變電站模塊化建設精選(九篇)
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第1篇：變電站模塊化建設范文
關鍵詞：智能變電站 工廠化 一體化 自動化
0 引言
新一代智能變電站采用集成化智能設備和一體化業(yè)務系統(tǒng)，采用一體化設計、一體化供貨、一體化調(diào)試的變電站模塊化建設模式，實現(xiàn)“占地少、造價省、可靠性高”的目標。2015年國家電網(wǎng)公司組織實施了50座新一代智能變電站擴大示范工程，旨在進一步驗證和提升第一批示范工程應用的技術路線和相關標準，為后續(xù)智能變電站建設和推廣提供依據(jù)。
為確保擴大示范工程項目順利實施，有必要緊密結(jié)合新一代智能變電站的產(chǎn)品技術特點，對項目組織實施方案進行深入研究，以下從工程設計、生產(chǎn)采購、廠內(nèi)調(diào)試與集成、現(xiàn)場實施等方面進行具體分析。
1 一體化、標準化設計
（1）編制產(chǎn)品技術方案
針對各個示范工程項目的技術要求和國網(wǎng)的相關標準規(guī)范，組織研發(fā)、工程、設計人員成立技術方案支撐團隊，從方案確定、設備選型、設計圖紙、生產(chǎn)支持、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)乃至現(xiàn)場調(diào)試階段全程進行方案的跟蹤、評審與變更。方案支撐團隊首先對合同范圍內(nèi)的所有設備進行逐項審定，確保選用的設備的軟硬件滿足合同的要求，同時均通過國網(wǎng)公司統(tǒng)一組織的入網(wǎng)檢測。
預制艙吊裝需要編寫專項技術方案，進行詳細的負荷測算，充分考慮吊裝實施安全措施，確保吊裝安全。預制艙運輸需要進行道路勘探，以合理設計預制艙的機構尺寸，選擇合適的運輸車輛，滿足道路運輸中對高度、重量、轉(zhuǎn)彎半徑等的具體要求。
（2）多單位、多專業(yè)協(xié)同設計
新一代智能變電站采用全站二次設備集中招標的一體化供貨模式，集成商負責各個單位、各個專業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作。各廠家的二次設備屏柜最終在集成商處進行一體化集成，即入艙安裝，因此需要各個廠家二次設備屏柜設計、預制艙結(jié)構設計、設計院二次布線設計能夠進行跨單位、跨專業(yè)的協(xié)同工作，即實現(xiàn)一體化設計。例如各廠家的屏柜顏色、型式、開門方向、并柜結(jié)構、與艙體固定的配合結(jié)構等均需要進行充分溝通、協(xié)同設計。而艙內(nèi)屏間電纜清冊和預制光纜清冊往往需要各專業(yè)設計方案確定后，設計院根據(jù)各個專業(yè)的圖紙出具施工圖后才能給出，留給后續(xù)長度復測、生產(chǎn)采購、安裝集成的時間非常有限，需要集成商與各廠家設計人員和設計院進行充分、有效的溝通。
（3）設計聯(lián)絡會議
公司設計部門牽頭負責組織各專業(yè)、各廠家的設計人員與業(yè)主和設計院召開設計聯(lián)絡會議。在設計聯(lián)絡會上，和相關設計院、業(yè)主單位進行細致的溝通，確定以下工作內(nèi)容：
1）復核投標產(chǎn)品的主要性能和參數(shù)，并進行確認。
2）需設計院或用戶進行工程項目的詳細提資。
3）確定項目里程碑計劃。包括方案確定、設計確認、生產(chǎn)完成、廠內(nèi)聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)集成、運輸發(fā)貨、現(xiàn)場調(diào)試、驗收投運等。
4）討論各配合廠家、設計院、業(yè)主之間的溝通協(xié)調(diào)機制。
5）決定土建要求/運輸尺寸和質(zhì)量，以及工程設計的各種接口的資料要求。
6）討論監(jiān)造、工廠試驗及檢驗問題。
7）討論運輸、安裝、調(diào)試及驗收試驗。
8）溝通總進度控制、質(zhì)量保證程序及質(zhì)控措施。
2 模塊化、工廠化生產(chǎn)
生產(chǎn)加工階段根據(jù)各個專業(yè)的耦合關系，做好詳細的生產(chǎn)采購計劃，將項目生產(chǎn)、采購任務進行分解。按公司質(zhì)量體系的規(guī)定做好產(chǎn)品狀態(tài)標識，加強生產(chǎn)過程檢驗和采購到貨檢驗，確保工程產(chǎn)品質(zhì)量。參與工程實施的人員須按照質(zhì)量管理體系相關產(chǎn)品作業(yè)指導書進行調(diào)試、檢驗及現(xiàn)場服務。
對預制艙式二次組合設備等模塊化集成設備，按照新一代智能變電站的功能模塊，在廠內(nèi)進行設備集成。設備入艙集成環(huán)節(jié)，與項目業(yè)主單位和施工單位充分交流，熟悉地區(qū)二次電纜安裝接線規(guī)范要求，做到和現(xiàn)場施工工藝的一致性。
3 一體化、自動化調(diào)試
新一代智能變電站的工程項目采用一體化、自動化的調(diào)試手段，可最大限度的將廠外工作向廠內(nèi)轉(zhuǎn)移，提高廠內(nèi)聯(lián)調(diào)工作效率，減少現(xiàn)場調(diào)試的工作量，縮減現(xiàn)場調(diào)試周期，提高現(xiàn)場調(diào)試質(zhì)量。具體步驟如下：
1）制訂聯(lián)調(diào)方案。制訂廠內(nèi)聯(lián)調(diào)和發(fā)貨計劃，梳理全過程工作任務分解表并提交由業(yè)主方審核確認。
2）聯(lián)調(diào)提資。編制工程項目提資清單，向運行單位、設計單位、其他調(diào)試單位進行多方位的提資，收集相關ICD模型文件和圖紙資料。
3）SCD集成。利用虛端子可視化工具，批量導入各廠家ICD和設計院虛端子，可視化檢查虛回路，在線修改后離線導出文件供他方確認。大大提高了SCD集成效率。
4）單體調(diào)試和設備互聯(lián)測試。在設備聯(lián)調(diào)前利用自動化調(diào)試工具進行單體調(diào)試。各廠家設備進行互聯(lián)測試，為系統(tǒng)級調(diào)試做好裝置級的準備。
5）一體化調(diào)試。各廠家二次設備1：1模擬現(xiàn)場連接方式進行組網(wǎng)，在廠內(nèi)進行二次設備的充分聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)過程中采用自動化調(diào)試工具檢驗虛回路配置的正確性、核查過程層和間隔層實時數(shù)據(jù)、進行網(wǎng)絡故障定位分析，提高系統(tǒng)調(diào)試效率。各廠家、業(yè)主、維護與運行單位、設計院、電科院、施工方均派員參加廠內(nèi)聯(lián)調(diào)，并對聯(lián)調(diào)結(jié)果進行驗收確認，做到調(diào)試、驗收一體化，廠內(nèi)、現(xiàn)場一體化。
4 裝配式建設、施工
新一代智能變電站二次設備通過一體化調(diào)試方式在廠內(nèi)進行了充分的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，通過預制艙等模塊化集成手段實現(xiàn)了二次設備的安裝、接線和整體運輸，通過預制式光、電纜的應用，使得模塊間建立起快速的連接方案。這都減少了現(xiàn)場調(diào)試、施工的工作量。
現(xiàn)場僅需進行預制艙和模塊化二次設備的整體就位，模塊間二次光電纜的快速插接，二次設備與一次設備的聯(lián)調(diào)傳動，變電站與調(diào)度遠方的通信調(diào)試和信息核對。模塊化二次設備采用裝配式建設、施工方式，大大提高了現(xiàn)場施工效率。
5 結(jié)語
本文所述的變電站組織實施方案在國電南瑞所承擔的9座新一代智能變電站擴大示范工程中得到應用，通過采用標準化設計、工廠化加工、一體化調(diào)試和裝配式建設，示范工程項目得以順利實施。示范變電站應用了預制艙、二次設備模塊化集成和預制光纜，采用了工廠化、一體化的調(diào)試手段，減少了現(xiàn)場安裝、接線、光纖熔接和工程調(diào)試的工作量，實現(xiàn)了環(huán)保施工，提高了施工效率，節(jié)省了大量的人力、物力及資源成本。
參考文獻
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作者簡介：
第2篇：變電站模塊化建設范文
關鍵詞：標準配送式；變電站；二次系統(tǒng)；設計
1引言
為集成應用新技術、 深化標準化建設；適應“大運行”、“大檢修” 要求；提高智能變電站建設效率；全面提高電網(wǎng)建設能力。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，2014年9月竣工投產(chǎn)。結(jié)合工程特點，總結(jié)配送式變電站設計中關鍵二次技術要點。
2標準配送式變電站技術特點
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、技術先進、節(jié)約環(huán)保、節(jié)地節(jié)資。概括為“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”。
（1）標準化設計
應用通用設計、通用設備。一次設備與二次設備、二次設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)順序控制等高級應用功能模塊化、標準化、定制化。
（2）工廠化加工
建、構筑物主要構件，采用工廠預制結(jié)構型式。保護、通信、監(jiān)控等二次設備，按電氣功能單元采用“預制艙式組合二次設備”。一、二次集成設備最大程度實現(xiàn)工廠內(nèi)規(guī)模生產(chǎn)、集成調(diào)試。
（3）裝配式建設
建、構筑物采用裝配式結(jié)構，減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”，實現(xiàn)環(huán)保施工，提高施工效率。采用通用設備基礎，統(tǒng)一基礎尺寸，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。
3二次設備布置及預制式組合二次設備艙
（1）二次設備布置
全站僅設置1面Ⅲ型預制式二次組合設備艙，放于配電裝置區(qū)，取消二次設備室。交直流一體化電源布置于10kV開關室內(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）預制式組合二次設備艙
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)二次設備按照功能分為站控層設備模塊、間隔層設備模塊、通信設備模塊。預制艙內(nèi)二次組合設備，含消防、通風、照明等附屬設施均在工廠內(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，提高建設質(zhì)量、效率。
4 二次設備前接線技術
（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)構改動量小，同時可滿足施工、運行使用需求。但設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計，模塊本身是熱插拔設計，無需改為前接線即可方便安裝和檢修。
其他元件包括開關信號采集模塊、開關遙控控制模塊、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預制電纜及光纜
慈云變110kV及主變一次設備至智能控制柜間電纜使用預制航空插頭，實現(xiàn)二次標準接口。預制電纜采用圓形高密度航空插頭，體積小，密度高，單端預制。
戶外預制光纜與艙內(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，雙端預制；艙內(nèi)尾纜由廠家連接后連同二次設備艙整體配送。
6信息一體化及高級應用
站內(nèi)信息內(nèi)容應規(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。本站高級應用功能由站控層設備集成實現(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
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第3篇：變電站模塊化建設范文
在電網(wǎng)的建設中，智能變電站是非常重要的組成部分，主要是傳輸和分配電能，并且進行監(jiān)測、控制和管理。變電站綜合自動化系統(tǒng)具有的特征包括這些方面，首先是功能綜合化，指的是結(jié)合變電站自動化系統(tǒng)的運行要求，綜合考慮二次系統(tǒng)的功能，優(yōu)化組合設計，以便促使繼電保護和監(jiān)控系統(tǒng)達到統(tǒng)一。其次是構成模塊化，模塊化和數(shù)字化保護、控制和測量裝置，這樣就可以利用通信網(wǎng)絡來連接各個功能模塊，以便有效的共享信息。再次是運行管理智能化，變電站綜合自動化的實現(xiàn)，可以促使無人值班、人機對話得到實現(xiàn)，并且操作屏幕化、制表、打印以及越限監(jiān)視等功能也可以實現(xiàn)，對實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫進行構建。在變電站自動化技術中，非常重要的一個組成部分就是變電站自動化、智能化，需要實現(xiàn)的功能有很多；對電網(wǎng)故障進行檢測，以便對故障部分盡快隔離；對變電站運行實時信息進行采集，監(jiān)視、計量和控制變電站運行情況；對一次設備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，以便更好的維護一次設備；促使當?shù)睾髠淇刂坪途o急控制得到實現(xiàn)。主要有這些表現(xiàn)，在微機保護方面，保護站內(nèi)所有的電氣設備，如母線保護、變壓器保護、電容器保護以及其他的安全自動裝置，如低頻減載、設備自投等等。其次是數(shù)據(jù)采集，在狀態(tài)量方面，斷路器狀態(tài)、隔離開關狀態(tài)以及變壓器分接頭信號等都屬于這個方面的內(nèi)容；各段的母線電壓、線路電壓以及電流和功率值等則屬于模擬量；脈沖電度表的輸出脈沖是脈沖量，促使電能測量得到實現(xiàn)。
2智能變電站自動化技術的調(diào)試
智能變電站自動化技術需要進行調(diào)試，主要調(diào)試的內(nèi)容在于：第一，進行站內(nèi)網(wǎng)絡調(diào)試，站內(nèi)網(wǎng)絡主要由交換機以及通信介質(zhì)構成，需要對外部、通信廣聯(lián)、通信銅纜進行檢查。第二，對計算及監(jiān)控體系進行調(diào)試，對設備的外部進行檢查，進行絕緣實驗以及上電檢查，檢查遙信、遙調(diào)、遙控等功能，檢查無功控制、定值管理、主備切換等功能。第三，調(diào)試繼電保護，主要包含的是絕緣試驗、上電檢查、單體與整組調(diào)試、調(diào)試繼電保護的信息管理系統(tǒng)等。第四，調(diào)試電站中的不間斷電源，實時監(jiān)測網(wǎng)絡狀態(tài)，主要是對網(wǎng)絡報文記錄系統(tǒng)以及網(wǎng)絡通信檢測設備進行調(diào)試。第五，對采樣值系統(tǒng)進行調(diào)試，主要包含的是過程層的合并單元調(diào)試與電子互感器的電子采集調(diào)試等。上述調(diào)試試驗的主要目的在于保證智能變電站的安全、穩(wěn)定運行，減少工程建設的試驗時間，從而為變電站的自動化技術奠定堅實的基礎。
3智能變電站自動化的建立
3.1建設單元管理模式單元管理模式主要是依照物理層、網(wǎng)絡層等實行隔離管理，對一些數(shù)量較多的元器件應當采用“點對點”的形式進行監(jiān)控，每一個元器件都需要有一個代碼進行相應的信息存儲與信息管理，而且還可以借助GPS等形式，提高電力管理效率。
3.2建立應急系統(tǒng)智能變電站無法解決所有的問題，因此可以在原有的基礎上設置應急系統(tǒng)，此系統(tǒng)平時不會參與電氣運行，但是需要定期對其進行檢查，因為如果出現(xiàn)了相應的電力故障，應急系統(tǒng)由于自身原因無法及時投入使用，那么將會造成不可預計的損失。一般情況下，可以對一二次設備以及通信網(wǎng)絡進行合理分配，主保護與備用保護要分開，方便設備運行時的保護與運行后的維護。
4結(jié)語
第4篇：變電站模塊化建設范文
【關鍵詞】數(shù)字化變電站 高、低壓供電系統(tǒng) 維修水平
在經(jīng)濟運行過程中，特別是企業(yè)生產(chǎn)運行中，企業(yè)生產(chǎn)效益和經(jīng)濟運行質(zhì)量，對電能質(zhì)量的要求越來越高。電力部門如何為用戶提供高質(zhì)量的服務，保障供電質(zhì)量，同時維護電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，就是電力部門應該著力關注的問題。我們知道，實現(xiàn)以上目標的關鍵在于變電站建設，因為它承擔著電能轉(zhuǎn)換、分配、控制和管理的任務。提高變電站的運行質(zhì)量，就應該集計算機、信息和網(wǎng)絡技術應用于一體，建設具有智能化一次設備、網(wǎng)絡化二次設備、自動化的運行管理系統(tǒng)和基于IEC 61850的標準化網(wǎng)絡通信平臺的數(shù)字化變電站，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的智能化，為用戶提供安全可靠的電力，保障電網(wǎng)的安全運行。
一、變電站智能化的特點
智能化從設備上看，集中體現(xiàn)在一次設備和二次設備的數(shù)字化上，從控制過程來看，主要是根據(jù)IEC 61850標準中通信協(xié)議規(guī)定進行控制。
電子式電壓和電流互感器、智能化斷路器和變壓器，以及其它電氣輔助設備等是智能電站的一次設備，這些設備是采用微處理器和光電技術設計的，簡化了信號檢測與操作驅(qū)動回路，同時對采集的信號進行數(shù)字化處理，再以光纖傳輸方式輸入下級，提高數(shù)字信號的抗干擾能力。由于是智能化設備，也可實現(xiàn)故障的自動檢測和診斷，提高了檢修水平，大大提高了電網(wǎng)運行的可靠性。繼電保護、防誤閉鎖、測量控制、遠動、故障錄波、電壓無功控制、在線狀態(tài)檢測裝置等是二次設備，這些設備都是采用標準化和模塊化的微處理器設計的，利用高速網(wǎng)絡通信進行各種模擬量、開關量和控制信息的交換，以通過網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的共享。
智能化變電站的運行管理系統(tǒng)是利用數(shù)字化網(wǎng)絡提供的設備運行狀態(tài)信息，在自動控制條件下，對設備運行狀態(tài)進行綜合分析，并做出智能判斷。它具有系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)自動記錄和保存；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化；故障分析報告、確定故障原因及處理措施；自動提供變電站設備檢修報告的功能。就智能化變電站的邏輯結(jié)構來看，主要有過程層、間隔層和變電站層。過程層智能變電站由典型的遠方I/O、智能傳感器和執(zhí)行器等裝置構成的一次設備和二次設備的智能化部分，其功能主要是電氣量參數(shù)檢測、設備運行狀態(tài)在線監(jiān)測、操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動等。設備運行狀態(tài)在線監(jiān)測功能模塊對變電站內(nèi)的變壓器、斷路器、刀閘、母線等設備的溫度、壓力、絕緣、機械特性等運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，為電站安全運行和故障維修提供必要的保障。間隔層由按間隔對象配置的數(shù)字式保護測控、低壓保護、計量以及其它智能設備組成，以匯總本間隔過程層實時數(shù)據(jù)信息；并對一次設備實施保護控制，對二次設備間隔層操作閉鎖，同時實施與上下層的通信，以形成智能通達。智能變電站層由可實現(xiàn)變電站與控制系統(tǒng)無縫通信的，可調(diào)動運行變電站各功能模塊的后臺監(jiān)控和遠動系統(tǒng)組成，把匯總并保存變電站內(nèi)設備的實時信息，以基于IEC 61850標準傳送至調(diào)控中心，并把接收到的調(diào)控中心發(fā)送的控制指令轉(zhuǎn)移到下層執(zhí)行，同時發(fā)揮變電站操作閉鎖控制、變電站故障自動分析等作用。
由上述基本結(jié)構可以看出，智能化變電站主要體現(xiàn)在自動化系統(tǒng)上，利用數(shù)字程控器對智能開關、光電式互感器等機電一體化設備進行控制，同時與計算機高速網(wǎng)絡連接，進行實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的全程管制，提高其智能化程度，實現(xiàn)電網(wǎng)安全運行。
在智能化變電站的技術中IEC 61850標準是關鍵。IEC 61850標準因其把電子設備與變電站自動化系統(tǒng)進行分層，滿足了信息實時傳輸要求；采用抽象通信服務接口和特定的通信服務映射，滿足了網(wǎng)絡發(fā)展要求；采用了面向?qū)ο蟮慕＜夹g，滿足了功能模塊擴展性及開放互操作性的要求而成為唯一的變電站網(wǎng)絡通信國際標準。因此，智能化變電站的建設就必須采用此技術標準。
二、智能化變電站建設要注意網(wǎng)絡選型和智能圖像巡檢與狀態(tài)檢修系統(tǒng)聯(lián)動
智能化變電站的建設，其基礎是網(wǎng)絡系統(tǒng)，它的信息傳輸?shù)目煽啃耘c快速性決定著系統(tǒng)的可用性。因此，開放式通信系統(tǒng)互聯(lián)參考模型是最好的選擇，如果采用100MHz以太網(wǎng)技術作為自動化系統(tǒng)的兩級網(wǎng)絡，就能提高網(wǎng)絡通信速度，同時可以制定合適的通信協(xié)議，以保障保護裝置的信息采集與保護算法的運行，從而實現(xiàn)同步采樣、A/D轉(zhuǎn)換，運算、輸出控制命令等整個流程快速、簡捷，保證自動化系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。此外還要應該注意為智能化擴容和發(fā)展留下預留空間，加強機、電、光智能化電器一體化協(xié)同效能，進一步提高智能化變電站自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行性能。
可視化的圖像實現(xiàn)了對變電站設備運行環(huán)境和狀態(tài)檢修進行實時監(jiān)控，提高了智能化變電站的可控性，增設安全圖像監(jiān)視、火災報警、紅外線測溫等，是實現(xiàn)智能巡檢、在線監(jiān)測、狀態(tài)檢修系統(tǒng)、變電站輔助控制系統(tǒng)聯(lián)動的基礎，即變電站配置智能巡檢方案，提高無人化操作水平。這時，如果發(fā)生斷路器跳閘、倒排、一次設備檢修操作或繼電保護裝置動作，根據(jù)相關映射關系，就能快捷地找到相應攝像機的編號、位置和視頻通道號，根據(jù)自動彈出畫面啟動報警等操作。
參考文獻：
[1]金午橋.變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展策略[J].電力系統(tǒng)自動化，1999，22.
[2]張雪焱，楊波，王冬云，常建剛.智能化變電站高級應用功能研究[J].中國電力教育，2010，32.
第5篇：變電站模塊化建設范文
李興華（1974-），男（漢族） 工程師，主要負責技術標準的制定和審核。
摘 要：本文通過介紹目前電網(wǎng)運行模式改變，說明急需開發(fā)一套適合集控值班人員培訓的軟件―集控站仿真培訓系統(tǒng)，并展示了一套以鶴壁地區(qū)變電站、集控站和電網(wǎng)為模型，集電網(wǎng)仿真、變電站仿真、Web、圖形圖像、通訊、數(shù)據(jù)庫、三維虛擬現(xiàn)實技術于一體的集控站仿真培訓系統(tǒng)；該套系統(tǒng)功能齊全、內(nèi)容多、范圍全面、可模擬的故障數(shù)量多，效果逼真，培訓的范圍廣、實用性強，是目前快速提高變電站、集控站運行人員技術素質(zhì)的有效途徑和方法，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
關鍵詞：集控站；仿真培訓；建設；應用
1、引言
隨著電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展和主網(wǎng)架升級以及電力技術的發(fā)展，220kV及110kV電壓等級大量無人值班變電站投入運行，變電生產(chǎn)管理由傳統(tǒng)方式向集約方式轉(zhuǎn)變，在變電站和電網(wǎng)調(diào)度之間出現(xiàn)了集中監(jiān)控中心這一層面，建立集控站，可以實現(xiàn)分層分布式的調(diào)度運行管理模式，實行集約化管理方式，降低變電站運行成本，達到信息分流、控制分層目的，同時分散廠站信息全部由地調(diào)主站系統(tǒng)接收處理的風險，減輕主站壓力。
220kV集控站比單個220kV變電站需要監(jiān)視更多的信息、需要執(zhí)行更多的操作、需要處理更多、更復雜的異常、事故，這就對運行人員的素質(zhì)提出更高要求。為了解決集控運行人員的培訓問題，培養(yǎng)集控人員的全局觀念和系統(tǒng)觀念，急需建立集控站仿真培訓系統(tǒng)。鶴壁供電公司為了適應現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展趨勢，打造一批精英運行團隊，提高設備安全運行水平，特研制開發(fā)了220kV集控站仿真培訓系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)建設目標
2.1系統(tǒng)建設的目標
以220KV靈山集控站及下屬的五個110KV為仿真對象，采用先進的模塊化建模技術，在SDSS2000仿真開發(fā)支撐系統(tǒng)環(huán)境下研制開發(fā)的一套全范圍集控站仿真培訓系統(tǒng)。該系統(tǒng)對靈山集控站所轄6站進行全方位仿真： 模擬集控所轄小系統(tǒng)一次系統(tǒng)潮流分布、故障電壓和故障電流、監(jiān)控系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、保護裝置以及戶外一、二次設備的巡視、操作、顯示及實施響應?？梢詾樽冸娬具\行人員、集控運行人員、電網(wǎng)調(diào)度人員提供優(yōu)質(zhì)高效的培訓。
2.2 系統(tǒng)研究內(nèi)容
（1）集控站仿真培訓范圍探討及確定（2）仿真對象逼真度確定（3）集控站仿真系統(tǒng)建模使用軟件研究（4）保護和自動裝置響應速度研究（5）故障及異常情況下保護和自動裝置動作原理研究（6）潮流分布及故障分量算法研究。
3、系統(tǒng)項目組成
系統(tǒng)有硬件和軟件兩部分組成
3.1 硬件組成
硬件組成：6臺計算機、網(wǎng)絡設備、音響設備、電源設備；
網(wǎng)絡設備：通過高速數(shù)據(jù)交換機以太網(wǎng)形式實現(xiàn)各設備之間數(shù)據(jù)的快速、可靠傳輸；
音響設備：通過音箱來實現(xiàn)集控站電笛及電鈴的聲響報警效果。
圖一 硬件組成圖
3.2 軟件組成
SDSS2000支撐系統(tǒng)軟件、電氣系統(tǒng)模型軟件、監(jiān)控機軟件、保護屏圖形軟件、五防軟件 、 3D就地軟件、平面就地軟件。
3.2.1 SDSS2000支撐系統(tǒng)軟件
仿真支撐系統(tǒng)軟件是仿真培訓系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的核心，從功能上主要分為系統(tǒng)服務、工程師臺功能和教練員臺功能，它的主要特點如下：
1)模塊化建模。所有模型軟件全部采用模塊化設計，模型開發(fā)人員可以方便地進行建模和調(diào)試工作。同程序化設計的方法相比，模型軟件易于擴充和修改，調(diào)試方法先進；
2)動態(tài)庫鏈接。算法源程序經(jīng)過編譯以后，無需退出支撐系統(tǒng)就可以重新裝載；
3)變量/模塊跟蹤調(diào)試，為開發(fā)人員提供強大的調(diào)試工具；
4)系統(tǒng)具有多種圖形顯示，包括系統(tǒng)狀態(tài)、變量監(jiān)視、故障監(jiān)視、網(wǎng)絡監(jiān)視等，圖形技術采用OpenGL編程，畫面美觀，顯示信息豐富；
5)實時系統(tǒng)資源監(jiān)測，顯示當前各運行周期占用CPU時間；
6)系統(tǒng)提供了許多方便于模型開發(fā)人員進行開發(fā)的功能，例如變量的自動管理、模塊的智能復制和數(shù)據(jù)庫的自動保存功能等；算法的源程序全部采用C++高級語言，代碼體積小、執(zhí)行效率高；
7)網(wǎng)絡通訊的周期為100毫秒，盤臺設備的操作反應迅速，仿真逼真度高。
8)采用Microsoft Access作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，Miscrosoft Access數(shù)據(jù)庫具有功能強大、靈活易用等特點，通過ODBC的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡共享；
9)全中文環(huán)境，人機界面友好，完全采用Windows 32應用程序的界面標準，開發(fā)人員很容易掌握使用。
10)DSS2000從功能上主要分為系統(tǒng)服務、工程師臺功能和教練員臺功能，它的主要功能如下：
圖二 教練臺畫面
SDSS2000 系統(tǒng)服務功能：用戶登陸服務；日志管理；網(wǎng)絡通訊服務；算法動態(tài)鏈接庫管理；
SDSS2000 工程師臺功能：提供電氣系統(tǒng)建立、修改和調(diào)試模型軟件的環(huán)境；實時調(diào)度、執(zhí)行模型軟件；管理算法數(shù)據(jù)庫、變量數(shù)據(jù)庫和模塊數(shù)據(jù)庫，建立和維護數(shù)據(jù)庫之間的對應關系；提供豐富的統(tǒng)計和查詢功能；
SDSS2000 教練員臺功能：仿真培訓系統(tǒng)正常的運行和凍結(jié)；初始條件管理，系統(tǒng)提供200個初始條件可供教練員選擇；故障管理，包括設置、取消單個故障、復合故障，可以圖形顯示故障的狀態(tài)（未設置、設置但未發(fā)生、已發(fā)生）；復位功能；返回功能；重演功能；主要參數(shù)曲線監(jiān)視；外部參數(shù)監(jiān)視；負荷調(diào)整：可以調(diào)整各站負荷的有功和無功。運行日志：能自動記錄學員進行的操作和檢查過程，并可以進行修改。巡視記錄；遠方關機功能；
3.2.2 模型軟件
本仿真培訓系統(tǒng)的模型軟件都采用Visual C++編寫。模型軟件能夠精確模擬受控變電站各種設備的物理特性，不僅能夠精確模擬一次設備，而且能夠模擬二次元件；不僅能夠模擬正常運行，而且能夠模擬異常和事故狀態(tài)；能夠模擬各種故障和異常424個；它主要有下列數(shù)學模型：鶴壁地區(qū)電網(wǎng)：鶴壁地區(qū)電網(wǎng)拓撲計算模型；鶴壁地區(qū)電網(wǎng)潮流計算模型；鶴壁地區(qū)電網(wǎng)故障分量計算模型；6座變電站線路測控、保護和信號邏輯模型，母線測控、保護和信號邏輯模型。所用變/電容器測控、保護和信號邏輯模型，主變壓器冷卻器控制、信號邏輯模型。變壓器有載調(diào)壓裝置控制、信號邏輯模型，低壓交流系統(tǒng)電壓、電流計算模型，低壓交流系統(tǒng)測控、保護和信號邏輯模型，低壓直流系統(tǒng)電壓、電流計算模型，低壓直流系統(tǒng)測控、保護和信號邏輯模型。
3.2.3、監(jiān)控機軟件
監(jiān)控機軟件是對集控站監(jiān)控機的仿真，能夠?qū)崿F(xiàn)真實集控站監(jiān)控機上所有的操作、顯示。該軟件具有動態(tài)操作、動態(tài)顯示、參數(shù)監(jiān)視、故障報警、遙信顯示、報警信息分類等功能。
圖三 靈山集控站畫面
參照真實集控站監(jiān)控機軟件，該仿真軟件采用分級菜單結(jié)構，調(diào)出系統(tǒng)畫面的響應時間小于0.3秒，動態(tài)刷新時間為0.1秒。
圖四 靈山站一次系統(tǒng)接線圖
該軟件具有方便的可修改性和可擴充性，可以方便地在線和離線進行系統(tǒng)畫面和動態(tài)特性的修改、添加。
3.2.4 五防機軟件
五防機軟件是對220KV靈山變電站五防機的仿真，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場五防機的功能。在該機上，模仿現(xiàn)場五防機的開票過程，遵循五防邏輯，進行操作票的開取、校驗。
圖五 靈山站五防機畫面
3.2.5、保護屏圖形軟件
該軟件是對受控變電站的測控屏和保護屏的仿真。采用DirectDraw顯示技術，將需要顯示的盤臺和盤臺上的儀表、旋鈕、開關、液晶等實時顯示于計算機的屏上。
圖六 保護屏畫面
該仿真軟件逼真度高，操作反映速度快，靈活性好，畫面調(diào)出時間小于0.1秒，動態(tài)刷新速度快。在進行開關操作、指針旋轉(zhuǎn)、切換各種畫面的仿真中，鼠標一點即動，使人幾乎感覺不到有響應時間。
保護屏圖形軟件完成受控變電站主控制室保護屏的液晶報告、信號指示、信號復歸和壓板操作的仿真。通過實景菜單的方式，可以選取任一個保護屏，并對每個動態(tài)點進行實時的各種操作（開關的開合、按鈕的按動、壓板的投入及退出）和各種動態(tài)顯示。
圖7 保護屏畫面
本部分軟件實現(xiàn)對每一保護屏的推拉功能，即對保護屏看不到的部分可以用鼠標進行拖動，將其拉入顯示屏內(nèi)進行觀察和相應的操作，從而直觀的再現(xiàn)了元器件多且盤面大的保護屏。 保護屏信號量大，本機操作用變量13927個，與主機交換的邏輯量為8491個，模擬量為2572個。在信號分析處理部分進行了準確定位，分層處理，盡可能地減少信號處理量，既保證了信號的正常傳輸又保證了動態(tài)畫面實時顯示。
3.2.6 3D就地臺軟件
3D就地臺軟件是對220kV靈山變電站戶外配電裝置進行的仿真，在本項目中，獨立研發(fā)的三維虛擬仿真（3D Virtual Simulation）支撐系統(tǒng)采用了國際領先的圖形開發(fā)平臺技術，該支撐系統(tǒng)能優(yōu)化OpenGL 和 DirectX底層核心技術，結(jié)合Visual C#.NET 編程，可以動態(tài)加載大型三維場景，可一次加載超過四百多個三角面，滿足大型三維模型實時渲染的需求。該項技術在國內(nèi)處于領先水平。在該支撐系統(tǒng)下開發(fā)的三維實時仿真程序不僅能夠1:1繪制整個變電站三維模型，而且可以進行三維交互、動作模擬等。可以由客戶操縱從任意一個角度互動性地觀察場景，猶如身臨其境。采用三維虛擬技術使220kV集控站仿真培訓系統(tǒng)的功能更強、故障更多、設置更靈活如：一次系統(tǒng)可以設置各種故障，例如瓷瓶裂縫、接觸點過熱、帶電拉刀閘等。
圖8 戶外一次設備三維場景
3.2.7、平面就地臺軟件
平面就地臺軟件是對110kV高村橋變電站、110kV冷泉變電站、110kV袁莊變電站、110kV淇濱變電站、110kV海河變電站戶外配電裝置進行的仿真，戶外配電裝置采用平面單線圖實現(xiàn)顯示和操作，重要的設備可彈出相應面板進行仿真，簡單實用，可全面模擬戶外巡視和戶外操作。
圖9 戶外一次設備平面場景
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在該系統(tǒng)下開發(fā)的三維實時仿真程序不僅能夠1:1繪制整個變電站三維模型，而且可以進行三維交互、動作模擬等，同時實現(xiàn)不同天氣下變電站設備巡視仿真培訓，可對任一巡視內(nèi)容進行記錄和回放。監(jiān)控、五防機采用矢量圖形技術和自主開發(fā)的SimuDraw圖形仿真支撐軟件開發(fā)，可以模擬現(xiàn)場五防機的開票過程，遵循五防邏輯，進行操作票的開取、校驗。保護屏采用DirectDraw對所有保護壓板及按鈕進行仿真，并對保護液晶進行菜單及事故記錄仿真。 該系統(tǒng)能為變電站、集控站運行人員提供戶外巡視、倒閘操作、事故演示和事故處理等方面的培訓項目，能有效提高運行人員正常操作和巡視水平，大大提高運行人員對事故的反應能力和處理能力，培養(yǎng)運行人員的全局觀念和系統(tǒng)觀念，提高集控站運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。 --!>
4、應用情況
集控站仿真培訓系統(tǒng)建成后已為鶴壁供電公司公司進行了多批次的崗前培訓、崗位培訓、技能考核和技術比武等。實際應用效果證明，該仿真系統(tǒng)仿真范圍全面、可模擬的故障數(shù)量多，效果逼真，是目前快速提高變電站、集控站運行人員技術素質(zhì)的有效途徑和方法，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。(1)利用該仿真系統(tǒng)進行運行人員培訓，可取得直接經(jīng)濟效益。(2)通過有針對性的仿真培訓，顯著提高了集控站變電運行人員的基本操作技能和事故處理能力，有利于供電企業(yè)提高電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行水平，由此所取得的間接經(jīng)濟效益和社會效益是長期的。
隨著電網(wǎng)技術的發(fā)展，全國集控站管理模式已全面推廣，變電運行人員的全局觀念和集控站人員應具有的素質(zhì)技能，可通過集控站仿真培訓使其適應現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展需要。（作者單位：河南省電力公司鶴壁供電公司）
參考文獻：
［1］ effrey Riehter. Windows核心編程［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2000. 8.
第6篇：變電站模塊化建設范文
關鍵詞：宜春電網(wǎng)；110kV智能變電站技術；設計要點
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A
目前，宜春政府已經(jīng)高度認識到電網(wǎng)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展以及人民生活水平提高的緊密聯(lián)系，意識到加快推進電網(wǎng)建設與改造勢在必行。江西省電力公司與宜春市政府共同推進宜春電網(wǎng)發(fā)展，“十二五”期間，省電力公司規(guī)劃投資55億元用于宜春電網(wǎng)建設，宜春政府加大對電網(wǎng)建設支持力度，將電網(wǎng)工程納入重點工程管理，協(xié)調(diào)解決宜春電網(wǎng)規(guī)劃、建設過程中的重大問題。
一、110kV智能變電站技術概述
智能變電站由先進、集成、環(huán)保設備組成，將信息共享標準化、通訊平臺網(wǎng)絡化、全站信息數(shù)字化作為基本要求，具有自動測量、采集、控制、計算信息等功能，還可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的實時控制、自動調(diào)節(jié)、互動協(xié)同、在線分析等高級功能，其技術特點如下：
1高度可靠性
高度可靠性是電網(wǎng)設計中的應用智能變電站技術的最基本要求。不僅要求變電站本身及其設備具有高度可靠性，還要求變電站具備自我診斷和治愈功能，并能夠提前防范設備故障，在故障發(fā)生時迅速做出反應，有效減少故障造成的供電損失。
2 強大的交互性
智能變電站技術要為智能電網(wǎng)提供準確、可靠、完整、實時信息。為了滿足電網(wǎng)的控制和運行需要，智能變電站要及時采集數(shù)據(jù)信息并實現(xiàn)全站共享，與電網(wǎng)的高級應用程序互動，為智能電網(wǎng)運行的安全可靠經(jīng)濟提供基本保障。
3高度集成
智能變電站技術與計算機技術、現(xiàn)代通信技術、電力電子技術和傳感測量技術等進行高度融合，兼容虛擬電廠和微網(wǎng)技術，能夠簡化智能變電站的數(shù)據(jù)采集方式，形成統(tǒng)一的信息支持平臺。
4低碳、環(huán)保
智能變電站采用光纖替代傳統(tǒng)電纜，站內(nèi)設備應用功耗低、高度集成的電子元件，由電子互感器替代傳統(tǒng)充油互感器，不僅減少資源消耗，降低建設成本，而且減少了輻射、噪聲、電磁干擾和污染，凈化了電磁環(huán)境，優(yōu)化了變電站性能。
二、110kV智能變電站技術在宜春電網(wǎng)設計中的應用
1 110kV智能變電站設計要點
1.1智能化升級一次設備。宜春電網(wǎng)設計中對變電站進行智能化設計，是電網(wǎng)建設節(jié)能降耗的有效技術措施。在進行變電站一次設備的智能化設計時，需要滿足數(shù)學化、可視化、交互性和一體化的要求。智能化升級一次設備時，需要在主要變電器中設置智能終端機器配套合并單元。分布在主變線間隔、出線間隔內(nèi)安裝智能終端。建立對全站和核心設備的后臺監(jiān)測系統(tǒng)，進行跟蹤監(jiān)測，能夠獲取運行數(shù)據(jù)，并進行分析和匯總，提供相應的檢修和調(diào)整方案。采用一對一方式將過程層設備與間隔層設備連接，結(jié)合設備的自我描述和檢測功能，通過信息模型和通信協(xié)議，與主站控制層進行信息的互動交流。
1.2網(wǎng)絡化布局二次設備。網(wǎng)絡化布局二次設備即通過通信協(xié)議和光纖對系統(tǒng)進行分布式控制，代替總線方式，提高了信息傳輸?shù)呢S富性和標準化程度，有效保證對變電站實行的全景式監(jiān)控。根據(jù)協(xié)議標準，智能變電站中由主站控制層、過程層和間隔層構成其自動化系統(tǒng)，形成分布分層的開放系統(tǒng)。智能化升級主站控制層，建立管控中心，能夠?qū)崿F(xiàn)對變電站的集中和遠程控制。每一分層設備利用智能終端能夠掃描并上傳數(shù)據(jù)信息，從而完成對所有設備的自動控制管理；在間隔層的數(shù)字接口位置配置專門的保護性控制和監(jiān)測設備，能夠管理間隔層設備的運行。同時，執(zhí)行全站統(tǒng)一的通信協(xié)議，對設備運行狀態(tài)進行自我檢測和描述。此外，該層設備也具備基本的分析和傳輸數(shù)據(jù)功能；對過程層設備進行設計時，同樣通過統(tǒng)一通信協(xié)議，能夠完成獨立自檢，二次設備能夠接收合并器采集信息；其保護裝置能夠利用智能終端與總線接口實現(xiàn)一對一通信。
2 110kV智能變電站技術在電網(wǎng)設計中的具體應用
2.1硬件集成技術?？茖W技術的發(fā)展促進了描述硬件語言的出現(xiàn)，使硬件系統(tǒng)設計具備自動化、集成化、模型化特點，實現(xiàn)了有針對性的功能模塊設計，固化智能設備的邏輯處理過程，將過去軟件實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)化為硬件功能。這種設計為邏輯處理的準確、可靠和時效性提供了保證，能夠解決傳遞信息過程中的問題，同時促使設備集成化，有效節(jié)省投資，此外，模塊化設計也有利于檢修、升級、更換智能設備。
2.2軟件構件技術。軟件構件技術的實質(zhì)是對一組代碼在不同粒度進行組合并封裝，實現(xiàn)多功能特定服務，進一步向用戶提供接口。與對象技術相比，構件技術具備高度的抽象性。構件技術是彈性靈活軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)基礎，也是設計嵌入式軟件集成功能的重要手段。其應用依賴于軟件結(jié)構的可靠。在電網(wǎng)設計中應用軟件構件技術，可以減少變電站開發(fā)和集成功能軟件活動中的重復勞動，提高軟件質(zhì)量和效率，減少開發(fā)成本；此外也增強了系統(tǒng)功能操作的交互性，保證變電站中系統(tǒng)功能的靈活分布，有效提高系統(tǒng)自愈性和可靠性。
2.3信息優(yōu)先傳輸和就地儲存技術。信息系統(tǒng)的高度集成和信息平臺的統(tǒng)一提高了智能變電站的經(jīng)濟性和擴展性，為信息共享、動態(tài)分配、擴展提高了良好平臺。信息的分級優(yōu)先傳輸和就地儲存技術，保證信息傳輸及時、準確、高效；就地儲存非關鍵信息，能夠降低傳輸網(wǎng)絡的負荷，并為設計決策提供可靠信息依據(jù)。在宜春電網(wǎng)設計中，必須確保電力系統(tǒng)中信息的安全，對信息采取必要的防護措施。分層管理信息技術能夠分析并評估電力信息，并根據(jù)信息等級設計不同的安全策略，增強了信息系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，最大限度保證電網(wǎng)信息的權限和安全。
結(jié)語
綜上所述，智能變電站是電網(wǎng)建設和改造中轉(zhuǎn)換和控制能源的核心平臺，110kV智能變電站技術不僅能為電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定提供數(shù)據(jù)基礎，也為智能電網(wǎng)的高效和自愈提供了技術支持。針對目前阻礙宜春城網(wǎng)建設和改造的突出矛盾，在電網(wǎng)設計中應用110kV智能變電站技術，能夠促進宜春電網(wǎng)建設和改造的規(guī)范化，為國家電網(wǎng)的智能化發(fā)展提供支持。
參考文獻
[1]楊建平，陽靖，羅莎.110kV智能變電站設計與建設實例[J].電力科學與技術學報，2012，27（02）：91-96.
第7篇：變電站模塊化建設范文
【關鍵詞】 智能組件 組合電器HGIS IEC61850 在線監(jiān)測
1 概述
近幾年智能化變電站試點工作的不斷推進，基于智能化、網(wǎng)絡化二次設備的綜合自動化變電站越來越多，這大大提高了電網(wǎng)建設的現(xiàn)代化水平，增強了輸配電網(wǎng)和電網(wǎng)調(diào)度的靈活性和可靠性。但由于各種原因，一次設備的智能化卻相對滯后，因此，智能開關智能組件及其相關應用研究，大大提升了變電站建設整體的智能化水平。
2 研究內(nèi)容
整合性智能開關是指利用傳感器、微型處理器、數(shù)字通信系統(tǒng)等技術，對組合電器開關運行狀況進行實時監(jiān)測、控制，并通過高級應用軟件把獲取的數(shù)據(jù)進行分析、挖掘，實現(xiàn)高壓開關的測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動化。整合性智能開關的應用，使人們由以往關注設備可靠性轉(zhuǎn)變?yōu)殛P注電網(wǎng)可靠性，大大提高了電網(wǎng)運行的智能化水平，降低運行管理成本。同時，還可以實現(xiàn)設備的壽命預測，從電網(wǎng)的大視角進行設備周期成本管理。
整合型智能開關智能組件及標準化接口研究，簡化變電站系統(tǒng)架構，減少站內(nèi)的電纜連接，規(guī)范設備間的功能接口，進一步提升工廠預制型變電站各模塊的獨立性及功能擴展的便利性。
研究內(nèi)容：
（1）采用數(shù)字輸出的電子式互感器、配智能終端的高壓組合電器智能開關。一次設備和二次設備間用光纖傳輸數(shù)字編碼信息的方式交換采樣值、狀態(tài)量、控制命令等信息。
（2）基于IEC61850標準，二次設備間用通信網(wǎng)絡交換模擬量、開關量和控制命令等信息，取消控制電纜。
（3）智能化組件中包括設備健康狀態(tài)監(jiān)測和程序化控制系統(tǒng)等自動化系統(tǒng)，提升自動化水平，減少運行維護的難度和工作量。
（4）智能化組件的各信息相對整合，在模塊中構建層次化的結(jié)構體系，實現(xiàn)模塊中各資源的高度集成和共享。
3 智能組件技術方案
3.1 智能組件
智能組件主要由若干IED集合組成，承擔與宿主設備相關的測量、控制和監(jiān)測等基本功能。在滿足相關標準要求時，還可承擔計量、保護等功能。如圖1所示，智能組件主要功能：
而智能組件主要采用高性能嵌入式CPU、FPGA等技術，將通訊、采集和計算等功能硬件化，從而確保了裝置具有足夠的數(shù)據(jù)處理能力，并且更加穩(wěn)定可靠。
4 智能組件技術特征（如圖2）
4.1 智能組件原理
電子式電流互感器采用的是：羅斯線圈原理。電子式電壓互感器采用的是電容分壓的原理。
電子式電流互感器采用Rogowski線圈方式實現(xiàn)一次電流信號的轉(zhuǎn)換。電子電流式互感器可直接輸出數(shù)字量信號，并實現(xiàn)采集信號，基于IEC61850對外進行光纖傳輸。
4.2 在線監(jiān)測部分
具有較高性能的開關設備和控制設備，配有電子設備、傳感器和執(zhí)行器，不僅具有開關設備的基本功能，還具有附加功能，尤其在監(jiān)測和診斷方面（如圖3所示）。
通過對關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)測、控制，實時接收各模塊上傳數(shù)據(jù)，并通過高級應用軟件把獲取的數(shù)據(jù)進行就地分析、挖掘，并與站控層進行通訊，從而實現(xiàn)組合電器開關的測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動化，從而優(yōu)化電網(wǎng)的運行和管理。
4.3 斷路器機構狀態(tài)監(jiān)測
主要進行召喚SF6傳感器采集的數(shù)據(jù)，并利用FPGA實時、高效、穩(wěn)定的技術手段進行就地分析、處理，并將處理結(jié)果發(fā)送至站控層。
（1）實現(xiàn)結(jié)構（如圖4）。
（2）實現(xiàn)方案（如圖5）。
采用強大的FPGA作為主控單元硬件平臺基礎，為整個設備的運行提供了較高的配置和穩(wěn)定運行的基準。
4.3 一體化設計結(jié)構（如圖6）
5 系統(tǒng)特點
（1）新一代全面支持數(shù)字化變電站的智能終端。裝置采用最新研制的POWER PC平臺，支持實時GOOSE通訊。
（2）POWER PC平臺按照具有長達10-15年的生命周期設計，裝置插件根據(jù)需要可以在保持與平臺兼容的情況下平滑升級，從而為組合電器開關投資提供了長期穩(wěn)定的保障。
（3）裝置采用了高性能CPU、內(nèi)部高速總線、智能I/O，硬件和軟件均采用模塊化設計，靈活可配置，具有插件、軟件模塊通用，易于擴展、易于維護的特點，將為用戶帶來備品備件種類少替換方便的優(yōu)點。
（4）能夠接收保護跳合閘、測控的手合、手分及閘刀、地刀控制的GOOSE命令，輸出相應動作接點；能夠采集并上送斷路器、閘刀及地刀位置、斷路器本體信號等。
（5）出口動作速度快，從收到GOOSE 報文到出口繼電器動作
（6）出口繼電器經(jīng)啟動閉鎖，可以有效保證裝置動作的可靠性。
（7）裝置采用全密封、高阻抗、小功耗的進口繼電器，減少裝置的功耗和發(fā)熱，以提高裝置的安全性。
（8）具有靈活的通訊方式，配有2個獨立的GOOSE接口。支持新一代變電站通訊標準IEC61850。
（9）支持光纖IRIG-B碼對時和1588對時。
（10）具有環(huán)境溫度和濕度的測量功能。
（11）裝置采用整體面板、全封閉機箱，強弱電嚴格分開，抗干擾能力大大提高，達到了電磁兼容各項標準的最高等級。
（12）裝置經(jīng)過了嚴酷的高低溫試驗，可以在戶外惡劣的環(huán)境中運行，為裝置專門設計的戶外柜柜，其防濕熱、防水、防塵、防輻射等各項技術指標都能滿足戶外安裝的要求。
（13）裝置能夠存儲長達1年的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)量，并能夠進行所有電流信號監(jiān)測的波形錄波以及位移行程錄波功能，后臺可以通過MMS網(wǎng)絡獲取相關錄波波形。
（14）電流監(jiān)測回路采用穿心式電流傳感器，在不破壞原來電氣回路和增加原來電氣回路復雜性的基礎上實現(xiàn)電流采樣。
第8篇：變電站模塊化建設范文
【關鍵詞】HGIS設備 智能變電站 智能電網(wǎng)
雖然隨著科學技術水平的提高，我國的智能電網(wǎng)得到一定程度的發(fā)展，但是目前還無法滿足用電需求總量以及電能高標準的要求，為了更好的推動智能電網(wǎng)的發(fā)展，打破智能變電站發(fā)展的困境，我國提出建設布局更加合理、電氣設備更加先進、智能化操作、資源節(jié)約化、高效率運轉(zhuǎn)、更加環(huán)保的新一代智能變電站，推動智能變電站的信息化、科學化、智能化、集約化、一體化的發(fā)展，這時HGIS設備便應運而生，它作為一種高性能的高壓開關設備，解決了系統(tǒng)優(yōu)化、設備智能化、建設模塊化等方面存在的困難和阻礙，從而推動新一代智能變電站的快速發(fā)展和建設。
1 簡單分析HGIS的性能
（1）HGIS除了母線設備外，其他方面的結(jié)構與GIS大體相同，它的母線并不是像其他類似設備一樣安裝在SF6氣室內(nèi)，而是完全暴露在空氣之中，可以更加清楚的看到接線排列方式，讓接線布局變得更加清晰與合理，也方面進行檢查和維修。
（2）模塊兒化是HGIS的一大特點和優(yōu)勢，主要零件按照不同的職能或者工作原理統(tǒng)一劃分到不同的區(qū)域，相互之間互不干涉和侵犯，即使需要更換零件也不會影響到其他氣室的零件。在出現(xiàn)故障時，操作人員可以及時的進行隔離或者改變相關的開關設置，便于查找事故原因和維修。
（3）HGIS設備使用氣體絕緣技術，加之主要元件封閉處理的模式讓它的使用變得更加安全和穩(wěn)定，可以適應不同的較為惡劣的工作環(huán)境，即使遇到強烈的地震，它的防御能力和耐地震能力也會最大限度的保證設備的正常運轉(zhuǎn)和工作。
（4）設備的重量不同對地基質(zhì)量的要求也不相同，HGIS的重量較輕，從而對地基承載能力的要求比較低。
（5）HGIS的整體安裝使用設計更加合理，效率更高，在生產(chǎn)工廠的凈化車間就可以完成一次部分安裝，在工廠內(nèi)進行調(diào)試和試驗后，就可以直接裝車運往安裝現(xiàn)場，而不需要其他繁瑣和復雜的處理和調(diào)試過程，只需要簡單的把這些設備進行組裝和固定就可以輕松實現(xiàn)設備的二次部分安裝，安裝好的設備可以馬上投入正常使用，因而，HGIS的整體安裝變得更加簡潔、快速，更加節(jié)省人力物力，促進變電站設備一體化水平和智能化發(fā)展。
（6）智能化設備的維修檢查更加簡單，斷路器以及匯控柜等等主要零件都可以進行整體的檢查或者更換整體新零件，避免了在設備故障現(xiàn)場拆分元件的麻煩。同時，整體智能化的設計還減少了操作不靈敏、導電回路溫度過高等等常見故障發(fā)生的頻率，降低絕緣支柱因自身正常運轉(zhuǎn)而造成的損害等等，有效的降低了正常運行的成本，更高的增加了經(jīng)濟效益。
（7）HGIS的整體設計更加科學，外置式的CT讓設備的運行更加安全和穩(wěn)定，主設備金屬筒上加上金屬外殼的設計，降低了電流互感器以及燒毀二次繞組發(fā)生的頻率和損失，同時，即使出現(xiàn)該零件的故障也可以輕松更換新電流互感器。
（8）HGIS的設計和使用更加環(huán)保，更加符合發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟的要求，它的體積小，所需要制作材料等也相應較少，節(jié)約了資源，一體化的設計更加便捷，減少了工作人員的工作量，提高了工作效率。
（9）HGIS的體積小，占用的土地面積和工作空間較少，除此之外，還縮短了與其他設備連接線之間的具體，方便統(tǒng)一管理和巡查。
2 HGIS與傳統(tǒng)類型設備相比而具有的優(yōu)勢
與HGIS性能和作用相似的傳統(tǒng)設備主要有AIS、GIS兩種大型設備，這也是我國目前所廣泛應用的主要的變電站電氣設備的類型。
（1）AIS設備又稱為空氣絕緣的敞開式開關設備，它的生產(chǎn)廠家眾多，而且比較分散，安裝調(diào)試過程比較復雜和繁瑣造成施工安裝過程時間較長，此外，它的體積比較龐大，自然而然要占用大面積的土地和空間，不能滿足目前國家所倡導的集約化生產(chǎn)和發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟的要求，也跟不上新一代智能網(wǎng)建設的步伐。
（2）GIS設備又稱為氣體絕緣封閉式組合電器，它的母線需要封閉的設計增加了它安裝和正常運轉(zhuǎn)的難度，需要時刻保持施工現(xiàn)場的干燥，遇到雨雪天氣或者密封設備遭到破壞時，非常容易影響設備的正常使用，因而，這種類型的設備很容易受環(huán)境變化的影響，因而，對環(huán)境的要求較高。同時，由于它特殊的設計，在發(fā)生故障時，需要把附近的多臺設備同時斷電才能進行檢查和維修，這在增加操作人員工作量的同時，也給電力系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)帶來致命的打擊，增加經(jīng)濟成本，降低經(jīng)濟效益。
（3）許多進行電力系統(tǒng)研究的單位企業(yè)都比較認可HGIS設備，并在一些輸變電工程設計比賽中充分發(fā)揮HGIS的優(yōu)勢，根據(jù)比賽現(xiàn)場的環(huán)境以及地形的特點合理布置電氣設備，采取合適的配電裝置，進一步優(yōu)化系設備布局，節(jié)約土地資源，提高資源利用率，推動電力系統(tǒng)的高效快速運轉(zhuǎn)。通過實驗對比可以看出，HGIS無論是在經(jīng)濟上，還是在技術上都比AIS、GIS更具有優(yōu)勢，更加符合當前我國經(jīng)濟社會以及科技發(fā)展的要求，它的研究制造和發(fā)展應用必然會推進我國智能電網(wǎng)建設的水平和速度。
3 結(jié)語
智能電網(wǎng)的提出和建設是時代進步的要求，是科技發(fā)展的體現(xiàn)，它的出現(xiàn)推動電力系統(tǒng)的發(fā)展和改革，促進電力系統(tǒng)整體建設水平和速度的提升。它的體積小、功能大的特點減少土地占用面積，提高資源利用率，減少農(nóng)民因土地補償費用與電力系統(tǒng)工程項目之間的激烈矛盾，降低土地占用成本。另外，它的一體化設計更加合理，安裝更加方便，節(jié)省設備安裝時間，提高了工作效率，真正的實現(xiàn)了設備功能的一體化，進一步推動新一代智能電網(wǎng)發(fā)展的速度和規(guī)模，相信在不遠的未來，它必能成為智能電網(wǎng)建設發(fā)展的重要推動力。
參考文獻
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第9篇：變電站模塊化建設范文
[關鍵詞]電網(wǎng)調(diào)度自動化；變電站綜合自動化；后臺監(jiān)控
中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0304-01
當前，大多數(shù)電力企業(yè)為了提高勞動生產(chǎn)率，增加經(jīng)濟效益，不斷完善行業(yè)間的自動化建設和改造，實現(xiàn)對遠方變電站的遙信、遙測、遙控等的電力遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
一、 系統(tǒng)簡況及性能特點
（一）系統(tǒng)情況
調(diào)度自動化系統(tǒng)采用東方電子DF8002系統(tǒng)；變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)包括深圳南瑞ISA300，南京自動化廠PS6000，東方電子DF1800，南京南瑞RCS9700等。系統(tǒng)圍繞保護測控、RTU、后臺監(jiān)控、調(diào)度監(jiān)控進行了統(tǒng)一規(guī)劃、將不同廠家的產(chǎn)品有機整合，同時為滿足變電站的實際需要，既保留系統(tǒng)對以前的兼容性，又具有現(xiàn)代特點。
（二）系統(tǒng)性能特點
1.切合用戶實際需求。結(jié)合變電站綜合自動化與調(diào)度自動化特點，系統(tǒng)在許多細節(jié)功能上充分考慮了用戶的特殊要求。包括遙控是否監(jiān)護操作可選擇，光字牌處理，自動提醒值班員監(jiān)視畫面并記錄，冗余告警信息的判斷和屏蔽等。
2.安全性更強。不同的用戶有不同的操作權限，不同工作站有不同的用戶可使用權限。站端后臺監(jiān)控允許以串口與其它系統(tǒng)通信（如五防系統(tǒng)），從而不與系統(tǒng)外的機器直接網(wǎng)絡相連，調(diào)度端采用防火墻和路由器與其它應用系統(tǒng)相連（如MIS系統(tǒng)），防止非法侵入。調(diào)度端SCADA服務器采用SUN服務器，操作系統(tǒng)使用UNIX，采用雙機磁盤陣列結(jié)構，比WINDOWS系統(tǒng)更穩(wěn)定更能抵御病毒侵害。調(diào)度與變電站采用光纖和DDN雙通道通信。？3.完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。采用了實時庫和商用磁盤庫（Sybase、SQL等）兩層結(jié)構。
4.合理的系統(tǒng)結(jié)構。調(diào)度端采用多機雙網(wǎng)結(jié)構，冗余配置，自動同步數(shù)據(jù)、畫面，確保可靠穩(wěn)定。
5.靈活的規(guī)約通信。調(diào)度與變電站采用部頒CDT、DNP3.0等規(guī)約，對于保護信號的接收同時采用硬接點和報文方式。全面的功能實現(xiàn)。調(diào)度自動化方面除了SCADA還包括EMS能量管理和調(diào)度管理等；變電站綜合自動化方面除了當?shù)乇O(jiān)控還包括VQC電壓無功控制、五防、運行管理、設備管理等。
二、系統(tǒng)的設計體現(xiàn)
本系統(tǒng)采用全分布開放式系統(tǒng)結(jié)構，不同地點的各計算機通過雙絞線或光纖直接接入局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)絡，可獲得高速通訊和共享資源的能力。整個系統(tǒng)可分成三大部分，分別是調(diào)度自動化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)。
（一）調(diào)度自動化系統(tǒng)完成主站端人機交互工作。結(jié)構示意圖見圖1
（二）通信系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)收發(fā)透明中轉(zhuǎn)。結(jié)構示意圖見圖2
三、系統(tǒng)的運行概況
該系統(tǒng)的開發(fā)目標是建立一個安全可靠，能提供各種高級服務，并為應用程序的執(zhí)行和實施提供較強功能的開放式平臺和運行在該平臺的多個相對獨立的應用子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，成為一個符合電力系統(tǒng)現(xiàn)代化管理要求的，分布式、開放式、模塊化，可擴充的電力調(diào)度自動化與變電站綜合自動化系統(tǒng)。目前這套系統(tǒng)已經(jīng)在全區(qū)3個220kV變電站和26個110kV變電站得到應用，其中20個110kV變電站實現(xiàn)無人值守，其余的110kV站正在緊張改造中，最終將通過該系統(tǒng)實現(xiàn)全部110kV變電站無人值守。同時配合新的集控管理思想，隨著集控班的正式運行，系統(tǒng)的功能和應用將得到進一步的發(fā)展。
四、變電站綜合自動化系統(tǒng)功能概述
（一）調(diào)度中心遠方遙控。由遠方調(diào)度中心來的遠方控制，此控制可以由當?shù)剡\行值班人員設定：禁止和開放，也可以用遠方/就地切換開關來閉鎖。
（二）VQC電壓、無功自動調(diào)節(jié)。根據(jù)電壓和功率因數(shù)對主變抽頭調(diào)檔和電容器投切就地自動進行，調(diào)節(jié)時考慮時間因素和投切次數(shù)。在就地調(diào)節(jié)失靈的情況下能夠遠方監(jiān)視和遠方控制。
（三）保護裝置、測控裝置和后臺與GPS衛(wèi)星鐘進行時間統(tǒng)一。
（四）站內(nèi)的消防和UPS等其它信號以遙信方式發(fā)送到后臺和調(diào)度，滿足無人值守的要求。
（五）防操作閉鎖。開關的實時遙信狀態(tài)通過串口發(fā)送到五防系統(tǒng)，由五防系統(tǒng)進行解鎖后才能在后臺監(jiān)控進行遙控操作。
（六）所有綜自設備電源均由站內(nèi)直流電源逆變供電，確保全站發(fā)生事故停電時照常工作。
結(jié)束語
實現(xiàn)電力調(diào)度自動化和變電站綜合自動化，是提高供電質(zhì)量、用電可靠性和提高電力企業(yè)自身水平的需要，本系統(tǒng)的建成，大大提高了廣州番禺電網(wǎng)調(diào)度自動化的應用和管理水平，促進了傳統(tǒng)經(jīng)驗型調(diào)度向分析型控制型調(diào)度的轉(zhuǎn)變。隨著電力體制改革的深入，變電站綜合自動化及調(diào)度自動化必將為電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行提供更加現(xiàn)代化、科學的手段，為廣州番禺電網(wǎng)的現(xiàn)代化管理和商業(yè)化運行提供更強有力的保障。
參考文獻
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