变电站基本原理篇1

[关键词]电子互感器；在线监测；传感器

中图分类号：TM762文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）19-0094-01

1课题意义和要求

在对智能变电站的发展历程以及现状有了一定程度上的认识的基础上，了解到智能变电站较之传统变电站的优势，然后对待设计变电站的相关原始资料进行分析，对如何设计这个智能变电站有了具体的思路，最后按照智能变电站设计规范《110kV～220kV智能变电站设计规范》里面相关的设计原则对变电站各个部分系统进行了经济、合理、智能化选型。

其中主要的内容是：对变压器进行选型，因为有变压器智能化技术，所以在设计中在变压器部分加入了智能化组件；对电气主接线的不同方案进行分析，比较其优劣，最终选取一个比较经济、实用的方案；对系统进行短路计算，其结果是下步电气设备选择的依据；对电气设备进行选择，主要是断路器、隔离开关、互感器、母线、高压熔断器、消弧线圈等。其中断路器、互感器可以选择智能化设计，并可以在系统中加入合并单元。

2本变电站站用变压器的选择

变电站的站用电是变电站的重要负荷，因此，在站用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电站发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电站安全，经济的运行。

一般变电站装设一台站用变压器，对于枢纽变电站、装有两台以上主变压器的变电站中应装设两台容量相等的站用变压器，互为备用，如果能从变电站外引入一个可靠的低压备用电源时，也可装设一台站用变压器。根据如上规定，本变电站选用两台容量相等的站用变压器。

站用变压器的容量应按站用负荷选择：

S=照明负荷+其余负荷×0.85（kVA）

站用变压器的容量：Se≥S=0.85∑P十P照明（kVA）

根据任务书给出的站用负荷计算：

S=5.2+4.5+（20+4.5+0.15×32+2.7+15+1+4.5×2+1.5）×0.85

=49.725（kVA）

考虑一定的站用负荷增长裕度，站用变10kV侧选择两台SL7―125/10型号配电变压器，互为备用。根据容量选择站用电变压器如下：

型号：SL7-125/10；

容量为：125（kVA）

连接组别号：Yn，yn0

调压范围为：±5%

阻抗电压为（%）：4

3变压器智能化

变压器智能组件包括测量、控制和在线监测等基本功能。某些工程还包括同间隔电子互感器合并单元、测控、保护等拓展功能。

变压器智能测控装置通过IEC61850通讯规约方便接入数字化变电站的站控层（过程层），实现变电站内数据共享和互操作功能。变压器智能测控装置就地户外安装，采用IP55防护等级。智能控制装置就近安装在变压器附近，方便现场各种传感器的电缆连接。现场传感器通过4～20mA、串口或空节点等方式接入变压器智能测控装置[10]。智能化示意图如图3-1所示。

根据《110～220kV智能变电站设计规范》有：

1、110（66）kV智能终端宜单套配置；

2、35kV及以下（主变间隔除外）若采用户内开关柜保护测控下放布置时，

可不配置智能终端；若采用户外敞开式配电装置保护测控集中布置时，宜配置单套智能终端；

3、主变高中低压侧智能终端宜冗余配置、主变本体智能终端宜单套配置；

4、智能终端宜分散布置于配电装置场地。（图1）

4合并单元的选择

合并单元是用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相干组合的物理单元。其主要功能是通过一台合并单元（MU），汇集/或合并多个电子式互感器的数据，取得电力系统电流和电压瞬时值，并以确定的数据品质传输到保护/测控装置；其每个数据通道可以承载一台和/或多台ECT和/或EVT的采样值数据。

合并单元可以是现场互感器的一个组件，也可以是一个独立单元。

根据《110kV～220kV智能变电站设计规范》，智能变电站对其的总体要求是：合并单元伴随电子式互感器的产生而产生，伴随智能变电站的应用而得到推广应用。其内部工作逻辑相对固定，但可靠性、实时性、一致性要求极高，其重要度应与继电保护装置相当。（图2）

参考文献

[1]庞红梅，李淮海，张志鑫，周海雁.110kV智能变电站技术研究状况[J].电力系统保护与控制，2010.38（6）

[2]李瑞生，李燕斌，周逢权.智能变电站功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2010.38（21）

[3]GB/T17468-1998，电力变压器选用导则[S].

[4]水利电力部西北电力设计院.电力工程设计手册[M].北京：中国电力出版社，2008.08.

[5]陈慈萱.电气工程基础[M].北京：中国电力出版社，2003.09.

变电站基本原理篇2

关键词：智能变电站；继电保护；智能电网；二次系统

作者简介：戎俊康（1972-），男，山西五台人，太原供电分公司送变电分公司，工程师。（山西 太原 030024）

中图分类号：TM63  文献标识码：A  文章编号：1007-0079（2011）36-0130-02

随着智能电网概念建设的逐步开展与深入，作为“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，[1]智能变电站的建设也成为当今电网建设的重点。[2-3]变电站是电网的基本组成元件，智能变电站的建设也是我国建设坚强智能电网的重要内容。应用电子式互感器，采用IEC61850规约通过光纤网络进行智能一次设备及二次设备信息交互，使用智能化决策支持系统进行运行控制机及管理的智能化变电站建设对于电网继电保护工作将产生重要的影响。本文通过对智能变电站基本概念特征及结构的分析，初步探索了电网继电保护工作在智能变电站建设中所面临的新要求，并有针对性地提出了解决方案。

一、智能变电站的概念与特征

在国家电网公司所制定的《智能变电站技术导则》中将智能变电站定义为：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。[7]

1.一次设备智能化

一次设备的智能化是智能变电站建设的基础，到目前为止真正意义上的智能一次设备还没有投入运行，当前采用较多的是由常规一次设备+智能组件构成的智能一次设备，如：智能断路器、智能变压器等。由于采用了数字化的电子式互感器及光纤网络，一次设备与保护等二次设备之间的数据交互方式实现了完全的数字化。

2.二次设备网络化

在智能变电站中，传统的二次回路概念被极大地弱化；变电站中二次设备之间以及与一次设备的通信连接全部采用高速的光纤网络，二次设备真正地实现了数据、资源的共享。传统的电缆及连接导线连接方式被数字公共信号网络所取代。这样的变化节省了了大量电缆、连接导体、端子等模拟量电路耗材，人工不可直接接触的数字通讯方式使得继电保护系统的可靠性得到很大提高，变电站控制功能的实现得以简化并可以进一步优化。

3.信息交互标准化

智能变电站内电气设备的数据通讯都基于统一的IEC61850规约。统一标准方式使得不同的设备厂家可以基于同一标准，不再需要考虑和其它设备的数据通讯问题，简化了电气设备的安装、调试及检修流程，做到了电气设备的即插即用，这使得变电站内的安装维护工作较以前方便很多。

4.运行控制智能化

在智能变电站中将应用大量的智能化决策支持系统，这将使得整个变电站自动化运行水平进一步提高。调度中心的相关操作控制命令将在智能变电站中自动执行，并具备各类自动校核功能。此外，在线状态检测不仅实时检测各个电气设备的运行状态还对其进行评估分析，并将结果上送至调度中心以便于运行工作的安排。相对于无人值守的综合自动化变电站，智能变电站不仅简单地接受调度中心的命令，还参与站内设备有关的分析决策。

5.功能应用互动化

如上文所述，智能变电站不仅仅是一个电能变换和输送的中间节点，更是一个独立进行决策分析的智能处理单元，每个智能变电站之间及其和调度中心、管理终端等依据其功能效用进行互动，相互交换数据及决策方案。这无疑将大大地提升电网运行的自动化水平。

二、智能变电站的逻辑结构

在智能变电站中，其基本的结构不在是常规站的间隔+主控设备这样的方式，其逻辑结构可以划分为：过程层、间隔层和设备层。[6，7]

1.过程层

过程层主要包括一次设备及其附属的智能组件及智能装置，如：变压器、高压断路器、隔离开关、互感器等等。可以看到过程层中不仅包含是一次设备，而且包含各类智能接口、合并单元等设备。过程层的主要作用在于：量测数据采集、各类设备状态检测及控制命令的下发执行。

2.间隔层

间隔层中包含有各类监控设备和继电保护设备等，这些设备依然次采用依据间隔的配置方式。间隔层实现了对各个间隔内一次设备的控制、监视和保护。间隔层内的设备采用光纤数字通讯方式与设备层以及站控层的设备进行通讯。

3.站控层

站控层由各类人机交互用的设备、数据前置机、服务器以及用于外部其它变电站及调度中心数据连接的服务器、工作站等设备组成，其主要的作用在于实现全站的集中控制。

上述的逻辑结构在国家电网公司所制定的《智能变电站技术导则》中采用设备层和系统层予以实现。[7]

三、智能变电站的建设情况

目前国家电网公司的多个智能变电站试点工程已经逐步投入运行，[4]其中既有地区级的110kV、220kV变电站，也有500kV及750kV的大区变电站；其中既有新建站也有进行技术改造的老站。包含：齐齐哈尔电业局220kV拉东智能变电站改造工程、新建750kV延安智能变电站、220kV青岛午山智能变电站、金华500kV芝堰变智能化改造试点工程、110kV北川智能变电站建设工程等；这些变电站从功能设计到运行特性，其各项指标都满足了智能变电站的各项功能要求，预示着我国今后变电站建设的主要方向。

四、智能变电站投运对于电网继电保护工作的新要求

随着智能变电站的建成投运，其运行维护工作就成为电网运行需要探索的新问题。尤其是对于继电保护工作来讲，将面临完全不同于常规变电站的新的局面。这主要是由于在智能变电站中，二次系统不再是常规变电站的模拟量构建的回路，而是实现了数字化、网络化；同时大量的智能决策系统将得以应用；这使得继电保护工作将面临新的变化。

1.技术工作内容的变化

一直以来，继电保护工作人员负责其管辖电网内的各个变电站内的二次系统的维护及调试等工作，由于二次回路采用模拟量电路构建，继电保护工作的重心在于对二次回路的维护，如：各类交流回路的断线查找及排除，控制回路故障的排除等等。但在智能变电站中，二次回路被通信网络所替代，继电保护工作人员不在面对复杂的二次回路，而是要保证处于网络化条件下整个保护系统的可靠工作。这一转变使得原本已经延续了几十年的保护工作任务、流程、规范都发生了本质性的变化。

为适应这种变化不仅仅需要设备厂家提供详细的技术资料，更需要继电保护工作人员在实践中挖掘设备特点、总结归纳新设备的运行特性，以此为基础制定新的规范和标准。

2.人员专业素养要求的变化

由于二次设备的网络化，一次设备与二次设备的连接及二次设备之间已经基于数字方式进行信息交互，这使得继电保护工作人员不仅仅要熟悉继电保护的原理，还需要掌握IEC61850规约等通信技术。因此，熟悉电气、通信、计算机等技术，并具备相关专业技能的的复合型人才成为继电保护工作的新要求。

由于大学教育中的专业划分，当前继电保护工作人员对于这部分非传统的保护相关内容并不熟悉，因此需要在工作中结合智能电网的特点以及各类智能设备的特性，辅之于专门的讲座培训等手段，加速保护工作人员对于这部分内容的理解和掌握。如有可能，各高等院校在专业教育中也应增强通才教育，弱化电气专业教育内部的专业划分，增强复合型人才的培养。

3.继电保护管理工作的变化

在智能电网中，运行控制的智能化也是其一个标志性特征；对于智能变电站中的保护系统，智能化的决策管理工作也必将开展。如何结合智能变电站特点和要求，设计建设符合继电保护工作要求的管理模式和流程也就成为下一阶段继电保护工作的重点研究内容。这不仅需要智能化的决策支持系统的研究与应用，更需要继电保护工作人员结合工作需求探索新的管理模式。

这首先需要继电保护的管理工作转思路，可以清楚地理解智能电网本身的背景意义及相关技术；其次由于新生事物快速发展中原有管理模式中可能会暴露很多问题，保护工作者必须有足够的困难意识，敢于面对出现的问题并结合实际积极应对；有超前意识是管理工作者必须具备的，不能总等新设备投运后再去适应，而是要结合智能电网及智能变电站建设的目标提前准备，积极借鉴兄弟单位经验以便尽快摸索出适合于自己的管理模式。

五、结语

在智能电网的建设中，继电保护工作将发生重大变化，变电站内保护系统的网络化、数字化意味着沿用了几十年的二次回路将逐步退出历史舞台。如何适应新的形势，充分发挥新的设备及新技术的效能，就需要继电保护工作人员在实践中进行不断的总结分析。

参考文献：

[1]罗明志.智能电网综述[J].中国电力教育,2010,(16):239-242.

[2]汤乃传.智能变电站[J].科技综述,2010,(3):13-16.

[3]张沛超,高翔.智能变电站[J].智能电网技术及装备专刊,2010,(8):

2-3.

[4]李兴源,魏巍,王渝红,等.坚强智能电网发展技术的研究[J].电力系统保护与控制,2009,3(17):12-13.

[5]关杰,白凤香.浅谈智能电网与智能变电站[J].中国电力教育,2010,(21):251-252.

[6]李梦超,王允平.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制,2010,(18):18-20.

变电站基本原理篇3

关键词：智能变电站；设计节能；措施

中图分类号：S611文献标识码：A

1、智能变电站结构及特点分析

所谓“智能变电站”即在现代化智能设备的配合使用下，以变电站的信息数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化为基本要求，并能自动对电网运行的基本信息执行采集、测量、控制和保护等。此外，还可根据实际情况对输配电网进行智能化调节控制和在线决策分析，与其他变电站进行信息交互等功能。相比于结构简单且使用常规型电源和互感器器件的传统变电站来说，智能变电站在结构上有了很大改变，其根据物理结构划分主要有智能化一次设备和网络化二次设备，而按系统功能模块则主要划分为站控层、间隔层和过程层，如图1所示。

图1智能变电站的结构组成

由于智能变电站采用智能化组件，比如电子互感器、智能断路器等设备，受外界干扰较小，系统工作稳定性较高；再由于智能变电站各层分工明确，可全面监控和管理变电站的各运行设备，保障电网线路的可靠供电。相比于传统的变压器，智能变压器使用IEC61850通信标准，可以实现变电站的可靠通信，确保系统中各自动化设备间信息传输的稳定和正确。

2、智能变电站的技术特点

智能变电站的运行中已经广泛的应用计算机监控、信息监控、处理技术等，其具有很多特性，包括智能化控制、信息共享、集成化装置等。

2.1、实现局部或全局智能控制

智能化变电站能够进行智能化设备控制，这是其非常重要的特点之一。对于进行相关的一次设备采取光电技术的时候，其进行就地控制柜的效果也是非常好的，与微型的GIS控制器不想上下。而当进行使用二次设备的相关高压电压封闭装置、自动化控制、漏电闭锁智能交流互感器的时候，已经实现了相关设备运行的智能化操作运行，对于这个功能，其能够在很大程度上排查相关故障，方便技术。同时其还能够进一步实现智能控制电能传输本身和电力设备的运作。

2.2、引入控制终端

变电站的运行中非常重要的部分是计算机的终端，其在实际的运行过程中能够对计算机终端进行直接的利用，从而能够在短时间内进行相关的判断和处理，即控制终端的应用能够进一步解决变电站的故障，同时控制好输变电事故。

2.3、光纤技术的应用和集成化电力装置

光纤技术本本来就使用了相关的帮助措施，其能够满足变电站内部各个控制层所表现出的相关局域网管理的相关需求。进行该过程的时候，原本信息就能够直接进行一次和二次设备层以及相应的控制中心中的相关播散工作。如果将其作为基础，在所有数据进行传输的时候，就能够为光纤技术的传输体系的稳定、可靠性提供一定的保障。电能检测设备本身就具有很多的特性，包括设备、管理设备都是具有集成化特点，其属于计算机数字技术的一种应用，其能够降低安装的成本，缩短工期，因此被广泛的应用。

3、智能变电站的节能设计原则以及存在的问题

3.1、智能变电站的节能设计原则

智能变电站遵循“一化两型”以及规范化、标准化的设计原则，也就是要以节约资源型、不破坏环境型和工业化为基本原则，下面将智能变电站的基本设计原则总结如下：在设备中嵌入传感器以采集最新信息；运用开放的变电站构造体系；遵守规范标准化的原则；保证其可靠性与安全性；具备自动协调和分析的功能。

3.2、智能变电站的节能设计所存在的问题

3.2.1、处理动态数据

处理动态数据的系统是智能变电站的运行神经中心。数字化变电站带来了很多的数据源，为监测和控制智能变电站的运行状况，保证智能变电站系统顺利运行和迅速处理问题提供了更丰富的依据。所以，如何有效实时的处理变电站的动态数据，决定着智能化决策机制，是确保电网稳定安全运行的重要凭证。

3.2.2、高准确度的时钟同步技术

为了确保信息数据的可靠性和完整性、实时性，实现各个采集数据控制单元的同步采样，实时输出同步的相量数据，传统变电站的对时原理及模式已经不能和不适应满足智能变电站对时钟准确度的要求，因此我们需要开发更精确地时钟同步技术。

3.3、智能变电站设计需注意的事项

设计智能变电站的第一原则是要确保安全可靠，再者要尽量的运用紧凑型结构的设备以便达到高效化维护智能变电站运行的要求，最后一定要避免配置设备出现重复现象。下面笔者简要阐述一下设计过程中需要特别注意的问题：①要合理的布置变电站，采用集成化电气设备优化变电站电气总平面布置方案，尽量的节约变电站占地面积；②优化智能变电站建筑物设计，要尽可能的合并具有相似功能的空间，并且使用电缆代替光纤，应合理的布置电缆沟的位置；③灵活配置网络架构，配置各网络设备时应充分的考虑经济性的要求。

4、智能变电站设计节能措施

4.1、优化选择经济、节能的变压器

1）选择低损耗主变压器

电力变压器的损耗主要体现在电能转换过程中空载损耗、负载损耗和其它附加损耗等电能损耗。变压器的节能降耗可以通过合理选择变压器的型式和选择低损耗变压器来实现。

在提变压器的技术参数时，要求采用高导磁率的硅钢片，严格要求厂家按目前国内能够制造的最小空载损耗和负载损耗的参数来制造变压器；在散热器方面，选择70%容量下为ONAN自冷、70%～100%下分组投入风机的变压器，可以有效的节约风机损耗。

2）站用变容量及电缆的选择

按变电站的实际用电负荷并考虑同时率计算站用变的负荷，据此合理选择站用变的容量和台数。

根据站用变压器选择电缆，经计算得知，采用4根3×185+1×95mm2的电缆即可满足站用电实际负荷要求，按照“N+1”的原则，站用变进线屏的出线电缆选择5根3×185+1×95mm2的电缆，可保证站用变压器满载运行。

3）选择低损耗站用变压器

对于站用变属于经常运行设备，其空载损耗及负载损耗对变电站的能耗也有一定的影响，在站用变的选型上，也考虑选用低损耗的变压器。

在站用变的选型上，优先考虑选用低损耗的变压器。

4.2、变电站内智能化、节能型照明的应用

1）节能型智能照明控制系统

节能型智能照明控制系统由控制中心（包括控制设备、服务器、大屏幕投影显示设备等）、智能控制终端（RTU）、节能照明控制管理终端（LCM）、单照明节能控制器（LCU）及通讯系统等组成。它可对发射功率允许半径内的照明设施无条件进行遥控开关灯、控制路灯降功率，或根据地球自转和公转规律及照度门限自动遥控开关灯、遥讯设备状态、遥测电流、电压、电度功率，以及根据系统设置自动或人工控制进入降功率节能运行状态。

2）智能切换模式的照明控制

智能照明控制系统采用“调光模块”，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果。通过一台计算机就可对整个大楼的照明实现监控与合理的能源管理，这样不仅减少了不必要的耗电开支，同时还降低了用户的运行维护费用，比传统照明控制节电20%以上。

在工程设计中，针对控制对象的不同（即各功能区域的照明具有不同的特点），智能照明控制系统可以采取不同的回路控制方式。对变电站里功能要求不高、人员出入少的区域，可采用简单回路控制；对站外配电装置部分、道路、各保护小室等公用部位，不仅要实现简单回路的控制，还须对局部回路实现照明的自动通断控制。这种控制方式须在系统结构中加入动、静探测器和智能探头等电气元件，通过每个调光模块、控制面板和动静探测器实现在各种状态下对各区域正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。从而减少控制电缆的数量，从而减少布线工程量，降低火灾隐患，便于维护。

4.3、其它节能环保设计

1）导体选择

导线截面选择过大，则导致导线投资显著增加，并且增大有色金属耗量及其在制造过程中的耗能量；导线截面选择过小，则导致运行中的电能和电压损失加大，使电能的传输质量和运行经济性变差。

另外，在变电站设计过程中优化金具设计，使其表面场强分布尽量均匀，减少电晕损耗。

2）选用新型电缆防火材料

现有变电站广泛应用的传统电缆防火材料虽然初次投资成本低，但施工过程中没有具体的耐火性能测试标准，施工工艺随意，防火性能难以保证，没有对防烟气密性、水密性提出具体要求，无法解决复杂工况。

新型电缆防火材料具有防烟气密性强，对环境温度变化有很强的适应性。除具备卓越的防火性能外，新型防火材料还具有生物防护作用、水密性、可扩展性、施工方便等功能，满足国网公司资源节约，环境友好的要求。

总之，随着科学技术和经济社会的快速发展，电力系统、电力行业的巨变也在潜移默化地进行着。智能变电站的发展已经呈现出如火如荼的趋势，而且应用范围逐步扩大功能逐渐升级，在业界也一直备受关注。因此加强对其的研究是非常有必要的，本文分析了智能变电站设计节能的相关方面，从而减小能源消耗。

参考文献

[1]冯星，张芸.智能变电站设计节能措施方案研究[J].电力勘测设计，2014，04：10-13.

变电站基本原理篇4

【关键词】35kv；变电站；安全运行；管理机制

引言

电力事故出现的重要原因之一是变电站在设计或实际使用中出现的质量问题所导致的，是不可避免的质量因素。在安全运行过程中，管理工作最主要的是尽量避免工作人员自身不利因素。同时，35kv变电站同其他类型变电站相比有其特殊之处。本文将就如何管理和如何运行做出简单的剖析。

一、综合自动化35kv变电站的发展特点

现阶段，35kv变电站可划分为三种不同运行管理模式。分别是“有人值班”、“无人值班、有人值守”、“无人值守”。

1、“有人值班”

从前的变电站运行管理模式多数都是“有人值班”模式。变电站内部设有专门的值班人员，并且值班班组成员进行轮值负责。站内的仪器设备的操作、监控、维护以及安全保卫等等都由值班人员负责。当出现事故和其他异常情况时候，应该有值班人员第一时间做出判断并迅速进行处理。

2、“无人值班、有人值守”

这种管理模式仅仅留守极少数守卫人员，并没有专门设立的值班班组。变电站内设备操作和监控调度都是要靠巡检人员进行处理。日常的安全保卫和清洁卫生则另有一批人处理。如果遇到突发紧急状况，则会紧急安排一批人进行处理。

首先要判断该单位属于何种运行机制。大家都知道，很多偏远乡村地区经济发展相对缓慢，且地处远离交通干线的偏僻地段，并且缺乏现代化的通讯设施。变电站一旦投入使用，安全问题是必须当做首要问题考虑的，因为设备对于当地的经济水平往往比较高昂，工作人员在偏僻的地区也更需要安全保障。怎样做到在保证安全可靠、提高效率的情况下尽量减少运行维护的管理工作量是一个值得深入研究的问题。现在的主流观点是这样的，工作人员容易受到周围环境和自身情绪以及性格等等多种因素的影响。因此，人本身就是一个非固定因素。正是因为如此，很多事故的根本原因就是由于人为操作不当所导致的，从这个方面来讲，无人值班自动化管理确实可以提高其运行的可靠性。除此之外，很多供电企业都奉行“减员增效”的原则，由此原则而引发了“无人值班”系统概念的产生。从前普通变电站通常配置了值班工作人员6-7个人，在增加人为不确定因素的同时增大了供电企业运营的成本。这种传统的模式显然不能大量扩展35kv变电站。由于新型的35kv变电站采用了很多高新技术和最新式的设备仪器，这些技术和设备就是作为“无人值班化”概念的硬件基础，现在的很多企业都需要缩减运行成本，无人值班可以免去人员工资费用和相应产生的管理成本。这种运营模式产生的经济效益很大。未来供电企业发展的趋势就是“无人值班化概念”。

然而，在推广“无人值班化”化概念的同时，大量的变电事故也随之产生，有些重大事故甚至威胁到了农村电网的整体运行。所有的这一切都明确地警示着我们，绝对不能盲目的追求“无人值班化”的概念。这种概念是否可以施行，受制于自动化系统的可靠性和变电站所在位置的地理环境与维护管理人员的素质。

二、现行35kv变电站普遍存在的问题

如何采用“无人值班、有人值守”运营模式，会存在不安全因素。变电站通常建设在远离城市和人员较稀少的地方，长期一个人负责值守的话，值守人员的个人心理因素不能不去考虑。比如会存在孤独感和远离人群的不安全感。这种不良的心理因素就有可能造成安全隐患，也不利于人性化管理的原则。所以，推广“无人值班化”应该把“无人值守放在首选概念位置。对于不具备上溯条件的变电站，可以先用“少人值班”的运行模式，每站额定人数维持着3-4人作用，基本是常规变电站一半的值班人员。通过轮流值岗就可以解决很多实际中出现的突况。

无人值守并不代表没人去管理。如果决定采取无人值守模式。就应该让各个供电单位按照自身情况，具体情况具体分析，结合实际去实现无人值守。变电站虽然无人值守，但是变电站的监控操作却一直未停止。同时无人值守的变电站也可以划分给当地供电管理所管理。

调度人员在观看电网运行情况的同时，一般无法了解到变电站内部装置的管理。这种问题随着变电站的不断运行，故障隐患就会越来越大。所以，我们要成立监控操作班组，通过班组的工作人员来了解变电站管理、变电站内部仪器结构。根据调令进行科学规范操作，通过轮流检查来代替工作人员值班。

三、如何实现35kv变电站的安全运行

只有加强变电管理工作，才能做到变电站的安全运行。我们应该通过落实各项规章制度和积极完善变电站管理制度来作为变电站安全运行的保障。

首先，要对标准的安全生产工作流程做到严格遵守，认真施行。其他的各项规章制度比如：“工作票制度”、“标准化制度”、“设备巡回检查制度”等等，其两票三制都是最基本的生产工作内容。

其次，我们应进一步完善“变电站现场运行规程”。规范化的操作，为变电站的安全运行保驾护航。同时做好缺陷管理制度和缺陷处理记录。用闭环式管理的概念让运行维护人员快速准确的发现问题和处理缺陷。通过完善档案管理制度，将各种规程与设备记录在案，使得相关工作人员能做到有据可查、有章可循。

做好变电站的维护，同样是日常变电站维持安全运行的基础。通过严格的管理机制、公正的考核体系、做到出现事故可以明确相关责任人做好变电站的日常维护，这些都是最基本的工作，是变电站得以安全运行的保障。通过“日检”将所有出现的异常情况都记录在案，比如设备运行的误动与拒动次数、运行中断持续时间与中断原因。根据每天的工作记录可以归纳总结出事故出现的时刻该故障设备的动作正确率以及运行的可靠性。做好“定期巡检”是因为现在还没有出台国家关于“无人值守”概念的变电站的定期巡检标准，所以这就要求我们相关供电企业根据实际情况独立确定关于自己企业的“定期巡检”制度，至少应该做到按月记录。如果可以的话，最好是每天都记录一次。并且创建相关的“定期巡检”记录，内容覆盖所有变电站已及各种通讯通道的“定期试验”应该按一年为试验周期。相关参与定期巡检的设备应该参照国家相关标准和供电行业标准定期试验，要完备试验的记录和报告，并且一定要注意存档备查。

变电站基本原理篇5

【关键词】：变电站、总平面设计、竖向布置设计

一、变电站的选址

（一）变电站选址的要求

变电站的选址工作是决定变电站建设能够顺利完成的基础。它除了要考虑地形、进出交通等自然因素，还应当兼顾城市规划、环境保护、军事设施、国上资源保护以及地方文物保护等社会因素对变电站的影响。所以，变电站的选址应当经过长期的论证以及现场勘探，结合当地实际，才能够最终确定。

变电站的选址应遵循以下要求：第一，变电站站址的选择必须适应电力系统发展规划和布局的要求，尽可能的接近主要用户，靠近负荷中心。可减少输配电线路的投资和电能的损耗；第二，站址应尽可能选择在已有或规划的铁路、公路等交通线附近，以减少交通运输的投资，加快建设和降低运输成本。特别是有利于变电站内主变压器等大型设备大件的运输，同时对于运行时抢修、维护也有较大的便利；第三，站址应尽可能远离人类居住区，避免生产设备产生的噪音对居民造成的影响。

（二）地形对变电站选址的影响

根据大力发展节能省地型建筑，建设节约型社会的政策要求，以及变电站自身运行的特点，变电站的站址选择往往尽可能选用荒地劣地。少占良田耕地，少拆迁村庄，少改移河道、交通线路和农田水利设施等。同时，要在满足建站要求的前提下应尽可能减少土地使用面积，为今后改建、扩建留下发展余地。

在地形平坦的地区，由于地形调配高差较小，竖向布置比较单一，所以变电站的总平面布置一般采用平坡式布置形式。这类总平面布置场地内土石方工程量很容易达到平衡，能够较好的控制生产运营成本。但填海建站的类型除外，因为这类变电站所在的地质资料条件较差，往往需要进行地基处理，增加工程投资。

在山区建站，由于山区地形具有陡坡和较大的高度，竖向布置受地形、地貌、地质、气象、水文的影响较大，所以变电站多采用沿山顺坡集中布置形式，能充分利用山地、坡地、少占良田好土。其特点在于避免场地土石方工程的大填大挖、建设流程短、管线连接和使用方便、节约土地。

二、电站总平面设计研究

（一）变电站总平面设计原则

变电站总平面设计是涉及多领域的综合技术，处于变电站设计中总揽全局的地位，是将变电站各不同专业组成科学的有机整体，形成流程顺捷，高效低耗生产工艺的重要环节。变电站的总平面布置设计应当符合站区的总体性规划。在满足了自然条件以及工程特点外，还必须考虑变电站的安全设施、周边卫生环境、运行和检修等各方面的因素。变电站总平面设计原则：第一，执行基本国策，节省建设用地；第二，近期为主，远近兼顾，创造可持续发展空间；第三，功能分区科学合理，生产工艺流程顺捷，运行管理方便；第四，科学利用站址条件，降低工程投资成本，缩短建设工期；第五，绿化站区，保护生态环境，人与自然和谐发展。

（二）变电站总平面设计实例

以一个新建的220kV变电站设计为例，220kV配电装置布置位于站区的北部，向北出线，采用断路器单列布置。1l0kV配电装置布置于站区南部的西面及东面，分别向东、西两个方向出线，西面有进站道路，采用断路器单列布置。为了减少占地面积，压缩变电站尺寸，在设计中取消了东面ll0kV屋外配电区的环形道，采用断路器双列布置。主变压器、35kV配电室、主控制楼位于站区南部，中间地带从北到南依次排列为：l号主变、2号主变、3号主变。35kV配电装置室布置在3台主变的南面。35kV户外补偿电容器共12组，其中9组位于主控制楼的东面，3组布置于站区东北角。主控制楼布置于站区西南侧，位于35kV配电室的南面，与进站大门及站区主干道相邻。进所大门布置于站区西南面，全站设有3条环形道路。

三、竖向布置设计研究

（一）竖向布置设计影响因素

变电站区域的竖向布置设计，首先应当结合该区域的地形特征，对变电站工程的施工、所需设施的运输以及日后的检修等方面进行综合的考虑和研究。应当最大化地避免场地的平整土方以及边坡等的工程量。所以，在对变电站的方案特征以及工艺的布置综合研讨后，应当把工作的重心放在竖向的布置形式设计、坡度测量以及坡向的定位、变电站的土方平衡点的设置上。变电站的站址选择一般为山前坡脚，此处地形通常会略有起伏，且地势会较为宽阔，所需占用农田面积较少。站内外运输线路要具有合理的横、纵断面，在满足站区运输及消防通道的情况下，还考虑在今后的改、扩建时能够使新旧设施合理衔接。综合考虑了变电站区域的总平面布置、建筑群地基处理、区域地形特点等因素后，才能规划变电站区域的竖向布置设计方案，并且对其进行土方计算。

（二）场地标高确定和土方平衡

在竖向布置中，要合理确定场地标高和建筑物、构筑物、道路的标高，除了满足防洪标准外还要考虑排水系统对设计标高的要求。一般平整场地的表面，均应具有0.5～2%的坡度以保证排除雨水。在确定道路标高时，应使雨水从变电站内各建筑物、构筑物排向路面或道路两侧的雨水口。

站区场地整平，除土石方外还应包括地下构筑物、建筑物基础、管线地沟、排水沟等。如果场地土石方需在站外取土或弃土才能平衡时，还应考虑取土或弃土场地的运距、交通情况等条件。同时，在考虑挖、填关系时，应立足少填少挖，填挖接近就地平衡的原则。如果自然地形变化较大，必须进行较大的挖、填方才能满足竖向布置要求时，应在保证挖、填方总量最小且达到基本平衡的情况下，恰当地处理挖填关系。

（三）场地竖向布置

变电站的竖向坡度应当依据工艺设计要求进行设备的运行以及安装。结合某220kV实际的地形条件，为追求全寿命周期成本最小，可以竖向设计优化采用阶梯式布置分为3个台阶，高差分别为3.5m和5.5m，与工业园区规划和场地三面环山地形特点紧密结合。设计方案在满足电气工艺功能的前提下，将220kV场地设计高程为292m，110kV配电场地及主变压器场地设计高为288.5m，而大门入口处设计高程为283m。

参考文献：

[1]聂建春刘杰浅谈变电站总平面布置及竖向布置设计2008年17期

[2]罗佳变电站总平面布置的优化2009年18期

变电站基本原理篇6

[关键词]110KV；自动化变电站；安全运动策略

中图分类号：TM76；TM63文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）09-0298-01

1前言

在新形势下，传统变电站已经无法满足社会对用电的需求，因此使用110KV自动化变电站是形势发展所需，更是满足供电需求的重要保障。该供电系统能够采用遥控方式切断电路，有效实现了远程控制供电的目的，还能够对变电站运行状态进行实时监督。但是从运行情况来看，110KV自动化系统最大问题就是允许不稳定，存在一些影响安全问题。因此，探究其安全运行策略具有现实意义。

2自动化变电站的结构及原理

1）变电站的结构组成；随着自动化技术不断发展，自动化系统已经形成了多元化构成，如今主要是分布集中式、集中式、完全分布式以及分层分布式等等，在各种构成方式中分布集中式尤为发展重点，指明了未来自动化变电站发展方向。而且这种系统是由面向变电站原件以及开关等共同组成。能够集中处理变电站运行中各种数据信息，所用控制系统能够满足智能化操作所需，而主控但愿通过现场总线和其他的分散但愿进行通信，实现了物理分散与功能分布的有机集合，然后通过计算机网络对数据信息进行管理与交换，确保了各个单元结构能够独立运行。其结构如图1所示。

2）工作原理；如今电子元件都朝着模块化发展，自然自动化变电站系统也都是模块化设计，比如监控系统、核心模块保护系统等，都是按照模块形式组合生成，保证了配置上彼此协调运动。在自动化系统下必定分布着许多子系统，而子系统也分成了软件与硬件，主要有模拟量I/O回路，开关量I/O回路，人机对话接口回路等各种子系统。在各个子系统中模拟量I/O回路，开关量I/O回路所发挥主要作用就是实现了采集数据功能及自动控制数据的功能。在变电站中大多数参数指标均为模拟量，比如有功功率、电压电流、无功功率以及稳定等等，因此在实际运行中，都是将模拟信号通过处理成数字信息之后才能传送到微机，而微机发出的指令也要转变成模拟量才能够输送出到相关设备。

在整个自动化系统中微机是核心部分，主要是微处理器，存储器以及板块等组成，而自动化操作基本都是通过通信回路和其他的微机系统连接而实现通信作用。

3110kv自动化变电站安全运行问题

要探究怎样加强自动化变电站的安全运行，就必须要从其安全运行现状中分析存在的问题，在解决问题基础上强化安全运行才具有实用价值。从现状来看主要存在如下一些问题：

1）防误闭锁问题；在自动化变电站中应用了微机防误闭锁系统；许多变电站也是对一些老式闭锁系统进行加装或者改装。这种系统能不能给取代电气二次防误闭锁，必须要认真进行研究分析。防误闭锁接线简单，有效实现了防误闭锁功能，但是主要问题就是进行试验、检修过程中，可能丧失闭锁功能，因此微机防误闭锁只能够满足操作人员误操作的防范，无法解决检修人员或者其他的原因而出现的误操作问题。因此一旦微机防误闭锁出现失误，就需要启动电气二次防误闭锁回路。

2）遥控信号出现误动；控制器就是经过串口和MODEM相连接，MODEM和通道相连接，传送到主战。因保护规约比较复杂，比较多，因此主站就必须要扩展保护规约，在运行之时时常会出现遥控信号误动现象，影响安全运行。

3）实时数据不稳定；在平时运行时，监控后台机可能出现数据突然成为零，从电流、电压曲线来看，间隔一段时间就忽然成为零，毫无规律性，这些现象大多是测控单元装置出现问题。

4）双机系统切换的问题；自动化变电站双机基本上都是以串口通信为主体，以以太网为副，副体监视主体，从理论来看绝对能够确保主备处于正常状态。但是从现实来看两机切换可能出现两台机器全部成为备用值班机，造成通信控制器出现死机，不能刷新数据，遥控失效。

4110kv自动化变电站安全运行策略

从前面的分析来看，虽然变电站中采用了自动化系统，但是在安全运行中依然还存在一些问题，就需要结合实况采取合理的保障措施。

1）加强维护监控系统的力度；从前面存在问题来看，有一些的是因为机器自身问题而影响安全运行，因此就必须要采取合理的监控措施监测正运动的设备。必须要确保监控设备正常运行，操作时不能盲目进行，必须要结合使用说明实施，定期维护和养护监控系统的设备，比如更换滤网、清理灰尘，因监控设备上集聚灰尘过多，必然影响监控系统和继电保护装置的通讯，甚至出现中断现象。当然在维护时，不能够带点操作，避免发生安全事故。

2）做好变压器的接地装置；从发生安全事故来看，许多都是接地屏蔽线不规范造成的，因此就需要全面改善。首先屏蔽接地线必须要遵从从上到下原则，还要确保电缆支架的绝缘；其次加强对安装人员的培训，安装人员一定要掌握零序CT安装技能，要掌握正确的安装方法，对安装进一步规范；最后要做好安装质量，按照安装管理规定要求，全面落实11KV变电站的安装要求。

3）对防误闭锁方案进行完善；事实上，微机防误闭锁系统是无法完全代替电气二次防误闭锁回路，建议采用五防闭锁方案。站内的开关与刀闸位置均采用实遥信，防误闭锁系统还要和自动化监控系统共同享用一个数据库，所有的防误系统均由微机防误系统和刀闸与电气二次闭锁回路共同组成，而且微机闭锁系统还要具有防空程措施。

4）加强变电站运行管理；如今自动化变电站运行模式上基本就两种情况，其一无人值班；其二就是少数人值班；比较常规的变电站，少数人仅仅占据常规变电站值班人数大约一半。而无人值班且根本不需要设置值班这个岗位，新设置了操作组及监控组等各种岗位。从而可知，110KV自动化变电站管理上缺乏了统一模式，让自动化变成了全自动，当然这种认识存在片面性，自动化还是需要适当的人值班。要采取无人值班但有人看守原则，让操作班级监控表代替变电站的管理。

5结束语

随着110KV自动化变电站不断推广，就必须要加强安全运行管理。需要全面了解变电站的构成及工作原理，并从其安全运行现状中分析存在的问题，有针对性采取合理的保障措施，只有这样才能够真正确保变电站正常供电。

参考文献

[1]陈鹏.1lOkV自动化变电站安全运行管理分析[J].大科技，2011（08）.

[2]肖铠旋.如何加强1lOkv变电站自动化系统安全运行的管理[J].电力自动化备，2011（31）.

[3]余永红，许建昆.自动化系统在宝盖220kV变电站的应用[J].电力安全技术，2009（12）.