變電站模塊化建設匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇變電站模塊化建設范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1 模塊化在變電站中的發展歷程

在變電站發展過程中，模塊化技術在90年代末開始發展。我國部分廠家開始在預制箱體內，安裝二次裝置、10kv開關設備，其他設備仍然常規布置，即模塊化技術在變電站運用的第一階段，稱為10kv箱式變電站。因大多采用常規開關柜，因體積較大，使得箱體的操作走廊變小，安全性不高，維護、吊裝極為不便，且影響整體運輸。選擇金屬材料制作外層鋼板，影響了箱體防潮和保溫。

從2000年開始，10kv開關設備和35kv開關設備逐漸在預制箱體內安裝，即模塊化技術在變電站中運用的第二階段，稱為兩側箱式階段，進而實現局部模塊化。但是，箱體內仍然選擇常規開關柜，使得箱體的操作走廊變小，安全性不高，維護、吊裝極為不便，且影響整體運輸。

在2006年，開始進入全絕緣和全封閉狀態，使用高壓開關和封閉式組合電器方式，通過拔插方式，連接進出線的電纜接頭，二次設備、中壓設備均在預制箱體內安裝。在工廠內，即完成了安裝、設計、制造，在出廠之前，通過整組調試和現場調試，完成變電站建設。

在2011年，對于35kv變電站，實現在戶外放置主變壓器，實現設備箱式化，在設計階段，即整合各模塊，待調試完成后，在現場安裝時，通過一次電纜和二次電纜，就能完成變電站建設。至此，模塊化技術在變電站的運用，進入了第四階段。

2 模塊化變電站概述

針對模塊化變電站，是變電站建設的創新模式，由主變壓器、高壓開關、中壓開關、中壓配套設備與綜合自動化等五個功能模塊，構成智能變電站。

主變壓器，是通過拔插方式，連接高壓進線電纜接頭，通過全封閉、多股電纜的母線橋架，連接中壓出線。

高壓開關，在進出線選擇拔插方式，通過氣體絕緣封閉方式，連接組合電器。

中壓開關，是選擇一體化預裝式組合電器。

中壓配套設備，主要包含消弧線圈、接地變壓器與無功補償裝置。

綜合自動化，是選擇一體化預裝式的控制室。

在工廠中，上述五種功能模塊均預先調試完成，在現場安裝時，秩序選擇一次電纜，連接變壓器、開關和配套設備，綜合自動化選擇通訊線路、電纜連接，最后通過整體調試，就能實現變電站建設。

3 模塊化變電站的技術特點分析

3.1 高壓開關模塊

針對110kv電壓的封閉式組合電器，可將其作為進出線模塊基礎，該設備集成化程度較高，能夠配置避雷、電流互感、電壓互感等設備。若進出線選擇工廠預制方式，可選擇拔插方式、電纜套管等方式，連接電纜插頭，實現模塊化，以便于安裝維護和運行穩定。

3.2 變壓器模塊

針對主變壓器，可選擇戶外常規布置，以降低現場接線量，同時需要改進變壓器進線端子和出線端子，在一次側，可選擇拔插油氣套管、電纜附件，連接進線模塊。在二次側，可選擇架空、電纜出線方式采用絕緣封閉方式。

3.3 中壓開關模塊

針對10kv進出線、35kv進出線，有戶外箱式、拼裝式兩種方式。在固定式開關柜、手車式開關柜中，拼裝式較為常用，然而因常規開關柜的體積極大，增加了整體模塊體積，提高了吊裝和運輸難度，使得箱體維護通道變窄，用戶、廠家也十分不便。在近幾年來，永磁真空開關運用較多，大多選擇氣體絕緣封閉、緊湊型開關柜，因重量較輕，體積較好，吊裝運輸極為方便，提高了模式可行性，在110kv、35kv變電站中應用較多。該類模式的在一個預制箱體內安裝開關柜，選擇雙層金屬材料、鋁鋅板制作箱體。采用隔熱材料充填中間部分，箱體內設置通風系統，安裝有空調設備，具有良好的隔熱防潮功能。同時，戶外共箱式是另外一種模式，在充氣箱體中設置開關設備，將電纜接頭連接進出線，可隔斷端口功能，通過防護殼體，該模式效果等同于10kv戶外環網柜、35kv戶外組合電器，因設備體積較小，結構較為緊湊，布局十分簡潔，促進了變電站建設、運行的簡易化。

4 變電站技術性和經濟性對比

4.1 綜合自動化模塊

針對綜合自動化模塊，包含了交直流電源、故障錄波、圖像監控、綜合自動化、通信系統、維護等設備，10kv保護設備、35kv均在一體化預裝式的開關室內分散安裝，其他在一體化控制內分散安裝。

4.2 中壓配套裝置模塊

針對消弧線圈、無功補償，可選擇敞開式頂罩方式，或選擇戶內成套城北。針對小容量變電站，和出線模塊共同合并一個模塊。針對接地變壓器，可選擇干式電氣設備，在箱體內放置。

4.3 其他輔助設備

主要包含照明、采暖、防雷、接地、排水、消防等系統。

5 模塊化變電站和35kv常規變電站對比

5.1 主變壓器

對于變電站的最終建設，可選擇兩臺三相雙繞的自冷式方式，使調壓變壓器絕緣密封，容量設置為5000kva，設置電壓為35/10.5kv等級。

5.2 35kv側

針對主變壓器，設置進線兩回，選擇單母分段線接線。設置進出線四回和本期一回，可設置31.5ka電流配電裝置。

5.3 310kv側

對于主變壓器進線兩回，選擇單母分段線接線，設置出現八回和本期四回，可設置25ka電流配電裝置。

5.4 無功補償

可設置一組1200kvar的無功補償并聯電容器組。

通過上述數據可以看出，模塊化智能變電站和常規變電站相比，整體投資基本相當，稍高于戶外建站方式。因選擇小型開關柜，其設備費用比常規建站要高。然而，在變電站建設工程費用、安裝費用、其他費用中，能夠節省大量費用。因此，選擇模塊化變電站，可有效提升設備整體運行效能，節約變電站占地面積，促使建設步驟簡化，降低工程現場施工量，加快施工速度，為工程盡早送電創造條件。

6 結束語

綜上所述，模塊化技術在智能變電站中的運用，轉變了傳統變電站建站模式，提高了變電站技術含量，降低了資源小孩，減少了環境污染，實現了過程精細化。近些年來，隨著我國電力事業日益發展，按照模塊化智能變電站的特點，在農網建設、城網終端改造方面，將會得到更廣泛運用。對于設備絕緣要求高、地勢和負荷較大，尤其的高原地區，模塊化技術具有廣泛應用前景。

參考文獻

[1]樊陳，倪益民，竇仁暉等.智能變電站順序控制功能模塊化設計[J].電力系統自動化，2012，36（17）：67-71.

[2]蘇麟，石慧，王愛民等.預制光纜在智能變電站應用技術研究[J].中國電業（技術版），2014，（9）：64-67.

[3]余盛超，陳文軍，司海建等.模塊化變電站建設及運維過程分析[J].中國電業（技術版），2014，（7）：63-65.

作者簡介

篇（2）

Abstract: In this paper, starting from the features and functions of intelligent substation were analyzed, discussed the various technical problems in the intelligent building, in order to guarantee intelligent construction work smoothly.

Key words: intelligent substation; construction; key technology

中圖分類號：TM411+.4

前言

智能變電站是堅強智能電網建設中實現能源轉換和控制的核心平臺之一，是智能電網的重要組成部分，它是銜接智能電網發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節的關鍵，同時也是實現風能、太陽能等新能源接入電網的重要支撐。是智能電網“電力流、信息流、業務流”三流匯集的焦點，對建設堅強智能電網具有極為重要的作用。

智能化變電站的特點分析

智能化變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實施自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。作為電力網絡的節點，同常規變電站一樣連接線路、輸送電能，擔負著變化電壓等級、匯集電流、分配電能、控制電能流向、調整電壓等功能。智能變電站能夠完成比常規變電站范圍更寬、層次更深、結構更復雜的信息采集和信息處理，變電站內、站與調度、站與站之間、站與大用戶和分布式能源的互動能力更強，信息交換和融合更方便快捷，控制手段更靈活可靠。具有全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化和高級應用互動化等主要技術特征。

2、智能化變電站的功能概述

2.1 緊密聯結全網。從智能化變電站在智能電網體系結構中的位置和作用看，智能化變電站的建設，要有利于加強全網范圍各個環節間聯系的緊密性，有利于體現智能電網的統一性，有利于互聯電網對運行事故進行預防和緊急控制，實現在不同層次上的統一協調控制，成為形成統一堅強智能電網的關節和紐帶。智能化變電站的“全網”意識更強，作為電網的一個重要環節和部分，其在電網整體中的功能和作用更加明

2.2 支撐智能電網。從智能化變電站的自動化、智能化技術上看，智能化變電站的設計和運行水平，應與智能電網保持一致，滿足智能電網安全、可靠、經濟、高效、清潔、環保、透明、開放等運行性能的要求。在硬件裝置上實現更高程度的集成和優化，軟件功能實現更合理的區別和配合。應用FACTS技術，對系統電壓和無功功率，電流和潮流分布進行有效控制。

2.3智能化變電站允許分布式電源的接入。在海西電網中，風能、太陽能等間歇性分布式電源的接入。智能化變電站是分布式電源并網的入口，從技術到管理，從硬件到軟件都必須充分考慮并滿足分布式電源并網的需求。大量分布式電源接入，形成微網與配電網并網運行模式。這使得配電網從單一的由大型注入點單向供電的模式，向大量使用受端分布式發電設備的多源多向模塊化模式轉變。與常規變電站相比，智能化變電站從繼電保護到運行管理都應做出調整和改變，以滿足更高水平的安全穩定運行需要。

2.4 遠程可視化。智能化變電站的狀態監測與操作運行均可利用多媒體技術實現遠程可視化與自動化，以實現變電站真正的無人值班，并提高變電站的安全運行水平。

2.5 裝備與設施標準化設計，模塊化安裝。智能化變電站的一二次設備進行高度的整合與集成，所有的裝備具有統一的接口。智能化變電站時建設時，所有集成化裝備的一、二次功能，在出廠前完成模塊化調試，運抵安裝現場后只需進行聯網、接線，無需大規?，F場調試。一二次設備集成后標準化設計，模塊化安裝，對變電站的建造和設備的安裝環節而言是根本性的變革。可以保證設備的質量和可靠性，大量節省現場施工、調試工作量，使得任何一個同樣電壓等級的變電站的建造變成簡單的模塊化的設備的聯網、連接，因而可以實現變電站的“可復制性”，大大簡化變電站建造的過程，而提高了變電站的標準化程度和可靠性。出于以上需求的考慮，智能化變電站必須從硬件到軟件，從結構到功能上完成一個飛越。

3、智能化變電站建設的技術關鍵

與常規變電站設備相比，智能化變電站的核心問題是信息的采樣傳輸與控制，包括 “新技術、新材料及新工藝”的應用，其中，由的技術相對成熟、由的技術還處于試運行和研發階段，需在現場結合其他變電設備進行調試。智能化變電站通過全景廣域實時信息統一同步采集，實現變電站自協調區域控制保護；與調度實現全面互動，實現基于狀態監測的設備全壽命周期綜合優化管理。

3.1 測量數字化技術。一次設備的狀態信號（如變壓器油溫、分接開關位置、開關設備的分、合位置等）都需要痛過模擬信號電纜傳送至控制室進行測量。測量數字化就是對運行控制直接相關的參數進行就地數字化測量。測量結果可根據需要發送至站控曾網絡或過程層網絡，用于一次設備或其部件的運行與控制。數字化測量參量包括變壓器油溫、有載分接開關位置、開關設備分、合閘位置。

3.2 控制網絡化技術。在運行中，變壓器的冷卻系統、有載分接開關和開關設備的分、合閘操作都需要控制，而控制網絡化就是對控制需求的一次設備或其部件實現基于網絡的控制，。控制方式包括：一次設備或其部件自有控制器就地控制；智能組件通過就地控制器或執行器控制；站控層設備通過智能組件控制。

3.3狀態可視化技術。狀態可視化由智能組件中的監測功能模塊完成，但其依據的信息不局限于監測模塊，還可以包括測量及系統測控裝置等模塊的信息?？梢暬侵悄芤淮卧O備與電網調控系統的一種信息互動方式，準確實時地掌握一次設備的運行狀態。

3.4功能一體化技術。傳感器作為二次設備的狀態感知原件，參與測量、控制、監測、計量、保護等二次與一次設備的融合，傳感器將一次設備的狀態信息轉化智能組件的可測量信息。

篇（3）

中圖分類號：TM63文獻標識碼： A

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

一、智能變電站的特點

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

二、智能變電站的功能概述

1、 緊密聯接全網

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

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

2、 分布式電源接入

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

3、 設備標準化設計、模塊化安裝

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

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

三、智能變電站技術的應用分析

1、雙重化網絡結構的應用

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

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

1.2對報文與性能進行了詳細的分類。

1.3實現了通信和應用的獨立，能確保通信系統自身的持久穩定性。

1.4統一了各設備間互換信息的標準，實現了各設備間的互操作。

2、電子式互感器

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

2、無源型互感器的應用

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

3、有源型互感器的應用

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

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

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

4、選取繼電保護的跳閘方法

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

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

四、智能變電站前景分析

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

1、加強對 IEC61850 標準和智能變電站技術的理論研究；

2、進行標準化設計，采用 IEC61850 標準，使站內標準達到統一；

3、對以太網技術進行更加深入的研究，采用以太網來構建智能變電站的通信平臺；

4、研究新型的互感器技術；

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

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

7、不斷加大示范工程的建設力度。

五、結束語

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

參考文獻:

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

篇（4）

中圖分類號： TM411 文獻標識碼： A 文章編號：

1 前言

大城市經濟飛速發展的同時，用電負荷也急速增長，市中心區域負荷密度越來越高；變電站的規劃、選址受用地和環境等諸多限制，電網建設與城市建設之間的矛盾日益突出。為了更好地解決這一矛盾，現提出在大城市中建造大容量變電站、緊湊型變電站和地下變電站，不僅可以減少變電站的占地面積、提高土地資源的利用率，還可以降低對周圍環境的影響、美化環境，是大城市變電站發展的趨勢所在。本文就以上問題，結合廣西某220kV變電站的實際情況，進行設計方面的探討。

2 城市變電站的設計原則

城市變電站的建設在城市電網建設中占有舉足輕重的作用，220KV城市變電站是解決城市供電矛盾的一個有效措施。因而，在建設城市變電站時，應首先考慮好變電站的設計，充分發揮220KV變電站容量大、通道省、占地少、投資相對經濟的優點。概括起來，變電站設計應遵循以下幾方面的原則:

（1）變電容量：為了滿足供電區域內的中長期規劃要求，要設計足夠的變電容量來承載負荷：

（2）變電設備：城市土地緊張，空間有限，變電設備要體積小，占地面積小，結構緊湊，最大限度的節約土地資源；

（3）自動化：有較高的自動化水平，通信誤碼率低，設備的可靠性要高；

（4）主接線方式：要靈活可靠，運用方便；

（5）主設備技術性能：有優越主設備技術，檢修頻率低，少出差錯，降低噪聲。

3 220KV變電站設計思路

就我國目前的情況而言，220kV 變電站的設計技術已經比較成熟和常規化，設備的生產與設計也達到了標準化水平，這就為變電站模塊化設計提供了基本的條件。220kV 城市變電站采用模塊化的設計思路，即將變電站初步設計工程分成幾個相對功能獨立的模塊，按照變電站的具體情況采用一定的標準和技術規程，將各個模塊加以組合，使變電站達到理想狀態。模塊化的設計思路，既能發揮各模塊的功能，又能將各模塊組合起來，最大限度地發揮變電站的總體功能。

3.1 主要電氣設備選擇

從節約用地的角度考慮，在220kV及110kV配電裝置中均選用占地更小的組合電氣設備(GIS)，其中220kV、110kV出線均采用電纜出線。為了提高設備運行穩定性，對主變的選擇可以采用技術較成熟的高阻抗產品。與傳統主變產品相比，高阻抗變壓器的主要優點是滿足高、中壓側阻抗參數不變的情況下，能夠按10kV 側限流要求提高主變本身的低壓側阻抗，并有效降低主變壓器的空載損耗。在某些偏遠山區，出于經濟條件的考慮沒有采用新型高阻抗變電器。然而，雖然高阻抗變壓器初始投資成本較高，但其優勢還是比較明顯，不僅設備運行成本較低，而且運行管理方便、安全、可靠，能夠大大提高技術先進性和經濟效益。在模塊化設計理念下，主要電氣設備可以借助計算機輔助設計及相關專業系統程序進行配制，不僅減小了計算工作量，又保證了設備選擇的正確合理。

3.2 變電站電氣主接線設計

電氣主接線是變電站設計中的重要組成部分，在進行設計時應綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、節省投資、便于過渡和擴建等要求。根據《220～500kV變電站設計技術規程》（DLT5218-2005）有關電氣主接線的設計原則，應在變電站設計任務中的規劃容量的基礎上，滿足對變電站的開頭、母線等一次設備，以及相應的繼電保護、自動裝置等二次設備的可靠性、靈活性、經濟性及可發展性方面的基本要求，以此確定變電站的電氣主接線設計方案。通常情況下，220kV變電站電氣主接線可以分3個電壓等級，由3組帶斷路器的線路變壓器組構成。220kV接線根據回路數量選擇橋型、單母線接線(包括單母線分段)或雙母線或雙母線分段接線兩種方式；110kV一般采用單母線或單母線分段接線，但是當出線回路在6回以上，可以采用雙母線接線。由于旁路母線利用率不大，因此220/110kV一般不設旁路母線；35kV常用單母線分段，各段母線帶多路出線，每臺主變分別通過2臺35kV 斷路器接于兩段35kV 母線上。

3.3 電氣布置設計

模塊化設計的各電壓等級常用的配電裝置有：220kV與110kV配電裝置采用戶外、戶內GIS配電裝置和戶外支持管母線中型布置、軟母線中型和軟母線改進半高型。對于變電站的總平面總體布置情況，業主可以根據變電站選址位置、出線方向、運行的便利和未來擴展等進行多種方案技術經濟比較，盡可能選擇兼顧經濟、美觀、合理的設計方案。

3.4 計算機監控及保護配置

由于高速網絡在電力系統實時網絡中的開發應用，計算機監控及保護配置已經成為現代化變電站設計中不可或缺的部分。在變電站設計中，基于應用現代通訊與自動化技術基礎上的監控及保護配置系統將變電站中所需要的控制、保護、各類自動化裝置、管理監測、事故記錄、故障濾波、通訊調度等功能高度集中，可實現變電站的無人值守。系統主要采用分層分布網絡結構，保護采用主后備保護一體化計算機保護，雙重化配置。

4 廣西某220KV變電站設計實例分析

廣西某市計劃設計一座220kV變電站，電壓等級為220/110/10kV。由于對變電工程初步設計內容的投資占整個變電站投資的70%～85%，所以對變電站的設計方案進行了招標公告。招標吸引了多家設計院參加，并確定了其中一家設計院。在這個中標設計方案中，包括四種常規設備戶外配電裝置、四種GIS戶外配電裝置和三種GIS戶內配電裝置形式，以及多達二十種主要建筑設計模塊。該變電站有3臺主變，220kV遠期2回出線，采用內橋單母分段接線，110kV遠期8回出線，采用雙母線接線，10kV遠期12回出線，采用單母線分段接線。根據當地電網分布規劃及施工現場實際情況，經研究決定該變電站主要設備分布在綜合樓及220kV 配電裝置樓內。綜合樓底層布置10KV配電裝置及3臺主變，10kV的 GIS采用背靠背雙列布置。配電裝置樓主要布置3組線路變壓器組，并且在各個單元之間留下足夠的空間，作為主變散熱器安裝位置及接地變壓器位置。

鑒于現場屏位緊張、二次回路復雜的特點，經多方論證決定采用按功能劃分的綜合自動化系統。計算機監控系統的主要模擬量包括220kV、110kV、10kV 線路和主變三側的全電量，電容器的無功電流，三級電壓的相電壓、線電壓，站內直流母線及所用變的電壓，主變溫度等。數據通訊主要采用具備CAN網絡、串行通訊、以太網通訊方式。計算機保護監測系統可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發現裝置內部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置，極大地方便維護與維修。

5 結語

實踐證明，220kV城市變電站是解決當前城市供電矛盾的一個有效途徑，隨著變電站綜合自動化技術的提高和硬件、軟件環境的改善，它也將是今后城市電力系統發展的方向。變電站是個系統工程，通過新技術新設備的使用，方案的優化選擇，使得可靠性增強，節約占地面積，變電站的配置達到最佳，提高了經濟效益和社會效益。而模塊化的設計理念為變電站設計指出了一個新的方向，有助于電網提高建設和管理效率。

參考文獻：

[1]電力工程電氣設備手冊.上、下，電力工業部西北電力設計院編；中國電力出版社，1998.

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引言

2009年國家電網啟動第一批智能變電站試點工程的建設，經過5年的探索和研究，智能變電站技術在原理研究、設備研制、設計優化和標準制定等方面取得了許多成果，并基本確定了新一代智能變電站的發展方向[1-4]。標準配送式智能變電站正是新一代智能變電站的發展方向之一。標準配送式智能變電站的主要技術特征是標準化設計和模塊化建設，形成電氣一次、二次、土建各專業標準化技術方案，實現“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”的目的，全面提高工程建設質量和效率，降低全壽命周期成本。2013年6月，國家電網公司的首批五項標準配送式變電站試點工程已經相繼建成投產，文章對這五項試點工程中應用的主要技術方案進行研究，并對工程的經濟技術指標進行分析，提出標準配送式變電站技術的發展方向。

1 技術方案

標準配送式智能變電站的主要技術特征是標準化設計和模塊化建設。標準化設計的主要技術表現形式為：應用通用設計和通用設備進行電氣主接線設計、電氣總平面布置以及設備選擇；一次設備與二次設備、二次設備間接線標準化，采用預制光纜、預制電纜，實現“即插即用”；建、構筑物應用裝配結構，結構件采用工廠預制，實現標準化，統一建筑結構、材料、模數，規范圍墻、防火墻、電纜溝等構筑物類型，應用通用設備基礎，應用標準化定型鋼模。模塊化建設的主要技術表現形式為：電氣一次設備高度集成測量、控制、狀態監測等智能化功能，監控、保護、通信等二次設備全部集成布置于預制艙，一、二次集成設備最大程度實現工廠內規模生產、集成調試、模塊化配送，有效減少現場安裝、接線、調試工作，提高建設質量和效率；建、構筑物采用工廠化預制、機械化現場裝配，減少現場“濕作業”，減少勞動力投入，實現環保施工，提高施工效率；基礎采用標準化定型鋼模澆制混凝土，提高成品工藝水平。

（1）一二次設備高度集成。一次設備本體配置傳感器、智能組件，集成就地測量、控制、保護、狀態監測等智能化功能。智能終端、合并單元、狀態監測單元就地布置間隔內，與匯控柜整合形成智能組件柜。廠內完成接線、調試，現場整體安裝。10kV、35kV采用“預制艙式配電裝置”，10kV、35kV開關柜分別布置于各自預制艙內，艙內設置安防、消防、暖通、照明、接地等設施，整艙運輸、現場拼接。

（2）預制艙式二次組合設備。采用預制艙式二次組合設備，實現二次設備整體采購，根據統一功能要求和技術規范，集成商承擔全站二次設備配置、調試、運輸、安裝等工作。預制艙內布置二次設備屏柜、交直流配電系統、通信設備，設置安防、消防、視頻監控，配置暖通、照明、接地設施，二次設備在工廠內完成安裝、接線、集成調試等工作。預制艙整艙運輸配送，現場整體吊裝、就位。預制艙式二次組合設備大大減少不同二次廠家之間現場技術協調，提高了二次系統整體性能，縮短了建設周期。

（3）二次接線即插即用。采用預制光纜、預制電纜，實現一次設備與二次設備、二次設備間光纜、電纜標準化連接，二次連接“即插即用”，提高了二次線纜施工的工藝質量和建設效率。

預制光纜、電纜由統一標準的連接器插座和插頭、線纜、熱縮管等構成。插座側固定于屏柜與設備連接；插頭側連接線纜，按照定制長度工廠預制，現場插接。變電站二次回路采用標準化設計，跨房間、跨場地不同屏柜間二次裝置連接采用預制光纜，一次設備本體機構箱至匯控柜間的控制電纜采用預制電纜，接線快捷、準確。

（4）裝配式建構筑物。a.裝配式建筑物。建筑物采用標準配送式結構，統一建筑結構、模數、柱距、層高、跨度等，形成標準化預制件，工廠加工、現場整體安裝，0米層以上建構筑物全面實現裝配化。建筑物主體一般采用輕型門式鋼架結構或鋼框架結構，外墻、內墻、屋面板等維護結構采用裝配式墻體，建筑墻板開展模塊化、精益化設計，在工廠內預留孔洞，完成各類埋管、接地件、配電箱、插座等安裝定位?，F場無需開孔埋管，實現建筑物各類管線全部暗敷。b.裝配式防火墻、圍墻。圍墻、防火墻采用裝配式組合墻板體系，預制混凝土柱插接預制墻板型式，墻板工廠預制，運抵現場后采用插接安裝。c.裝配式構架。設備支架由設備廠家配送支架柱，現場安裝的方式，與基礎采用地腳螺栓連接，其方便施工及安裝，減少混凝土基礎杯底找平和二次灌漿施工環節，縮短工程周期。構架梁采用三角形格構式桁架結構，三角形格構式桁架梁分為鋼管格構式和角鋼格構式，鋼管格構式鋼梁弦桿拼接接頭采用法蘭連接；角鋼格構式鋼梁弦桿拼接接頭采用螺栓連接。梁腹桿可以采用焊接和螺栓連接。

2 試點工程的經濟技術分析

2.1 大幅減小變電站占地面積。試點工程圍墻內占地面積減少10～25%、建筑面積減少15～30%。

2.2 大幅提高工程建設效率。標準配送式智能變電站的工程設計、工廠加工、土建施工、安裝調試等環節有效銜接，實現全過程精益化管理。試點工程建設周期較常規變電站減少約60%，土建施工、電氣安裝、現場調試時間較常規變電站縮短約50～60%。

2.3 有效降低全壽命周期成本。與常規變電站工程相比，標準配送式智能變電站減少了占地面積、建筑面積、二次設備數量、施工安裝工作量，現階段由于建構筑物預制件尚未大規模工廠化生產，建筑工程費用有所增加，初期建設成本較常規變電站高約1.5～5%。標準配送式智能變電站建設大幅縮短建設周期，220kV變電站可提前9～10個月、110千伏變電站提前6～7個月取得經濟效益，經LCC成本測算，全壽命周期較常規變電站降低5～10%。

3 發展方向

經過首批五項標準配送式智能變電站的技術經驗積累之后，標準配送式智能變電站技術的發展方向是：第一、電壓等級向330kV和500kV發展；第二、裝配式建筑物向多層結構發展；第三、智能化變電站集成更多的高級應用功能，包括：故障綜合分析、智能告警、遠方不停電修改及核查定值，實現自動化系統信息一體化、模型標準化。

4 結束語

目前，標準配送式智能變電站還處于起步階段，隨著首批試點工程的實施，其在工程建設中的優勢已經突顯：占地少、效率高、功能集約、信息集成。隨著其在關鍵技術、設備制造和功能應用等方面的不斷提高，標準配送式智能變電站在投資、占地、環保、建設效率和智能應用等方面還有很大的提升空間，其必將是新一代智能變電站的典型發展方向。

參考文獻

[1]國家電網公司.智能變電站試點工程評價報告[R].北京：國家電網公司，2011.

[2]國家電網公司.Q/GDW383-2009.智能變電站技術導則[S].北京：中國電力出版社，2011.

篇（6）

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

1 220kV變電站電氣一次設計的原則

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

2 220kV變電站電氣一次設計的問題

2.1 主接線設計問題

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

2.2 電氣設備選擇的問題

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

2.3 防雷設計問題

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

3 220kV變電站電氣一次設計的有效策略

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

3.1 變電站電氣主接線的設計

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

3.2 電氣設備的選擇

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

3.3 接地設計

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

3.4 防雷、照明設計

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

4 結束語

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

參考文獻

[1]張朝鋒.110kV變電站電氣一次設計的探究[J].科技致富向導，

2012，3：392-393.

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[關鍵詞] 變電站遠動系統；系統；功能

[abstract] the article analyze the automation equipment USES the report will stand inside information control giving away the realization methods of dynamic device. This paper introduced the dynamic system is far from all aspects of the features, the comprehensive analysis, and it's better than traditional configuration a significant improvement, and also for IEC61850 standard application status of the construction of digital substation domestic related with a certain significance.

[key words] substation far move system; System; function

變電站遠動系統是否可靠運行，將影響站內實時信息的準確上送，也對電網調度的正確決策產生一定的影響。因此，作為在電網中占有重要地位的變電站，其遠動系統要采用的主備遠動配置方案要有較高的可靠性才行。變電站遠動自動化系統作為一個多專業合作的產品，涉及到電網一、二次設備以及調度自動化等諸多方面，由于變電站遠動自動化系統的選擇、設計和使用等方面的原因，在應用中出現了一些有待解決的問題，影響了變電站自動化系統的應用效果。

1系統概述和功能要求

某變電站計有2回220kV電源進線，正常運行方式為雙母線帶母聯并列運行。饋出線共6回，其中4回機組饋出線，2回輔助電力變饋出線（其中1回作為遠期備用）。根據實際應用的需要，變電站自動化系統應滿足以下要求：

1）采用先進的繼電保護和自動控制技術，滿足電網和變電站安全穩定運行的要求，裝置具有很高的可靠性。

2）應滿足集中監視和控制的要求，盡可能提供變電站內來自一次和二次設備的各種信息，以便提高保護和控制功能的辨別能力，滿足電網監控和管理信息化、智能化的要求。

3）簡化二次回路，節省大量電纜。

4）保護測控裝置應可靈活安裝，既可就地安裝也可組屏安裝。

5）裝置應具有良好的抗電磁干擾能力，可抗御電力系統一次設備操作產生的電磁干擾。

6）應能利用現代網絡通信技術傳遞變電站各種信息。

7）應以實現無人值守為目標，可快速進行控制和操作。

8）應可擴充，方便維護，最大限度地減少擴建工作和投資，降低維護費用。

2系統構成及功能特點

2.1系統硬件配置

系統由前置通信子系統、數據處理子系統和應用維護子系統組成，硬件設備主要包括服務器、工作站、網絡設備和采集設備。根據不同的功能，服務器可分為前置服務器、數據庫服務器和應用服務器，前置服務器既可采集專用通道又可接收網絡通道，同時起到前置機以及通信服務器的雙重作用，數據庫服務器用于歷史數據和電網模型等靜態數據的管理。工作站是進行人機交互，如調度員工作站、維護工作站、運方工作站等。

2.2技術性能

硬件系統應選用技術成熟、先進可靠的工業產品設備，系統內所有的模件應是固態電路、標準化、模件化和插人式結構。硬件應具有較好的可維護性，支持系統結構的擴展和功能的升級，系統硬件接口應采用國際標準或工業標準。自動化系統應采用開放、分層分布式網絡結構，采用開放式多任務實時操作系統，多窗口人機界面。系統軟件應具有較好的可靠性、兼容性、可移植性，網絡協議采用TCp/IP協議，通信網絡應采用符合國際標準的開放式網絡。系統應具有良好的電磁兼容特性，不應發生拒動、誤動、擾動等影響監控系統正常運行的情況。系統應采取措施防止由于各類計算機病毒侵害造成系統內存數據丟失或系統損壞。

2.3監控保護裝置結構及特點

1）模塊化的結構。GE、uR系列監控保護裝置采用模塊化的結構，給設計、維修及擴展帶來極大的方便。它按照功能和信號的類型劃分出各種模塊：電源、cpu、剛CT、CT、開關量輸入、開關量輸出入、開關量輸入輸出、帶控制回路斷線檢測的開關量等模塊。由于uR系列監控保護裝置采用模塊化的結構，用戶可以通過選擇不同的模塊，來組成不同類型的裝置。如：選擇1塊或多塊TV/TA模塊（或TA模塊），并將其接人保護TA，組成純保護裝置；選擇多塊Tv/TA模塊（或TA模塊），分別將其接人保護TA及測量TA，組成保護監控裝置。

2）故障錄波及SOE功能。uR系列監控保護裝置內置故障錄波功能，另外也可以選擇專用的故障錄波裝置（R30）。開關量輸入輸出信號、遙測越限、保護元件的動作都可產生SOE記錄，分辨率1ms。

2.4實時監控子系統

實時監控系統是電廠綜合自動化系統的重要基礎，為整個自動化綜合系統提供運行工況監視和控制操作手段，并應具備強大的處理能力、高安全性和可靠性。因此，該系統的節點（任務）均采用冗余配置。系統具有硬件設備和軟件任務模塊運行的自監視功能，能夠自動通過熱備用切換等機制保證系統的正常運行。

1）數據采集。數據采集功能是SCADA系統與電力系統的直接接口。通過與RTU（LCU）設備的通信實現對電網實時運行信息的采集，將實時數據提供給各應用子系統的實時數據庫，并按照應用子系統所下達的命令實現對遠方站或本變電所的調節和控制。數據采集要具有高度的可靠性和強大的信息處理能力。

2）數據處理。數據處理包括遙信處理、遙測處理、電量處理。

3）監視功能。系統配置畫面直觀顯示系統各模塊運行狀態和網絡通信狀態，用圖形方式顯示自動化系統各設備的配置和連接，應用不同的顏色或動畫表示出設備狀態的變化。

4）轉發功能。系統能夠提供多種轉發方式，可以設獨立的轉發工作站，既可以設置為通道轉發，也可設置為網絡轉發。對轉發數據、轉發地點、轉發速率等均可任意設置。

3加強系統運行

3.1提高系統的可靠性

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中圖分類號：TM411文獻標識碼： A

一、智能變電技術與一般技術的優勢比較

1、智能變電站技術上的先進性保證了數據傳輸的效率和準確性，能夠提升供電可靠性，保障電網更加安全穩定地運行。智能高壓設備中的智能變壓器與控制系統依靠通信光纖相連，可以及時掌握變壓器狀態參數和運行數據。在運行數據發生改變的情況下，設備會根據系統的電壓、功率等情況自動調節。當設備出現問題時，設備也會發出預警并提供狀態參數等，在一定程度上降低運行管理成本，減少隱患，提高變電站供電可靠性。

2、智能高壓設備中的開關設備具有較高的性能，它配有電子設備、傳感器和執行器，具有檢測和診斷功能。高壓設備中還包括電子式互感器，它能有效克服傳統電磁式互感器絕緣難度大、動態范圍小、需敷設電纜到二次設備、易產生鐵磁諧振，以及高壓危機人身和設備安全等缺點。隨著智能技術進一步實用化、模塊化、標準化，智能變電站的信息采集、傳輸和處理技術更加規范，有效支撐了“調控一體、運維一體”。通過集成視頻聯動、狀態分析等檢測手段，確保了順控操作準確無誤。遠方修改及核查保護定值等功能，為無人值守奠定了基礎。

3、相對于傳統變電站，智能變電站有效實現了節地、節資。由于有效節約了資源，智能變電站的清潔效益也非常明顯。智能變電站通過技術創新、設備集成、設計優化，大幅減少了占地面積和建筑面積，減少了二次屏柜數量。

4、智能變電站能夠有效提升電網基礎設施資源利用率和供電可靠性，達到節能減排的目的。國家電網公司基建部2013年開展的“標準化設計、模塊化建設”智能變電站試點工作，在變電站技術模式、設計設備、建設模式等方面都有進一步的創新。與普通變電站相比，模塊化智能變電站全面應用了通用設計、通用設備，在土建過程中采用全預制裝配結構建筑模式和預制光(電)纜，實現了二次設備“即插即用”。模塊化智能變電站還通過工廠內規模生產、集成調試后再運至現場，以及控制室、防火墻、圍墻、設備基礎等裝配式預制技術，減少了現場人工投入。

二、智能變電站的技術要點

1、控制終端的引入

智能變電站中引入了計算機終端，這就使智能變電站具有了自己的大腦，這個大腦可以在最短時間內及時對變電站內實際運行情況進行判斷和處理，這樣可以有效的確保變電站運行的可靠性，避免由于事故處理不當而導致的輸變電站事故發生。

2、分級控制技術的應用

智能變電站內采用分布式控制技術，將變電站層面進行了分割，分別為站控層、間隔層和設備層，而且將具有智能控制和處理能力的設備在各個層面進行安裝，這樣就有效的確保了分級調控功能的獨立性，而且可以有效的降低中央處理設備所需要承載的負荷，確保了設備工作效率的提升，有效的降低和分散了潛在風險的發生。

3、光纖技術的應用和電力裝置的集成化

目前在智能變電站內充分的應用了光纖技術，這樣就有效的確保了智能變電電各控制層局域網管理功能的實現，信息可以無障礙的在一次設備層、二層設備層和控制中心之間進行自由傳播，而且各層級在傳輸過程中其數據的穩定性和可靠性也得以進一步增強。同時先進的計算機數字技術的應有，有效的提高電能監測和設備管理的集成化，設備配置空間較小，有效的節約了占地面積，節約了安裝成本，可以使設備及早投入運行。

4、局部或全局智能控制的實現

智能化變電站，顧名思義，在控制設備的選擇上一定符合智能化的要求。于是，光電技術就得到了應用，在一次設備的控制設備中采用光電技術，使得就地控制柜變成一個微型的GIS。在二次設備中添加有自動控制功能和漏電鎖閉功能的智能電流互感器和高壓電流鎖閉裝置，在一定程度上解決了小故障不易排查的難題，實現了局部設備的無人職守。智能化的設備實現了對電力設備和電能傳輸的局部和全局智能控制。

三、智能變電站相關的技術分析

1、智能高壓開關設備技術

高壓開關設備對智能變電站的安全、可靠運行具有重要的意義，是不可或缺的。根據絕緣方式主要分為三類，即AIS、GIS及HGIS，它們各有特點，在智能變電站建設過程中需要根據經濟性、安全性、穩定性作綜合比較后選擇應用。GIS由于其封閉性和絕緣性好，不僅能抵御環境干擾，占地面積還有所縮減，可靠性較高，但成本較高，施工周期長，GIS的選擇應用需要著重考慮智能變電站建設成本。HGIS與AIS和GIS相比，其事故率是最低的。而且在高壓開關全壽命周期內，其故障率也是相對較低的，整體運行較為穩定。

2、智能變壓器技術

智能變壓器是智能變電站的主要設備，也是重要技術之一，在本體方面，智能變壓器與常規變壓器并無太大區別，只是為了提高變電站的整體智能化，在變壓器的控制、測量、保護等附件和功能方面做了智能化處理，相應增加一些智能化功能元件更好使傳統變壓器更趨向于智能變壓器。一般情況下，可根據智能變電站工程等級、類型、要求等合理配置智能變壓器智能組件，主要包括測量IED、監測功能組主IED、冷卻裝置控制IED、合并單元等。

3、電子式互感器技術

電子互感器是變電站中用于測量電壓和電流的基礎設備，目前變電站工程中所使用的電子互感器產品較多，需結合這些產品的特性選擇應用于智能變電站。有源電子式互感器以傳統成熟的互感器原理為基礎，具有抗干擾強、絕緣性好、成本較低等特點，同時與無源電子式互感器相比較，光路簡單、穩定性強。雖然用于AIS結構中，維修和供電有所不便，但若應用于GIS設備，可避免上述問題，因此有源電子互感器能與GIS設備進行很好的融合。無源電子電流互感器若想將其成熟地應用于智能變電站，需重點解決溫度、振動、成本及穩定性問題。光學玻璃型互感器選材廣泛、穩定性好，但也存在加工困難、材料易碎等缺點，具體實踐還有待進一步深入研究。

四、智能變電站技術的應用

1、一次變電設備的智能化

智能變電站顧名思義就是變電內的設備實現了智能化，特別是變電站內高壓配電設備智能化的實現，這為智能電網的建設奠定了良好的基礎。在智能變電站內，計算機技術得到廣泛的應用，特別是電能傳感器在計算機的連接上有效的發揮了監控的作用，實現了對電力運行情況的實時監控，這樣就有效的控制了電力設備，而且可以對故障進行自動化處理，這對于變電站安全穩定的運行具有極為重要的意義。而且在當前智能變電站內，一次設備實現了一體化，這樣就有效的將監測和控制融合為了一體，實現了電能互感器、變壓器、斷路器和高壓設備的有效的連接，從而實現了設計上的一體化，有效的分層控制設備的信息融合管理的實現。

2、高級變電功能的實現

2.1變電設備整體監測。由于建立了計算機終端，通過站控系統可以實現較為全面的設備監測，并可以不間斷的獲取電力設備運行數據和各種智能變電裝置的運行信號，以及電力的輸出和輸入狀態，從而減少了無效數據的采集提高了監控效率。但我們還要注意的一點是，由于技術水平的限制，在部分智能變電站中實現整體監測還有一定的困難，各變電站可以根據實際對關鍵設備進行監測或采取輪流監測的的方法，達到對高負荷設備進行有效監測的目的。

2.2線路綜合故障控制。先進的數據采集技術，使得智能變電站具有了強大的信息處理能力和故障排除能力。智能變電站借鑒了數據庫模型技術和在線信息處理技術開發了狀態監測和診斷系統，這個監測系統采用了故障診斷數據庫技術。技術人員將電力設備正常高效運行時的相關參數和運行特征輸入數據庫和診斷系統，待系統運行后，根據一定周期內變電系統實際的工作狀態對設備進行深入和具體的監控和評價。

2.3智能報警功能。智能變電站的具有的報警功能是建立在分析決策系統基礎上的，這樣的好處是，分析決策系統能在短時間內對變電站中設備運行產生的大量的數據進行分析和鑒別，找出真正的故障信息，降低了誤報率，提高了報警的準確度。另外，為了確保故障信息可以有效地被采納，智能報警系統還預設了間隔報警機制，對故障進行定時報警。

結束語

智能變電站技術是集多種先進技術的集合，充分的發揮了計算機技術的特點，將現代信息管理技術與電力輸變技術進行了有效的結合，提升了變電站技術向數字化方向的發展進程。通過智能變電站技術的應用，不僅有效的提高了變電效率，而且對于電網事故發生率的降低也起到了積極的作用，能夠更好的滿足當前信息量大，和電力供應需求集中的需求，為電力建設提供了有效的技術保障。

參考文獻

篇（9）

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

1 智能變電站繼電保護技術的分析

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

1.1 變電站與繼電保護技術

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

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

1.2 智能變電站繼電保護的技術特點

1.2.1 繼電保護裝置硬件模塊化

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

1.2.2 繼電保護裝置軟件元件化

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

1.2.3 繼電保護功能網絡化

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

1.3 智能變電站的繼電保護運行和維護

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

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

2 結論

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

參考文獻

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作者簡介

篇（10）

【關鍵詞】預制艙 裝配式建筑物 變電站

變電站建筑物的傳統建設模式具有工作量大、施工周期長和濕作業多等特點，受氣溫和降雨降雪等的影響非常大，容易產生噪音污染、水污染、粉塵污染和固體廢棄物污染等。

家電網公司自2013年起開展了標準配送式變電站和裝配式變電站的試點項目建設，配送式、裝配式的建設理念逐漸被大家接受，越來越多的變電站采用配送式和裝配式的建設模式。變電站通過“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”，實現了節能環保、安全快捷和優質高效。

1 預制艙

預制艙的外形類似集裝箱，寬度約2500mm，高度約3133mm，根據長度的不同分為Ⅰ型艙、Ⅱ型艙和Ⅲ型艙，Ⅰ型艙長6200mm，Ⅱ型艙長9200mm，Ⅲ型艙長12200mm。預制艙內部安裝有辦公電源、照明燈、空調、換氣扇、溫度傳感器、濕度傳感器、空調控制器、燈光控制器、風機控制器以及智能輔助控制系統等，實現了內部工作環境的自動調節。預制艙不僅為電力設備提供了可靠的運行環境，而且為變電站調試、運行維護人員提供了現場作業和生活的場所，能夠在一定程度上取代傳統的變電站建筑物。

預制艙在設計生產過程中充分考慮并滿足用戶的需求，很好地將經濟性、實用性及功能性融合在一起。單個預制艙為一體式架構，可實現整體吊裝和運輸。預制艙框架由優質碳鋼、型鋼及不銹鋼等材料經整體焊接而成，墻體大致由外墻板、金屬屏蔽層（封閉整個艙體）、骨架、保溫層和內飾板等組成，墻體耐火時間超過3小時。比較成熟的外墻板主要有金邦板、鋼板和ALC板（蒸壓輕質加氣混凝土）等。預制艙本身使用的電源線和通訊線等布置于墻體內部，非常美觀。

2 裝配式建筑物

裝配式建筑物采用鋼結構和輕質、高強、保溫、節能、耐火、環保、施工便捷的圍護結構。鋼結構延性非常好、塑性變形能力強，具有優良的抗震和抗風性能。它的強度、彈性模量等是磚石或砼的許多倍，在荷載相同的條件下質量更輕，可以明顯減少基礎的造價。鋼結構采用標準的定型構件，施工效率高，對周圍環境影響小，可回收率高，是名副其實的綠色建材。比較成熟的圍護結構主要有 ALC板、漆面FC板（FC板即復合纖維水泥加壓板）和鋼制巖棉夾芯板等。建筑物使用的電源線和通訊線等通過線槽明布于墻體上，既施工方便，又非常美觀。裝配式建筑物能夠完全代替傳統的變電站建筑物，并且性能更加優越。

3 優缺點分析

預制艙、裝配式建筑物與傳統建筑物比較，具有很多優點：工廠化預制程度高，機械化作業程度高，交叉作業少，安全措施到位，質量管控嚴格，現場工作量小，濕作業量小，從而受氣溫和降雨降雪的影響明顯縮小，施工周期縮短了50%以上，施工噪音污染、水污染、粉塵污染和固體廢棄物污染等顯著減少，采用新型環保材料，具有輕質性、隔熱保溫性、節能性、隔音性、無放射性、耐火性、抗震性、抗滲性、環保利廢等特點。

預制艙與裝配式建筑物相較，具有如下優點：工廠化預制程度更高，尤其是集成了二次設備及屏柜、辦公設施和生活設施等，在廠內實現模塊化集成與線纜連接，完成大部分調試工作，現場工作量更小，施工工期更短，實現了廠內完成安裝調試，整體吊裝運輸，現場快速投運的目標。

裝配式建筑物與預制艙相較，具有如下優點：可以根據實際需求進行設計，內部空間大，運行維護條件更好，受道路運輸條件的影響較小。

4 應用范圍

因為主變壓器、高壓開關柜和容抗器等等電力一次設備的體積較大，即使利用拼艙技術實現了將主變壓器、高壓開關柜和容抗器等等電力一次設備預置到預制艙內的目標，而預制艙的尺寸始終受制于道路運輸條件在寬度和高度上都有不足，所以預制艙比較適合用作二次設備艙和生活艙等。預制艙具有集成度高，現場工作量小，施工工期短，實現了廠內完成安裝調試，整體吊裝運輸，現場快速投運的目標。

二次設備艙用來替代傳統的二次設備室，為二次設備提供了可靠的安裝運行環境。根據二次設備的模塊劃分情況和緊密聯系程度等選用合適型號的預制艙。因為道路運輸條件限制了預制艙的尺寸，所以為了提高預制艙的空間利用率必須對二次設備屏柜加以改進，實現雙排靠墻布置。建議二次屏柜的寬、深、高分別為800mm、600mm、2260mm，柜門能夠180°打開，并且滿足前置接線的要求。

生活艙用來代替傳統的生活室，包括辦公室、臥室、衛生間和儲物間等，能夠滿足一般的辦公和生活需求。

裝配式建筑物幾乎不受道路運輸條件的限制，尺寸可以根據實際需要進行設計，既可以用作一次設備室，也可以用作二次設備室和生活室等。

對于無人值守的變電站，主控室條件要求一般，可集成到二次設備室；對于有人值班的變電站，主控室條件要求較高，宜采用裝配式建筑物。

另外，變電站圍墻、防火墻和電纜溝等也可以采用裝配式建筑物的建造模式進行建設。

5 結論

預制艙與裝配式建筑物符合“資源節約型、環境友好型、工業化”（簡稱“兩型一化”）的建設原則。二者可以分別單獨使用，也可以搭配使用。有利于促進新材料、新設備、新技術和新工藝的應用，體現節地、節能、節水、節材和環境保護等綠色建設理念，提高變電站的可靠性、建設效率和建設效益等。與傳統變電站建設模式相較優勢明顯，具有廣泛的推廣應用價值。

參考文獻

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作者簡介

田家運（1984-），男，現為國電南瑞科技股份有限公司工程師。研究方向為電力系統及其自動化。