变电站技术创新范文

导语：如何才能写好一篇变电站技术创新，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：35kV预制舱式变电站；云监护平台；专家诊断；人工智能；故障预判；在线式核对充放电；IEC61850；技术改进；创新；应用

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0169-02

1 概述

35kV预制舱式智能变电站典型设计由35kV预制舱、变压器预制舱、10kV预制舱和综合控制预制舱构成，35kV线缆作为进线，10kV线缆作为出线。35kV预制舱内主要由35kV开关柜构成，柜内集35kV万能断路器、35kV万能隔离开关、PT、CT、氧化锌避雷器以及综保装置等设备于一体；主变压舱体内由智能变压器和排热装置等装置组成；10kV预制舱内由无功补偿装置、10kV开关柜以及直流屏等系统构成；综合控制预制舱由远动、综自、通信等构成。

预制舱式智能变电站是在不降低稳定运行可靠性的条件下利用先进技术将智能一、二次设备、配套设施与基建进行智能化、小型化、紧凑化及经济化的有机一体设计，预装于几个舱体内，它是传统箱变的发展方向，同时也是传统配网电站的改进方向。箱式变电站主要集中在10kV及以下的配电网，预制舱式智能变电站主要是35kV及以上电网，与常规站比，具有投运时间快、占地少、免维护程度高、外观与环境协调、可深入负荷中心等特点，但是就目前个别地区已研制投运的预装站来看都存在诸多的不足与技术提升空间，如：占地面积20%左右缩减效果不够显著；舱体空间小、扩建时电气距离等问题导致增加设备时舱体需停电进行；舱体正下方半地下电缆层配套的基础设施投资增较大；舱体为全封闭无开窗采光设计无论白昼或夜晚均需单独照明；舱内环境温湿度控制耗能管理粗犷，辅助系配置不够完善，尤其在运维人员对电站的监护工作方面的技术支撑有待进一步提升。[1-2]

2 创新与应用

2.1 预制舱式变电站综合布线的改进

取消常规预制舱式变电站舱体正下方2m高半地下电缆层与舱体底板人孔，取而代之在舱体两边外侧设电缆沟，节省建筑投资同时避免运行人员在半地下电缆层内不易逃生的安全隐患；在舱体本体底座内设200mm高电缆夹层，舱内二次电缆在本体夹层内敷设，各柜体间联络电缆从柜底座电缆层进入电缆沟；使舱体内二次电缆可提前在工厂内敷设完成，大大减少了现场工作量，进一步提升变电站建设效率。

2.2 光导照明系统应用

预制舱体内为满足温湿度、消防等环境要求，加上预制舱墙体结构材料的特殊性及厚度较薄，在制造过程中制作工艺无法实现在舱体上开窗，因此即使是白天，舱体内也是一片漆黑，运行人员进入舱体时，只能启动交流照明系统来解决舱内照明问题。对此不足提出了新的解决方案，采用新型光导照明技术，系统主要由采光器件、导光柱、导光片、漫射器件等几部分组成，系统直接利用太阳光照，不同于太阳能热水器、光伏发电等光电-电光转换再使用，只要是白天既可通过安置在预制舱舱顶的光导照明系统解决自然采光的问题，舱外自然光导入舱体内使舱体内外一样明亮。相较于常规照明系统O计更加节能环保，符合电网建设绿色发展方向，在预制舱式变电站中具有广阔的推广前景。

2.3 恒温恒湿系统的应用

预制舱式变电站舱体内空间狭窄封闭，自然通风降温困难，常规的通风降温设计采用大功率风机及大功率制冷空调实现，无法智能精确控制运行环境且耗能大。因此在预制舱内设置智能新风节能装置及机房用精密空调进行通风降温，新风和空调构成联动联控系统：当舱体外温、湿度满足设定条件，同时舱内温、湿度达到新风开启阈值时，新风装置启动高效排热操作；当新风排热效率较低的时候即舱内温度持续上升并升至空调开启点，则投入外部空调运行，新风装置停止运行。机房精密空调系统在炎夏温度较高时连续工作，根据设定的阈值，可以将舱体内温湿度控制在1℃上下浮动以内，实现舱体内恒定温湿度，保证了所有电气设备的工作环境正常。本动力环境系统智能高效节能逻辑，一般可以节能25～80%。[3-4]

2.4 无线传感网络

为进一步减少预制舱式智能变电站的接线施工量、降低整体成本及其占用面积，适当引入无线传感网络技术。节点采用采用低功耗无线传感器结合领先领先企业国电光宇自主研发的监护云平台系统，借助云平台超低功耗神经网络算法，使无线传感器平均工作电流降低到4.5mA超低功耗水平，根据变电站现场运行管理要求，经分析比较测算，可达到预期10年寿命的技术指标。无线传感网络的传输方式为无线，信号在传输方面存在不稳定性，传输质量比光纤传输要差很多，同时由于无线传感网络在时延方面包括空间数据传输的时延、编解码以及modem的时延，同等传输距离下要比网线或光纤传输时间长，因此用于保护方面的测量控制量目前不适于无线网络方式传输，但是在智能变电站辅助监控系统方面，绝大多数设备的状态检测数据都可以放在无线传感网络上完成传输。网络构建及应用数据可以直接建立在该协议之上，不增加网络传输层，这样可以减少控制的环节、增大数据吞吐量减少无线传输时延。35kV预制舱式智能变电站舱体的长度一般不大于20m，对无线传感网络来说该通信距离很短，网络拓扑设计不需太复杂，一般两层即可，无需进行无线路由的中继，第一层只设网络节点，即中心节点，完成网络的建立、维护以及与远方通信管理机的通信，第二层设有多个终端单元，每个终端单元完成一个或多个传感数据的采集与传输。协议数据采用2.4GHz免许可频段作为无线通信信道。中心单元布置在综控舱内，终端单元紧靠需要采集数据信息的设备布置。[5-7]

2.5 IEC61850标准体系在预制舱式变电站全面应用

预制式35KV智能变电站监控系统依照变电站无人值守要求设计，优化网络拓扑结构，通信标准统一采用变电站通信网络和系统IEC61850国际标准，与站内综保系统和远动系统统一规划建模、统一组网、数据高度复用，实现站控层、间隔层和过程层三层两网设备互操作。变电站内数据具有共享和唯一性，保护动作信息、远动数据不重复采集。实现对变电站可靠、完善、合理的检测控制、四遥信号的远动和SNTP GPS对时能力以及与远方调度中心信息交换的能力。[8]

2.6 智能自动巡检系统

根据《国家电网公司变电站管理规定》、《无人值守电站管理规范（试行）》的意见和要求，各网省公司制定了运维站巡视管理规定，但无人值班站人工巡检及时性、可靠性差，巡视与记录效率低下，部分地区试投放机器人巡检，但运用在露天作业实际运行效果并不理想，出错概率大，技术不够成熟。针对预制舱式变电站，提出基于物联网技术的就地自动智能巡检系统，该系统对多种类型的信息进行广泛、深入融合，通过电子围栏、墙体震动传感器、视频监控信息的感知与融合，实现高可信的无虚警、无漏警安防报警；通过感知与融合视频监控信息、红外热成像信息和烟感信息，实现高可信的消防报警；通过感知与融合比对同一设备不同相位、同类设备之间的温度差异，以及环境温湿度信息，实现准确、快速的设备故障告警；通过感知与融合水浸、水位、环境温湿度和视频监控信息，实现高可信的变电站环境状态告警。

2.7 基于专家诊断和神经网络预判算法的无线监护单元系统

该系统将常规变电站各自独立的辅助生产系统，通过IEC61850通信规约转变为综合智能化管理平台，与设备在线监测系统一起构成了变电站智能巡检系统，具有自由扩展性，可以自由覆盖任意厂家的任意类型智能设备，可免去人工或机器人的常规巡检任务，远方的监控中心可利用云监护平台实时掌控站内设备和辅助系统的运转状态，弥补了现有综自系统与动力环境监控系统功能覆盖的不足和对一线运维人员需求的针对性不强等问题。同时该系统具备专家诊断人工智能算法，能够对现场数据做深入学习与诊断，做到系统运行状况的预判，并会自动把定位的异常点以短信等方式发送给相关运维及管理人员移动终端上。这是在目前以状态检修为主的运维模式下的一次质的提升。

2.8 蓄电池组在线核对充放电单元系统

目前无论是常规变电站还自动化变电站亦或是无人值守智能预制舱式变电站目前都未解决的一个问题就是蓄电池组的日常自动维护，虽然蓄电池普遍采用的是免维护型，但这里的免维护并不是指的完全意义上的不维护，国网最新相关规定：新安装的阀控式蓄电池组在验收时应进行核对性放电，以后每两年进行一次核对性放电，运行了四年以后的阀控式蓄电池组，应每年进行一次核对性放电。但是该政策的执行也存在着很大的难度，如：（1）蓄电池组核对性充放电试验耗费大量人力资源，现在普遍采用人工操作，运维成本较大。（2）蓄电池内阻及运行工况不能实时监控撑握，日常巡检中缺乏有效检测手段，易造成直流电源故障。（3）根据DL/T724-2000及大部分地方政策均规定，对于只有一组蓄电池组的变电站，不能退出运行，也不能做全核对性放电，只能用I10恒流放出额定容量的50%，但规程并没有对50%容量测试的操作作出具体说明。导致大部分放电操作人员要么大量接线外加一组蓄电池放电，要么按0.1C10电流放5小时。对此一些电源企业研制了具备内阻测的全在线自动核对充放电系统，该系统摒弃了常规人工利用离线放电仪经放电电阻以热能的方式将能量泄放到周围环境中做法，而是采用有源逆技术，放电过程中电池组不脱离系统同时泄放的能量回馈给电网，实现节能环保的同时避免了散发热量影响到周围设备的正常运行。目前该技术较为成熟领先的企业国电光宇已将该系统投用到塔拉等750kV超高压级电站，同时该技术也获得了开普实验室认证、国家知识产权局颁发的证书以及北京市科委高新成果转化上榜产品并且该技术已在除电站之外的通信基站、服务器机房等领域也进入快速推广应用阶段。[9-10]

3 结语

以上综述了预制舱式变电站现有设计方案现状，以及提供了在现有基础上进行技术改进与新技术应用提升预制舱式变电站智能化水平的思路，除此之外，从互联网+智慧能源的角度出发，还有很多的创新点可以去思考，大量新技术的应用必将推动我国电网建设向着更加智慧、高效、绿色方向迈进。

参考文献

[1]赵和平.智能变电站二次预制舱设备布置与应用分析[J].自动化应用，2015，（12）：146.

[2]张万菊.尖扎滩 35kV 预制舱式变电站特点[J].青海电力，2012，（10）：31.

[3]GB50053-94.35～110kV变电站设计规范[s].

[4]GB50168-2006.电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范[s].

[5]Jun Zheng，Abbas Jamalipour， Wireless Sensor Networks： A Networking Perspective [M].Wiley-IEEE Press， 2009.

[6]刘振亚，智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[7]Mac Leod， H.， Loadman， C.， Experimental studies of the 2.4-GHz ISM ireless indoor channel[J].Communication Networks and Services Research Conference， 005（3）：63-68.

[8]DL/T860-2006. IEC61850-2003. 变电站通信网络和系统[s].

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关键词：变电站；全户内；设计；应用；环保

1 引言

城市电网中用户相对集中，使用电能也会相对较大。目前在城市中，电网存在着一些问题，供电可靠性难以保证。户内变电站的设计是根据国家需要进行的电网建设改造的一个重要环节。一般来讲，变电站位于城市的核心区，通过户内变电站的应用，可以大大提高电力企业的形象，提高竞争力。但由于城区的土地宝贵，变电站的选址相对困难，甚至有可能会在报批的过程中受到经济因素影响。未来城市的变电站设计将会以提高土地利用率、提高变电站的综合利用率为目标。

2 全户内变电站的设计思路

某城市的110KV变电站采用110KV配电装置与主变压器放在户外，其他的配电装置布置于户内，这种半户内型的模式运行的时间已经很长，会产生非常强的噪音，而且从形象上讲与现代城区的建设不符，造成景观不协调。需要对半户内的变电站进行改造，改造前要与全户内的变电站模式进行对比分析，进行充分论证。[1]

一般来讲，半户内变电站的占地面积大一些，需要的绿化面积也会随之增大，室外的变电装置在维护上需要耗费的成本与时间要多一些。而全户内变电站的绿化面积小一些，技术相对先进，避免了维护带来的成本增加，对于周围环境的影响降低，与城市其他的景观更加和谐。国家电网公司在对110KV变电站设计中均有一定的模板，全户内变电站设计需要进行参考与改造。通过对三个模板进行对比，这三个模板均有自己的优势所在，要根据变电站所在地区的特点进行适当选择。

3 变电站设计方案

3.1 建设方案

在对全户内变电站进行设计时，首先要明确变电站建设需要遵循的原则。首先要执行国家相关的经济政策，保障人身安全，电能质量合格；变电站的建设要与城市的建设协调发展，并为未来的负荷增长留有余地；建议采用双回路、双电源供应。在设计时要遵守国家相关的设计规范。[2]

在本次全户内变电站设计中，110KV电气主接线采用内桥接线，35KV出线6回，10KV出线14回，采用音母分段接线。经过计算，对于短路电流的设计值如下：

此全户内变电站的主体是综合建筑楼宇，采用双层设计，第一层为10KV、35KV配电装置，二层为110KV配电室、电容器室。变压器设计在室内，散热器在室外。在此设计方案中，围墙占地面积约为1358平米，站区建筑面积1200平米，建筑覆盖率88%。另外需要对绝缘、防雷与接地进行设计，对继电保护以及控制方式进行选定。[3]

3.2 流程设计方案

全户内变电站初步设计流程有多个节点需要在设计时进行注意。节点1是发展策划部编制全户内变电站可行性研究报告；节点2是可行性报告提高技术创新小组进行审批；节点3是提交主管部门批复，通过对设计方案的调研、技术经济比较，在节点9中，由生产部对变电站进行一次系统图与电气平面图进行设计；节点10，生产部根据电网运行参数、负荷情况编制设备明细；随后经过审核后归档处理。[4]

全户内变电站施工图设计流程中，首先是由生产技术部门提交初步设计说明书，设计单位进行土建部分的设计，生产部门对施工图进行审核，监理在审核过程中同样也会提出一定的问题，施工方、运行方对图纸提出一定的建议与意见，设计单位进行修改，电气一次部分图纸在经过多个部门审核后，进行修订成为电气二次部分图纸设计。

完成初步设计之后，要对其他的环节进行提前设计，这会涉及到多个流程图，如全户内变电站施工图的设计流程图、全户内变电站开工（竣工）验收流程图、全户内变电站运行设计流程图、全户内变电站主变压器散热、降噪设计流程图等。

3.3 节能设计方案

随着我国对于节能降耗的不断关注，节能理念深入人心。在经济结构调整与产业改革中更是如此，对于全户内变电站的设计同样需要关注节能设计。首先可以从建筑节能方面进行规划设计，建筑节能是一种最有成效的节能措施，目前已经采用的绿色建筑与节能建筑标准，实现城镇的节能目标50%。在变电站的规划设计中，要简化总体布局，尽量减少挖土方，减少设备布置层数，方便运输与安装，消防与通风，减少安全隐患风险。节约土地，改善景观，优化环境；对于单体的建筑设计，要采用合理的平面形式，使用节能材料，屋面采用节能技术措施。[5]

由于在全户内变电站的设计中，变压器的数量最为多，容量也大，在设计时，要尽可能地选一些低损耗变压器，减少在变电过程中产生的电量损耗。通过选择最好的运行方式与负载调整，变压器在传输同样的电量条件下，电能损失最少。变压器的经济运行只需要进行供、用电合理即可，不需要进行额外的经济投资。变压器的容量、电压等级与铁芯材质都会对额定负载消耗与无功率的空载消耗产生影响，因为需要采用参数好的变压器，采用最有效的组合参数进行合理运行。通过不断进行采样、数据分析，结果论证，可以发现，在系统运行以来，运行状态平稳，反应灵敏，能够及时辨别出机械运行状态，形成故障诊断的专家系统。为提高电力系统的安全稳定运行，起到强大的推动作用。

4 创新应用

由于城市对于所建的全户内变电站的供电质量与可靠性的要求非常高，所以需要对其进行必要的在线监测。在本项目中，采用变压器有载高压开关在线监测技术能够有效避免问题更为严重地发生。有载分接开关准确及时的运作，可以强制分配负荷潮流，保证电力系统可靠运行，提高电网的灵活性。电力变压器有载分接开关的主要故障为机械故障，有可能会损坏到电力变压器，影响正常运行。系统采用信号传感、数据采集、网络监控以及图形化编程技术，对监测数据进行有效分析，确定运行状态，及时判断故障类型，有针对性进行提前维护保养，避免造成更大的损失。[6]

5 结束语

通过对某城市的具体变电站的提前预算分析与设计，对全户内变电站的优势与存在的问题进行阐述。总体来讲，此模式对于传统的变电站运行提出了较彻底的改革，更能适应现代城市的发展与城市建设的需求。通过对新式的全户内变电站的设计分析与验证，变电站能够取得不错的社会效益与经济效益，得到了广泛的认可，与周围的环境更加调协。未来这种模式将会应用更加广泛，它的设计也会根据当地实际出现更为切实的方案，促进着电网事业的不断前进。

参考文献

[1]郑杰.全户内变电站的设计与创新应用[D].山东大学，2012（050.

[2]王红，贾丽敏.110kV全户内城市变电站通风设计的改进[J].供用电，2009（06）.

[3]金淋芳.城市全户内变电站主变压器室通风降噪研究[J].供用电，2010（02）.

[4]刘耀锋，吴宁，印吉景.220kV全户内变电站设计相关问题探讨[J].电力自动化设备，2010（12）.

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【关键词】自动检测系统；新型检测设备

现今的变电站都在向智能变电站的方向发展，而智能变电站的建设离不开一系列的新型检测设备，只有靠这些新型检测设备智能变电站才能建设的更好。智能变电站是建立智能电网的一个必备条件，现今的智能变电站结合了许多目前发明的先进的技术以及设备，对现代社会产生了非常大的影响。智能变电站主要依靠先进的技术以及设备将变电站内的设施全部改造成智能化控制，然后再利用内部的通信技术将检测到的信息传达到系统内部通信平台，然后将该信息在全网予以共享，工作人员可以通过个人计算机对所检测到的信息给予处理，从而来实现二次设备自动检测系统对变电站智能化建设的目标。本文将从二次设备自动检测系统的可行性、设备的特点、系统的硬件构成以及软件框架设计来综合设计智能变电站二次设备自动检测系统。

1 建立智能变电站的二次设备自动化检测系统的可行性

电力行业在这个几乎离不开电的时代有了大跨越的发展，人们常使用的能源中，电能占据了大部分份额。所以对于电能的管理和分配在现今生产生活中有很大的意义，那么只有提高智能变电站的效率和速度才能更好地满足现代人们对于电能的高要求。但是在一个智能变电站中有许多的电子仪器以及各种电子设备，为了统一控制这些电子仪器以及电子设备则需要一种特殊的通信方式将其连接起来，并规范这些电子仪器以及电子设备通信的规范化。

IEC61850通信技术能够很好地规范设备的输出并实现二次设备检测系统的无缝连接，IEC61850标准是由国际电工委员会在2004年颁布的，此项标准适用于任何国家的变电站通信网络的建设，这项标准吸取了大量先进的技术，能够在最大程度上保护以及控制自动化产品。这项技术不仅在智能变电站内部有很好的运用，而且还能用于智能变电站与调度中心的通信。IEC 61850能够很大程度的改善信息技术和自动化技术的设备数据集成，能够在最大程度上减少工程量以及诊断维护费用。由于其独特的灵活性还解决了智能变电站自动化系统产品的协议转换问题，并且其大规模的系统集成大大降低了智能变电站自动化系统的工程费用。一般变电站的事件都是以报文的方式传递并通过解码芯片得到采集到的数值，但是将自动化的检测系统配合IEC 61850通信的话便可以对变电站内的设备和设施进行仿真模拟，这无疑为变电站升级为智能变电站提供了先进的技术支持。

2 智能变电站二次设备的特点

智能变电站中广泛使用的是电子式互感器，这种互感器将从根本上克服充油互感器的燃烧爆炸事故，而且不会由于电压互感器二次短路而造成安全问题。智能变电站的一次设备和二次设备是利用光纤进行连接，这样便使得二次设备不会受到传输过程中的电磁干扰。

2.1 二次设备的网络化

现阶段的变电站二次设备与一级设备的信息传递主要是通过互联网上的GOOSE协议，而传递信息的电缆也被光纤或者屏蔽网络来取代，这在很大程度上保护了变电站的信息传递的安全性。

2.2 运行管理系统的自动化

在原有的管理系统中便有较大程度的自动化，而且在各大智能变电站中都有很强的操作性能。但随着信号有了光纤进行传输后依据在IEC 61850协议使得智能变电站有了更好地自动化性能，现阶段在保护测控屏上已没有了原始的保护功能硬压板，而是采用了新型的保护功能软压板。最关键的一点就是智能变电站在各个保护装置以及各个智能终端上设计了检修压板，这将使得二次设备自动检修系统更加完善。

3 智能变电站二次设备自动检测系统的硬件构成

这种自动检测系统主要是利用个人便携计算机（检测管理机）以及检测仪器两部分所构成，个人便携计算机的作用主要是建立系统和流程监视，这样能使得检测结果得到很好地保存并方便日后查看，建立的过程为以下几方面。

（1）在接受检测的装置中输入信号指令，从此来模拟信息轮廓模型。

（2）在接受检测的系统中自动对具有相同标识符配置到一起，使接受检测的装置能够接受测试系统说发出的模拟信号，检测方案主要是将接受检测的任务划分为若干个单独测试。然后通过设定不同的模拟信号，从而来得到信号变化的规律。

检测仪的主要任务是测试划分出的若干个单元，检测仪的适应性极强。该检测仪中含有管理模块、时间同步模块以及开关量输入、输出模块，其中管理模块的作用是构建与测试管理机的通信机制，其中还包括接受任务和实时发送检测结果。而时间同步模块则是保证接受检测的装置与测试装置的时间完全一致，使得检测结果实时传送到管理模块。开关量输入模块和输出模块分别是接受检测装置的开出信号和开入信号，然后利用内部的互联网来交换数据并传递信息。个人便携电脑与检测仪是通过管理模块来进行连接的，利用国际上常用的规章来保证时间得以同步进行。

4 智能变电站二次设备自动检测系统的软件框架设计

在进行系统维修或检查中，自动检测系统的软件框架主要包括便携个人电脑以及嵌入式测试仪。

4.1 检测方面的管理机软件

检测人员需要自身携带个人便携电脑，即管理机。在检测过程中好的管理机软件可以让检测工程事半功倍，管理机软件主要功能就是能够将检测中的意图变为流程形式，同时能够将检测结果保存，方便以后查看或打印。可以说这个工作是整个检测系统中最核心的部分，这个软件的好坏将决定着检测水平，通过这款软件能对仪器进行大体上的了解。

（1）自动化虚拟的连接线模块

先进的智能化变电站是通过网络或者光纤来进行数据的传输和信息的通信，但这只是一个通信方法。IEC 61850则是通过逻辑信息来进行信息通信，这种虚拟的模块能够很好地识别具有相同标识符的文件，同时还可以快速查出其信息点的位置。

（2）通信方面的模块

此模块的最大用途就是进行信息间的通信，这种通信方式可以实时的接受检测信息并接受新的检测任务，最后发送其检测结果，这种数据一般都有标识以及特殊的命令码。

4.2 嵌入形式的检测仪器软件

这种检测仪器软件的优点是能够实时的检测多任务，其设计理念就是实时、高效、稳定的检测，而且还能够持续运行较长时间。检测仪器所安装的管理模块是这儿系统得以良好运行的关键，正是管理模块才使得其他各种模块都能得到很好地控制以及管理。

伴随着智能电网的不断建设，其所配套的智能变电站也将不断进行技术创新，二次设备自动检测系统的设计对以后的技术创新有着很强的积极作用。

参考文献：

[1]梅德冬，黄国方，孙军陵.智能变电站二次设备自动检测系统设计[J].低压电器，2011（02）.

[2]周魁.智能变电站二次设备自动检测系统设计[J].电源技术应用，2013（04）.

[3]唐健敏.对于智能变电站二次设备自动检测系统设计进行浅析[J].电源技术应用，2012（12）.

[4]李昊炅.智能变电站二次系统优化及应用研究[J].华北电力大学（北京），2011（03）.

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    关键词:自动化 集控技术

    中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)01-0008-01

    1、汉中电网变电综合自动化运行、管理的现状

    1.1 监控系统的组成

    主站端采用东方电子DF1800大型集控站系统、对17个分站进行实时监控(其中14个分站为综合自动变电站,3个分站为常规RTU远功终端构成),12个站是无人值班站。

    主站SCADA功能:数据采集及监控,事件报警,事件顺序记录,事故追忆遥控, 遥调,计算趋势曲线,历史数据存储,远方投切保护,调取定值、采样值,修改定值,综合自动化报警信息和短信平台等功能。

    1.2 综合自动化运行管理

    1.2.1 抓重点工作

    变电综合自动化系统到目前还没有相应的设计,运行维护规程,我认为工作时只要抓一个中心两个基本点就可。一个中心:综合自动化实时监控系统其关键是安全稳定,只要管理好主站的SCADA 数据库,使每一个数据点号正确。两个基本点:组成综合自动化网络的关键设备是厂站二次设备和计算机网络,这两类设备维护 可以延用现有继电保护及远动《规程》即可。但远方投退保护软压板、修改保护定值工作应在《规程》制定后开展。

    1.2.2 系统的安全稳定运行管理

    (1)系统备份运行管理。综合自动化系统有强大的信息处理功能,但也有非常脆弱的一面,它完全依赖于计算机及其网络稳定运行,如果计算机出现故障有可能导致整个系统瘫痪,而且恢复系统很困难。为此我们必须作好以下两项工作。1) 厂站端:作好系统数据备份工作。2) 主站端:定期作好数据库备份,同时作好以防主站系统崩溃时备用系统的运行管理工作。

    (2)网络安全管理:监控系统是一个实时运行的控制系统,如果系统受到攻击其后果很严重,为此必须有独立的综合自动化网络,并在监控网与其它网络联接处,装加硬件防火墙。

    (3)厂站端监控后台管理。1)设制权限管理。2)后台操作由专人监护执行工作票。

    (4)主站端监控系统管理。1)权限、口令管理。2)保证图—库—点的一致性与正确性、特别是遥控量。

    (5)主站端数据、报文的管理。1)专人专责定时分析各厂站数据、报文。2)根据主站端数据、报文定期作好综合自动化系统的分析报告。

    1.3 运行中存在的问题

    1.3.1 综合自动化变电站新建、扩建间隔工作复杂

    变电站综合自动化系统,因综自系统资源缺乏,软件设计不够成熟;新建、扩建间隔时必须修改系统数据库,但修改后的综自系统因变电站处于运行状态无法完成综自系统逐一“对点”工作,为综自系统安全、稳定运行可能带来隐患。建议在新建综合自动化变电站时,综自系统设计应统筹考虑一次到位。

    1.3.2 备品、备件缺乏

    已运行的综合自动化系统要求二次设备备品、备件必须同型号、同软件版本号,因此造成备品、备件缺乏;建议在新建变电站时应提前考虑备品、备件问题。

    1.3.3 综自系统设计存在部分缺陷

    变电站综合自动化技术处于发展阶段,系统的稳定性较差,经常出现因通讯设备损坏致使系统崩溃。建议综自系统采用双网、主备系统设计。

    变电综合自动化Scada数据齐全、正确是系统实时监控功能强的基础。同时也是监控系统安全稳定运行的基础。如果工作时不认真造成数据错位和数据不全或遥控号错位其后果是监控误诊断、误拉回开关等。因此从事综合自动化运行维护人员必须养成“细实”的工作作风,作好每项工作,不放过每一个缺陷,否则会因高科技技术的使用不当而引起技术灾难。

    2、管好、用好SCADA数据库是监控系统安全稳定运行的关键

    严把新投变电站工程验收关。在验收新投变电站时按一下方法进行。 遥测、遥信功能正确性检查。

    遥控、遥调功能、正确性检查。保护装置报文、定值、采样值、软压板必须正确。严把维护关:定期作好数据备份,定期检查遥控号。

    3、实现二次设备状态检修

    科技创新、技术创新、管理创新是企业发展的动力。变电综合自动化系统,实现了对变电站运行自动监视、管理、协调和控制。即变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见,实现了变电站二次设备由“定期检修”变为“状态检修”的基本功能。为此我们积极总结工作经验,从理论上论证在集控系统实现二次设备状态检修的可行性;同时制定了在集控系统进行二次设备远程维护的具体工作方法;并根据实现二次设备状态检修的需要,在集控系统开发了二次设备故障诊断决策知识库系统。

    继电保护专家系统是监控继电保护装置运行状态的信息管理系统。专家系统有以下特点:(1)组网方便:利用计算机网络把保护装置连接起来,通过远动通讯装置把保护信息上送控制中心。(2)投资小:常规变电站仅增加1~2套远动前置机。(3)SCADA数据库小。(4)远程维护系统功能强大,能够远程调取保护定值和采样值并能在线修改保护定值和投退保护。(5)报文信息丰富,便于远程故障诊断。(6)管理方便。维护人员只需定时检查,不需实时监控。

篇5

关键词：电力系统；自动化技术；电网调度自动化；变电站自动化；自动化控制

0引言

电力系统与人们的日常生活、国民经济发展有着密切联系。随着经济社会发展和人们生活质量提高，对电能的需求量也在不断增加。为确保供电顺利进行，提高电力系统的质量是必要的。一般而言，电力系统主要包括发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成，随着电力技术创新发展，电力系统综合性能、电压等级、供电等级也在不断提升。目前，电力系统逐渐连成网络，结构日趋复杂、规模不断扩大、供电能力也在不断提升。与此同时，为更好满足人们的用电需要，确保电力系统的安全、稳定以及可靠运行，提高供电质量和效益，发展并利用电力系统自动化技术显得越来越重要。

1电力系统自动化技术的工作流程

随着自动化技术的应用，电力系统控制中心得到升级和改造，不再采用传统的人工控制方式，而是在控制中心装备计算机，建立现代化的控制中心，从而有利于全面监测和详细掌握电力系统运行的基本情况。通常以计算机控制为中心，构建向四周辐射的控制网络体系，并在整个电力系统之中，建立完整的、立体化的覆盖网络，实现全面而畅通的信息传递和指令传输，如图1所示。有利于管理人员及时掌握电力系统的基本情况，实现供电的安全、稳定与可靠，进而满足人们的用电需要。中心控制计算机的主要作用是，整合并使用各种软件，负责对电力系统进行整体调度和控制，实现电力系统运行、监测等各项操作的自动化。[1]同时，在电力系统自动化进程中，通常采用分层操作和控制方式，全面掌握系统每层运行的基本情况，对存在的不足及时改进和调整。从而有利于保障电力系统稳定及可靠运行，提高供电的安全性。

2电力系统自动化技术的控制要求

在自动化技术逐渐推广和应用的前提下，为促进自动化技术得到有效利用，使其在电力系统之中充分发挥作用，加强自动化控制，提高操作人员素质，把握每个操作控制要点是必要的。一般而言，自动化控制的要求表现在以下方面：准确并迅速收集电力系统的运行参数，做好电力系统元器件的检测工作，对存在的缺陷及时采取措施修复。加强电力系统运行监控，及时掌握系统运行状况，了解各种元器件的技术、安全和经济节能方面的要求。并注重对系统操作人员和调控人员的管理培训，让他们把握每个技术要点，严格按要求进行设备操作和元器件调控。重视电力系统不同层次、局部系统以及各种元器件的综合协调，优化整合各种资源，为整个电力系统寻找最优质的供电方式，确保电力系统安全有效运行，并且还有利于节约电能，降低供电成本。总之，通过自动化技术的应用，实现电力系统的自动化调节和控制，不仅可以降低工作人员的劳动强度，节约人力资源和管理成本，还能促进电力设施更为有效的发挥作用，延长电力设备使用寿命。并改进电力设备的运行性能，实现对安全事故的预防，减少大面积停电事故发生的可能，确保供电的稳定性与可靠性，为人们日常生活创造良好条件。

3电力系统自动化技术的应用现状

整个电力系统中，自动化技术的应用非常广泛。与此同时，随着计算机和信息技术的普及，电力系统已经改变以前单一的控制和管理方式，而是在自动化技术的支持下，将电力系统中的各种技术措施进行优化整合。这样不仅能提高对电力系统的管理与控制水平，还能推进电力系统自动化和智能化进程，对整个电力系统运营和发展产生重要影响。

3.1电网调度自动化技术

主要设备包括：电网调度控制中心的计算机网络系统、服务器、工作站、打印设备、大屏幕显示器、电网调控中心、电厂、变电站终端设备等。将自动化技术应用到电网调度领域，能够实时监控并采集电力生产中的数据，监测电力生产中的安全状态，并对电力系统的运行状况进行评估。通常来说，县级电网调度控制中心的设备规模比较小，工作站和服务器通常采用普通的商用PC机。地市级调度中心比县级的大，通常实时、自动监控区域内的各级变电站与配电网，确保各类设施有效运行，进而提高供电的安全性与可靠性。国家级调度中心的规模较大，服务器和网络设备的容量大，各种设施功能齐全，软件的综合性能良好，运行效率较高。通过自动化技术的应用，能有效掌握电力系统运行情况，推动电网调度工作高效、有序进行。

3.2电力系统变电站自动化技术

整个电力系统之中，变电站和输配电线路是连接发电厂和电力用户的重要环节。随着信息技术和计算机技术的应用，变电站自动化趋势越来越明显。并且在变电站运行中，自动化技术可以逐步取代人工操作，推动变电站运行效率提升。同时还可以实现对变电站运行的全过程监控，有效提升监控能力，掌握变电站运行的基本情况，对存在的安全隐患及时排除，促进变电站运行的安全水平提升。变电站自动化的主要表现为：注重计算机的应用，改进站内装置，替代电磁式设备，全方位监测和控制站内的电气设备。同时利用计算机的电缆或光纤替代电力信号电缆，重视现代监控仪器和设备的使用，逐步实现监控设备的屏幕化、数字化与网络化，让站内运行管理和数据记录实现自动化，对电网调度自动化也产生积极影响，也为变电站有效运行和发展奠定了基础。

4电力系统自动化技术的发展趋势

在供电系统逐渐升级，性能逐步改善，技术不断创新和发展的前提下，电力系统自动化技术也取得进步与发展。例如，由开环监测逐步变为闭环控制，由高电压逐步变为低电压，由单一功能逐步演变为多功能，并最终实现一体化。此外，在自动化技术的推动下，电力装置的性能得到不断改进和发展，最终要实现电力系统的快速化、灵活化、数字化和智能化。这样不仅能显著提升电力系统的综合性能，还能有效满足人们的用电需要，并且有利于电力系统更好服务于经济社会发展的需要。

4.1电网调度自动化技术发展趋势

例如，以提高电网调度工作水平为目标，研制并开发能适应多种需要的电网调度自动化系统，构建完善的电力设备和电力系统安全防护体系。研究电网调度自动化运行维护的新方法，重视电力系统信息的挖掘、优化及整合，提升电网调度信息化和现代化水平。根据电网调度自动化需要，构建新型管理体制，进一步提高电网调度工作效率。

4.2电力系统变电站自动化技术发展趋势

逐步实现变电站系统结构的革新，一次设备和测控设备融合，提高设备智能化水平。测控设备只需要一台计算机显示器甚至是便携式机器，就可以满足测控工作需要。并且在线测控技术得到利用，将调度自动化、变电站管理、通信、保护等进行综合考虑，有利于变电站实现资源共享，为电力系统管理维护和技术升级提供数据支持。

5电力系统自动化技术的保障措施

随着计算机和信息技术的应用，再加上经验的总结，电力系统自动化已经成为不可逆转的趋势。同时，为推动自动化技术得到有效利用，确保电力系统的安全可靠，可以采取以下对策。

5.1顺应电力系统自动化发展趋势

应该顺应电力系统自动化发展趋势，注重自动控制技术、自动监测技术、顺序控制技术的应用，构建自动化管理系统，提升电力系统管理水平。逐步利用计算机监控替代人工操作，降低工作人员劳动强度。重视多媒体技术应用，逐步实现电力系统监测的网络化与自动化。

5.2提升电力系统自动化的安全控制水平

现代社会，人们对供电指标的要求在不断提高。因而电力系统自动化控制应该把握这个趋势，以“安全、经济、可靠、优质”为目标，推动自动化技术升级，实现电力系统控制的智能化、区域化和协调化。例如，利用自动化技术进行电力设备操作、调试和维护，改善电力设施的保护性能，提高设备运行的准确率与可靠性。还要逐步取代人员值守模式，实现电力系统的远程监测、控制和调节，及时发现并处理可能出现的安全隐患，确保电力系统安全稳定运行。

6结束语

随着技术创新发展和供电系统升级，电力系统自动化技术的应用越来越广泛，并且逐渐成为一种趋势。尤其是在用电需求量大、电网建设比较复杂的地区，自动化技术的应用显得尤为重要。在这样的背景下，为提高供电质量，确保供电的安全性与稳定性，在发展和利用自动化技术的同时，也不能忽视对电力设施的升级与改造。同时还要善于总结经验，推动自动化技术的创新发展，并确保自动化技术的安全。从而全面推进电力系统自动化的早日实现，有效满足人们的用电需要，促进经济社会发展和人们生活水平提高。

参考文献：

[1]邵敏艳.关于电力系统自动化技术应用的论述[J].能源与节能，2013（3）：117-119.

[2]王攀.电力系统自动化发展趋势及新技术的应用[J].煤炭技术，2012（9）：39-40.

[3]马宏忠.电力工程[M].二版.北京：机械工业出版社，2014.

[4]刘天琪，邱晓燕.电力系统分析理论[M].二版.北京：科学出版社，2011.

[5]杨劲男.电气自动化控制技术在电力系统中的应用探讨[J].技术与市场，2017（1）：69.

[6]刘四聪.电力系统自动化技术的应用和发展[J].沿海企业与科技，2012（8）：78-80.

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关键词：变电站；自动化；运行

中图分类号：TM63文献标识码：A 文章编号：

1 变电站自动化系统特点及结构

1.1系统特点

变电站综合自动化控制系统是建立在计算机硬件技术、数据通讯技术、模块化软件技术上发展起来的，是一种集控制、保护、测量及远动等功能为一体的微机控制系统。系统主要是由多个微机保护单元，通讯网络，后台管理机，打印机组成，接线非常简单，可方便解决传统的变电站二次系统存在的问题，提高了电力系统的供电可靠性，适应了现代生产发展和能源管理的要求。主要有以下特点：

(1)功能综合化：微机保护单元具有完善的保护、测量、控制功能，自动化系统就是利用了保护单元的这些功能，将根据保护需要配置的独立的保护单元，通过一定的结构形式，用一个通讯网络连接起来。

(2)结构微机化：系统的主要元件实现了微机化，所有功能都是通过微机来实现，实现了将微机保护、数据采集、数据传输、远方控制等环节同时并列运行，各类运行参数、历史记录等均可以通过打印机打出。还可以根据需要，实现于以太网的连接，实时的将数据上传到调度自动化系统。

(3)操作监视屏幕化：系统将所有的监视和操作功能，均通过一台后台管理机来实现。操作人员面对彩色显示器进行变电站运行方式和运行参数进行全方位监视。

(4)运行管理智能化：由于微机保护单元具有实时在线自诊断功能，这样不仅在保护单元的面板上显示故障类型，而且可以通过系统将自诊断结果送后台管理机，使得运行人员可以随时掌握保护单元的运行状态。

1.2系统结构

在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控制或I／O单元，两者通称为间隔级单元。各种类型的间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现各种保护闭锁。它主要由以下几部分构成：微机保护单元主要完成信号的测量、传递、保护的计算和执行、接受上位机的指令并执行，通讯网络主要完成信号的传递，后台管理机主要完成对保护单元上传来的信号进行分析处理及显示、提供人机对话窗口、接受操作人员的指令、向上位管理机传递及时信息，为管理人员提供决策信息。

站控层的主要功能就是作为数据集中处理的保护管理，担负着上传下达的重要任务，对下它可以管理各种间隔单元装置，包括微机监控、保护、自动装置等，收集各种数据并发出控制命令，起到数据集中作用，还可以通过现场总线完成对保护单元的自适应调整：对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系。将数据传送给管理后台机或调度端，起到数据处理作用。

网络层支持单网或双网结构，支持100M高速工业级以太网，有效地保证了网络传输的实时性和可靠性，通信协议采用DL／T667—1999(IEC60870—5—103)规约。

间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和继电保护部分。测量、控制部分负责单元的测量、监视、断路器的操作控制和联锁及事件顺序记录等；保护部分负责该单元线路或变压器或电容器的保护、各种录波等。因此，间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层。

2运行中存在的问题及建议

2.1新建、扩建间隔工作复杂

变电站综合自动化系统，因综自系统资源缺乏，软件设计不够成熟；新建、扩建间隔时必须修改系统数据库，但修改后的综自系统因变电站处于运行状态无法完成综自系统逐一“对点”工作，为综自系统安全、稳定运行可能带来隐患。建议在新建综合自动化变电站时，综自系统设计应统筹考虑一次到位。

2.2备品、备件缺乏

已运行的综合自动化系统要求二次设备备品、备件必须同型号、同软件版本号，因此造成备品、备件缺乏；建议在新建变电站时应提前考虑备品、备件问题。

2.3综自系统设计存在部分缺陷

变电综合自动化Scada数据齐全、正确是系统实时监控功能强的基础。同时也是监控系统安全稳定运行的基础。如果工作时不认真造成数据错位和数据不全或遥控号错位其后果是监控误诊断、误拉合开关等。因此从事综合自动化运行维护人员必须养成“细实”的工作作风，做好每项工作，不放过每一个缺陷，否则会因高科技技术的使用不当而引起技术灾难。

如改造中GPS对时的问题。有关由于变电站内往往存在不同厂家的自动化装置，其接口类型繁多，装置数量也不等，所以在实际应用中经常遇到GPS对时接口与接受对时的设备接口不能通信的问题。这个问题的出现，提醒了设计人员在前期订货时，应充分考虑各种设备的接口问题。尤其是保护测控装置及其它智能装置与后台监控设备的接口问题。因变电站综自改造多用以太网方式组网，而有些厂家的旧设备只存在串口或RS485接口，或者不同厂家设备进行通信时，因为规约不同而造成通信失败。这些问题都需要对所订购设备的通信插件进行统筹考虑，或订购充分数量的规约转换器，以免类似情况再发生。

变电站综合自动化技术处于发展阶段，系统的稳定性较差，经常出现因通讯设备损坏致使系统崩溃。建议综自系统采用双网、主备系统设计。

2.4监控系统安全稳定运行的关键在于管好、用好SCADA数据库

严把新投变电站工程验收关。在验收新投变电站时按以下方法进行。遥测、遥信功能正确性检查。

遥控、遥调功能、正确性检查。保护装置报文、定值、采样值、软压板必须正确。严把维护关：定期作好数据备份，定期检查遥控号。

2.5实现二次设备状态检修

科技创新、技术创新、管理创新是企业发展的动力。变电综合自动化系统，实现了对变电站运行自动监视、管理、协调和控制。即变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见，实现了变电站二次设备由“定期检修”变为“状态检修”的基本功能。为此我们积极总结工作经验，从理论上论证在集控系统实现二次设备状态检修的可行性；同时制定了在集控系统进行二次设备远程维护的具体工作方法；并根据实现二次设备状态检修的需要，在集控系统开发了二次设备故障诊断决策知识库系统。

继电保护专家系统是监控继电保护装置运行状态的信息管理系统。专家系统有以下特点：(1)组网方便：利用计算机网络把保护装置连接起来，通过远动通讯装置把保护信息上送控制中心。(2)投资小：常规变电站仅增加l～2套远动前置机。(3)SCADA数据库小。(4)远程维护系统功能强大，能够远程调取保护定值和采样值并能在线修改保护定值和投退保护。(5)报文信息丰富，便于远程故障诊断。(6)管理方便。维护人员只需定时检查，不需实时监控。

2.6有关监控程序稳定性的问题

变电站实现综合自动化后，无论是有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内就是在主控站或调度室内，面对显示器进行变电站的全方位监视和操作。所以监控系统能否保持长时间稳定无故障的运行，对提高变电站的运行管理水平和安全可靠性是非常重要的。

变电站实现综合自动化后，很多的运行维护工作都需要通过微机装置来完成。但综合自动化装置的硬件更新换代非常快，所选用的设备可能很快就变成落后产品；监控软件有时会存在难以发现的缺陷，以至导致监控维护工作不能正常进行，影响了变电站的安全运转。随着综合自动化技术的不断进步，这些问题都会逐步得到解决。这也提醒设计人员在选择综自产品及后台监控系统时，要综合考虑多方面因素，选出一种程序运行稳定，功能齐全，硬件配置相对超前的综自产品。

3结束语

变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施，相信随着电力建设的迅速发展，超高压变电站自动化系统也会随之迈上一个新的台阶。

参考文献：

1李晓亮．论变电站综合自动化技术探讨[J]．北京：中国电力，2004．

2江智伟．变电站自动化新技术[M]．北京：中国电力出版社，2006．

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关键词：电力；两型三新；架空线路；设计；应用

中图分类号：TU119+.9 文献标识码：A

目前，国家电力建设开始全面推广实施“两型三新”（资源节约型、环境友好型，新技术、新材料、新工艺）线路建设。建设“两型三新”输电线路的目的，是贯彻项目全寿命周期管理理念，推广应用新技术、新材料、新工艺，在确保输电线路功能可靠的前提下，节约走廊资源，提高线路输送容量，降低建设和运行总体成本，总体要求是技术创新、安全可靠、经济合理、节约环保。

1 工程概况

本工程自220kV某变电站110kV侧门架起，至110kV某变电站止，全线单回路架设，电压等级110kV，线路全长约15.5km。本工程计算用气象条件可组合如下：最高气温+40℃，最低气温-40℃，平均气温15℃，最大风速29m/s，最大冻土深度:91cm；年平均雷暴日数:30.5d；全年主导风向:ENE，验算地线支架强度时覆冰取15mm。导线采用LGJ-185/30型钢芯铝绞线，经济电流密度J=1.15A/mm2（负荷利用小时数3000-5000）时，其经济输送容量为41MVA，最大输送容量为98MVA。全线架设双地线，地线一根采用GJ-55钢绞线（220kV某变出线1.5km处采用GJ-80钢绞线），另一根采用OPGW复合光缆。工程性质属新建。

1.1 设计范围：新建220kV某变电站-110kV某变电站线路；对邻近通信线路及无线电设施的影响及防护设计；编制本期工程投资概算。

1.2 线路走廊清理设计：线路所经过地区为市规划区内，线路廊道规划充分考虑市规划区道路，合理利用市规划区道路行进。

1.3 主要技术经济特性

1.3. 1线路路径长度约15.5km，曲折系数1.46，杆塔数量60基。其中直线塔为30基，转角塔为27基，钢管杆为3基。

1.3.2 沿线地形、地貌、地质条件和交通概况：根据对线路沿线踏勘和调查资料，线路全段途径的主要地貌单元为冲洪积平原，地层为第四系冲洪积物，微地貌主要为农田地。全线自然海拔高程在690～784m之间，地势开阔，地表植被发育情况良好。全线有简易路相连，交通条件良好。

2 “两型三新”应用情况

全寿命周期建设管理目标是实现输变电工程全寿命周期内功能匹配、寿命协调和费用平衡。在深化理解其理念的前提下，根据国家电网公司和新疆自治区电力公司的文件要求，结合线路工程的特点，提出了本线路设计安全可靠、可维护、可扩展、节约环保、可实施、可回收、全寿命周期成本最优的建设目标。

2.1 建设“两型三新”输电线路的目的：贯彻项目全寿命周期管理的理念和差异化设计的要求，集成应用新技术、新材料、新工艺，实现输电线路功能可靠，节约建设和运行总体成本，推进基建标准化建设，又好又快建设“资源节约型、环境友好型”输电线路，实现公司电网建设方式的转变。

2.2 建设“两型三新”输电线路的总体要求是：技术创新、安全可靠、经济合理、节约资源、环境友好。本工程在新技术、新材料、新工艺应用上，吸取近年来成熟适用的成果，防污闪、防覆冰、防雷击跳闸等提高运行可靠性，落地抱杆、塔式起重机、索道运输等安全高效的标准化工器具和施工工艺。

2.3 “两型三新”的应用：“两型三新”的核心指导理念是全寿命周期管理，在全寿命周期管理的理论基础上提出了更加适合输电线路全寿命周期管理的意见。在设计理念上，推行全寿命周期最优化设计，贯彻标准化设计和差异化设计，确保安全可靠，提高输电线路建设的效率和效益。在设计标准上，应用近年相关理论研究、科学试验和工程实践经验的成果，使新一级的电网建设更好更快更可靠。在设计寿命上，综合论证导地线、绝缘子、金具、杆塔、基础等各部分的寿命配合，研究线路各组成部分和整体的寿命指标评价体系，实现全寿命周期内的协调。在新技术、新材料、新工艺的应用上，杆塔设计采用高低基础、原状土基础等保护环境技术。

3 工程设计

3.1 线路规划：拟建某变电站110kV进出线共规划两回，根据本工程可研报告中的进出线规划，本线路在变电站出线段均采用双回路终端塔出线，这样减少了变电站出线段占地，减少施工造成的停电时间。

3.2 线路选择：线路应尽可能避让自然保护区、森林、果园、经济作物区，本工程在灌木林保护区内避让困难，考虑树木自然生长高度，按跨越设计，对塔位附近的灌木减少树木砍伐，施工完毕需对植被进行恢复，本工程全线定线定位测量将采用RTK设备GPS技术。

3.3 电气部分：工程全线采用预绞式防滑型防振锤。由于工程位于29m/s风速区，工程中使用的耐张、转角塔型跳线串采用加重锤的防风措施。

3.4 杆塔：本工程全线采用1A3及1D5系列铁塔。

3.5 基础：根据本工程地质、水文报告并结合各种塔型基础作用力的特点确定本工程铁塔基础型式只选用现浇钢筋混凝土柔性直柱基础、现浇钢筋混凝土台阶式刚性基础、掏挖基础及卡盘式基础。

3.6 走廊清理：线路所经过地区大部分为农田，在规划区局部由于廊道问题存在跨越房屋等情况，跨越房屋处需满足规范要求，需砍伐杨树，考虑树木自然生长高度，按跨越设计，对塔位附近的杨树减少树木砍伐，施工完毕需对植被进行恢复。

3.7 导、地线选型：本工程导线截面积在选用185mm2的基础上，全线架设双地线，将以GJ-55型镀锌钢绞线为基准选用地线。根据系统通讯要求，本工程还需架设一根16芯OPGW光缆。地线一根为GJ-55型镀锌钢绞线（220kV某变出线1.5km处采用GJ-80钢绞线），另一根为OPGW光缆。

3.8 导、地线防振：导线年平均张力的上限值为16080N，导线上安装2个防振锤，导线防振锤采用预绞丝式防滑型防振锤；地线的平均运行张力为破断拉力的25%，地线防振锤采用预绞丝式防滑型防振锤。

3.9 防雷设计：沿线雷电日数为30.5天，工程全线架设双地线作为线路的防雷保护措施，地线一根采用OPGW复合光缆，另一根采用GJ-55镀锌钢绞线（220kV某变出线1.5km处采用GJ-80钢绞线）。

3.10 接地设计：接地装置材料除同铁塔接触处采用50×185热镀锌扁铁外，接地引下线与接地体采用Φ12圆钢。所有杆塔均逐基逐腿接地，埋设接地装置。

3.11 导线对地和交叉跨越距离：本工程居民区导线对地最小距离为7m。非居民区导线对地最小距离为6m。线路跨越公路及河流两侧树林时，应砍伐通道。

结束语

综上所述，“两型三新”贯穿电力架空线路工程规划、设计、施工等全过程，集成应用新技术、新材料、新工艺。安全可靠、技术创新、经济合理、节约资源、环境友好。 建设“两型三新”电力线路是标准化建设在基建领域的推广和应用，是加快转变发展方式，提高电力线路建设效率和效益的有效途径。

参考文献

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关键词 变电站；户外设备；起吊装置

中图分类号TM63 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）100-0152-02

1 研制变电站户外设备起吊装置的必要性

在变电站户外设备检修或更换时，经常会遇到起吊大型设备的工作。现有方法一般是用吊车吊装，但变电站站内户外间隔空间有限，在母线不停电，吊车不能进入施工现场的情况下，传统方法是采用人力扒杆吊装，人力扒杆操作复杂，需要多人协同操作，平均起吊一次设备需要8人90min以上，并且要时刻注意保持与施工场地周围带电设备的安全距离，防止安全事故发生。传统工具耗时又费工，加大了作业人员的劳动强度，增加了安全风险，延长了检修和停电时间。为此宜都市供电公司成立QC小组，结合实际进行技术创新，决定研制一种简单方便的新工具来替代传统工具，该工具要求适应110kV以下变电站户外设备起吊作业，且操作简单、安全可靠、省时省力，能大幅度提高工作效率，满足长期工作要求。

2 变电站户外设备起吊装置的研制

2.1变电站户外设备起吊装置方案分析

与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较，市场上从没生产和销售过类似的专用工具，没有可以借鉴的产品，于是我们从缩短停电时间、缩小停电范围、减轻劳动强度、提高工作效率及安全性，提出了三种方案，各种方案优缺点分析如下：1）三脚式起吊装置，固定在地面上，稳定性好，但组装麻烦，体积大搬运时需要3～4人搬运，占用空间大，易碰到其他带电设备；2）方案二：双臂式起吊装置，组装简单，占用空间不大，不易触碰其他带电设备，但组装较复杂，需2人搬运，固定在地面上稳定性一般；3）方案三：单臂式起吊装置，组装简单，占用空间小，只需1人搬运，不易触碰其他带电设备，但固定在地面上稳定性差。通过对以上三种方案从操作性、安全性、经济性、预计效果等方面比较，我们确定方案三单臂式起吊装置为最优方案，但在实际操作中还必须克服固定稳定性差、安全强度、省力三个方面难点。

2.2变电站户外设备起吊装置研制思路及试验

针对难点找思路，单臂式起吊装置固定在地面稳定性差，于是我们决定把装置的固定方式由地面改到台架上，提出装置的初步结构为一个底座和一个支架构成，由该底座实现与变电站户外台架横担的配合固定；装置要满足安全强度，由材料选用来保证；支架通过滑轮组，利用动定滑轮原理达到省力作用。基于这个思路，在进行分析、试验、论证的基础上，最后锁定为固定底座、吊臂支架、柱形支撑管、钢丝绳和滑轮等部分组成一个新型专用起吊装置。固定底座由四个定位螺栓和铁板组成，用于固定在设备台架横担上。柱形支撑管是吊臂支架和固定底座的连接部件，柱形支撑管下端与底座通过螺栓连接；吊臂支架由铁管、铁板和定滑轮组成，是方向斜向上并与柱形水平面成120度角的杆体，顶部、杆体与支撑管的固定处以及底座下端设有滑轮，杆体朝上一端的底部设有固定环，钢丝绳的一端固定在固定环上，另一端依次穿过吊钩上的滑轮、杆体朝上一端顶部的滑轮、杆体与支撑管的固定处的滑轮以及底座中设有的滑轮，通过牵引带动吊钩作上下直线活动。

在研制过程中，关键的因素是材料和尺寸的选定。通过受力分析柱形支撑管采用内径150mm、长度1600mm无缝钢管，钢丝绳从空心的支撑管内部通过，这样不仅可以使钢丝绳不占用其他的位置和空间，而且可以方便钢丝绳的布线，同时在支撑管中部设有转动轴，这样支撑管上部分及支撑管上部分所支撑的设备可以根据实际情况进行旋转，从而方便位置校正的工作。支撑管与底座连接的部位设有加固杆，加固杆一端固定在支撑管下端、另一端固定在底座上，这样可以有效加固支撑管，使本装置能很好的完成较大或较重的设备的起吊工作。加固杆采用56号角钢，底板采用5号钢板。为满足台架横担固定要求，底板钢板设多组孔洞用于设备构架左右调节，适合不同设备构架尺寸。同时在支撑管与吊臂支架之间也安装加固钢板，使装置强度更能满足安全强度要求。另外钢丝绳穿过底座中设有的滑轮后与电动绞磨连接，能节省人力，且能有效提高操作的安全性。

按照设计画出加工图，找材、焊接、组装后形成了起吊装置的成品，为确保预想功能的正常，我们还按照电力安全工作规程要求和国家相关起重工具标准进行了以下几个试验：1）拉力试验。在允许工作负荷1.25倍，承受5000N拉力，试验负荷10min的情况下，装置无形变、无损伤，满足机械强度的要求；2）现场试验。在35kV望佛山变电站4号母线互04PT更换时进行了现场安装和起吊试验。整个过程只需2人完成，用时25min，且安装过程简单，操作安全、省时省力；3）风险评估。该装置固定在设备台架上，与周围其他带电间隔能保持充足的安全距离，使用过程中不会产生新的安全风险，同时我们将装置的设计资料、图纸整理归档，制定装置的制作标准及操作规程，并纳入标准化作业指导书的管理范围。

3变电站户外设备起吊装置的在施工过程中的应用及效果分析

变电站户外设备起吊装置研制成功后，多次应用于35kV～110kV变电站户外设备检修或施工作业中，取得了非常好的效果。1）实现了变电站户外设备起吊的规范化、简单化。利用滑轮原理达到省力作用，配备电动绞磨省去地面人员手动牵引，只需2人完成操作，大大降低了施工作业难度；2）提高效率、降低风险。使用起吊装置作业较原来方法人数减少了6人，平均作业时间为20min，减少了70min以上作业时间，提高了工作效率，同时降低了安全风险；3）缩短工期，减少了作业人员，节约成本；4）减少了作业时间，也就相应的减少了停电时间，缩小了停电范围，提高了供电可靠性；5）起吊装置除用于起吊设备外，也可用于起吊其他重物，高空作业还可以方便作业人员安全带钩挂，可谓“一机多用”。

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关键词：电气自动化 数字技术 应用特点 创新途径

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0250-01

随着当前信息科技的快速发展完善，数字技术逐渐成长成熟起来，成为当前各项事业的现代化进程中主要应用技术之一，为各个行业的发展皆起到了极大的推动作用。尤其是电气自动化对于数字技术的应用，数字技术不仅使电气自动化在更加完善的程度上得以实现，还推动了电气自动化的持续健康运行，是新时期电气自动化各项应用技术中最为关键的一项。本文通过对数字技术在电气自动化中应用的特点进行分析，谈论了推动其在电气自动化的应用中进行创新的途径，希望能够使数字技术在电气自动化中得到更好地应用。

1、数字技术应用于电气自动化的相关特点分析

新时期，电气自动化作为高新技术的产物获得了极大的发展，而数字技术则作为推动电气自动化实现的最为关键的技术，在电气自动化中提供着越来越多的服务。数字技术在电气自动化中的应用，不仅帮助电气自动化改进了操控系统，使得其自动化的区域更加便捷、实用，还极大地提升了电气自动化的各项工作的效率，为电气自动化的发展发挥着不可替代的作用。具体而言，数字技术应用于电气自动化主要有以下几个方面的特点：

首先，数字技术应用于电气自动化具备非常高的性价比。电气自动化对数字技术进行应用，能够使电气设备实现更为自主高效的运行以及自我检查和诊断。同时，数字技术的应用还可以通过提供充足的信息资料，来帮助电气实现更为强大的通信能力。而且，数字技术还具有较高的智能化特点，可以使电气在工作中实现高标准的统一规范的清晰运行，进而为电气的工作节省诸多的成本。

其次，数字技术应用于电气自动化具有极高的可靠性。数字技术的应用建立在计算机网络以及高端智能化的电气系统基础之上，能够使电气的工作减少对于传统设备的应用，进而推动电气操作的简便化以及高精确化。而且，数字技术还能够通过应用互感器以及光纤等，使电气工作实现更加有效的安全应用。

再者，数字技术应用于电气自动化还使得电气实现了强有力的可操作性。在应用于电气自动化工作的过程中，数字技术通过使用计算机技术的操作指令以及工作程序，能够使电气设备的操作实现高效自主的运行。而且，在电气操作自主进行时，设备还能够通过使用数字技术的丰富数据信息，而达到对于各种指令的准确判断以及辨析。

2、数字技术在电气自动化中进行应用的创新途径

电气自动化对于数字技术的应用还处于较为初级的阶段，虽然这种应用使得电气自动化实现了更加高性能的安全自主化运行，但其中存在的智能化程度低、应用标准失于统一等不足之处也是不容忽视的。因此，电气自动化相关人员必须采取措施推动数字技术的创新应用。本文下面就从几个方面谈论一下创新应用的途径：

2.1 完善数字技术的程序代码控制

数字技术应用于电气自动化主要是借助于计算机的指令、代码以及程序等功能，工作人员要想利用数字技术提高电气自动化运行的精确性与操作能力等，就应该努力地从完善数字技术的程序代码控制方面来实施。具体来讲，工作人员要完善程序代码控制，首先就需要将其检测完成之后的数据输入进电脑；然后，再在对开关、闸刀等进行设备设计确认时进行人工干预，使电气自动化系统达到最佳的完善状态；接下来，工作人员要对电气自动化相关设备进行功能预期的测试，一直到电气自动化工作能够实现预期功能，才最终对其下达计算机指令，使电气能够在自身系统运行的最佳状态达到对于指令、代码的应对，并执行程序代码所要求的各项操作。在这个过程中，数字技术的应用将会极大地推动电气自动化在程序代码环境下的优化操作，进而达到对于电气自动化运行精确度的提升。

2.2 使用虚端子推动数字技术创新

虚端子技术主要应用于变电站各项事件，它改进并完善了传统状态中的二次回路，不仅推动了回路工作的易理解以及简便化，还使得变电站的设计以及装置都实现了创新。所以，使用数字技术的虚端子技术进行变电站自动化操作是非常必要的。虚端子技术还可以应用于变电站设备之间信息的传输及交流，使变电站线路连接以及开关等得到全天候、全方位的远程控制。而且，虚端子技术的应用还能够在更加简便易行的状态中对变电站的各种信号进行管理，同时对变电站的运行环境进行有效测试，进而帮助变电站运行在更高程度上实现智能化。所以说，数字技术在电气自动化应用中的创新还可以通过虚端子技术的应用来实现。

2.3 运用智能终端的技术进行创新

数字技术应用于电气自动化还可以通过使用智能终端的技术进行创新，一方面，数字技术使用光纤来连接电气设备，可以通过智能终端技术实现对于数据信息的自动化收集以及控制。而且，智能终端技术应用两个设备进行配合的应用，其一用于远程控制、信号发送及保护电力中断，另外则用于跳闸保护，可以充分地提升电气自动化工作的安全性及可靠性。另一方面，终端智能技术还能够通过设备接口的标准化来帮助电气运行实现更高的运行质量，从而使电气自动化在更高程度上实现。

3、结语

数字技术应用于电气自动化是非常有益的，然而其具体的应用还存在着诸多不足，电气自动化相关人员一定要加大对于数字技术的应用及研究，努力推动其在电气自动化中实现创新应用，为电气自动化提供更多的助益。

参考文献

[1]何贤义.浅谈数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[J].中国电力教育,2010(33).

[2]于泉海.工业电气自动化中数字技术的应用创新[J].中国新技术新产品,2012(09).

[3]张强.邹议工业电气自动化领域数字技术的应用与创新[J].科技资讯,2011(25).

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城市的“美好”不仅仅体现在城市基础设施建设的硬件上,也体现在城市的软实力上。城市的软实力是体现和检验生活是否“美好”的硬指标。比如一个城市的文化底蕴、人为素质、概念创意、生活理念等等都是事关“美好”的大事。

近期,笔者在市场上发现了一种经过文化创意而量身定做的城市组合式箱变,该产品由江西惠昌变压器有限公司设计研发。经走访了解,2009年7月江西省科学技术情报研究所对该项目进行了科学查询,其结论为:“目前国内尚未检索到四周都安装有广告灯箱门的箱变文献报道,本课题研制的灯箱门式箱变具有新颖性。”该产品的诞生,为城市电力资源节约和亮化工程增添了不少光7彩。

改革开放以来,我国电力建设取得了显著的成绩,严重缺电的局面得以缓解,但随着“三化”的大力建设和全面建设小康社会目标的一步步实现,近几年乃至相当长的时间,电力供需矛盾仍将出现紧张局面。在沿海等工业密集地区,到了用电高峰期,也避免不了“拉闸限电”的尴尬。为了满足国民经济发展的需要,国家电力工业实施了超常规发展计划,即从时间上讲要提前发展,从速度上讲一般要高于国民经济的发展速度,以解决好电源和电网的协调发展及电力短缺问题。节电设备的开发利用在今后经济生活中将扮演日益重要的角色。

惠昌公司研制的灯箱门式箱变(DXYB),不仅一改传统的箱变外形,更为重要的是,它将成为开启电力产品家电化的先河。由于灯箱变有亮丽美观的外表,使电力产品更具有人性化,更能溶入城市的街道、文化中心等场所。在该公司生产的系列产品中,已应用目前世界前沿科技技术中的光伏技术和节能降耗的LED技术,这在行业里尚属首例。DXYB灯箱门式变电站已获得知识产权证书,具有独立的知识产权。这改变了“重制造,轻创造”的固有思维。虽然灯箱变只是个小创造,但她开辟了一片新的蓝海,对电力设备制造行业起到了一定的带头示范作用。

DXYB灯箱门式变电站是经过设计创意和技术创新相结合的一款产品,与传统的变电产品相比,更加注重实用性和节能效益,也更具观赏性。灯箱门框采用了403不锈钢材质,可有效防止户外环境下的氧化。玻璃部分选用了高分子复合材料亚克力板,不仅光透性好,而且耐冲击。光源部分则采用了目前国内最新的贴片式LED光源,高效能,高亮度,比传统的目光灯节电80%以上。此外,灯箱内还采用了最新的丝印导光板,使整个灯箱门的光亮均匀柔和。

据江西惠昌变压器有限公司董事长许晓林介绍,公司是原国家经贸委定点生产电力变压器的专业企业,具有30多年生产经营变电设备的历史,有独立研制开发、生产变电设备的专业人才和设备,年生产能力可达160万KVA。电力变压器系列产品,均通过省部级技术鉴定,并被原国家经贸委列入《全国城乡电网建设与改造所占需主要设备产品及生产企业推荐目录》。此次开发的新产品LED箱变是出于对“低碳”理念的贯彻和落实,也是响应国家号召,落实科学发展观,实现又好又快发展的公司战略。

许晓林介绍:传统箱变死板,体积庞大,占地面积大,设计不科学,空间未充分利用。DXYB灯箱门式变电站自主设计了灯箱门式箱体结构,内置LED光源或LED大屏幕,不仅美光大方,而且节能显著,契合了当今社会的低碳理念。产品整体结构采用低能耗设计,内置太阳能光伏电池,对箱体内灯箱LED光源、LED大屏幕进行供电,同传统灯箱式箱变相比,能耗大幅降低,至少节电30%以上。通过LED显示的信息传播功能,还可以实现广告收入,既确保了后期维护的费用来源,又可美化城市环境,同时可有效节约能源。