導語：如何才能寫好一篇標準化變電站建設(shè)方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】110kV變電站;建設(shè);造價對比

1.工程概況

某110kV變電站是國家電網(wǎng)公司標準配送式智能變電站首批投產(chǎn)5項依托工程之一，該變電站全站無常規(guī)建筑物，采用全預(yù)制艙方案，實現(xiàn)安全可靠、技術(shù)先進、節(jié)能環(huán)保、成本最優(yōu)、縮短工期。該站本期建設(shè)規(guī)模為：50MVA變壓器1臺，110kV出線1回，35kV出線3回，10kV 出線8回，主變10kV側(cè)安裝1組3.6Mvar和1組4.8Mvar并聯(lián)電容器。站區(qū)為三列式布置，110kV戶外配電裝置、安全工器具間預(yù)制艙布置在站區(qū)的北側(cè)，3臺主變布置于站區(qū)中部北側(cè)，35kV設(shè)備艙、10kV設(shè)備艙艙1、2共3個預(yù)制艙布置在站區(qū)中部南側(cè)，10kV電容器、接地變成套裝置布置于站區(qū)南側(cè)，二次設(shè)備艙布置于站區(qū)西側(cè)，進站出入口位于站區(qū)西側(cè)，與主變運輸?shù)缆废嘟印?/p>

變電站本期預(yù)制艙總面積為212.2m2，遠景預(yù)制艙面積共345.4m2，比通用設(shè)計110-C-8方案555 m2節(jié)約面積209.6m2。

2.裝配式方案介紹

該110kV變電站創(chuàng)新性采用標準配送式智能變電站建設(shè)，應(yīng)用“兩型一化”理念，采用“標準化設(shè)計、工廠化加工、裝配式建設(shè)”。

2.1 標準化設(shè)計

（1）積極應(yīng)用通用設(shè)計、通用設(shè)備。全面實現(xiàn)設(shè)備型式、回路接線、土建設(shè)計標準化，形成110-C-8方案施工圖深度通用設(shè)計成果。

（2）一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間采用標準化連接，實現(xiàn)二次接線“即插即用”。

（3）支撐“大運行、大檢修”，實現(xiàn)信息統(tǒng)一采集、綜合分析、智能報警、按需傳送。實現(xiàn)順序控制等高級應(yīng)用功能模塊化、標準化、定制化。

2.2 工廠化加工

（1）全站無常規(guī)磚混建筑物，35kV、10kV配電裝置采用預(yù)制艙。構(gòu)筑物主要構(gòu)件，采用工廠預(yù)制結(jié)構(gòu)型式。

（2）保護、通信、監(jiān)控等二次設(shè)備采用“預(yù)制艙式二次組合設(shè)備”。

（3）艙內(nèi)接線及單體設(shè)備調(diào)試均在工廠內(nèi)完成。一、二次集成設(shè)備最大程度實現(xiàn)工廠內(nèi)規(guī)模生產(chǎn)、集成調(diào)試。

圖1 工程建設(shè)周期比較

2.3 裝配式建設(shè)

（1）建、構(gòu)筑物采用裝配式結(jié)構(gòu)，減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”，實現(xiàn)環(huán)保施工，提高施工效率。

（2）一次、二次預(yù)制艙均為鋼框架結(jié)構(gòu)，圍護材料為金邦板，白墻灰頂，外觀統(tǒng)一。

（3）110kV構(gòu)架采用全聯(lián)合單管柱梁構(gòu)架，全法蘭裝配安裝，減少耗鋼量，簡潔美觀。

（4）主變、110kV配電裝置等采用通用設(shè)備基礎(chǔ)，統(tǒng)一基礎(chǔ)尺寸，采用標準化定型鋼模澆制混凝土澆制， 提高了工藝水平。

（5）全站電纜溝采用預(yù)制壓頂、復合無邊框電纜溝蓋板，電纜支架工廠化加工，現(xiàn)場裝配式施工。

（6）1020m2生態(tài)擋墻護坡，采用預(yù)制鋼筋混凝土模塊，現(xiàn)場階梯式吊裝、土方填充，施工簡便快捷。

（7）270m圍墻采用工字鋼立柱和ALC墻板，安裝周期短。

（8）全站采用LED燈照明，節(jié)省站用電，促進節(jié)能減排。

（9）工程建設(shè)推進現(xiàn)場機械化施工，減少勞動力投入，降低現(xiàn)場安全風險，提高工程質(zhì)量。

3.機械、人工投入經(jīng)濟數(shù)據(jù)

該站采用全預(yù)制艙方案，提高智能變電站建設(shè)效率，在標準化設(shè)計基礎(chǔ)上，最大化的實現(xiàn)工廠化加工，裝配式建設(shè)，圍墻、擋墻、護坡、構(gòu)架、支架等構(gòu)筑物采用工廠化預(yù)制，現(xiàn)場裝配，減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”，實現(xiàn)環(huán)保施工，工期僅為90天，極大的提高了智能變電站的建設(shè)效率。

3.1 現(xiàn)場采用機械化施工

本站在土方清運、基坑開挖、管溝修填、商混泵送、艙體就位、構(gòu)架吊裝、擋墻護坡安裝等過程均采用機械化施工;基礎(chǔ)以上無濕作業(yè)，一次設(shè)備、預(yù)制艙安裝，全部實現(xiàn)機械吊裝，施工快捷。

施工機械投入與常規(guī)變電站施工相比，電氣施工增加大型起重機械吊裝各設(shè)備艙，增加50噸汽車吊5個臺班（二次艙、35kV艙、10kV艙、安全工器具間預(yù)制艙就位安裝）。

3.2 勞動力人工投入

施工人員投入：由于本工程比常規(guī)施工工期短，受天氣原因影響，土建與電氣安裝交叉施工，人員比常規(guī)變電站安裝多投入約600工日，詳見表1所示。

表1 各項目工種

序號 重要工序名稱 工種

木工 泥水工 鋼筋工 輔助工 安裝工

1 構(gòu)支架基礎(chǔ)、艙體基礎(chǔ) 25 8 5 30

2 電纜溝 15 8 1 25

3 圍墻、基礎(chǔ)、排水管、護坡基礎(chǔ) 25 10 0 20

4 圍墻安裝 10 12

5 護坡安裝 16 12

6 場地平整 20 20

7 110kV設(shè)備安裝 10

8 主變安裝 14

9 二次電纜敷設(shè)及安裝 16

4.變電站工期工日分析

工程建設(shè)周期：90天，與常規(guī)工程建設(shè)相比節(jié)約210天。土建施工：74天，與常規(guī)工程建設(shè)相比節(jié)約106天。其中，一次/二次預(yù)制艙就位安裝6天，裝配式圍墻施工10天，預(yù)制式生態(tài)護坡施工15天，與常規(guī)施工相比分別節(jié)約24天、20天，10天。電氣安裝：20天，與常規(guī)工程建設(shè)相比節(jié)約70天。其中，預(yù)制電纜、光纜敷設(shè)施工3天，一次預(yù)制艙就位安裝3天，二次預(yù)制艙就位安裝1天，與常規(guī)施工相比分別節(jié)約7天、22天、5天?，F(xiàn)場調(diào)試：9天，與常規(guī)工程建設(shè)相比節(jié)約21天。工程建設(shè)周期比較圖如圖1所示。

5.裝配式變電站各項費用與常規(guī)變電站對比（如表2所示）

表2 裝配式變電站各項費用與常規(guī)變電站對比表

項目名稱 常規(guī)站方案 裝配式方案 增減 主要原因

建筑費 441 789 348 1.原概算設(shè)計按熟地考慮，初設(shè)修編設(shè)計人員根據(jù)工程場地實際情況提出：

1）場地平整：增加土石方12300m3，增加約26萬元;

2）護坡：增加裝配式生態(tài)護坡1000m2，增加約92萬元;

3）地基處理：增加換填毛石混凝土500m3、換填碎石2000m3，增加抽水臺班1300個，增加約62萬元;

4）站外排水溝：原為漿砌毛石，設(shè)計要求更改為素混凝土排水溝，同時增加圍墻邊排水溝264m，坡頂排水溝增加鋼絲網(wǎng)圍欄270m2，增加約68萬元;

2.道路及地坪：站內(nèi)外道路由普通混凝土路面改為瀝青混凝土路面，同時增加站外瀝青混凝土道路90m，增加透水磚地坪面積1875m2，減少人行步道及廣場磚地坪220m2，共增加約24萬元;

3.建筑編制年價差：由于工程量增加及材機價格變化，增加建筑編制年價差約76萬元。

設(shè)備費 1221 1309 88 1）輔助控制系統(tǒng)采用多維圖像監(jiān)控，訂貨價比原概算多100萬元。）取消箱式變，改用#2站用變采用施工變，減少費用12萬元。

安裝費 233 245 12 1）站區(qū)投光燈采用LED，廠家?guī)еЪ?，訂貨價增加7萬元。2）增加3個30米深接地井，費用增加5萬元等。

其他費用 565 718 154 1）建安工程費、設(shè)備費增加，其他費用也相應(yīng)增加。

2）特殊調(diào)試費增加25萬元。

3）站外青賠增加2225平米增加費用22.25萬元。

合計 2460 3060 601

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關(guān)鍵詞：標準配送式；變電站；二次系統(tǒng)；設(shè)計

1引言

為集成應(yīng)用新技術(shù)、 深化標準化建設(shè)；適應(yīng)“大運行”、“大檢修” 要求；提高智能變電站建設(shè)效率；全面提高電網(wǎng)建設(shè)能力。國網(wǎng)公司2013年決定繼續(xù)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(shè)，2014年9月竣工投產(chǎn)。結(jié)合工程特點，總結(jié)配送式變電站設(shè)計中關(guān)鍵二次技術(shù)要點。

2標準配送式變電站技術(shù)特點

配送式變電站遵循“安全性、適用性、通用性、經(jīng)濟性”協(xié)調(diào)統(tǒng)一原則 ，實現(xiàn)安全可靠、技術(shù)先進、節(jié)約環(huán)保、節(jié)地節(jié)資。概括為“標準化設(shè)計、工廠化加工、裝配式建設(shè)”。

（1）標準化設(shè)計

應(yīng)用通用設(shè)計、通用設(shè)備。一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間采用標準化連接，實現(xiàn)二次接線“即插即用”。支撐“大運行、大檢修”，實現(xiàn)信息統(tǒng)一采集、綜合分析、智能報警、按需傳送。實現(xiàn)順序控制等高級應(yīng)用功能模塊化、標準化、定制化。

（2）工廠化加工

建、構(gòu)筑物主要構(gòu)件，采用工廠預(yù)制結(jié)構(gòu)型式。保護、通信、監(jiān)控等二次設(shè)備，按電氣功能單元采用“預(yù)制艙式組合二次設(shè)備”。一、二次集成設(shè)備最大程度實現(xiàn)工廠內(nèi)規(guī)模生產(chǎn)、集成調(diào)試。

（3）裝配式建設(shè)

建、構(gòu)筑物采用裝配式結(jié)構(gòu)，減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”，實現(xiàn)環(huán)保施工，提高施工效率。采用通用設(shè)備基礎(chǔ)，統(tǒng)一基礎(chǔ)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(xiàn)場機械化施工，減少勞動力投入，降低現(xiàn)場安全風險，提高工程質(zhì)量。

3二次設(shè)備布置及預(yù)制式組合二次設(shè)備艙

（1）二次設(shè)備布置

全站僅設(shè)置1面Ⅲ型預(yù)制式二次組合設(shè)備艙，放于配電裝置區(qū)，取消二次設(shè)備室。交直流一體化電源布置于10kV開關(guān)室內(nèi)，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(chǎn)、調(diào)試，整體運輸，減少現(xiàn)場拼柜及柜間布線調(diào)試時間。智能終端合并單元一體化裝置安裝于預(yù)制式智能控制柜內(nèi)，在廠內(nèi)安裝調(diào)試后配送至變電站。

（2）預(yù)制式組合二次設(shè)備艙

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

艙內(nèi)二次設(shè)備按照功能分為站控層設(shè)備模塊、間隔層設(shè)備模塊、通信設(shè)備模塊。預(yù)制艙內(nèi)二次組合設(shè)備，含消防、通風、照明等附屬設(shè)施均在工廠內(nèi)規(guī)模生產(chǎn)、集成調(diào)試、模塊化配送，實現(xiàn)二次接線“即插即用”，有效減少現(xiàn)場安裝、接線、調(diào)試工作，提高建設(shè)質(zhì)量、效率。

4 二次設(shè)備前接線技術(shù)

（1）保護、測控裝置“筆記本式”前接線方案

在保持現(xiàn)有裝置硬件結(jié)構(gòu)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(cè)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(nèi)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(xiàn)有裝置硬件結(jié)構(gòu)改動量小，同時可滿足施工、運行使用需求。但設(shè)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(shè)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(jiān)控裝置、絕緣監(jiān)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(zhuǎn)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(shè)計，模塊本身是熱插拔設(shè)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(guān)信號采集模塊、開關(guān)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(xiàn)前接線方式非常方便。

5預(yù)制電纜及光纜

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

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

6信息一體化及高級應(yīng)用

站內(nèi)信息內(nèi)容應(yīng)規(guī)范化及標準化，采集采取統(tǒng)一命名格式，實現(xiàn)信息分類展示。本站高級應(yīng)用功能由站控層設(shè)備集成實現(xiàn)，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(jīng)濟運行與優(yōu)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(shè)[J].浙江電力，2014（03）.

[2]盛曉云.標準配送式智能變電站建設(shè)實踐[J].通訊世界，2014（1）.

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關(guān)鍵詞：110 kV～220 kV；變電站；土建設(shè)計

近年來，隨著我國經(jīng)濟快速持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，對電力的需求也逐年增加，電力建設(shè)取得了前所未有的發(fā)展。

1變電站土建設(shè)計的主要原則

110 kV～220 kV變電站的土建設(shè)計必須堅持“以人為本”與“可持續(xù)發(fā)展”的設(shè)計理念，每一個方案、模塊化的設(shè)計，應(yīng)當充分考慮各個設(shè)備的選擇、布置的尺寸，每一個問題的解決方案都應(yīng)具有合理性。變電站的土建設(shè)計的基本原則為：安全值得信賴、技術(shù)科學先進、投資客觀合理、標準統(tǒng)一，以及運行智能、高效、可靠的3C綠色電網(wǎng)。

（1）統(tǒng)一性。土建設(shè)計遵循中國南方電網(wǎng)公司110 kV～500 kV變電站標準設(shè)計（2011年版）要求，結(jié)合南方電網(wǎng)的實際情況及運行特點，力求安全、可靠、經(jīng)濟、實用，并融入南方電網(wǎng)的企業(yè)文化內(nèi)涵，體現(xiàn)其企業(yè)文化特征。

（2）可靠性。變電站的設(shè)備正常運行需要土建工程安全可靠的支撐，設(shè)計中的模塊經(jīng)過重新組合后，依然能夠保證變電站電氣設(shè)備安全使用的可靠性。

（3）先進性。變電站的設(shè)備選型應(yīng)當先進合理，站址占地面積較小，并注重環(huán)境保護，土建設(shè)計中的各項經(jīng)濟技術(shù)指標具有先進性。

（4）經(jīng)濟性。安全可靠、技術(shù)先進、造價合理、追求性能價格比最優(yōu)，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(shè)備的壽命周期內(nèi)實現(xiàn)企業(yè)最佳的經(jīng)濟效益。

（5）實效性。建立變電站土建標準化設(shè)計的滾動修訂制度，伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展與技術(shù)進步，對土建設(shè)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(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2 110 kV～220 kV變電站土建設(shè)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(jīng)濟技術(shù)手段論證比選站址建設(shè)的可行性問題，避免出現(xiàn)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(tǒng)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?shù)卣?guī)劃的要求。設(shè)計人員在選址前應(yīng)到當?shù)匾?guī)劃和國土等政府部門收集城市規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃資料，擬建的當?shù)毓I(yè)區(qū)變電站還需收集到工業(yè)區(qū)的相關(guān)規(guī)劃。按照國家土地使用相關(guān)要求，為了建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的電網(wǎng)，對于耕地與經(jīng)濟效益比較高的土地應(yīng)該少占用或者不占用，應(yīng)當盡可能地利用劣地與荒地。對于基本農(nóng)田保護區(qū)，除通過國土部門對土地利用總體規(guī)劃進行調(diào)整外，不得占用基本農(nóng)田。

（2）站址的選擇還要注意周邊環(huán)境的影響。特別要了解清楚選址周圍是否有軍事設(shè)施、通信設(shè)施、機場、導航臺、風景旅游區(qū)等，如果有以上設(shè)施存在，則需按照國家規(guī)程規(guī)范要求，避開安全干擾距離，并應(yīng)獲取相關(guān)部門協(xié)議的批復意見。同時，還要了解站址區(qū)是否存在政府劃定的礦產(chǎn)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(zhì)條件、站用電源、站區(qū)供水水源條件、防洪排水及大件運輸，甚至拆遷賠償?shù)龋彩俏覀冃枰私獾膬?nèi)容。設(shè)計人員應(yīng)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(nèi)澇水位的要求。

2.2 110 kV～220 kV變電站的初步設(shè)計階段110 kV～220 kV變電站初步設(shè)計階段的土建設(shè)計，主要工作是在確定站址位置的基礎(chǔ)上進一步細化，將總平面的布置、豎向的布置、建筑結(jié)構(gòu)以及水工消防等設(shè)計方案進行比較，繼而選出經(jīng)濟合理的設(shè)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(shè)計的總平面布置圖應(yīng)當以電氣專業(yè)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?shù)确矫孢M行優(yōu)化，并根據(jù)規(guī)程規(guī)范對各建構(gòu)筑物進行合理布置。

（2）豎向的布置。根據(jù)電壓等級，結(jié)合設(shè)計規(guī)范，在滿足百年一遇或者五十年一遇洪水位或內(nèi)澇水位的前提下，對現(xiàn)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(qū)的標高應(yīng)當盡量以站區(qū)內(nèi)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(shù)經(jīng)濟方面進行比較，探討采用外購土方或者利用防洪墻等設(shè)計方案。邊坡設(shè)計是豎向布置設(shè)計中很重要的一項任務(wù)。邊坡的高度是場地平整后確定的，其坡率是根據(jù)巖土工程地質(zhì)經(jīng)過實驗并經(jīng)邊坡穩(wěn)定性計算后確定的。根據(jù)邊坡高度可采用擋土墻、護坡或者兩者結(jié)合，屬于高邊坡設(shè)計，需編制專題報告。為了使邊坡穩(wěn)固且不受雨水沖刷，防止水土流失，在坡頂和坡腳應(yīng)設(shè)置截（排）水溝。

（3）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。依據(jù)變電站的設(shè)計規(guī)模，結(jié)合中國南方電網(wǎng)公司標準設(shè)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(huán)境特點，采用南網(wǎng)標準化設(shè)計。

3結(jié)語

本文通過變電站土建設(shè)計過程中的四個設(shè)計階段，說明每個階段設(shè)計的相關(guān)主要內(nèi)容。按照中國南方電網(wǎng)公司標準設(shè)計后，土建設(shè)計的難度系數(shù)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(shè)計內(nèi)容，仍需土建設(shè)計人員抓住關(guān)鍵要點，多多思考，積累設(shè)計經(jīng)驗，根據(jù)不同地區(qū)、地形、地質(zhì)等采取不同設(shè)計方案，才能設(shè)計出合格的產(chǎn)品。

參考文獻：

[1] 中國南方電網(wǎng)有限責任公司.中國南方電網(wǎng)公司110～500 kV變電站標準設(shè)計（2001年版）[S].2011.

篇4

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；繼電保護；IEC61850變電站；

Abstract: Based on digital substation technology, conventional substations are analyzed and put forward the existing problems, and the digital substation construction in the emergence of new problems were discussed.

Keywords: digital substation; relay protection; IEC61850 substation;

中圖分類號：TM411+.4 文獻標識碼：A文章編碼：

引言

目前,在國內(nèi)變電環(huán)節(jié)有常規(guī)變電站和數(shù)字化變電站2大模式。常規(guī)變電站存在著采集資源重復、多套系統(tǒng)并存、廠站設(shè)計和調(diào)試復雜、互操作性差、標準化規(guī)范化不足等問題;數(shù)字化變電站存在著缺乏相關(guān)標準規(guī)范、過程層設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性有待驗證、缺乏相關(guān)評估體系和手段等問題。另外,隨著特高壓電網(wǎng)建設(shè)進入實用化階段,風電、光伏發(fā)電等新能源也將陸續(xù)接入系統(tǒng),因此對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性要求就會更高,同時也對作為智能電網(wǎng)支撐節(jié)點的變電站提出了新的要求。所有這些都影響了變電站生產(chǎn)運行的效率,不利于電網(wǎng)安全運行水平的進一步提高,迫切需要一種新的變電站模式。

智能變電站是科技進步的必然趨勢.正如繼電保護和安全自動裝置的實現(xiàn)原理由最初的電磁型、晶體管型、集成電路型逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的微機型原理一樣,體現(xiàn)了一個從能量型逐步向低功耗非能量型的發(fā)展過程。智能變電站相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用與推廣,進一步證實和延續(xù)了這一發(fā)展規(guī)律。

國際電工委員會提出的變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)的國際標準IEC61850為智能變電站和電力系統(tǒng)信息化提供了全面的建設(shè)規(guī)范.以下以IEC61850 為基礎(chǔ),提出了智能變電站建設(shè)方案。

1、基于IEC61850的智能變電站建設(shè)的可行性分析

1.1 IEC61850解決了信息建模和互操作問題,為智能變電站建設(shè)提供了基礎(chǔ)

IEC61850是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)的唯一國際標準, 共10大類、14個分冊。主要研究分析了4方面的內(nèi)容, 分別是變電站自動化系統(tǒng)專用信息模型、信息交換方法 (即抽象通信服務(wù)接口AS-CI)、抽象通信服務(wù)接口對具體通信模型的映射(即特定通信服務(wù)映射SCSM)、變電站IED的配置.它采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)、面向未來通訊的可擴展架構(gòu), 為智能變電站建設(shè)提供了有力的理論支撐。

基IEC61850的變電站自動化系統(tǒng)和二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議滿足了智能變電站互操作性的要求。在國家電網(wǎng)公司互操作試驗的推動下,基于IEC61850數(shù)字化變電站系統(tǒng)和設(shè)備的研究已取得了較大進展,基于IEC61850 的變電站自動化系統(tǒng)已在諸多變電站投運,而且,國內(nèi)投運的較具代表性的云南110kV 翠峰變電站和內(nèi)蒙古220kV 杜爾伯特變電站在站內(nèi)通信均按IEC61850標準實現(xiàn),可見將IEC61850規(guī)約應(yīng)用于數(shù)字化變電站的各個環(huán)節(jié)都現(xiàn)實可行。

1.2電子式互感器用于擴大數(shù)字化技術(shù)范圍、統(tǒng)一簡化采集源

傳統(tǒng)變電站中是以電磁式互感器和電纜作為主要的信息傳遞通道,存在諸多缺陷和技術(shù)瓶頸。在二次設(shè)備的技術(shù)層面上,目前傳統(tǒng)的電磁型互感器技術(shù)以及二次回路的電纜傳輸模式已經(jīng)落后于當前二次設(shè)備技術(shù)的發(fā)展。而電子式互感器可以從本質(zhì)上解決這些方面的問題, 進一步提高二次系統(tǒng)的可靠性。國內(nèi)電子式互感器實現(xiàn)原理和制造工藝的不斷改進,使得國產(chǎn)設(shè)備已具有較高的性能,而且相關(guān)產(chǎn)品已有多年的掛網(wǎng)運行經(jīng)驗,在云南翠峰、南京六合、蘭州永登等變電站運行情況良好.電子式互感器技術(shù)的日趨成熟為智能變電站的建設(shè)提供了基礎(chǔ)保證。

1.3智能終端技術(shù)促進了一次設(shè)備智能化的實現(xiàn)

目前, 雖然完全智能化的一次設(shè)備系列產(chǎn)品相對較少,但近年來,狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)及具備百兆以太網(wǎng)接口的智能終端的研制和應(yīng)用,使得采用常規(guī)一次設(shè)備+智能終端來實現(xiàn)一次設(shè)備智能化的方案得以應(yīng)用和發(fā)展。

智能終端可就地實現(xiàn)電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測,并通過基于IEC61850標準的通信接口實現(xiàn)與過程層的通信功能。目前,國內(nèi)已有一系列的智能終端設(shè)備,并有一定的運行經(jīng)驗,智能終端設(shè)備可以作為現(xiàn)階段完全智能化的一次設(shè)備選型相對困難時,實現(xiàn)一次設(shè)備智能化和數(shù)字化現(xiàn)實有效的方法。

1.4現(xiàn)有二次設(shè)備技術(shù)能夠滿足智能變電站建設(shè)的發(fā)展和需要

具備光纖以太網(wǎng)接口和IEC61850通信協(xié)議標準的數(shù)字式保護、監(jiān)控、計量和錄波等二次設(shè)備,促進了智能變電站過程層設(shè)備的成型。例如,內(nèi)蒙古220 kV杜爾伯特變電站中已有該類新型數(shù)字式線路保護、變壓器保護、母線保護、測控裝置、遠動裝置等二次設(shè)備投運, 運行狀況穩(wěn)定。

2、智能變電站的技術(shù)特點

1)一次設(shè)備應(yīng)具備高可靠性, 智能化所需各型傳感器或/和執(zhí)行器與一次設(shè)備本體可采用集成化設(shè)計。

2)二次系統(tǒng)一體化。傳統(tǒng)的變電站,繼電保護、自動化、狀態(tài)監(jiān)測等設(shè)備自成體系,且一般根據(jù)一次主設(shè)備進行間隔配置,很大程度上方便了運行和停運檢修。但隨著電網(wǎng)新技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的擴大,按照現(xiàn)有配置方式, 能夠挖掘的潛力十分有限。IEC61850的推出和應(yīng)用,推進了變電站的標準化,使得各類二次設(shè)備以標準的方式建模和通信, 變電站內(nèi)的二次設(shè)備融合成為一種趨勢。

3)簡化接線。ECT和EVT 實現(xiàn)了數(shù)字化輸出,同時借助光纖傳輸,不僅增強了抗干擾能力, 也完全摒棄了傳統(tǒng)互感器的二次交流回路,真正實現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)之間的電氣隔離。由于智能開關(guān)的應(yīng)用,現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的控制與主控室的保護及測控設(shè)備之間已沒有直接的電聯(lián)系.現(xiàn)場的智能開關(guān)單元作為終端設(shè)備接受并執(zhí)行控制命令,各單元之間界限分明,可減少現(xiàn)場繼保工作人員誤接線、誤觸碰等情況.同時也可簡化斷路器控制回路的二次接線設(shè)計,減少繼電保護裝置的I/O插件,提高變電站全生命周期降低成本造價。

4)簡化變電站繼電保護的配置。由于面向變電站事件的通用對象通信技術(shù)的應(yīng)用,可以實現(xiàn)同一標準平臺上的實時信息數(shù)據(jù)共享,提高了繼電保護信息交互的靈活性及便捷性。

3、智能變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

IEC61850標準將智能變電站分為過程層、間隔層和站控層. 基于IEC61850標準的智能變電站系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。各層內(nèi)部及各層之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。整個系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)可以分為站控層和間隔層之間的間隔層通訊網(wǎng)、間隔層和過程層之間的過程層通訊網(wǎng)。

篇5

關(guān)鍵字：IEC61850；關(guān)鍵技術(shù)；改造；改進方案

Study on a new method of Staged Digital Retrofit of Substation based on IEC61850

Abstract: In the early 21st century,the proposition of Smart Grid broke new ground for the power industry around the world.Intelligent Substation,as the physical basis of Smart Grid, would go through the entire process of smart grid construction. The main content of this thesis which has been focused on analyzing and researching the technology of the digitized subsutation, mainly includes: IEC61850, non Conventional Instrument Transformer, the intelligent circuit breaker and so on. innovations of this article are to propose a new structured rehabilitation programs, and programs are compared with the general, and paoposes the improvement paogram .In the end the economic benefit of the digital substation is introduced.

Key words: IEC61850; key technology ;transform; improved plan

0 引言

目前，國內(nèi)數(shù)字化變電站系統(tǒng)的應(yīng)用和實施尚處于探索、起步階段，從數(shù)字化變電站的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和經(jīng)濟效益來分析，拆除原有的常規(guī)變電站而新建數(shù)字化變電站的成本太大，尤其是對于一些剛剛進行完微機綜合自動化改造的變電站，新設(shè)備還沒有產(chǎn)生效能就更換，勢必造成資金的嚴重浪費。因此，對傳統(tǒng)變電站進行數(shù)字化改造將是最佳方案。既有效地利用傳統(tǒng)變電站現(xiàn)有設(shè)備、最大限度地減少投資和工程量，又能充分發(fā)揮數(shù)字化變電站的優(yōu)點，使當前正在運行的傳統(tǒng)變電站過渡到數(shù)字化變電站。本文針對現(xiàn)階段實際情況，提出分階段進行傳統(tǒng)變電站數(shù)字化改造的實施方案[1]。

1 數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)

1.1 IEC61850標準

智能變電站信息共享的基礎(chǔ)首先在于信息的規(guī)范化與標準化，進而實現(xiàn)互操作。IEC61850標準作為變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)的惟一國際標準和電力系統(tǒng)無縫通信體系（變電站內(nèi)、變電站與控制中心之間）的基礎(chǔ)，是變電站信息建模與信息交互的必然選擇[2]。

IEC61850標準與以往的通信規(guī)約相比，有著本質(zhì)的不同。以往規(guī)約主要用于傳輸電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)和一些定值及配置信息，完全基于點表方式，缺乏對變電站系統(tǒng)模型和功能模型的描述，也沒有將系統(tǒng)應(yīng)用與通信技術(shù)進行分層處理，同時還缺乏一致性測試，因此變電站自動化系統(tǒng)的應(yīng)用受到通信技術(shù)的限制，傳輸?shù)男畔⒘科伲一ゲ僮餍圆?，擴展性差。

IEC 61850具有3項基本目標：①真正意義上的互操作；②功能自由分布；③良好的擴展性以適應(yīng)SA和通信技術(shù)的發(fā)展。為實現(xiàn)上述目標，與以往的變電站通信標準相比，IEC 61850體現(xiàn)出如下技術(shù)特征：①功能分層的變電站；②面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ?；③面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述；④變電站配置語言。

1.2 非常規(guī)互感器

非常規(guī)互感器的應(yīng)用是智能變電站技術(shù)體系中重要的一個環(huán)節(jié)。智能變電站內(nèi)新一代的二次裝置支持電壓電流值的小功率信號輸入及數(shù)字信號輸入，以及基于IEC61850標準的過程總線通信技術(shù)的發(fā)展，使得電子式互感器在技術(shù)上有了應(yīng)用的可能性，在實際工程中也具有越來越多的應(yīng)用需求[3]。

國際上將有別于傳統(tǒng)的電磁型電壓/電流互感器的新一代互感器統(tǒng)稱為非常規(guī)互感器(Non Conventional Instrument Transformer，簡稱NCIT)。非常規(guī)互感器依據(jù)其變換原理可以分為有源和無源兩大系列，有源非常規(guī)互感器又稱為電子式電壓/電流互感器(EVT/ECT)，無源非常規(guī)互感器主要指采用法拉第效應(yīng)光學測量原理的互感器，又稱為光電式電壓/電流互感器(OVT/OCT)，見圖1-1：

圖1-1 非常規(guī)互感器

Fig. 1 Non Conventional Instrument Transformer

有源式電子互感器主要指羅柯夫斯基(Rogowski)線圈互感器，簡稱羅氏線圈，又稱為電子式電壓/電流互感器(EVT/ECT)，其特點是需要向傳感頭提供電源，目前成熟產(chǎn)品均采用光纖功能方式。

無源式電子互感器主要指采用光學測量原理的電流互感器，又稱為光電式電壓/電流互感器(OVT/OCT)，其特點是無須向傳感頭提供電源。

篇6

摘 要：隨著我國電力建設(shè)的不斷加快，電力設(shè)計水平也需要不斷加大力度，例如：110～220 kV的設(shè)計和建造就需要對電氣布置、結(jié)構(gòu)形式等土建工程加以規(guī)劃和設(shè)計，需要不斷在先進性、經(jīng)濟性、實用性、安全性上加大研究力度。

關(guān)鍵詞：變電站建站 土建設(shè)計 方案優(yōu)化

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0072-02

隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷加快，持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展需要電力能源的支持，電力建設(shè)得到了前所未有的發(fā)展機遇，同時也面對著巨大的壓力。為了加快建設(shè)，配合城市化建設(shè)步伐和改善城市化建設(shè)環(huán)境，給予城市化建設(shè)巨大的能源支持，需要不斷地對變電站的建設(shè)進行規(guī)劃和設(shè)計，確保變電站的快速擴建的同時，不會影響到周邊居民的正常生活。因此，該文對110～220 kV變電站的土建設(shè)計是具有一定代表性，研究好設(shè)計的原則、選擇階段的可行性研究等工作，對設(shè)計和施工類似工程具有重要的意義。

1 變電站土建設(shè)計之站址選擇

做好變電站土建設(shè)計的原則首先是以人為本，然后是可持續(xù)發(fā)展。110～220 kV的土建設(shè)計理念，對每個方案進行模塊化設(shè)計，是起始的工作，應(yīng)該得到重視。首先對設(shè)備的選擇進行設(shè)計，包括尺寸的布置、方案的設(shè)計等。對站址的設(shè)計要利用經(jīng)濟技術(shù)的手段加以論證，特別是可行性建設(shè)的問題，避免出現(xiàn)重復性建設(shè)，造成浪費，最終達到最佳站址的設(shè)計目的。對變電站站址的選擇，決定了日后系統(tǒng)人員在線路出線的方便操作、合同的合理執(zhí)行等工作能否順利開展，因此，要注意做好以下幾個方面的工作。

第一，φ局返難褚獲得政府的許可，符合政府規(guī)劃的設(shè)計要求。在進行選址的前期要與當?shù)氐囊?guī)劃和設(shè)計主管部門進行意見溝通和收集，特別是對城市規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃的資料要得到一手的材料，將擬建的變電站的情況及時與上級主管部門進行溝通。按照國家土地規(guī)劃的要求進行電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計，本著資源節(jié)約、環(huán)境友好的原則，充分利用土地，避免侵占耕地的情況發(fā)生，還要兼顧經(jīng)濟效益，對劣質(zhì)地和荒地充分利用，保護農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施，通過國土部門的總體規(guī)劃的調(diào)整后，得到站址的最佳選擇結(jié)果[1]。

第二，站址的選擇要考慮周邊的環(huán)境，了解環(huán)境中與選址是否有沖突的地點和設(shè)施，如軍事、通信、機場、導航設(shè)施等，還有風景游覽區(qū)等，也是要考慮的范疇。如果有這些設(shè)施存在，就要按照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，進行合理的規(guī)避，做好安全防控，保持干擾距離，等待相關(guān)部門協(xié)議后再進行施工，尤其是遇到有礦產(chǎn)資源或者歷史文物的時候，更要注意站址的選擇要與上述地點錯開和規(guī)避。

第三，對于客觀因素的影響，如水文、氣象、地質(zhì)等條件，特別是進行站址的現(xiàn)場勘察，勘察的內(nèi)容涉及站區(qū)的供水、電源供應(yīng)、防洪排水、設(shè)備運輸，還有對站址區(qū)域內(nèi)的拆遷情況的了解以及補償費用的計算等。設(shè)計人員選擇的地形一般為平坦、進站道路無障礙、拆遷量少的區(qū)域，而且水源的利用要保證充足和合理，尤其是220 kV等級以上的變電站，對于防洪的要求較高，110 kV以上的變電站對洪水位的年限要求等方面都要進行全面的分析，保證站址的選擇具有可行性、可持續(xù)性[2]。

2 變電站土建設(shè)計之可行性研究

對110～220 kV變電站的可行性研究，包括對土建設(shè)計的工作重點，如占地面積、站址、拆遷賠償、地基處理、地下設(shè)施的施工技術(shù)等眾多內(nèi)容。

第一，站址位置的主變臺數(shù)、總平面布設(shè)、出線回數(shù)等，都是可行性研究的重要內(nèi)容。以南方電網(wǎng)公司的標準化模塊組合的設(shè)計標準來刊，對室外的配電裝備以及建筑物關(guān)系的合理調(diào)配，首先要考慮的是先進設(shè)備和布置工藝的方式，如空間發(fā)展如何能不侵占土地面積，建筑的建造如何能夠?qū)Νh(huán)境不造成破壞，同時又要具有相應(yīng)的功能等；在單體建筑和綜合建筑的建設(shè)上如何能夠在保證規(guī)范建設(shè)的基礎(chǔ)上又能適合變電站的功能建設(shè)要求等。另外，對于變電站建設(shè)中涉及到的雙層出線問題、擋土墻和圍墻的建設(shè)問題、場地的平整問題等，都要考慮施工的環(huán)節(jié)、技術(shù)以及支出的費用等。

第二，在可行性研究上，同樣要充分結(jié)合國土規(guī)劃部門的要求，盡量在站址的建設(shè)和周邊環(huán)境的建設(shè)投資方面進行充分的調(diào)研，盡量選擇靠近能夠利用水源、道路連接短、地形平坦等方面有優(yōu)勢的位置進行建站。

第三，是土建設(shè)計的重要關(guān)注點，還包括對不利于建站的地質(zhì)條件進行建設(shè)，例如：對于地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性、邊坡等做出合理性評價，還要對巖土的物理性質(zhì)等進行勘測，把溶洞、土洞、地下暗河等具有不良影響的地形地貌考慮在內(nèi)，分析危害的后果或者可能帶來不良后果的概率，并提出合理的、有效的防護措施，因此，土建設(shè)計人員擔負的職責是十分繁重而重要的，提出的方案應(yīng)包含對于土層的物理條件以及站址挖填區(qū)的合理化分析等方面[3]。

3 變電站土建設(shè)計之設(shè)計階段

對于變電站的設(shè)計階段的土建設(shè)計，包括的內(nèi)容眾多，如平面的布置、建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計、水工消防的設(shè)計等，應(yīng)在經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)上加強設(shè)計方案的布設(shè)、經(jīng)過多方驗證后方能進行方案的確定。

第一，是總平面的布置，要考慮電氣的布設(shè)、進出線的布設(shè)、電氣的安全距離、消防設(shè)施的優(yōu)化等。

第二，是豎向的布設(shè)，包括電壓等級、設(shè)計規(guī)范，防洪設(shè)施等，利用現(xiàn)有的地形條件，對變電站的排水、場地、邊坡等選擇合理科學的布置方式加以布設(shè)，尤其是防洪防澇的工作，應(yīng)對站區(qū)內(nèi)土石方的平衡方式、技術(shù)施工環(huán)節(jié)等進行合理的設(shè)計，充分利用防洪墻的功能，將之納入到設(shè)計思路中，例如：邊坡的高度設(shè)計，就是豎向設(shè)計中的重要內(nèi)容，將邊坡的高度經(jīng)過穩(wěn)定性計算后與擋土墻等結(jié)合，進行高邊坡的設(shè)計，編制出專題的報告，保證邊坡穩(wěn)定，而且能夠防止水土流失帶來的危險。

第三，是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計。根據(jù)變電站的規(guī)模進行模塊化組合設(shè)計，這是南方電網(wǎng)標準設(shè)計的先進經(jīng)驗，不僅滿足了變電站的功能要求，也符合電網(wǎng)的標準化設(shè)計要求，例如：在抗震能力和空間擴大方面，采用了混凝土框架設(shè)計的方法，同時也找到了電氣設(shè)備安裝的合理性原則[4]。

第四，是施工圖設(shè)計。經(jīng)過初步審查后，找相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，對設(shè)備的尺寸、概算投資數(shù)額等加以整理和計算后，得到了土建的總圖設(shè)計方案和建筑設(shè)計方案。場地采用綠化設(shè)計方案，使用碎石鋪設(shè)，操作小道鋪設(shè)了地面磚，電纜溝的設(shè)計使用了內(nèi)嵌式角鋼包邊的蓋板設(shè)計等。建筑的設(shè)計考慮到了220 kV戶外變電站建筑面積的限制，對通信機房的面積采用了國際標準的建設(shè)要求，建筑外墻的顏色統(tǒng)一為藍、灰、白，外墻門統(tǒng)一采用不銹鋼防盜甲級防火門等。另外，在結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、節(jié)能降耗的設(shè)計上，也進行了專業(yè)化的設(shè)計。

4 結(jié)語

變電站的土建設(shè)計擁有規(guī)范化的設(shè)計階段，每個階段都有相關(guān)的內(nèi)容。隨著技術(shù)的不斷進步，可以說現(xiàn)代的土建設(shè)計的難度系數(shù)在下降，但是土建設(shè)計人員依然要樹立嚴肅、嚴格、高效的意識，對標準化設(shè)計進行深入的思考，多積累設(shè)計經(jīng)驗，有針對性地開展設(shè)計工作，力爭多出合格的優(yōu)秀的設(shè)計產(chǎn)品。

參考文獻

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篇7

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);智能變電站;繼電保護

1.引言

什么樣的變電站算是智能變電站？采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)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(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站[1，2]。智能變電站的概念是隨著智能電網(wǎng)概念的產(chǎn)生而提出的，它是智能電網(wǎng)的重要組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是作為智能電網(wǎng)的變電一環(huán)出現(xiàn)的，更形象的來說它是智能電網(wǎng)的一個最重要、最關(guān)鍵的“終端”，智能電網(wǎng)提供數(shù)據(jù)和控制對象等功能均由其承擔，而且智能變電站還為智能電網(wǎng)的信息化、自動化、互動化提供技術(shù)基礎(chǔ)。曾經(jīng)有多個的數(shù)字化變電站采用IEC61850標準作為試點科研，為智能變電站的發(fā)展提供了經(jīng)驗。從目前智能電網(wǎng)的發(fā)展前景來看，統(tǒng)一規(guī)劃、科學設(shè)計的智能變電站是建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的重要保障。

2.智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范

《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設(shè)”的原則制定。本規(guī)范完善了智能變電站繼電保護的應(yīng)用，加快了建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的步伐，提高了智能變電站建設(shè)效率和效益。本規(guī)范只對智能變電站繼電保護的特殊之處進行統(tǒng)一規(guī)范，除此之外還應(yīng)滿足國調(diào)六統(tǒng)一標準化設(shè)計的相關(guān)規(guī)定。本規(guī)范從指導工程應(yīng)用的角度出發(fā)，是對《智能變電站技術(shù)導則》等相關(guān)規(guī)范繼電保護部分的細化、補充和完善。

繼電保護技術(shù)應(yīng)用的研究與探索應(yīng)以進一步提高保護的性能和安全可靠性為目的。不能為了智能化而智能化，繼電保護的智能化必須服從保護的“選擇性、快速性、靈敏性和可靠性”。

從規(guī)范看出，典型220kV電壓等級的繼電保護及與之相關(guān)的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)按照雙重化原則進行配置，雙重化配置的繼電保護也有諸多要求。

（1）每套獨立的保護裝置對有可能發(fā)生的所有類型的故障應(yīng)都能處理。而且兩套獨立的保護之間不應(yīng)存在任何電氣聯(lián)系，一套保護出現(xiàn)問題或退出時，另一套保護仍能正確處理故障;兩套保護的采樣值（電壓、電流）應(yīng)分別來自相互獨立的合并單元;電子式互感器兩套獨立的二次采樣系統(tǒng)應(yīng)與雙重化配置的合并單元一一對應(yīng)，每路采樣系統(tǒng)應(yīng)用雙A/D系統(tǒng)，每個合并單元輸出兩路數(shù)字采樣值應(yīng)由同一路通道進入一套保護裝置。保護采用點對點直接采樣，采樣同步不依賴于外部時鐘，本間隔的斷路器位置也采用點對點方式。智能變電站可以不采用電子式互感器，繼電保護裝置采用就地安裝方式時，就適合采用常規(guī)互感器，而且采用電纜跳閘。

（2）雙重化配置保護使用的SV（GOOSE）網(wǎng)絡(luò)也必須相互獨立，當一個網(wǎng)絡(luò)癱瘓或退出時不應(yīng)影響另一個網(wǎng)絡(luò)的運行。SV網(wǎng)絡(luò)可以進行采樣值得傳輸;繼電保護之間閉鎖、失靈啟動等信息通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)方式傳輸，還有一些保護采用網(wǎng)絡(luò)方式跳閘，間隔間的斷路器位置也是采用網(wǎng)絡(luò)方式。同一裝置接入不同網(wǎng)絡(luò)時，有可能相互干擾，因此裝置內(nèi)部各網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口控制器也必須完全獨立。

（3）兩套保護的跳閘回路應(yīng)分別對應(yīng)兩個獨立的智能終端，兩個智能終端也分別對應(yīng)斷路器的兩個跳閘線圈;對于單間隔的保護應(yīng)直接跳閘，涉及多間隔的保護（母線保護）也宜直接跳閘。在特殊情況必須采用其他方式跳閘時，保護必須滿足快速性和可靠性的要求。

（4）雙重化的線路縱聯(lián)保護也應(yīng)具備兩套獨立的通信設(shè)備，以及自己獨立的電源;兩套保護的相關(guān)設(shè)備（電子式互感器、合并單元、智能終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、跳閘線圈等）的直流電源也應(yīng)一一對應(yīng)。

（5）保護宜獨立分散、就地安裝。這對保護裝置本身和運行環(huán)境都有嚴格要求。保護設(shè)備就地安裝時，應(yīng)置于開關(guān)柜、GIS匯控柜或智能控制柜內(nèi)。柜內(nèi)溫度應(yīng)介于-25℃～70℃之間。

3.220kV變電站雙母線接線型式繼電保護實施方案

3.1 220kV 線路保護

220KV的線路傳輸功率較大，并且傳輸距離較長，對系統(tǒng)安全穩(wěn)定影響很大。220KV母線上線路的典型配置方案如圖1所示，每回線路應(yīng)配置兩套不同廠家的包含有完整的主、后備保護功能的線路保護裝置。配置的保護應(yīng)使用主、后一體化的保護裝置，合并單元、智能終端均應(yīng)采用雙套配置，線路上的ECT 為合并單元提供電流，母線上的EVT為母線合并單元提供電壓，然后母線合并單元通過點對點方式轉(zhuǎn)接給間隔合并單元。從圖1中可看出，合并單元、智能終端與保護直接相連，可以實現(xiàn)直接采樣和直接跳閘。對于啟動母差失靈功能和母差保護動作遠跳功能等跨間隔信息采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。

圖1 220kV 線路保護（單套）配置方案

3.2 母線保護

在電力系統(tǒng)中，母線將配電裝置中的各個載流分支回路連接在一起，起著匯集、分配和傳送電能的作用。母線保護按雙重化進行配置，包括各間隔的合并單元、智能終端均采用雙重化配置。單套保護的配置方案如圖2所示。采用分布式母線保護方案時，各間隔合并單元、智能終端以點對點方式接入對應(yīng)子單元。母線保護與其他保護之間的聯(lián)閉鎖信號（失靈啟動、母聯(lián)（分段）斷路器過流保護啟動失靈、主變保護動作解除電壓閉鎖等）采用GOOSE 網(wǎng)絡(luò)傳輸。

圖2 220kV 母線保護（單套）配置方案

3.3 變壓器保護

變壓器是電力系統(tǒng)電壓升高和降低的元件，造價昂貴。為維護設(shè)備齊安全，一般會配備四種保護功能，其中220KV及其以上變壓器保護要按照雙重化進行配置，每套保護包含著完整的主、后備保護功能的變壓器保護裝置。變壓器各側(cè)都對應(yīng)著各自的合并單元、智能終端。圖3為主變保護（單套）配置方案。從圖中可以看出，變壓器保護也是直接采樣，直接跳閘。變壓器保護跳母聯(lián)、分段斷路器及閉鎖備自投、啟失靈等可采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)方式，此方式還可接收來自失靈和母差屏的跳閘命令。非電量保護是就地直接電纜跳閘，單套配置，就地布置，變壓器本體智能終端負責將非電量動作報文和調(diào)檔及接地刀閘控制信息上傳至GOOSE網(wǎng)絡(luò)。

圖3 220kV 主變保護（單套）配置方案

3.4 220kV 母聯(lián)（分段）保護

母聯(lián)（分段）保護與線路保護類似，而且結(jié)構(gòu)更為簡單。跳閘方式與線路保護一樣，通過相互獨立的GOOSE網(wǎng)絡(luò)和SV網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)跨間隔的數(shù)據(jù)傳輸。

最后，對于220kV及以上變電站，為了防止同一設(shè)備跨不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)，防止同一設(shè)備跨接雙網(wǎng)，按電壓等級和網(wǎng)絡(luò)配置故障錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析裝置。為了便于事故分析，主變宜單獨配置故障錄波器。當SV或GOOSE接入量較多時單個網(wǎng)絡(luò)可配置多臺裝置。存在故障錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析裝置跨接不同電壓等級問題時，應(yīng)采用獨立的數(shù)據(jù)接口控制器。

4.結(jié)束語

智能變電站是數(shù)字化變電站的升級和發(fā)展，數(shù)字化變電站的功能是智能變電站發(fā)展的基礎(chǔ)。與數(shù)字變電站相比，智能變電站能夠完成比數(shù)字變電站范圍更寬、層次更深、結(jié)構(gòu)更復雜的信息采集和信息處理。智能變電站設(shè)備具有信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化、狀態(tài)可視化等主要技術(shù)特征，符合易擴展、易升級、易改造、易維護的工業(yè)化應(yīng)用要求。智能變電站技術(shù)方案不僅很好的解決了數(shù)字變電站所存在的諸多缺陷，同時消除了變電站內(nèi)的信息孤島，提供了統(tǒng)一斷面全景數(shù)據(jù)采集，為電網(wǎng)的智能化打下了良好的信息基礎(chǔ)，為智能電網(wǎng)的分析、決策系統(tǒng)提供了信息及功能支撐[3]。智能變電站是變電站自動化技術(shù)的發(fā)展必然趨勢。智能變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的核心環(huán)節(jié)，基于以上背景和思考，有必要開展對智能變電站新技術(shù)條件下繼電保護的新原理、組織模式、架構(gòu)體系的研究，解決智能變電站技術(shù)發(fā)展、實施及推廣過程中關(guān)鍵性技術(shù)要素和難點，滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對于繼電保護專業(yè)的要求，確保繼電保護專業(yè)技術(shù)發(fā)展方向的正確性、科學性以及前瞻性[4]！

參考文獻

[1]國家電網(wǎng)公司.智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范：Q/GDW441-

2010 [S/OL].[2010-04-27].

[2]國家電網(wǎng)公司.110（66）kV～220 kV智能變電站設(shè)計規(guī)范： Q/GDW393-2009[S].北京：中國電力出版社，2010.

篇8

1．變電站建設(shè)的時間周期變電站

由于建設(shè)規(guī)模的不同其建設(shè)周期也有所不同，針對建設(shè)目標規(guī)劃，進行合理的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)?？刂?，建立可行性的電網(wǎng)施工建設(shè)審計報告，針對國家資源的使用效率，合理的安排國家變電站的建設(shè)施工周期，從而保證合理的投產(chǎn)時間內(nèi)完成有效的變電站建設(shè)。一般在2至3年內(nèi)，可以實現(xiàn)變電站的正常施工供電效果，保證正常工程周期建設(shè)的同事，不耽誤相關(guān)的變電站使用質(zhì)量。

2．資金投資較大、建設(shè)質(zhì)量要求

高變電站的建設(shè)在實際的投資建設(shè)中因其特殊的建設(shè)施工特點，與后期的變電施工管理有密切的關(guān)系，因此在前期的施工投資來說較多，在施工的各個環(huán)節(jié)都需要大量的資金支持，從而完善自動化系統(tǒng)設(shè)備建設(shè)過程。為了保證電力資源可以被各行業(yè)人們所使用，變電站的良好質(zhì)量運行狀態(tài)是較為核心的問題。提高電力變電站施工的質(zhì)量，保證變電站在施工設(shè)計、施工安裝、施工質(zhì)量驗收和維護等各個方面的施工標準，從而實現(xiàn)合理的施工竣工驗收過程，投產(chǎn)運行實現(xiàn)合理的變電站電網(wǎng)安全運行，這對于變電站的各方面施工要求都很高，在合理的風險評估安全下，實現(xiàn)合理的變電站安全調(diào)控，保證有效化的施工安全管理過程。

3．變電站的收益回籠長

由于變電站的基礎(chǔ)性建設(shè)需要長期的、高質(zhì)量的施工要求，為了保證良好的施工投產(chǎn)效果，我國的電力公司對于各類輸電配送用戶的電費收取都采用先償還施工貸款，而后期的電費與施工費用之間的這樣一種轉(zhuǎn)換是需要長期的變化過程，變電站的收益不能用費用來衡量，而是要以長遠的眼觀，分析變電站可以帶給一個地區(qū)，甚至幾個地區(qū)之間輸配電的效果。

二、變電站的施工管理

施工管是依據(jù)變電站施工的工程建設(shè)基本要求，重點關(guān)注工程項目的施工質(zhì)量控制過程，從而提高施工過程中相關(guān)環(huán)節(jié)的有效控制過程，保證合理的施工質(zhì)量管理，實現(xiàn)多項目角度的施工質(zhì)量控制。保證施工前、施工過程中、施工后的各種施工質(zhì)量問題的有效管理，提高安全意識風險投資管理過程，制定施工狀態(tài)控制過程，保證整體施工效果的合理性，實現(xiàn)快速合理的高效變電站施工建設(shè)管理

1．施工管理前的準備工作合理的控制

施工前的施工質(zhì)量，保證施工產(chǎn)品原料、相關(guān)機械配件、半成品原料等各種內(nèi)容的管理，提高設(shè)備維護和產(chǎn)品質(zhì)量標準的審查工作，制定合理的施工組織方案，提高新產(chǎn)品、新激素的開工審查過程，保證整體施工現(xiàn)場的施工作業(yè)的安全性和技術(shù)合理性，從而提高施工管理人員的培訓管理過程，保證施工建設(shè)中各個施工過程的嚴格控制要求，從而完善施工前的相關(guān)準備工作。

2．施工中的施工過程分析

根據(jù)施工中的相關(guān)施工建設(shè)過程進行合理的工程分析，對相關(guān)的施工標準程序進行質(zhì)量控制，對變電站的各個施工過程進行優(yōu)先處理，保證施工材料的供給合理性、提高施工過程的正常運轉(zhuǎn)，制定良好的材料標準分析過程，提高工程的成本控制管理過程，從而建立良好的材料管理過程控制，采用證件檢查和進場驗收的方法控制施工質(zhì)量，保證供應(yīng)商供貨渠道和供貨質(zhì)量，嚴格按照施工質(zhì)量進行標準化施工驗收，提高施工過程中人員的基本素質(zhì)意識管理，從而保證施工的整體質(zhì)量控制。

3．施工后期的質(zhì)量控制

根據(jù)施工的竣工驗收情況進行質(zhì)量控制管理，對施工質(zhì)量控制標準、產(chǎn)品運行合格標準等各項內(nèi)容進行分析，制定合理的施工狀態(tài)分析過程，對不合理的施工工程進行返工處理，及時進行安全保護意識管理，制定良好的安全管理體系，實現(xiàn)快速的安全監(jiān)管過程，對各類安全防護措施進行合理的評價，從中尋求較為合理的施工改進方案，從而有效的降低施工安全事故發(fā)生的比例。

4．制定合理的施工進度管理

保證風險投資程度根據(jù)施工發(fā)展過程進行施工進度控制，采用合理的施工進度管理過程，完善相關(guān)的施工進度，對施工中可能出現(xiàn)的各類建筑問題進行合理的分析，及時對不合理或不得到的施工問題進行處理，對施工中各個環(huán)節(jié)的內(nèi)容進行作業(yè)分析，確保施工進度的合理性。逐步降低施工的管理風險，保證有效的建設(shè)可行性方案的研究過程，建立良好的風險監(jiān)督控制管理機制，進行定期風險管理投資分析，從而逐步糾正施工過程中的監(jiān)管問題，保證管理目標的合理實現(xiàn)。

三、結(jié)語

篇9

關(guān)鍵詞：超高壓變電站自動化系統(tǒng)模式方案策略

本文的目的在于通過對超高壓變電站自動化系統(tǒng)中集中模式、相對分散模式、分層分布分散模式等主要結(jié)構(gòu)模式的介紹以及幾個典型工程的實踐經(jīng)驗，提出在系統(tǒng)集成、面向?qū)ο?、標準化、通信通道、抗干擾等方面需要注意的問題，并總結(jié)了一種綜合考慮了可靠性、靈活性、經(jīng)濟性、可維護性等因素的典型系統(tǒng)方案，該結(jié)構(gòu)模式能夠適應(yīng)目前絕大多數(shù)工程的需要。同時，本文還對超高原變電站自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)安全和通信方式等相關(guān)技術(shù)發(fā)展的新動向，以及發(fā)展超高壓變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)采取的策略進行了探討。

1、概述

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)和命脈，我國對電力工業(yè)的發(fā)展一直非常重視。目前,兩網(wǎng)改造接近尾聲，取得了顯著的效果；已經(jīng)啟動的為西部大開發(fā)和東部經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的“西電東送”，又掀起了新一輪的電力建設(shè)；三峽工程建設(shè)正如火如荼；以330KV/500KV為主網(wǎng)架的大區(qū)電網(wǎng)已經(jīng)形成，全國聯(lián)網(wǎng)的序幕已經(jīng)拉開，更高電壓等級的輸電線路正在緊張地規(guī)劃和前期準備。我國電力建設(shè)已經(jīng)進入一個全新的建設(shè)和發(fā)展階段。

在這些電力建設(shè)工程中，超高電壓等級（220KV/330KV/500KV，以及將出現(xiàn)的750KV）變電站自動化系統(tǒng)占有重要的地位。有關(guān)部門對此也極為重視，專門出臺了超高電壓等級變電站自動化系統(tǒng)的模式化方案并推廣實施。筆者在模式化方案實施的基礎(chǔ)上，結(jié)合實施過程中的經(jīng)驗體會和有關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展，通過對改進方案的說明，試圖對超高壓變電站自動化系統(tǒng)在以后的發(fā)展模式再作探討。

關(guān)于超高壓變電站自動化包含的內(nèi)容、應(yīng)具備的主要功能、實施的原則等內(nèi)容，筆者在《簡論超高壓變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展策略》[1]一文中已作過說明，在此不再贅述。

2、目前超高壓變電站自動化系統(tǒng)采用的主要模式

超高壓變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式從早期的以集中為主，發(fā)展到現(xiàn)在的以相對分散和分層分布分散為主，經(jīng)歷了一個探索、改進和完善提高的過程，在模式設(shè)計和實際的工程建設(shè)中都有應(yīng)用。

所謂集中模式，指的是保護、監(jiān)控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置，各模塊從物理上聯(lián)系較弱甚至毫無聯(lián)系。早期的系統(tǒng)，包括許多引進的產(chǎn)品，主要采用這種結(jié)構(gòu)模式，目前仍有為數(shù)不少的這樣的系統(tǒng)在運行。

相對分散模式，指的是自動化系統(tǒng)設(shè)備按站內(nèi)的電壓等級或一次設(shè)備布置區(qū)域劃分成幾個相對獨立的小區(qū)，在該小區(qū)內(nèi)建設(shè)相應(yīng)的設(shè)備小室，保護、監(jiān)控等設(shè)備安裝于設(shè)備小室中，主站通信控制器、直流、錄波等設(shè)備仍集中安裝在控制室，各小室之間以及與控制室之間均通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。這種模式從90年代后期開始得到大量應(yīng)用。

分層分布分散模式亦即全監(jiān)控，指的是參照中低壓變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式，除主變、母線和高壓線路的保護測控、中央信號、通信仍采用集中組屏外，出線、電容器的保護、監(jiān)控等設(shè)備完全按設(shè)備間隔安裝于就地的設(shè)備小室或直接安裝在一次設(shè)備上，各模塊之間采用標準局域總線和通信規(guī)約互聯(lián)。當然，也可按集中組屏的方式安裝這些模塊。這種模式在最近有迅速發(fā)展的勢頭。[2]

隨著新技術(shù)的發(fā)展、新標準的制訂、新應(yīng)用需求的提出，還會出現(xiàn)與之相適應(yīng)的新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。

3、超高壓變電站自動化系統(tǒng)建設(shè)中需注意的問題

根據(jù)工程實踐，筆者認為在超高電壓變電站自動化系統(tǒng)的建設(shè)中，需要對以下幾個方面給予特別的注意。

（1）在系統(tǒng)集成方面，應(yīng)更強調(diào)功能集成、模塊協(xié)調(diào)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、資源共享，除了因可靠性要求外，要減少一切不必要的冗余，以提高系統(tǒng)的運行可靠性和性價比。

（2）對減少建設(shè)投資的考慮，應(yīng)從減少占地、減少二次連接電纜、減少裝置數(shù)量、減少每個裝置中所用元器件數(shù)量、減少人員、降低后續(xù)的維護費用等方面綜合考慮，才能全面反映出采用新型設(shè)備所取得的經(jīng)濟效益。

（3）對于面向?qū)ο髥栴}，需對對象有統(tǒng)一明確的定義。面向變電站、面向電壓等級、面向設(shè)備間隔、面向物理監(jiān)控對象等不同的基點，會產(chǎn)生不同的設(shè)計思想，從而會引起系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完全不同。

（4）關(guān)于系統(tǒng)的標準化問題，不僅通信接口硬件、通信規(guī)約要標準化，而且模塊的物理結(jié)構(gòu)尺寸、接線端子也要盡量標準化，以利于系統(tǒng)未來的擴容升級改造。

（5）對于系統(tǒng)的診斷，需要診斷軟件能夠迅速定位和隔離故障，并增加設(shè)置專用“黑盒子”，避免再出現(xiàn)類似二灘電廠那樣的大事故卻無法追蹤的尷尬局面。

（6）直接采用數(shù)字載波、數(shù)字微波、光纖等高速數(shù)據(jù)通信通道，徹底避免數(shù)字通道模擬使用、高速通道低速使用的弊端。光纖通道由于具有：可靠性高、抗干擾能力強、傳輸頻帶寬、通信容量大、傳輸衰耗小、通信距離遠、傳輸速度快、體積小、重量輕、敷設(shè)方便等優(yōu)點應(yīng)優(yōu)先考慮采用。

（7）關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)中保護壓板的設(shè)置問題，應(yīng)考慮盡量減少硬壓板而采用軟壓板，保護投退可全部采用軟壓板。當然，保護出口回路仍必須采用硬壓板。

（8）低周減載功能應(yīng)智能化，結(jié)合時間定值、負荷性質(zhì)、負荷容量等從系統(tǒng)級綜合考慮。

（9）對小電流接地選線功能，若完全分散完成則降低了選線的準確性，傳統(tǒng)的完全集中又過多地占用了硬件資源，所以應(yīng)采用數(shù)據(jù)共享法來保證準確性和低造價。

（10）電壓無功綜合控制功能，應(yīng)由系統(tǒng)完成，而不考慮另配置專門的功能單元。

（11）系統(tǒng)設(shè)備的維護問題，應(yīng)提倡現(xiàn)場模塊級維護，對故障模塊進行更換，盡量避免現(xiàn)場的元件級維護。

（12）系統(tǒng)干擾主要有輻射干擾和傳導干擾，長導線易引起傳導干擾，所以要盡量減少電纜長度，要符合電器設(shè)備電磁兼容性國際標準國家標準行業(yè)標準。輻射干擾對系統(tǒng)的影響則比較有限。

（13）直流電源的配置方式需給以充分考慮。保護監(jiān)控就地分散安裝后，直流電源供電電纜成了主要的傳導干擾源，因此其配置方式就成了抗干擾的瓶頸。

（14）SCADA實時數(shù)據(jù)、電量計費數(shù)據(jù)、保護數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)等盡量統(tǒng)一規(guī)約，統(tǒng)一通道，統(tǒng)一時標。

（15）事故總信號最好由保護系統(tǒng)的中心管理模塊統(tǒng)一集中產(chǎn)生，

（16）保護遠方復歸-自動化系統(tǒng)須考慮遠方復歸功能，但運行單位可根據(jù)當?shù)氐囊?guī)定選擇投入或退出以及屏蔽。

（17）主變主保護高中低壓后備保護非電量保護從硬件上應(yīng)結(jié)合成一體，由于共用一套出口回路，如果分開設(shè)置相互之間連線太多，而且操作箱出口故障時后備也起不到后備作用。

當然，在工程建設(shè)中還會出現(xiàn)一些新的問題，需要進一步探討解決。

4、一種典型的超高壓變電站自動化系統(tǒng)方案

按照全國電力調(diào)度“十五”規(guī)劃的要求，電力自動化系統(tǒng)要實現(xiàn)主干通道光纖化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、電網(wǎng)調(diào)度智能化、運行指標國際化、管理手段現(xiàn)代化的目標。在此總的要求下，結(jié)合多種模式站的優(yōu)點，提出一種超高壓變電站自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，簡述如下，其結(jié)構(gòu)見圖一。

由于綜合考慮可靠性、靈活性、經(jīng)濟性、可維護性等因素，超高壓變電站主接線形式一般按500KV進線采用3/2接線、200KV出線采用雙母線單分段帶旁路接線、35KV出線采用單母線的結(jié)構(gòu)。[3]本方案即是基于這種接線方式而總體考慮的，當然也能適應(yīng)其各種變形。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖一所示。

整個系統(tǒng)的設(shè)計思想是分布分散或相對分散，即220KV/35KV的測控保護可按設(shè)備間隔或電壓等級分散安裝，當然也可以集中布置。系統(tǒng)的設(shè)計目標是最大限度地提高抗干擾能力，尤其是防止由傳導引起的干擾。

整個系統(tǒng)采用三級總線結(jié)構(gòu)。站級總線采用標準高速以太網(wǎng)絡(luò)，10MB/100MB/1GB自適應(yīng)，并兼容即將推出的10GB以太網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)，提供了高速的當?shù)厝藱C交互手段和完善的SCADA功能；設(shè)備級采用標準10MB以太網(wǎng)，比傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線從傳輸速率上提高了幾個數(shù)量級，為模塊間提供了通暢的數(shù)據(jù)高速公路，為多個上級調(diào)度中心提供了充裕的數(shù)據(jù)通道，且為直接接入廣域網(wǎng)提供了便利手段；間隔級采用已經(jīng)業(yè)界驗證過的QSPAN總線，這是一種增強的PCI總線，既滿足可靠性要求，又照顧了通用性。各級總線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議均采用TCP/IP。

系統(tǒng)的通信管理模塊DEP-MTU采用主備結(jié)構(gòu)，CPU為MOTOROLA的68360，另配置大容量的ROM/RAM，最多可配置32個RS-232/422/485串口，能夠同時處理數(shù)十種不同類型的通信規(guī)約。

系統(tǒng)的測控模塊DEP-GTU直接通過單/雙以太網(wǎng)通信，2個以太網(wǎng)接口，2個RS-232接口，1個RS-485接口，CPU采用摩托羅拉公司的高性能32位68360，并配置2MBFlashEPROM和8MBDRAM，交流采樣采用TI公司的高級DSP芯片，模塊除具備測量、信號、控制、調(diào)節(jié)、脈沖累加、網(wǎng)絡(luò)通信、串口通信等常規(guī)功能外，還專門考慮了處理和電流的功能，完全適應(yīng)3/2接線的要求，無須再作其它特殊考慮。僅修改設(shè)置參數(shù)，就可配置成同期單元，無需另配專門模塊。

系統(tǒng)“黑盒子”采用專門設(shè)計的模塊，CPU采用摩托羅拉公司的高性能32位68360，并配置16MBEPROM、32MBDRAM存貯器，能夠保存最近的30000條完整的系統(tǒng)訪問記錄。同時，它還具有極強的物理特性，防火、防水、防震、防塵、抗砸、抗壓、抗10000伏高電壓長時間沖擊。

5、超高壓變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展的新動向

隨著微電子技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，近年來超高壓變電站自動化系統(tǒng)在以下幾個方面都有不同程度的進展。

5．1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：

由傳統(tǒng)的單一的集中模式向與相對分散式、分層分布分散式多種體系結(jié)構(gòu)模式轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的面向單個測量、控制對象向面向電網(wǎng)元件（如進線、出線、變壓器、母線、電容器等）轉(zhuǎn)變，由各功能單獨考慮向系統(tǒng)功能綜合考慮轉(zhuǎn)變，由一味強調(diào)功能全面向更強調(diào)功能實用和高可靠性轉(zhuǎn)變。

5．2總線結(jié)構(gòu)：

無論是模塊級、間隔級還是站級，均由專用、低速向通用、標準化、高速轉(zhuǎn)變，原來采用的位總線、LonWorks、CAN、FF等現(xiàn)場總線統(tǒng)一向以太網(wǎng)轉(zhuǎn)變，這從國際電工委員會（IEC）即將推出的IEC61850系列正式標準中也可看到這個趨勢。

傳統(tǒng)的PLC技術(shù)不能滿足日趨增長的對分布式實時控制性能的要求，傳統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)也是如此。經(jīng)長期實踐證明，在所有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，以太網(wǎng)技術(shù)是至今最理想的選擇，主要原因是：

（1）它充分考慮了今后的發(fā)展需要，具有高傳輸速率和自適應(yīng)，目前能達到10MB/100MB/1GB的速率，10GB以太網(wǎng)也即將面世；

（2）高傳輸安全性和可靠性以及集線器技術(shù)的完善和確定性；

（3）幾乎不需考慮網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，非常靈活；

（4）傳輸物理介質(zhì)多樣，:雙絞線、光纖、同軸電纜甚至無線通道都可容納；

（5）集線器的應(yīng)用可不需考慮網(wǎng)絡(luò)的擴展；

（6）以太網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)建立起一種業(yè)界的標準，亦即一個新的工控總線標準；

（7）全面與最前沿的IT技術(shù)接軌，出現(xiàn)了被稱之為“世界標準”的TCP/IP技術(shù)的應(yīng)用；

（8）能滿足低成本高性能面向未來的開發(fā)的需要。

5．3信息共享度：

保護監(jiān)控功能以及數(shù)據(jù)共享從邏輯上的結(jié)合越來越緊密，物理上的結(jié)合也將隨著光電傳感技術(shù)的不斷發(fā)展和完善而更加緊密。

5．4防誤功能：

逐步走向不再配備專門的“五防”閉鎖硬件系統(tǒng)，而是把范圍更廣的綜合防誤操作功能結(jié)合在系統(tǒng)中，利用監(jiān)控設(shè)備的智能邏輯來靈活實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級的防誤操作。

5．5安全性：

隨著技術(shù)開放度的提高、網(wǎng)絡(luò)功能的滲透、以及國內(nèi)外形勢的復雜化，系統(tǒng)的安全性更顯得特別重要。因此，除加強傳統(tǒng)的安全機制外，還應(yīng)專門配置變電站自動化系統(tǒng)“黑盒子”來記錄自動化系統(tǒng)中的所有操作與通信的狀況，該模塊與飛機上的黑盒子類似，具有極大的存貯容量和極強的物理性能，能忠實地記錄下一定時間的所有內(nèi)外部操作記錄。為防止黑客攻擊和人為的破壞，必須與其它網(wǎng)絡(luò)從物理上隔離，數(shù)據(jù)單向傳輸。如果采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，還須考慮適當?shù)姆阑饓?、物理隔離、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)備份、數(shù)字認證、多級網(wǎng)管等網(wǎng)絡(luò)安全措施。

5．6新型就地數(shù)字化互感器：

IEC新標準草案推薦使用，這使得部分設(shè)備級與間隔級的分界產(chǎn)生了變化。

5．7通信方式：

不管是站內(nèi)模塊與設(shè)備間的互聯(lián)還是與主站系統(tǒng)之間的通信，均采用最新的通信技術(shù)，如無線、寬帶、高速通道，徹底防止數(shù)字通道模擬使用、高速通道低速使用的弊端。特別值得一提的是與主站系統(tǒng)通信采用基于TCP/IP協(xié)議的廣域網(wǎng)/INTERNET技術(shù)，站內(nèi)各功能單元之間則采用“藍牙技術(shù)”，避免復雜的接線和通信協(xié)議，減少了屏上接線端子，從而可以使設(shè)備更靈活地布置和具有更大的輸入輸出容量。

所謂藍牙（Bluetooth）技術(shù)，實際上是一種短距離無線電技術(shù)，利用“藍牙”技術(shù)，能夠有效地簡化智能通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化這些設(shè)備與因特網(wǎng)之間的通信，從而使這些設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙技術(shù)使得現(xiàn)代一些便攜的移動通信設(shè)備、電腦設(shè)備等不必借助電纜就能實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)連接，其實際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種測量設(shè)備計量設(shè)備保護設(shè)備監(jiān)控設(shè)備維護設(shè)備接口設(shè)備，組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡(luò)“藍牙”技術(shù)屬于一種短距離、低成本的無線連接技術(shù)，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)拈_放性方案，因此，目前無線通信的“藍牙”已經(jīng)引起了業(yè)界的密切關(guān)注。藍牙技術(shù)產(chǎn)品采用低能耗無線電通信技術(shù)來實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸，其傳輸速率最高為每秒1Mb/s，以時分方式進行全雙工通信，通信距離為10米左右，配置功率放大器可以使通信距離進一步增加。藍牙產(chǎn)品采用的是跳頻技術(shù)，能夠抗信號衰落；采用快跳頻和短分組技術(shù)，能夠有效地減少同頻干擾，提高通信的安全性；采用前向糾錯編碼技術(shù)，以便在遠距離通信時減少隨機噪聲的干擾；采用2.4GHz的ISM（即工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻段，省去了申請專用許可證的麻煩；采用FM調(diào)制方式，使設(shè)備變得更為簡單可靠；“藍牙”技術(shù)產(chǎn)品一個跳頻頻率發(fā)送一個同步分組，每組一個分組占用一個時隙，也可以增至5個時隙；“藍牙”技術(shù)支持一個異步數(shù)據(jù)通道，或者3個并發(fā)的同步語音通道，或者一個同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步語音的通道?！八{牙”的每一個話音通道支持64kb/s的同步話音，異步通道支持的最大速率為721kb/s、反向應(yīng)答速率為57.6kb/s的非對稱連接，或者432.6kb/s的對稱連接。在電力自動化系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。

6、我國發(fā)展超高電壓等級變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)采取的策略

為了使我國電力自動化系統(tǒng)的發(fā)展與國際同步，應(yīng)時刻跟蹤最新的技術(shù)發(fā)展動向和應(yīng)用情況，迅速全面等同采用相關(guān)的國際標準，相機出臺相應(yīng)的指導性和規(guī)范性文件，有針對性地解決在實際工作中遇到的問題。同時，也要利用進入WTO的良機，吸收采用國際先進技術(shù)成果，借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，設(shè)計開發(fā)出性能優(yōu)越、運行可靠、價格合理的完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)的超高電壓等級變電站自動化系統(tǒng)。實現(xiàn)這個目標，已經(jīng)具備了必要的條件和基礎(chǔ)，有關(guān)部門應(yīng)給予必要的重視和相應(yīng)的支持。

7、結(jié)束語

我國的變電站自動化已走過了一個漫長而曲折的過程，目前逐步趨向成熟和理性，這為超高壓變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了空前的良機。全面采用技術(shù)先進、運行可靠、結(jié)構(gòu)合理、性能價格比高的自動化系統(tǒng)，必將為我國的電網(wǎng)運行帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

變電站自動化系統(tǒng)正在向著隨著功能結(jié)構(gòu)的標準化和開放度的提高，系統(tǒng)安全問題變得非常突出，必須給予足夠的重視。本典型方案中的“黑盒子”即為系統(tǒng)提供了一種跟蹤手段。此外，通信協(xié)議的通用化標準化、通信通道的數(shù)字化高速化、通信結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化、設(shè)備抗干擾能力的提高等方面也取得了明顯的進展。

時代在進步，技術(shù)在發(fā)展。如何采用先進技術(shù)、設(shè)計開發(fā)出具有自主產(chǎn)權(quán)的實用可靠的超高壓變電站自動化系統(tǒng)，需要業(yè)內(nèi)人員付出巨大的精力。相信隨著電力建設(shè)的迅速發(fā)展，超高壓變電站自動化系統(tǒng)也會隨之邁上一個新的臺階。

參考資料

1、劉清瑞，簡論超高壓變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展策略，電網(wǎng)技術(shù)，1999年第2期，77-80頁

LIUQingrui,PreliminaryDiscussionontheDevelopmentStrategyofAutomationSystemforSuperHighVoltageSubstation,PowerSystemTechnology,Vol.23No.2Feb.1998,77-80

2、宋繼成，220－500KV變電所二次接線設(shè)計，北京：中國電力出版社，1996年

SONGJicheng,SecondaryWiringDesignfor220-500KVSubstations,Beijing:ChinaElectricPowerPress,1996

篇10

關(guān)鍵詞：變電站；生產(chǎn)綜合樓；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)；全壽命周期

中圖分類號：TM63 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）033-000-01

一、引言

為了加快推進標準配送式智能變電站建設(shè)，遵循“安全性、適用性、通用性、經(jīng)濟性”協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則，根據(jù)國家電網(wǎng)公司2013年大力推行“標準化設(shè)計、工廠化加工、裝配式建設(shè)”，建設(shè)標準配送式智能變電站的理念，本文對鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟性進行對比分析，為今后變電站工程確定設(shè)計方案提供參考依據(jù)。

二、變電站中建筑物的結(jié)構(gòu)形式技術(shù)比較

目前我國變電站建筑物以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為主。這種結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)缺點主要有以下幾個方面：①鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用的砂石材料量占總材料量的80%以上，這些材料取材方便，均可就地取材。②鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，可塑性強，可以滿足設(shè)計要求的尺寸和形狀。③現(xiàn)場施工效率低，施工工期長?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系施工，多數(shù)工作主要由手工勞動完成，生產(chǎn)效率十分低下。再加上現(xiàn)場露天作業(yè)受自然條件影響，有可能使工程工期進一步延長。④工程成本難以有效控制，由于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系的工序復雜，受外界干擾大，許多成本因素難以控制。而且，工期越長，影響成本的因素變化就越多，進一步加大了成本控制的難度。

鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有如下優(yōu)點：①所有構(gòu)件均可以由工廠制作現(xiàn)場拼接安裝，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可大大節(jié)約施工工期。 ②結(jié)構(gòu)自重非常輕，大大減少了上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的荷載，使得基礎(chǔ)截面減小，同時對地基承載力的要求也相應(yīng)降低。③抗震性能好：由于鋼結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)、自重輕，因而能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度，極有利于抗震。④鋼結(jié)構(gòu)是環(huán)保材料，壽命周期結(jié)束后可以回收利用，同r大大減少了砂、石、灰的材料用量。

三、變電站中建筑物的結(jié)構(gòu)形式經(jīng)濟比較

根據(jù)變電站建筑物的特點，以某220kV變電站綜合樓為例，通過對變電站中建筑物分別采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)正兩種方案的技經(jīng)投資測算，并結(jié)合全壽命周期理案的經(jīng)濟性進行比較，優(yōu)選出技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的技術(shù)方案。

鋼結(jié)構(gòu)綜合樓為三層層建筑物，地上兩層。采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)，鋼筋桁架模板體系樓板、壓型鋼板有保溫屋面板、外墻采用保溫金屬墻板、內(nèi)墻采用預(yù)制輕骨料混凝土墻板；門采用鋼通風門和防火門。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)綜合樓為三層層建筑物，地上兩層。采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋面板 、實體磚墻；外窗采用鋁合金斷橋窗，一層窗加鋁合金防盜網(wǎng)；部分房間采用防火門。

由表1-1可知，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程費較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的費用增加31萬元，這主要原因是由于鋼結(jié)構(gòu)采用大量鋼材導致的費用增加。

從全壽命周期成本角度來看，鋼結(jié)構(gòu)建筑的成本費用較鋼筋混凝土的費用減少125萬元。（見表1-2）

鋼結(jié)構(gòu)建筑全壽命周期的成本節(jié)約的影響因素有以下幾點：

1.工期縮短，人工費用節(jié)約：在相同施工條件下，鋼結(jié)構(gòu)建筑的柱、梁、樓板以及維護結(jié)構(gòu)，均采用工廠成品加工、現(xiàn)場安裝的施工工藝；較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，減少了施工現(xiàn)場濕作業(yè)和混凝土的養(yǎng)護工期，從而減少施工現(xiàn)場的人工投入，費用節(jié)約43萬元。

2.建筑物各構(gòu)件的成品外表面均可達到要求的裝修效果，無需另做建筑裝修，較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)費用節(jié)約21萬元。

3.建筑物達到使用年限60年后，鋼材可回收利用，費用節(jié)約92萬元。

四、結(jié)語