè)計(jì)地區(qū)的實(shí)際特點(diǎn)完成設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。比如，在我國部分農(nóng)村當(dāng)中應(yīng)用變電站方案的基礎(chǔ)上，我們可以增加其中的內(nèi)橋接線，同時(shí)配電裝置使用GIS技術(shù)，不斷調(diào)整總體平面布局。如果變電站選擇在相對偏遠(yuǎn)的農(nóng)村，出于簡化走廊、出線方向以及架空出線的考慮，我們可以把相關(guān)電壓開關(guān)設(shè)置成L型的單層建筑物；對于小城市變電站的設(shè)計(jì)方案，出于優(yōu)化城市變電站整體性能的考慮，變電站應(yīng)用全戶內(nèi)布局的形式。如果變電站選擇在近鄰市郊地區(qū)進(jìn)行，而且不考慮外觀以及噪音因素的影響下，我們可以使用在變電室屋頂設(shè)置GIS技術(shù)，而在戶外設(shè)置主變的方法。
1.2 優(yōu)化110kV電壓互感器
對于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案而言，110kV電壓互感器通常設(shè)置在電源一側(cè)，然而，110kV變電站大多是終端變，110kV接線又以內(nèi)橋?yàn)橹鳎?xí)慣在橋的兩側(cè)經(jīng)過隔離開關(guān)安裝、設(shè)置電壓互感器，這種方式在保護(hù)、計(jì)量、測量以及電源自投方面均會帶來良好的效果。針對擴(kuò)大內(nèi)橋接線方案進(jìn)行優(yōu)化，則是為了便于自投電源的開展檢測工作，能夠把一組電壓互感器加設(shè)到雙橋之間。
1.3 優(yōu)化10kV無功率補(bǔ)償容量
根據(jù)我國《國網(wǎng)110kV變電站設(shè)計(jì)原則》，10kV無功補(bǔ)償?shù)娜萘繎?yīng)該是主變?nèi)萘康?5%，同時(shí)，每臺主變變壓器需配置兩組補(bǔ)償裝置，并且使用兩臺開關(guān)柜對其進(jìn)行控制，配容性無功補(bǔ)償裝置對于110kV來說，它的主要功能是針對變壓器無功補(bǔ)償裝置完成補(bǔ)償，而絕不是針對負(fù)荷側(cè)的無功損耗實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，同時(shí)在配備無功補(bǔ)償裝置以后，一旦主變壓器承載力達(dá)到最大負(fù)荷值時(shí)，其中的高壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)大于0.95.然而，基于我國當(dāng)前電網(wǎng)中無功污染過于嚴(yán)重，而且存在著較為嚴(yán)重的無功損失情況，所以，在優(yōu)化無功補(bǔ)償容量的過程當(dāng)中，需要適當(dāng)?shù)膶⑵湓黾又髯內(nèi)萘康?0%。例如，當(dāng)主變?nèi)萘繛?0MVA時(shí)，那么無功補(bǔ)償容量應(yīng)為10MVA。
然而，在實(shí)際工作中，我們要注意的事項(xiàng)有：如果改變了原來的補(bǔ)償容量，那么我們需要針對每臺電容器的容量進(jìn)行修改，具體的操作應(yīng)該是，把容量從原來每只200kVar改為334kVar，這時(shí)電容器室的尺寸也應(yīng)出現(xiàn)了相應(yīng)的改變。通常情況下，電容器的投切方法主要是真空接觸器的分組投切，如果變電站有兩臺50MVA的主變，我們需要把電容器室設(shè)置成長為10米，寬為8米的布局。另外，對于設(shè)計(jì)準(zhǔn)則而言，我們要在每組電容器上串聯(lián)抗電率為5%的抗電器，主要用來限制涌流。
1.4 變壓器室散熱通風(fēng)
城市變電站采用的全戶內(nèi)布置中，要高度重視變壓器室的通風(fēng)散熱。在研究內(nèi)部自然通風(fēng)的熱量傳導(dǎo)以及流動機(jī)理時(shí)，還要兼顧到變壓器的結(jié)構(gòu)、變壓器室高度以及變壓器室的排風(fēng)口面積三者之間的關(guān)系。
2 案例分析
2.1 實(shí)際工程規(guī)模
文章以大中城市較為常用的變電站設(shè)計(jì)方案為例，為保證變電站一次設(shè)計(jì)很好的完成接入電力系統(tǒng)，進(jìn)而確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，我們可使用含有GIS的110kV的配電裝置、110kV二回進(jìn)線以及電壓值為10kV的二級電壓。
2.2 設(shè)備的選擇
首先，變壓器選擇高壓側(cè)有載調(diào)壓、油浸式、低損耗、自冷式變壓器。其次，110kV選用GIS戶內(nèi)布置。第三，10kV設(shè)備選擇中置式開關(guān)柜，采用真空斷路器。第四，10kV無功補(bǔ)償容量為（4008+6012）kVar，我們可使用成套分組投切。
2.3 變電站的布置
110kV變電站內(nèi)部應(yīng)設(shè)有一條寬是4米長的環(huán)形運(yùn)輸通道，同時(shí)保證道路拐彎處半徑大于12米，這主要是出于方便主變運(yùn)輸?shù)目紤]。此外，110kV變電站主要使用GIS技術(shù)，總體布局方法均采用戶內(nèi)布置。其中，主體建筑東西長度為52.6米，寬度為23米，配電室樓的高度為14.5米。變電站長和寬均為1.5米，高度為1.4米，室內(nèi)應(yīng)用兩列開關(guān)柜布局。
變電站進(jìn)出線均選用電纜方式，110kV和110kV電纜均布局在10kV配電裝置室下面2.4米高的電纜夾層里，同時(shí)夾層存在兩個(gè)通道，其一是在室內(nèi)的樓梯間，其二是在檢修間內(nèi)。為了防止雷擊，需要在主建筑物頂端設(shè)置避雷帶。
3 結(jié)語
綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，使城市化中需要更多的輸電線路，而變電站正是電力輸送的主要環(huán)節(jié)，因此，優(yōu)化變電站設(shè)計(jì)方案已成為了當(dāng)今國家及社會廣泛關(guān)注的問題之一。此外，在進(jìn)行優(yōu)化110kV變電站設(shè)計(jì)方案時(shí)我們應(yīng)遵循全局觀這一原則，不斷提升變電站的工作性能。
參考文獻(xiàn)：
[1]周宏云，陳宏佑.110kV變壓器中性點(diǎn)過電壓保護(hù)分析[J].變壓器，2008（05）.
[關(guān)鍵詞]自動化；優(yōu)化設(shè)計(jì)；智能化
中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）41-0089-01
第一章、緒論
變電站綜合自動化技術(shù)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)，對變電站內(nèi)的二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。
現(xiàn)有的變電站有三種形式：第一種是傳統(tǒng)的變電站；第二種是部分實(shí)現(xiàn)微機(jī)管理、具有一定自動化水平的變電站；第三種是全面微機(jī)化的綜合自動化變電站。
第二章、變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述
2.1變電站綜合自動化的體系結(jié)構(gòu)
變電站綜合自動化采用自動控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站二次系統(tǒng)的部分或全部功能。為達(dá)到這一目的，滿足電網(wǎng)運(yùn)行對變電站的要求，變電站綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
“數(shù)據(jù)采集和控制”、“繼電保護(hù)”、“直流電源系統(tǒng)”三大塊構(gòu)成變電站自動化基礎(chǔ)。“通信控制管理”是橋梁，聯(lián)系變電站內(nèi)部各部分之間、變電站與調(diào)度控制中心之間使其相互交換數(shù)據(jù)。“變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”對整個(gè)綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制，并向運(yùn)行人員提供變電站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)、接線圖、表格等畫面，使運(yùn)行人員可遠(yuǎn)方控制斷路器分、合閘操作。“通信控制管理”連接系統(tǒng)各部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)和命令傳遞，并對這一過程進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制。
2.2變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式
變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式三種。本次優(yōu)化設(shè)計(jì)采用的是分布分散式結(jié)構(gòu)。
該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是按照變電站的元件，斷路器間隔進(jìn)行設(shè)計(jì)。將變電站一個(gè)斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護(hù)和控制等功能集中由一個(gè)或幾個(gè)智能化的測控單元完成。測控單元相互之間用光纜或特殊通信電纜連接，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積，且具有很高的可靠性，比較好的實(shí)現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護(hù)和擴(kuò)展。
2.3變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)所具有的功能
一、監(jiān)控子系統(tǒng)的功能
監(jiān)控子系統(tǒng)取代了常規(guī)的測量系統(tǒng)，取代針式儀表；改變常規(guī)的操作機(jī)構(gòu)和模擬盤，取代常規(guī)的告警、報(bào)警、中央信號、光字牌等；取代常規(guī)的運(yùn)動裝置等。監(jiān)控子系統(tǒng)功能有：
1.數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集有兩種。一種是變電站原始數(shù)據(jù)采集。原始數(shù)據(jù)直接來自一次設(shè)備。另一種是變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交換或采集。
2.數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)
監(jiān)控子系統(tǒng)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，存儲并更新來自I/O單元及通信接口的全部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；建立歷史數(shù)據(jù)庫，存儲并定期更新需要保存的歷史數(shù)據(jù)和運(yùn)行報(bào)表數(shù)據(jù)。
3.順序事件記錄及事故追憶
4.故障記錄
5.操作控制功能
變電站運(yùn)行人員可通過CRT屏幕對斷路器、允許遠(yuǎn)方電動操作操作的隔離開關(guān)進(jìn)行分、合操作等；為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)還保留人工直接跳、合閘方式，即操作控制有手動和自動兩種控制方式。
6.安全監(jiān)視功能
監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等數(shù)據(jù)要不斷進(jìn)行超限監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)超限，立刻發(fā)出告警，同時(shí)記錄和顯示越限時(shí)間和越限值，另外，還監(jiān)視保護(hù)裝置是否失電，自控裝置是否正常等。
7.人機(jī)聯(lián)系功能
（1）CRT顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤是人機(jī)聯(lián)系的橋梁。
（2）CRT顯示畫面，實(shí)時(shí)顯示各種技術(shù)數(shù)據(jù)。
（3）輸入數(shù)據(jù)，指輸入電流互感器和電壓互感器變比、保護(hù)定值和越限報(bào)警定值、自動控制裝置的設(shè)定值、運(yùn)行人員密碼等。
8.打印功能
9.在線計(jì)算及制表功能
10.運(yùn)行管理功能
運(yùn)行管理功能包括：運(yùn)行操作指導(dǎo)、事故記錄檢索、在線設(shè)備管理、操作票開列、模擬操作、運(yùn)行記錄及交接班記錄等。
二、微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能
微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)功能是變電站綜合自動化系統(tǒng)的最基本、最重要的功能，它包括變電站的主要設(shè)備和輸電線路的全套保護(hù)。
各保護(hù)單元，除具備獨(dú)立、完整的保護(hù)功能外，還具有事件記錄、與系統(tǒng)對時(shí)、存儲多種保護(hù)定值、就地人機(jī)接口、通信、故障自診斷等功能。
第三章、變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
3.1RCS―9600系統(tǒng)構(gòu)成
RCS―9600綜合自動化系統(tǒng)整體分三層，即變電站層、通信層、間隔層，硬件主要由保護(hù)測控單元、通信控制單元、后臺監(jiān)控系統(tǒng)等組成，各單元之間通過現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)進(jìn)行通訊傳遞數(shù)據(jù)。
3.2RCS―9600后臺監(jiān)控系統(tǒng)
一、硬件部分
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用雙機(jī)配置，其中兩個(gè)工作站用于變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控，相互備用。用戶可隨著變電站規(guī)模的擴(kuò)大，逐步發(fā)展擴(kuò)充原有系統(tǒng)。保護(hù)測控單元是硬件的主要部分其中包括：CPU板、交流插件板、液晶顯示面板、電源與開入板、出口繼電器板、通信接口等，
二、軟件部分
軟件部分包括WingdowsNT/2000操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、畫面編輯和應(yīng)用軟件等幾個(gè)部分。
三.保護(hù)測控單元裝置
RCS―9600系列保護(hù)測控單元主要有：電源自投保護(hù)測控單元、變壓器保護(hù)測控單元、線路保護(hù)測控單元、公用信號測控單元、通信控制單元等組成，可以滿足整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的各類保護(hù)需要。
第四章、結(jié)束語
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)將得到更快的發(fā)展。未來的變電站自動化系統(tǒng)也將更完善成熟，逐步實(shí)現(xiàn)變電站的小型化、智能化、無人職守化、提高變電站安全可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；提高變電站的運(yùn)行管理水平，更好的服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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