变电站基本原理范文

导语：如何才能写好一篇变电站基本原理，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。

篇1

关键词：数字化变电站；一次设备；智能化；分析

中图分类号：TM63 文献标识码：A

一、数字化变电站系统中一次设备智能化概述

（一）数字化变电站系统中一次设备智能化的概念

数字化变电站系统中一次设备是数字变电站的基本组成单元，一次设备智能化（简称智能设备）是智能数字化变电站的重要组成部分，也是区别传统变电站的主要标志之一。所谓的一次设备智能化就是利用传感器对关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。

（二）数字化变电站系统中一次设备智能化的特点

数字化变电站系统中一次设备是附加了智能组件的高压设备，智能组件通过状态感知和指令执行元件，实现状态的可视化、控制的网络化和自动化，为数字化变电站提供最基础的功能支撑。其中数字化变电站系统中一次设备具有思维判断、有效执行、信息交换和准确感知等特点。另外还具有信息互动化、测量数字化、控制网络化、状态可视化以及功能一体化等技术特征。

（三）一次设备智能化在数字化变电站系统中的应用

设备在电网中的重要性、故障影响及其发生几率、故障是否可监测、监测的成本和可靠性、有无更加经济的替代方案（如带电检测）等，都是决定设备是否需要智能化和如何智能化的依据。其中一次设备智能化在数字化变电站系统中的应用主要体现在变压器、电抗器、断路器、GIS、电力电缆、高压套管等一些设备，这些设备要么故障率相对较高，要么故障影响较大，具有自检测的需求。另一方面，对于这些设备，可用的自检测技术已有一定的研究基础和应用经验，具备进行智能化应用的基本条件。

二、数字化变电站中一次设备智能化应用的意义

数字化变电站中一次设备智能化的应用主要体现在电子式互感器和智能断路器的应用上，其中数字化变电站中一次设备智能化应用的意义主要体现在如下几个方面：

第一、有效地减少变电站占地面积和电磁式CT饱和问题。

第二、应用合并器解决数据采集设备重复投资问题。

第三、利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题，并简化了施工。

三、数字化变电站中常用的一次设备智能化

数字化变电站中常用的一次设备智能化主要包括智能断路器和电子互感器，以下将分别给予详细的说明。

（一）智能断路器

目前常用的智能断路器是SF6智能断路器，以下将分别从SF6智能断路器结构、SF6智能断路器的断路检测原理以及SF6智能断路器的作用三个方面来对SF6智能断路器进行说明。

1、SF6智能断路器的结构图

2、SF6智能断路器的断路检测原理

（1）SF6气体压力检测

检测SF6气体压力（含温度修正）是GIS设备和SF6断路器基本的自检测项目之一。SF6气室内气体压力与绝缘强度密切相关，同时也是密封状态的重要信息。为了保证设备的安全可靠运行，对SF6气体压力进行自检测是十分必要的。目前该项技术较为成熟，选择具有DC4-20mA模拟输出的气体密度继电器，可以定量检测SF6气体压力。推荐选择准确级为0.5级或以上。有更高精度需求时，也可以选择独立的高精度压力和温度传感器，根据气体压力、 温度与气体密度的变化规律，经换算间接测得气体密度值。该检测项目属于推荐项目。

（2）气体含水量检测

SF6 绝缘设备出厂前，都要经过干燥处理，确保吸附于内部各种固体界面的水分含量达到规定的限值以下，否则会慢慢释放出水分。此外，一般空气中水气的分压强大约是SF6 绝缘气室中的10 倍以上，一旦密封出现缺陷，水分很容易侵入。这两种情形都会导致 SF6 水分含量超标。SF6 过高的水分含量会对内部绝缘产生严重不良影响，低温时，甚至在内部绝缘表面出现凝露，导致沿面闪络事故。但对于密封良好的SF6绝缘设备，水分是无法侵入的。基于这一点，检测SF6水分的必要性要弱一点。

（3）局部放电检测

GIS 局部放电是GIS最常见的故障模式，国内外电力设备制造企业和专业诊断技术研究机构都十分重视GIS局部放电的检测，GIS设备局部放电也适宜在运行状态下检测。SF6断路器/GIS设备自检测参量表如下表所示。

3、SF6智能断路器的作用

第一、智能断路器等一次设备的应用，初步实现电网设备的可观测、可控制和自动化的目标，为智能电网建设奠定基础；

第二、智能断路器等一次设备的应用，提高了数字化变电站面对未来智能电网复杂运行工况的应对能力，减少新生隐患产出的几率，提高整个电网系统的可靠性。

第三、智能断路器等一次设备的应用，可以对数字化变电站的其他相关设备的绝缘状态、寿命做出快速有效的评估，并有效地指导运行和维护，减少运行维护人员的工作量，降低运行管理成本。

（二）电子互感器

1、电子互感器的分类

按工作原理可将电子互感器划分为有源式电子互感器和无源式电子互感器，其中有源型电子互感器和无源型电子互感器的基本原理如下：

（1）有源型电子互感器的基本原理

有源型电子式互感器的基本原理是高压电位侧的电流信号通过互感器的线圈将电信号传递给发光元件，实现电信号向光信号的转变，由光纤将光信号传递到低电位侧，并进光信号转变为电信号的逆转变化后，将强度增强的电信号传送出去的一种工作原理。

（2）无源型电子互感器的基本原理

无源型光电互感器的基本原理则是有效利用了物理学中法拉第电磁效应，其工作原理是将光信号通过电磁场中的磁光材料，使光信号的偏振面在一定程度上发生旋转，通过测算通流导体周围光信号偏振面的旋转角度，来推算导体中的电流值。

2、电子互感器的特点

第一、高低压完全隔离，绝缘结构简单。

第二、不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。

第三、抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险

第四、动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽。

第五、数据传输抗干扰能力强。

第六、没有因充油而潜在存在的污染及易燃、易爆等危险。

第七、体积小、重量轻。

结语

数字化变电站系统中一次设备智能化的应用不仅有效的实现了数字化变电站的智能化，对提高数字化变电站的各方面性能也发挥了非常重要的作用，相信随着数字化变电站中一次设备智能化的广泛应用，我国的电力系统也将会越来越智能化。

参考文献

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关键词：变电站；继电保护；基本原理；瑕疵；完善

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）30-0103-02

在变电站的电力供应过程中，电力系统的检修和维护尤为重要，同时也是为电力系统提供持之以恒供电能力的一个重要渠道，在检修和维护中，继电保护则为重中之重，所谓的继电保护就是指在研究电力系统发生故障或者电力运行出现问题的情况下，在发展的过程中主要用有触电接触点的继电器来检修和保护电力系统以及发电机、变压器、输电线路等基本元件，使这些电路设备免受损害的一种具有针对性强的电力保护措施，在这种保护的基本原理中，用电力设备中最小的代价维护、检修其中的最大量的元件，达到检修成本最小的目的，同时也是对高科技元素的一种有效利用。这与我们通常所说的电力保护有所不同，它的基本任务是在电力系统发生故障时，利用最短的时间实现最大区域内的电力保护，其自动将故障设备从整个电力系统中切断或者由智能设备发出通报，使得维修人员迅速发现故障根源，减轻电路故障引起的危险。

1 变电站继电保护作用与基本组成

2 变电站继电保护的现状及问题

首先，人工智能手段的引入。人工智能体系引入继电保护过程中是对变电站系统管理的一大进步。如专家系统、人工神经网络ANN等被广泛地应用于非线性问题障碍的排除上，我们知道，电力系统的继电保护是一种较为典型的离散控制方式，它分布于电路系统的各个环节中，对于电路的正常或者故障状态都能进行常态评估，这也是进行保护的关键步骤。由于AI的逻辑能力以及逻辑思维的存在，AI已经成为在线评估的重要工具，在现实的电力系统的应用中也表现得越发频繁。与此同时，变压器保护、发电机保护以及自动重合闸保护等领域也对此进行了广泛的应用。但是在继电保护的电力应用中，人工智能手段的引入无疑也存在可靠与否等方面的考验或者说存在该方面的弊端，不得不引起电力研究领域的重视。

其次，继电保护系统与高科技领域紧密结合。在电力系统中，网络化的电力保护技术也已经成为主导，也就是说在进行电力保护的过程中实现网络化管理，把现有的高科技手段应用于电力测量、控制、保护以及通信一体化的数据传输方面，这都对电力保护起到了翻天覆地的变化。如数字变电站内光互感器、智能终端、GOOSE、SV等新技术的应用，在变电站内的继电保护方面应用高科技手段，大大减少了电路运行的危险性，使得各个需要保护的单元与重合闸装置在分析和处理数据上相互协调，达到匹配，即实现网格化管理，这虽然实现了变电站内继电保护的基本目的，但是这种技术在继电保护领域还处于初始阶段，很多关键技术还不成熟，不能成为主流，对国外先进技术的引入成为继电保护的一大问题。

最后，微机系统在继电保护中被大量使用。微机已经在20世纪开始大规模应用于各个领域，在变电站内的继电保护方面也应用频繁。微机进行保护主要的优点在于先进的计算能力和逻辑处理能力，能够提高继电保护的性能，近些年来，为了强化这种稳定性和敏锐性，必然就出现了对微机保护的改进措施，但是随着科技的发展，电力系统内引入微机保护的效率应该引起重视，如果滞后于微机技术的发展，继电保护就无实效性可言。

3 完善变电站内继电保护的基本思路

变电站内的小功率机器的继电保护在现阶段已经引起了足够的重视，如何实现继电保护的长效性、科学性，是一个亟需解决的课题，随着多年来的电力维修和保护的实践，总结出如下几点继电保护的基本思路：

首先，完善继电保护的可靠性与速度性。这种可靠主要体现在保护装置的可靠性方面，也就是说在电力系统出现故障时，保护装置能够及时有效地反映出电力所出现的具体问题，速度既体现在发现故障方面，还体现在维修速度方面，不能够出现误差，同时不能对整个电力系统的运作有较大的影响。电力系统是一个多元素构成的有机整体，机构相对复杂，并且在适用上各个元件所体现的价值寿命是不同的，因此可靠性显得尤为重要，要对各种设备的基本功能进行完善修整，实现操作无误差。

其次，继电保护实现选择性与灵敏性。在变电站的继电保护中，选择性是指在发生故障时，系统有选择地将元件与故障系统隔离分开，使之不受到更大的损害，不受损害的部分仍然能够继续工作，这个过程既要求选择性，同时也要求灵敏性，需要对受到损害的元件与未受损害的元件进行区分，并使之与系统有效隔离，实现系统的完整性运转，避免不必要的损失，快速保护动作时间在0.06～2.12s之间，最快可达0.01～0.04s。

最后，实现科技贯穿于整个继电保护过程。以上文中我们了解到，继电保护需要在高科技支撑下进行运作，也只有这样的运作能够对变电站电力系统的维护有一定的作用，对于吸收继电保护的先进科技是实现继电保护的有效途径，也是实现电力系统稳定发展的巨大支撑。

4 结语

变电站的继电保护是电力传输系统的一个重要环节，其工作的稳定性，需要我们对变电站安全运行以及电力系统的稳定进行全面掌握，对继电保护的上述研究只是其中的一个弱小方面，加强变电站的继电保护需要对整个电力产业以及电力科技的发展有较为熟悉的掌握，使得继电保护能够成为变电站电力系统维护的一个重要举措，同时也是我们电力行业发展的一个重要使命。

参考文献

[1] 郝治国，张保会，褚云龙.变压器励磁涌流鉴别技术的现状和发展[J].变压器，2005，（7）.

[2] 桂林，孙宇光，等.发电机内部故障仿真分析软件的应用实例[J].水电自动化与大坝监测，2003，（6）.

[3] 艾恒.继电保护装置初析[J]，中小企业管理与科技（下旬刊），2011，（7）.

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关键词：变电站；接地网；故障诊断

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0110-02

变电站接地网对于电网系统意义非凡，可以保护电力设备、快速泄放故障电流、累计电流和提高零电位参考点，对于运行人员的安全也有着重要的保障作用。但是构成接地网的导体处于地下，并且我国采用的接地网一般是由镀锌钢制成的，容易受到腐蚀、焊接不良、接地短路电流电动力作用等影响导致故障，特别是在腐蚀性较强的地质，接地引下线受到腐蚀而引起的严重事故屡有发生。接地网故障的诊断是变电站稳定运行的一大关键，也是电力系统的迫切需求。

1 接地电网故障诊断的基本原理

自1972年以来，各国学者对接地系统接地参数的数值计算进行了大量的研究，将各种数值计算方法应用到接地参数的计算中，在一定程度上克服了采用解析公式计算变电站接地参数存在的误差。这些工作的理论基础分别为有限差分法、有限元法、模拟电荷法、边界元法、多步法、平均电位法、模拟电荷法、边界元法、多步法、平均电位法、矩阵变换法、矩量法、解祸法等。变电站接地网是由许多金属导体焊接而构成一定的网格状结构，由于各段金属导体的物理性质是确定的，其电阻也是确定的，因此通过欧姆定律即可以算出各自的电阻值。由于视土壤温度变化值为零，因此变电站接地网可以看成是纯电阻性的网络。一般用户的各种电气设备的接地点是与接地引线相连接的，而接地引线是由接地网水平导体引出的。接地引线又称为可及点，因为这是整个接地网所有金属导体中唯一可以碰触的点，当任意一段金属导体发生故障时，其电阻势必会增大，因此通过计算任意两个可及断点的电阻变化即可以对故障点进行诊断。

接地网故障诊断就是依据这样的基本原理，通过测量可及端点之间的电阻，通过计算所得的电阻值，根据一定的计算方式，结合接地网的拓扑结构，对接地网中每一段金属导体的电阻值进行测算。将导体电阻的实际值与初始值进行对比，就可以对接地网的故障进行判断，从而完成整个故障的诊断。

2 计算软件

上述接地网故障诊断的基本原理可以归结为节点诊断法，将接地网看成多段元件，每一端都连接着一个可及点，通过对两个可及点之间的电压和回路电流进行计算，得出电阻值是否发生变化。根据节点诊断法的理论基础，设计一定的计算软件，实现变电站接地网故障的可视化。目前应用较为普遍的诊断计算软件是用Fortran语言和Visual C++编写而成的，对于各个金属导体电阻增量进行测算，并且根据接地网的拓扑网络结构，将所有待求的电阻增质量设定为非负数，利用“能量最低原理”，从而诊断出整个接地网系统的故障情况。这种计算软件对于新建接地网的测算较为准确，而对于运行多年的接地网，一般还要对支路的断裂和腐蚀、局部或全部腐蚀以及支路的故障状况进一步检测。将各项原始数据输入系统，包括接地网金属导体的数目、行数、列数、节点数、可及点数、支路原始电阻值、可及点电位值等；通过一定的数学模型，建立Fortran动态链接库FL.dll，使用VC++建立优化模型动态链接库VC.dll，结合FL.dll，通过优化迭代计算，设置相应的迭代次数和精度，向屏幕中输出优化结果，也就是变量X列向量，X列向量就是接地网中每一金属导体电阻的增量，借助这一数据就可以对故障进行诊断，从优化结果中选出数值大于或等于100的支路，该支路即为故障支路，相反为地网的腐蚀。

3 仿真计算

接地地网长期处于地下，而土壤电阻率一般为接地网金属导体电阻率的几十个数量级，对于土壤分流可以不予以考虑，只需考虑金属导体的电阻率。通过仿真计算，钢的截面积、电阻率和长度都有一定的固定值，通过计算可以得出钢的标称电阻率值，为了使计算结果更加贴近实际，将接地网各段导体的标称电阻值设置为5mΩ，而用0.008～100mΩ的电阻来模拟各段导体的断裂及不同程度的腐蚀情况。

再借助计算软件，对上述程序进行仿真计算，所得的结果即为接地网中每条支路电阻的增量。通过实践检验证明，对于规模较小的接地网络，分散性小的特点导致其无论是单支故障或者多支故障，通过计算软件都可以较简单地予以诊断。而对于分散性广的大型接地网，计算软件的准确性有所下降，只能诊断出大概的故障位置，进而通过故障点周围电阻增值较大的原理，可以进一步进行定位，可以测出故障区域的等效电阻，与原始值进行对比，就可以进一步诊断故障点。

在实际诊断中，可以采用加大直流电流源输入、多激励等方法对接地网诊断中的干扰因素进行排除，因为接地网中各支路金属的电阻较小，可及点的电压相应的也较小，受到外界因素的干扰性较大。

4 模拟实验

接地电网故障诊断中，有一个特点必须明确，就是土壤电阻远远高于地网均压导体的电阻，因此接地网导体的电阻值就是唯一需要考虑的电阻率。进行模拟实验时，可以根据这一特点直接在地面进行，并且其绝缘介质为空气。模拟实验的电源为12V抗干扰微机电源，通过安培表对注入电流进行测量，对可及点之间的电压用万用表进行测量，其限流电阻为100Ω。

模拟实验的主要内容包括接地网分支路出现的腐蚀情况、地网分支路出现断裂的情况和地网腐蚀和之路故障同时并存的情况，进行模拟试验必须注意到，由于测算过程中存在许多误差，如安培表对于直流激励电流的测量必然存在误差；而且接地网各金属导体之间的电容也不可能完全相同；数字万用表的电压测算误差也较大，有可能对几个可及点之间的电压值存在测算错误；基于对这些误差的影响分析，因此在虚拟实验中所得到的数值肯定是有误差的，但是当误差不超过一定比例时，仍然可以对故障情况进行诊断。在实际诊断中，通过采用直流大电流源法、倒相法、改变激励位置及多激励法等来消除干扰、减小误差，只要误差保证在10%以下，即可准确地定位出故障点。

5 结语

文章首先对接地网故障诊断的基本原理、计算软件、仿真计算和模拟实验进行分析研究，期间大量地引用了各种学科的知识，将运筹学原理、网络理论等综合起来，对于接地网故障的诊断进行各个支路的电阻率变化分析，相对准确地建立了一定的故障诊断方程。其次，将能量学中的最低原理、优化技术等理论与接地网故障诊断相结合，建立了一定的数学模型，有效地解决了诊断中病态方程的问题；借助现代计算机技术，编制相应的诊断软件，通过计算软件对接地网中的故障进行仿真计算。最后是本文所提出的模拟实验，通过设定一定的故障模式，通过实验进行验证，其结果基本上一致，该方法具有可行性与实用性。

参考文献

[1] 向铁元，丁坚勇，全猛.接地的重要性[J].电力系统

及其自动化学报，2001，（13）.

[2] 鲁志伟，常树生.双层土坡地网接地电阻的简化计算

[J].高电压技术，1996，（4）.

[3] 颜怀梁，陈先禄.接地计算方法及应用不均匀网孔改

善地网电位分布的计算研究[J].重庆大学学报，

1985，（4）.

[4] 刘洋，崔翔，卢铁兵.变电站接地网的断点诊断方法

[J].电网技术，2008，（2）.

[5] 彭珑，郭洁，李晓峰.微量处理法在变电站接地网腐

蚀诊断中的应用[J].高电压技术，2007，（7）.

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关键词：变电站综合自动化；装置；硬件结构；插件；培训

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：

在变电站综合自动化培训教学中，学员要熟悉变压器、线路、电容器等设备的保护装置、测控装置、保护测控装置及各种自动控制装置。若在每个具体装置中都全面介绍装置的结构和工作原理，不但重复太多，浪费时间，而且也不容易全面深人地介绍清楚，且不利于学员理解掌握。因此在培训中，都要对各种装置的共性部分进行统一介绍，即介绍装置的基本结构、原理与接线。下面就装置部分教学培训工作进行总结，与大家分享。

一、装置的典型硬件结构 装置部分教学培训中，首先要把装置的典型硬件结构弄清楚。成套的综合自动化系统中微机保护系统、监控系统、自动控制系统等装置都是由若干模块组成的，它们的硬件结构都是大同小异，所不同的是软件及硬件模块化的组合与数量不同。一个变电站综合自动化系统中各种子系统的典型硬件结构主要包括模拟量输人/输出回路、开关量输人/输出回路、微机系统、人机对话接口回路、通信回路和电源。

装置采用统一硬件平台，变电站综合自动化装置硬件采用整体面板、国际标准机箱。装置强弱电彻底分离，CPU板采用印刷板、表面装贴技术，提高了装置的可靠性。装置采用统一数据库处理，在设计装置功能模块时提炼不同功能应用信息的共性，建立一个统一的应用功能数据机构模块，包含每种功能所需的一切信息，形成功能程序的统一的开发平台，降低了功能模块程序开发的难度，提高了功能模块程序的可靠性。

二、模拟量的输入/输出回路 1.模拟量的输入电路。变电站综合自动化系统采集的一次设备的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都是属于模拟量，由于微机只能识别数字量，故模拟信号必须转换成数字信号才能输人到微机中进行处理。

2模拟量输出电路。培训中简要说明模拟量输出电路的组成、数/模(D/A)转换器工作原理。

三、开关量输入及输出电路

开关量输人、输出电路是非常重要的教学内容。学员只有明白了断路器、变压器分接头的位置状态是如何被采集和输出后才能更好地工作。

1.开关量输入电路

开关量输入电路的基本功能就是将变电站内需要的状态信号引人微机系统，如断路器状态、继电保护信号等。开关量输人电路由消抖滤波电路、信号调节电路、控制逻辑电路、驱动电路、地址译码电路、隔离电路等组成。

2开关量输出回路

开关量输出电路主要是将CPU送出的数字信号或数据进行显示、控制或调节，如断路器跳闸命令和屏幕显示、报警信号等。开关量输出电路与输人电路基本一样。简单的开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等，一般都采用并行接口的输出来控制有触点继电器(干簧或密封小中间继电器)的方法，但为提高抗干扰能力，最好也经过一级光电隔离。

四、微型机系统和变电站综合自动化算法

微型机系统的CPU是由一片大规模集成电路芯片制成，不仅能进行算法逻辑运算，还能执行各种控制功能。配备一定容量的存储器、输人/输出设备的接口电路及系统总线。计算机监控系统都应具有数据采集和输出控制部分，这两个部分构成了基本测控单元的主要内容。数字信号处理器(DSP)是一种经过优化后用于处理实时信号的微控制器。

在变电站综合自动化系统中，计算机对采样值进行分析、计算得到所需的电流、电压的有效值和相位以及有功功率、无功功率等量，或者算出它们的序分量，或者线路和元件的视在阻抗，或者某次谐波的大小和相位等，并根据这些参数的计算结果以及定值，通过比较判断决定装置的动作行为，而完成上述分析计算和比较判断以实现各种预期功能的方法就称为变电站综合自动化系统算法。其主要任务是如何从包含有噪声分量的输入信号中快速、准确地计算出所需的各种电气量参数。培训中要说明研究算法的目的主要是提高运算的精确度和提高运算的速度。算法的运算速度将影响自动化装置检测量的检测和自动化装置的动作速度。变电站综合自动化系统中保护和监控对算法有不同要求。

五、人机对话、通信和电源插件

1.人机对话

主要介绍人机对话微型机系统的硬件原理、键盘响应电路、屏幕(液晶)显示电路、打印机的接口电路、多机通信和巡检开关、人机对话插件等。重点讲清人机界面操作和命令菜单使用说明。

2.通信插件

通信插件承担着装置的管理和通信任务，是承接装置与夕卜界通信及交换信息的管理插件，如与面板、PC调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机等的联系，根据保护的配置组织上送遥测、遥信、SOE、事件报文和录波信息等。

3.电源插件

每个装置均有一个独立的开关电源，向其他插件供电，此开关电源与插件面板构成电源插件(又叫电源模件)。培训中要重点说明输出电压的作用。输出电压十SV为CPU及其芯片提供工作电源;15V为模拟输人回路运放提供工作电源;+24V为开出、开人回路提供电源。 六、操作回路 培训中分两个方面介绍操作回路。一是介绍断路器操作回路的原理框图，让学员明白操作回路的基本原理;二是让学员看懂实际的操作回路。 1断路器操作回路的原理

首先介绍断路器操作回路总体上分为合闸回路和跳闸回路两大部分，介绍合闸回路和跳闸回路的工作过程。手动操作时可选择遥控操作或就地操作。当就地/遥控选择开关打至遥控”位置时在后台机上手动遥控操作;当就地/遥控选择开关打至“就地”位置时工作人员在装置上就地操作断路器。然后介绍自动操作时保护接点通过连接压板直接接人控制电源进行断路器操作，并介绍防跳回路的作用和原理。最后介绍位置信号、控制回路断线和事故信号。

2.断路器操作回路实例

断路器操作回路的原理框图与实际操作回路还有一些距离，为了学员更好地工作，还需要讲解断路器实例操作回路，如南瑞继保电气有限公司RSC-941A型装置操作回路和南自IOKV线路保护测控柜断路器操作回路。

七、测控装置

测控装置用于各种电压等级的变电站中，综合考虑变电站对数据采集、处理的要求，以微机技术实现数据采集、控制、信号等功能。采用现场测控网络与安装于控制室的中心设备连接，依靠变电站自动化系统的间隔测控单元实现全变电站的监控。装置完全按照间隔单元实现测量、记录、监视、控制等功能，能够满足各种电压等级的变电站综合自动化系统的要求。

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关键词 智能变电站；在线监测系统

中图分类号TM63 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）100-0199-02

电力是现代社会生产生活中不可或缺的基础行业，随着我国社会经济的快速发展，在迅速积累物质财富的同时，社会的生产生活方式也得到巨大的改变。在人们的日常生活的衣食住行中，以汽车为代表的交通工具、家用电器、照明用具、电子终端产品等等电子电器化生活用品的出现；在工业生产中大规模、大功率、高度集成的电子电器化和自动化的现代化生产设备；如此种种都对电力供应的规模、功率以及综合性能提出了更高的要求。从过去的电力技术的规模化到如今的集成化、智能化发展趋势，智能电网已经成为了电力技术的发展新动向，立足于新希通讯技术、传感器技术、控制技术的日趋成熟，智能化已经完全覆盖了从发电、输电、变电、配电、储电以及用电的整个电力供应流程，实现了高效、安全和协调兼容的电力控制的特点。在电力管理中，变电站是保障电网运行的关键环节，由于变电站操控的技术复杂性和高风险性，对变电站的状态监控成为了确保变电站安全稳定运行的技术保障，对于技术集成程度更高的智能化变电站，进行实时性和跟随性更好的在线状态监测，已经成为了智能变电站控制技术的主要技术手段。

1 当前变电站的状态监测的发展现状

传统的变电站的状态监测系统是独立于电站控制管理的自动化系统的，主要是通过停机检修以及计划检修等方式实现对变电站设备的状态控制和监测，具体工作原理是通过多通道的监测单元以现场总线的方式汇总到状态监测中心处理器，再通过局域以太网的形式上传到主服务器，进行实时数据和分析和处理，可以清晰的看出，这种状态监测模式存在以下几点缺陷：1）设备臃肿，集成化程度低，针对不同规模和不同技术性能的变电站，监测系统需要铺设大量的状态监测单元，加之数据传输和数据处理模块，整个监测系统组件繁杂，不仅难以管理，也给系统的排查检修制造了相当的困难；2）接口信息处理能力差，变电站内的监测目标众多，不同的监测系统之间的通信接口标准不一，难以进行数据的串行和数据共享，这给数据通信设备的检修和数据共享带来了极大的不便，也直接增大了电力企业的管理成本；3）监测系统和自动化控制系统的兼容性较差，由于状态监测系统和主机自动化控制系统，属于两个并行控制系统，两者之间的兼容性较差，数据和资源难以实现共享，控制指令的传达也需要中间处理模块，不仅增加了管理工作量，也大大延缓了控制效率。

2 智能变电站在线监测系统研究

智能变电站是信息数字化技术、功能集成化技术、结构模块化技术和状态可视化技术的应用综合，通过在线监测的控制技术平台，可以实现包括在线测量、计量、状态监测分析、控制操作、保护策略以及其他各项实时控制功能。总的来说在线监测系统可以以组件、模块以及一体化的构造方式进行系统建设。具体的在线监测的内容主要体现在以下几个方面：

2.1对于变电处理过程设备的在线监测

变电处理是一个联动过程，具体涉及到的电力设备包括：变压器、继电器、断路器、电容器以及气体绝缘组合电器等等，对于变压器、高压断路器等等设备的在线监测已经取得了较好的实际应用成果，监测精度也得到了进一步提高，因此，对于智能开关和电气绝缘设备的在线监测成为关键问题。基于成熟的动量因子分析法，构建相应的状态分析模型，以智能开关中的控制回路断线情况、弹簧储能时间、开关工作时间和开合次数、开关温度、闸线线圈电压电流数值，以电气绝缘组件的局部放电情况、气压、气体含水量、避雷效果等为实际的监测对象，建立实时的在线监测系统，获取开关性能和绝缘性能的实时数据，在异常工况下进行报警指令。

2.2对运行环境的在线监测

高压、强压的智能变电站属于无人操作的远程监控系统，因此，对于变电操作室的在线监测应该包括视频监控和安保工作，对异常入侵情况要进行防盗报警、灾害报警和出入口控制；由于电力设备的性能要求，对于控制室的环境温度、湿度以及室外的气候变化情况也要进行实时监测，因此，在变电站的环境监测中，以单片机控制技术、温度湿度和烟雾感应器技术以及红外感应等等为技术支撑，对于控制室内可能出现的温度湿度变化、漏电放电异常、烟雾明火情况、以及异物入侵、设备进水等等环境变化情况进行综合监测，通过信息通讯系统将实时的监控视频和实时数据进行上传，以待后续评估处理。

2.3对电缆及开关柜实时温度的在线监测

变电站的变压器、断路器、电容器等等装置之间以电缆相连接，由开关柜控制所有设备的工作状态，因此，电缆和开关柜的工作状态至关重要，电流电压过载或者开关开合频次过快都会导致电缆和开关柜过热的现象出现，具体故障原因而言：开关柜接头接触不良、结合处不对中等情况会导致开关过热，甚至出现起弧过烧；高压电缆接线处接触不良等现象会导致电缆过热，绝缘层加速老化甚至于被烧穿。通过在电缆和开关柜的疑似过热点，装设红外温度感应器和红外成像仪，可以实现温度实时监控；对于开关柜内部像断路器、倒闸连接点等地方的温度监测，则需要采用基于光纤布拉格的准 分布式光纤光栅测温方法，保障监测装置的耐高压和耐热特性，提高监测效率和监测装置的有效使用时间。

3结论

智能变电站是变电技术的发展趋势，也体现出了巨大的适应能力和经济效益。本文以智能变电站的在线监测为分析课题，简述了在线监测的基本原理和我国当前的智能变电站在线监测的发展现状。立足于成熟的信息通信技术、数据采集技术和数据分析处理技术，提出了从变电处理设备、变电控制环境和电缆开关柜等等方面进行在线监测工作的展开，对变电设备的实时工作状态的环境状态进行跟踪和监测，及时发现险情并及时调整和检修，为智能变电站的进一步发展提供了新的技术思路。

参考文献

篇6

【关键词】变电站;微机防误;蓝牙通讯

引言

500kV变电站的倒闸操作十分重要，为了避免出错，现在普遍使用微机防误闭锁系统。微机防误闭锁装置是由PC机作为核心设备，与电脑钥匙、适配器、各种锁具及支持软件组成基本系统，另外有打印机、RTU接口等，可供不同型号、不同配置选用。本文讲述了微机防误闭锁装置的基本原理、日常操作步骤、常见问题以及防范措施并对微机防误闭锁系统未来发展方向进行了展望。

一、微机防误闭锁系统基本原理

在五防软件中预先编写了变电站的一次系统接线模拟图和所有设备的操作逻辑条件，当运行人员启动系统，在电脑显示器上模拟试操作时，软件根据已有的逻辑条件对每项操作进行判断，若操作正确，则允许进行下一步操作;若操作错误，则显示错误操作项的设备名称及编号并通过语音提示错误类型，提示操作人员进行更正，拒绝所有违反“五防”原则的操作。预演结束后，通过传送装置将正确的操作内容输入到电脑钥匙中，操作人员使用电脑钥匙到现场进行解锁及倒闸操作。操作时，电脑钥匙自动显示当前倒闸操作项目，运行人员将电脑钥匙插入相应设备的编码锁内，通过其编码头检测操作对象是否正确。若正确，电脑钥匙发出允许操作命令，同时开放其闭锁回路或机构，可以进行倒闸操作。若走错间隔或误操作，电脑钥匙用语音发出错误警告，提醒操作人员错误操作的类型，并用液晶显示器显示当前错误操作设备的编号及应操作设备编号，达到强制闭锁的目的。操作结束后，电脑钥匙将倒闸操作信息汇报给主机存贮，以便有关人员进行管理和查询。

图1 微机防误闭锁系统结构图

微机防误闭锁系统可提供模拟屏通讯、蓝牙通讯、Rs232通讯等三种用于系统与电脑钥匙的通讯方式。操作员可根据操作任务进行选择。正确地选择通讯方式可起到事半功倍的效果。

通常，我们将操作任务划分为一把钥匙按顺序操作、两把钥匙交替操作和远程传送操作票三大类。

一把钥匙按顺序操作是指只需一把钥匙按事先模拟预演的程序进行顺序操作就可完成的操作任务。对这类操作任务推荐使用模拟屏通讯（有模拟屏系统）或Rs232通讯（无模拟屏系统）方式，优点是操作过程简单、效率高。

两把钥匙交替操作是指设备操作需在两个场地（如主控室和高压场地）交替进行的操作任务。使用蓝牙通讯方式可实现两把钥匙间的信息互传，现场解锁操作效率较高，但模拟--传票过程比前者复杂。

远程传送操作票是指操作员已在远方的操作现场，需要主控室人员模拟--传票的操作任务。这类操作任务多出现在设备试验和检修等场合，使用蓝牙通讯方式可快速地将操作票传送给远方的电脑钥匙，可有效解决往返操作问题。

蓝牙系统共包括“蓝牙主站、蓝牙基站、蓝牙钥匙、通信电缆、控制电缆”等部分组成，蓝牙主站安装在主控室中，蓝牙主站共有四回出线，其中一回为蓝牙主站电源及与计算机RS232控制线，其它三回出线至蓝牙基站，各蓝牙基站间可以串联，每一回出线为交流220V电源电缆及RS485控制电缆各一条，从蓝牙主站到终端蓝牙基站间的距离不能≥500米，最好控制在≤400米，如有蓝牙基站距离超出500米，应在这一回路中增加加力极一个，加大该回来的信号，加力极需要一个交流220V的电源，可以将该回路的电源电缆接入，再从加力极铺至该蓝牙基站，蓝牙基站的电缆敷设以蓝牙主站为中心，这样可以缩短部分蓝牙基站的距离，加快蓝牙的搜索速度，蓝牙主站控制蓝牙基站的个数最大为16个（0-F），蓝牙电脑钥匙最大为4把（0-3），蓝牙基站最好控制在10个以内，蓝牙基站的辐射范围为直径300米（该距离在无任何阻碍物的情况下），一般在变电站及电厂蓝牙基站间距为200米，蓝牙基站安装高度越高，辐射范围越广，但考虑到维护，户内蓝牙基站安装在2.5米左右为最佳高度，户外基站需要考虑与设备的安全距离，一般在1.8米左右。

二、日常操作步骤介绍

进入程序对位模拟结束传送票回传

1.双击桌面“某某变电站五防”图标，进入登陆窗口，点击”登陆”。

2.选择“用户名”，输入密码，按“确定”键进入主界面。

3.先要进行设备对位，即点击”对位”，对位结束后点击”结束对位”（也是”对位”那个键）。

4.对位结束后既可以进行模拟操作，即点击”开始模拟”进入模拟状态。

5.此时根据操作票内容进行模拟操作，模拟操作结束后，点击”结束模拟”（也是”开始模拟那个键”）。

6.如果模拟操作过程中需要更正，可以按“撤销”按钮，每按一次撤销最后一个步骤。

7.点击”结束模拟”后，会弹出一个对话框，此时就可以：传送操作票，修改操作票，打印操作票，作废擦作票，预存操作票，传票。

8.如果准备进行到闸操作，将电脑钥匙打开电源插入传送充电座，单击“传送票”按钮，将本次操作任务的一次操作内容输入到电脑钥匙。

9.拿电脑钥匙到现场进行解锁倒闸操作。

10.操作完后，将钥匙打开电源插入传送座，按程序界面上的“回传钥匙”按钮回传。

三、常见问题分析

1.模拟屏系统开关元件模拟预演时没有反应或模拟屏上显示器显示乱码。

处理方法：首先请关闭模拟屏上的电源开关，等待半分钟后，再开启电源，冷启动完毕后，打开操作键盘的前面板，按压红色“重新启动”键进行软启动，恢复到备用时间时，正常。

2.启动图形系统搜索不到蓝牙基站或蓝牙钥匙，即图形系统菜单右上角的圆点、方框未改变成红色，启动时也并未听到“喀…挞…”两声响声。

处理方法：

a.关闭蓝牙主站端子箱的电源，等待半分钟后，再开启电源，重新搜索。

b.检查蓝牙主站同电脑之间的通讯线是否连接正常。

3.在电脑上点击“模拟屏模拟”，模拟屏系统没有反应，并未进入预演状态。

处理方法：

a.检查电脑同模拟屏间通讯线接触是否良好。

b.检查通讯转换小刀闸是否在“模拟屏通讯方式”一边。

c.如上述检查都正常，请重新启动电脑及模拟屏。

4.在用电脑钥匙实际操作三相设备时，操作一相后，其它两相的步骤消失。

处理方法：此种现象为图形系统中的设备状态同电脑钥匙中存储的设备状态不相同所致，检查图形系统中三相刀闸的各状态是否统一，统一后继续操作即可

5.在显示屏上提示准备发送信息，电脑钥匙通过蓝牙或Rs232方式都无法接收到信息。

处理方法：

a.检查电脑钥匙电源是否打开。

b.检查蓝牙通讯是否正常，参考“异常二”的处理方法。

c.使用Rs232方式时，检查电脑钥匙和传送/充电适配器电极针接触是否稳定。

d.确认“传送/充电适配器”后面的“蓝牙主站―电脑钥匙”开关切换到“电脑钥匙”位置。

6.电脑钥匙操作KK开关时，分、合闸操作正常，钥匙未发出“本步操作完成，请继续”语音提示。

处理方法：请更换另一把钥匙操作，看是否可正常，如正常，即本钥匙电气回路可能已经损坏，需更换处理;如不正常，请检查电气锁接线是否正常

7.电脑钥匙操作KK开关时，分闸操作正常，但合闸操作时电脑钥匙不能跳过当前操作步骤（实际设备已合上）。

处理方法：这种现象往往发生在带有同期的开关上，原因是电气锁没有正确串入开关的合闸回路中。处理办法是请继保人员检查并正确接线（接线原理参考<直流电气锁接线原理图>）

8.电气锁闭锁失效，不经解锁就可直接操作。

处理方法：这种现象表明接线有误，或未将电气锁串入分、合闸控制回路，或根本未接线，电气锁电极浮空，请重新检查电气锁的接线。

9.电脑钥匙插入电气锁后，未操作实际设备，在取下钥匙时，即发出“本步操作完成，请继续”的语音提示。

处理方法：此现象表明接线有误，电气锁未正确串入控制回路。正常情形，电气锁两电极应无电压，如有电压则说明接线有误

10.机械锁锁头无法插到锁体中，导致实际设备无法闭锁。

处理方法：这种现象往往是由于锁体中的锁舌复位不良或失效。复位不良时可用小螺丝刀转动锁轴使锁舌复归正确位置;若复位失效则要更换机械锁，更换机械锁要注意锁码与原来保持一致。

四、防范措施及展望

1.增强基站信号建设

500kV变电站的面积比较大，必须有多个基站来传输和增强蓝牙信号。这些基站在恶劣天气和强电磁场环境下可能出现故障，使得电脑钥匙无法接受蓝牙信号，所以我们要在新建变电站时加强蓝牙基站的硬件和防护，并增设基站的故障报警功能，使得运行人员能及时发现并处理。

2.防误主机双重化

防误主机的故障报警功能需加强，建议新建变电站设两台防误主机，互为备用。在其中一台出现故障时，另外一台也可满足操作需要。

3.提高相关锁具质量

电脑钥匙是开锁的重要工具，但是比普通钥匙要沉重许多，使用时可能不小心摔到地上造成损坏。为解决此问题，一方面我们需加强电脑钥匙的抗摔性，增加一个橡胶外套;另一方面加强工作人员对设备的爱护意识，建立一套设备保管机制，责任到人。从而减少电脑钥匙损坏的机率。

4.完善设备检验制度

全站微机防误闭锁系统将来需加强检验，根据设备运行情况建立一套完善的设备检验机制，来提高整个系统的可靠性。

5.提高运行监视手段

500kV变电站的无人值守化正在进行，应将微机防误闭锁系统设备运行状态通过电力数据网进行调度组网监视以便在出现故障时能够及时处理。

五、结束语

500kV变电站微机防误闭锁系统是一个系统工程，要实现智能化和高可靠性，还有许多技术问题需要攻关解决，相信在不久的将来微机防误闭锁系统将有一个蓬勃的发展期。微机防误闭锁系统在500kV变电站得到广泛应用，总体设备运行良好，各类数据采集、传输无误，工作正常，说明微机防误闭锁系统的技术运用到实际中已通过实践的检验，满足了安全、稳定的系统运行要求。但变电站微机防误闭锁系统应用发展中遇到的主要问题，还有待进一步深入研究和解决。

参考文献

[1]周长久.国内领先的数字化变电站技术[J].云南电业，2006.

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关键词：变电站；接地电阻；构成；方法；措施

前言

为了更好的确保电力系统运行的安全性和可靠性，确保电力设备及工作人员的安全性，则在变电站内需要设置接地系统。但在变电站接地系统运行过程中，一旦接地电阻处于一个较大的水平，则会导致接地短路故障的发生，地网电位也会处于一个较高的水平，不仅会对操作人员的安全带来较大的威胁，而且还会破坏设备的二次绝缘，如果高压串入到控制室内，还会导致控制和监测设备管理出现误动或是拒动，破坏监测设备管理，从而导致严重的损失发生。所以在变电站运行过程中，需要对接地电阻采取必要措施，确保其能够降低，从而保证电网运行的安全性。

1 变电站接地电阻的主要构成

1.1 接地极与接地线电阻

接地电阻主要由接地极及接地线电阻所组成，而且接地极和接地线电阻由于其属于金属类的导体，所以在整个接地电阻中，接地线电阻只占极小的一部分，而且几何尺寸及材质会对这部分阻值产生一定的影响。

1.2 土壤接触与接地体表面的电阻

在变电站接地电阻中，还存在着土壤接触同接地体表面的电阻，这部分电阻的阻值直接受制于土壤颗粒大小、土壤性质和土壤中含水量的影响，同时与地面接触面积的大小也与其阻值具有一定的关系，而且这部分阻值所占接地电阻的整体阻值比例较大。

1.3 散流电阻

散流电阻也属于接地电阻的组成部分，其主要是当接地体在向外延伸时，在一定圆周范围内当扩散电流通过土壤时会导致电阻产生，同时土壤中的电阻率、接地极的几何大小和形状都会对散流电阻的阻值带来一定的影响。

由上分析可知，接地电阻主要由接地极与接地线电阻、土壤接触与接地体表面的电阻、散流电阻等三部分所组成，而在这其中接触电阻和散流电阻起着决定作用，所以在对接地电阻进行降低时，需要从接触电阻和散流电阻入手，通过采取相应的措施来降低接触电阻和散流电阻的方法来确保接地电阻的降低。

2 几种常用的降低变电站接地电阻的方法和措施

2.1 从选材上降低接地电阻

目前在对接地体的金属材料进行选择上，由于其类型较多，所以选择的空间也较大，但我国变电站通常都会选择镀锌圆钢作为接地体材料，其具有非常好的经济性，而且应用范围也较广。同时配上高强度特种制成的驱动头和钻头，可以在施工时将棒打入到地下三十米以上，从而能够有效的获得到恒定的低电阻。

另外在目前变电站接地产品选择时还可以选择电解离子接地极，电解离子接地系统是充分的利用大气压力和自然空气流动时利用电解离子接地极系统的顶端的通气孔促使空气流入，然后与接地极内的金属盐化合，并进行吸湿处理后会形成电解液，这些电解液通过向四周扩散从而形成接地根，降低土壤中的电阻，实现降低接地电阻的目的。这种方法在当前一些变电站对于接地具有较高要求，而且接地工程难度较大时具有较好的适用性。而且在进行接地网设计时，通过将接地网与电解离子接地极系统进行有效的结合，这样可以有效的达到降低接地电阻的效果。

2.2 引外接地

当一些高土壤电阻率的地方，这时变电站主接地网的接地电阻是无法达到标准要求的，所以需要利用人工接地装置来从旁边有低土壤电率地区或是水源来进行引外接地，从而来达到就电站接地电阻的降低。

2.3 深井接地

利用深埋接地极的方式来达到接地电阻降低的目的，这种方式通常会在水和地下深处土壤电阻率较低的情况下进行采用，而且利用深井接地方式不会受到气候和季节等条件的影响，而且还能够有效的克服场地窄小的问题，但在采用深井接地方法时，还需要通过地质勘察来和其他方法进行适当的比较，有效的避免出现打井无效的情况发生，避免造成不必要的损失和浪费。

2.4 更换土壤或采用导电性混凝土

当变电站内土壤电阻率较高时，则需要将这部分土壤利用电阻率较低的土进行替换，通常在接地体周围半米以内进行置换，从而达到电阻降低的目的。

2.5 电解接地

电解接地系统是近些年来我国出现的一种接地降阻的方式，这种降低接地电阻的方式在国内外已经得到实际应用并且积累了一定的经验。电解接地的原理：在地中那些垂直铺设或者水平铺设的金属管道中，加入一些特殊的电解化学物质，是其和空气或者土壤中的潮气接触，从而使管道中的化学物质发生一系列的化学反应而产生电解溶液。通过管道上的过滤孔使电解溶液向土壤周围渗透，进而使土壤的电导率得到提高，同时降低电极和土壤的接触电阻。

3 一些特殊的降低变电站接地电阻的措施

3.1 爆破接地技术

爆破技术的基本原理就是指：在地中垂直钻的地方利用钻孔机钻一个直径为100mm，几十米深的孔，将接地电极安置在孔中。接着为了爆破方便，沿着钻孔隔一定的距离安放一定量的炸药，把附近的岩石爆裂、爆松。然后将调成浆状的物理降阻剂用压力机压入深孔和那些由于爆破产生的裂缝隙中，为了使降阻剂能够和地下巨大范围内的土壤内部接触和沟通，使岩石、土壤和接地电极的接触面积变大，进而实现大幅度降低接地电阻的目标。

3.2 斜井降阻技术

打斜井降低接地电阻的基本原理：通过采用非开挖技术，沿着变电站进站的道路和线路的终端塔外，把接地电极从站内的主接地网的边缘，牵引到电阻率较低的站外地区，从而达到较为理想的扩网效果。打斜井技术是一种往土壤释放电介质来降低土壤电阻率的方法。施放电解质的载体通常选用DK.AG作为电解地极。这种电解地极是一种无毒的埋在地下的铜管内填装的化合物晶体。土壤里的水分通过铜管上的呼吸孔而被铜管吸收，从而使化合物晶体接触水分而变成电介质溶液，再从铜管的呼吸孔中排泄出，并向四周流人土壤，在土壤中形成良好的电解质离子土壤，使原来导电率差的地质结构形成良好的电解质导电通道，因此降低大面积内的土壤电阻率。

4 结束语

在当前变电站内，对于降低接地电阻的方法有许多种类，而且每一种方法在具体应用时都需要有特定的条件与其相适应，所以在实际工作中，需要针对各地的不同特点及土壤条件来进行，从而对各种降低接地电阻措施进行综合评价，同时还要对各种方法的实际适用范围进行综合考虑，确保达到降低电阻的目的，但各种降低电阻的方法并不是独立的，可以在具体应用过程中相互配合使用，这样可以确保得到更好的降低电阻的效果。

参考文献

[1]徐宏宇.接地模块接地工频电阻计算及在送电线路中的应用[J].四川电力技术，2009，05.

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关键词：沙漠变电站、防雷接地、接地电阻

【中图分类号】TM863

一、雷电对变电站的危害

雷电是一种大气里的放电现象，它产生在积雨里. 积雨的云在形成的过程中， 部分云团带有正电荷， 部分云团带有负电荷， 因此，当电荷总量积聚到了一定的程度时， 在不同的电荷云团之间， 或者云团和大地之间的电压数值非常大，足够击穿空气。

变电站是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活。为保证电力系统的安全运行，电力系统应根据被保护物的重要性和危险程度的不同，对于直接雷、雷电感应、雷电侵入波应采取相应的防雷保护措施。因此要求变电站的防雷保护措施必须十分可靠。

二、变电站的防雷保护

防雷措施总体概括为2种：

①避免雷电波的进入；

②利用保护装置将雷电波引入接地网。

防雷保护措施应根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。直接雷保护的主要措施是安装避雷针以及避雷线。避雷针和避雷线这两种装置都是通过拦截措施，改变雷电波的入地路径，从而起到直击雷保护的作用。

其基本原理是：利用尖端放电的原理，当雷云使地面电场畸变，在针顶端形成局部场强集中区以影响先导放电的发展方向，使雷云对其放电并将雷电流泄入地中，保护附近电力设备和建筑物。

安装避雷针时应该注意以下问题：

①反击问题：当雷电流通过引下线和接地装置入地时，会在接地引下线和接地电阻上形成很高的电位升高，所以避雷针和被保护物间的空气间隙不应小于3m。

②关于接触电压和跨步电压的问题：一般规定“避雷针及其接地装置与道路或出入口的距离不宜小于3m”，即使如此，这一要求仍不满足要求。

③关于高电位引入的问题：如果在避雷针的杆塔上有低压线或通信线，则将沿这些线路传入相应的低压设备或通信设施，造成雷击。

④关于感应的问题：当雷击避雷针而使针体电位抬高时，在针体附近有限长的孤立导体上将出现静电感应过电压。

⑤主控楼、继电器室或是网络控制楼和室内配电装置的保护，如果屋顶有金属结构或是屋顶是金属做的时，要将金属部分接地；如果屋顶是钢筋混凝土结构的，则要将钢筋焊接成网并接地；如果屋顶的结构是非导电的时候，采用避雷保护，可以在屋顶设置8m～10m 左右的金属网，并且避雷带网络设引下线接地。

⑥安装避雷针时，应该注意让设备的接地点离避雷针接地引线的入地点要尽可能的远，并且避雷针的接地引下线离电气设备也要要尽可能的远；同时，上述接地应该和总线地网相连，并且加装集中接地装置，其工频接地电阻应该大于10Ω。

三、变电站的防雷接地

接地装置的设计对于电力系统的安全运行至关重要。

变电站接地系统的合理与否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。随着电力系统规模的不断扩大，接地系统的设计越来越复杂。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地即为为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。因而榆横750kV变电站大门入口处敷设了一组“帽檐式”均压带以及站内多组辅助均压环。

3.1 接地电阻

接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。

接地电阻值是衡量接地系统好坏的主要标准之一，接地网形式、土壤结构、土壤电阻率对接地电阻有着显著的影响。

3.2 变电所接地装置

接地装置由水平接地体和垂直接地体组成，接地体的截面应经热稳定校验， 计及材料的腐蚀程度，并考虑一定裕度后确定。榆横750kV变电站水平接地体选用-80mm×10mm镀锌扁钢， 垂直接地极选用Ф50mm镀锌钢管。

根据电力行业标准DL/T621-1997，接地装置的接地电阻应满足：（1）、变压器容量在100kVA以下（含100kVA）的接地电阻R≤10Ω；（2）、变压器容量在100kVA以上的接地电阻R≤4Ω。接地成功的最主要指标就是接地装置的接地电阻是否符合规范要求，并保持长期稳定。由于榆横750kV变电站处于高电阻率土壤地区，所以降低电阻率很关键。

根据接地电阻的公式：

其中ρ―地的电阻率，ε―介电系数，C―接地体的电容。

可以看出，降低接地电阻有以下两种途径：

1、增大接地体几何尺寸，以增大接地体的电容C。

2、改善地质电学性质，减小地的电阻率ρ和介电系数ε。

因为接地体几何尺寸是一定的，所以就无法再增大接地体的电容，本工程使用了长效物理降阻剂以改善地质电学性质减少地的电阻率和介电系数。接地环网施工过程中的扁铁与扁铁、扁铁与钢管的搭接严格按照焊接工艺，接头处做好防腐。

四、变电所的规模

榆横750KV变电站地处是西北电网的重要枢纽，担负着西北电网与省网的连接和功率交换，对西北乃至整个陕西省电网的安全、稳定运行起着十分重要的作用，因此安全稳定的运行环境对于该站来说是至关重要的。榆横750KV变电站，站内包括330 kV，66 kV和35 kV 3个电压等级，是目前国内综合自动化水平最高的750 kV变电站之一。该变电站系统采用分层分布式结构，综合了常规控制仪表屏、继电保护装置屏、模拟屏、变送器屏、远动装置屏、中央信号系统及保护、控制全微机化等特点，实现了测量、控制、自检、保护信息自传、电度量采集、电气五防闭锁、远传等自动化功能。

【参考文献】

[1] 陈慈萱.过电压保护原理与运行技术.北京：中国电力出版社，2002，60-64.

[2] 苏邦.雷电与避雷工程.广州：中山大学出版社，1996.

[3] 谈文华.实用电气安全技术[M].北京：机械工业出版社，1996.

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[关键词]750 kV 智能化变电站 变电站在线监测系统 GIS设备 变压器铁芯

中图分类号：TM45 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）35-0327-01

1 变电站在线监测系统分类

在进行750 k V变电站在线监测系统配置选择前，先归纳一下目前国内变电站高压电气设备在线监测系统的分类：

（1）变压器在线监测。变压器在线监测技术主要包括油中溶解气体分析、局部放电、铁芯接地电流、套管绝缘、绕组变形、变压器振动频谱等状态量的在线监测。

（2）电容型设备在线监测。电容型设备在线监测技术主要包括对电流互感器、套管、耦合电容器和电容式电压互感器等实现绝缘的在线监测。

（3）Zn O避雷器监测。Zn O避雷器的监测主要包括对泄漏电流和动作次数进行在线监测。

（4）断路器在线监测。断路器在线监测主要包括SF6气体密度及微水监测、局部放电监测和断路器动作特性监测。

（5）GIS设备在线监测。GIS的封闭性结构加大了运行维护的难度，其故障隐患更难发现，可能造成的损失会更大。对GIS实行在线监测就显得尤为重要。目前GIS设备在线监测主要包括SF6气体状态监测、局部放电监测和断路器动作特性监测。

2 在线监测系统的原理及方法

目前变电站最常用的、成熟的在线监测系统包括变压器油色谱在线监测、变压器局部放电在线监测、变压器套管绝缘在线监测、GIS局放在线监测、SF6气体环境在线监测等。这些在线监测系统大都针对变电站的主要设备，其监测结果对指导变电站状态检修、防止主设备故障及人身事故产生了重要作用，带来的经济效应是相当可观的。现简要分析上述在线监测系统的原理及所使用的方法。

2.1 变压器在线监测

1）变压器油中溶解气体及微水在线监测。变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障会加快产气的速率，随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流、扩散作用， 就会不断地溶解在油中。通过对变压器油中气体的组分和含量分析，可以得出与之相对应的变压器绝缘老化程度或故障类型。变压器油中溶解气体在线监测装置从检测功能上分为2类： 第一类属于定性检测， 通过监测单一组分或2种组分来监测变压器的运行状况；第二类属于定量检测， 对油中多种组分的气体进行分离检测。目前油中溶解气体分析应用多种组分气体的在线监测技术。

（2）变压器局部放电在线检测。导致电力变压器事故的主要原因是绝缘性能的劣化。很多绝缘缺陷的逐步发展，都会出现局部放电不断增强的现象，有可能引发变压器绝缘更大强度的老化放电，甚至接地短路、匝间短路、绝缘大面积烧化等重大故障。采用基于超高频电磁波测量的局部放电测量技术 （UHF），检测局部放电产生的数百兆赫兹以上的超高频电磁波信号，可有效避开各种电晕等干扰信号，具有抗干扰能力强、灵敏度高、实时性好且能进行故障定位，已成为目前局放检测技术的主要方法。

（3）变压器套管绝缘在线监测。变压器高压套管在长期运行中因污秽、化学腐蚀、电闪、发热、机械力等环境条件变化的影响，绝缘性能逐渐下降，并可能导致严重缺陷。变压器套管绝缘性能的好坏可由套管内部绝缘体的介质损耗，末屏等效电容和末屏泄漏电流来判定。在线监测高压套管的末屏电流，介质损耗和等效电容，可以反映套管的绝缘状况变化和发展趋势，为状态检修提供可信赖的判据。

2.2 GIS设备在线监测

（1）SF6气体状态监测。SF6电器设备在运行时，不可避免地会发生电器设备内SF6气体向外泄漏而导致电器设备内SF6气体密度下降；同时电器设备外部潮气也会渗透进高压电器设备内部，引起设备内SF6气体中微水含量超过规定标准， 使高压电器设备存在安全隐患。GIS中内置SF6传感器，其高精度压力、温度及湿度传感器经过A/D转换成数字量，再经过微处理器进行补偿运算及处理，通过RS485接口将采集数据发送到SF6微水监测单元；SF6微水监测单元通过显示器直接显示被测SF6气体的温度、压力、密度和含水量。变压器套管绝缘在线监测系统

（2）GIS局部放电在线监测。局部放电监测也是GIS状态监测的一个重要内容，很多故障都可以从放电量和放电模式的变化中反映出来。局部放电在线监测方法大体上可分为4类：脉冲电流法、超声波法、射频检测法、超高频法（即UHF法）。前面在变压器局放在线监测技术中已介绍了UHF法的原理和优点，这一方法也成为GIS局放在线监测的首选方法。GIS局部放电在线监测能够实时、准确地了解GIS 运行状态，及时发现和消除故障隐患。

（3）断路器的动作特性监测。高压断路器是电力系统中最重要的开关设备， 它担负着控制和保护的双重任务，开关状态的好坏直接影响着电力系统的安全运行。对高压断路器实施状态监测和故障诊断，掌握其运行特性及变化趋势，对提高其运行可靠性极为重要。在线监测主要包括机械特性在线监测、触头电寿命监测等，监测内容有泄漏电流监测、气体密度监测、开断次数监测、累积开断电流监测、振动波形监测、分合闸线圈电流波形监测、断路器红外成像监测和操作机构油压监测等。

2.3 断路器在线监测系统断路器在线监测系统主要包括断路器动作特性监测，对于750 k V SF6断路器还包括SF6气体状态监测、断路器局部放电在线监测。这些在线监测的原理和方法与GIS在线监测基本相同。

3 结语

在线监测系统经过数10 a的研究和实践，已经呈现出快速发展的趋势，部分成熟产品正逐渐在电网中推广和应用，并涵盖了主要的电气设备。在线监测系统不但本身故障少，而且能够及时准确地发现变电站内主设备的缺陷，为设备的安全稳定运行发挥了积极作用。在线监测技术的应用表明，在线监测技术的应用还需进一步积累经验，其可靠性还要进一步完善和提高。但这种技术的成熟应用将为电力主设备的安全运行构筑一道安全防线是毋庸置疑的，其实时性将取代现有的预防性试验技术而成为电力设备安全运行的第一道防线。基于IEC61850标准的智能化变电站在线监测系统能够智能化的实时采集、分析变电站主设备的各项数据，建立基于专家系统的在线监测数据库，实时对运行设备的状态进行跟踪和监测，及时对设备的异常状态提供报警和详细分析报告。在线监测系统的智能化功能可为智能电网的整体决策提供

参考文献

篇10

关键词：电力工程；信息管理；智能化

0引言

近年来，随着国民经济的快速发展，我国电力工业也得到了快速的发展。电力工业成为国民经济产业的基础，承担着促进我国国民经济发展的重要任务。

据统计，2009年1月至10月我国电力工业生产简况如下：

“十一·五规划”即将完成，从电网的“十二·五规划”可知，在今后一段时期，我国经济增长仍将保持高速的态势，伴随着社会对电力工业也将保持旺盛的增长需求。电力项目按照超前规划、适度发展原则进行建设，实现更大范围的资源优化配置，推动能源的高效开发及利用，是我国经济又好又快发展的重要保障。发电厂、变电站等电力工程项目建设的任务繁重，如何进行科学合理的项目信息管理，对提高电力工程项目的质量、工期、造价都起着重要的作用。

1电力项目信息管理

对于电力工程建设项目，随着电力项目的计划、启动、规划、实施等项目生命周期活动内容的展开，大量项目的文件、报告、合同、照片、图纸、录像等各种各类信息会不断地产生，需要对其进行诸如收集、分类、加工、过滤、归档、储存等处理，以实现对项目的有效控制和管理。所谓电力项目信息管理是指在整个电力项目全生命周期管理过程中，对信息进行收集、加工和输入、输出活动的总称。项目信息管理过程包括信息收集、信息传输、信息加工和信息储存等内容。

电力项目信息管理直接影响项目管理工作的效率、风险、质量和成本。因此，如何有效、有序、有组织地对电力项目全生命过程的信息资源进行管理，是电力项目管理的重要环节。以计算机为基础的电力项目信息处理技术在电力项目管理中的应用，又为大型电力项目信息管理系统的规划、设计和控制提供了全新的信息管理理念、技术支撑平台和全面解决方案。

1.1项目信息管理的基本原理项目信息管理是涉及信息资源、信息技术、参与活动的人员等要素，是多要素、多学科、多手段的管理活动。项目信息管理是一种技术性很强的管理活动，它要运用许多技术手段和管理方法。具有以下四大基本原理：

1.1.1信息增值原理信息增值是指项目信息内容的增加或者信息活动效率的提高。它是通过对项目信息的收集、组织、存储、查找、加工、传输、共享和利用来实现的。

1.1.2增效原理项目信息管理可以通过提供信息和开发信息，充分发挥信息资源对包括信息和知识在内的各种社会活动要素的渗透、激活与倍增作用，从而能够节省社会资源、提高工作效率、创造企业效益，实现社会的可持续发展。

1.1.3服务原理项目信息管理与一般的管理过程相比，具有更强烈的服务性，项目信息管所有过程、手段和目的都必须以用户需求为中心，必须通过服务用户来发挥作用。

1.1.4市场调节原理信息管理也受到市场规律的调节，主要表现在以下两个方面：信息产品的价格受市场规律的调节，信息资源要素受市场规律的调节。

1.2电力工程项目信息管理的特征电力工程项目信息管理具有管理的一般性特征。例如，管理的基本职能是计划、组织、领导、控制；管理的对象是组织活动；管理的目的是为了实现组织的目标等，在信息管理中同样具备。但是，电力工程项目信息管理作为一个专门行业的管理类型，又有自己的独有特征：与电力企业制度紧密结合，设备及人员信息需要高度集中。正是有了信息的集中统一，才使得信息真正成为一种资源，并且实现了信息资源的共享。使电力项目管理人员随时掌握设备、人员的相关信息，使电力运行安全可靠。

2电力工程项目信息管理系统

“电力工程项目信息管理系统”是向电力企业内各级主管部门（人员）、其他相关人员，以及组织外的有关部门（人员）提供信息的系统。它通过提供作为决策依据的统一的信息来为企业的计划、组织、领导、控制以及日常的作业服务。电力项目信息管理系统应向主管部门提供四种主要的信息服务：确定项目信息、搜集项目信息、处理项目信息及使用信息为项目服务。

以“变电站智能化巡检信息管理系统”为例：

变电站智能化巡检信息管理系统采用了“条码（无线射频钮）”作为设备标识器，各个需要巡检的设备上安装一个“条码”，内部存储特定的代码，标识着设备的状态、参数等所有内容。当工作人员巡检时只需带着巡检器（掌上电脑）到现场读取各设备标识器的数据即可，由于巡检器机身小巧轻便、操作简单方便，十分适合现场使用，同时它还解决了巡检到位问题以及省去了大量的数据录入工作，使用效果良好，对提高设备的运行维护水平及减轻数据的输入工作量起了很好的作用。当需要进行设备状态检修、设备缺陷管理和设备性能动态分析时，将工作站数据库的相关信息调出，设备的历史状况便一目了然了。

2.1变电站智能化巡检信息管理系统的硬件组成

变电站智能化巡检信息管理系统主要由无线射频设备标识器（条码）、巡检器（掌上电脑）、客户计算机和网络服务器组成。

2.2变电站智能化巡检信息管理系统的特点

2.2.1巡检内容的编制灵活

巡检路线按部门、专业、巡检员分类；

每一条巡检路线按设备、部件、项目分层组织；

每一条巡检路线可定义巡检或点检两种模式；

2.2.2巡检项目齐全，巡检工作人员录入方便

系统设定了“观察类”、“记录类”、“代码类”、“测温类”、“测振类”五种巡检项目类型。

2.2.3强大服务器软件的信息处理与统计功能

①信息查询信息查询是系统对信息进行处理的主要部分，通过不同的查询功能可以按不同的方式对信息进行处理、分析获得所需的结果。系统提供五种查询方式：工作查询、异常查询、缺陷查询、结果趋势查询、漏检查询。

②考核统计功能主要功能是对巡检工作人员的日常巡检工作的统计，以便考核巡检工作人员的工作情况，主要包括：路线统计、到位检查、工时统计、异常统计。

异常统计用于统计设备有无异常情况或是有哪些异常情况；路线统计、到位检查、工时统计用于统计巡检工作人员到达巡检现场各个检查点的时间，以及在各个检查点耗费的时间。

漏检统计用于巡检人员在应巡检周期内未检查项目的条数，以及哪些已派发而未下传的点检计划。

③报表功能系统设计有各种完善的报表，并且用户能够根据实际需要定制各种报表。

④缺陷管理系统可以按巡检人员、巡检日期、缺陷类别、设备等方式作为检索条件，方便地统计设备的缺陷情况，同时也可以将设备缺陷转给其它系统，以便与其它系统集成。

3结论

电力工业是关系国计民生的基础产业，承担着保障和促进国民经济发展的重要任务。当前乃至今后一段时期，电力工程建设都处在一个快速发展的时期，电力工程项目投资大，任务紧迫，环境复杂，新技术新工艺不断应用，业主对项目质量、工期、安全、投资效益等方面的要求不断提高，电力工程项目管理应当适应新的发展要求，借鉴国内外先进的管理理念、管理模式、制度、方法和手段，实现项目管理的现代化，促进工程建设规范有序、优质高效、安全可靠的进行。信息管理是项目管理的重要内容之一，对电力工程项目管理的好坏起着决定性的作用。

工程项目信息管理系统在电力工程项目管理中的应用，不仅提高了工程管理效率，而且提升了工程管控水平。目前，信息技术快速发展，利用先进的信息技术手段进一步深入工程信息的挖掘利用，可以强化工程信息整合处理能力，推进工程效益的有效管控。本文结合变电站智能化巡检信息管理系统来制定科学合理的管理制度和规范完善的管理程序。

变电站智能化巡检信息管理系统是变电设备运行维护单位用来辅助对变电设备及其附属设施进行日常巡视和检查工作的信息系统。此系统的使用将改变以往设备大修制定计划需要再三催促各部门上报计划，而各部门进行上报时又需要翻查大量资料统计设备信息，不但工作效率低还有可能漏报的状况，现在大修计划的制定只是举手之劳的事，设备的安全运行水平、管理效率都得到了极大的提高。借助系统的帮助不但可以及时掌握设备的第一手现场资料，而且可以快速地进行处理。变电站智能化巡检信息管理系统大大提高了设备的健康水平，保证了各项生产任务优质高效地完成。

参考文献：

[1]（美）维埃拉著，董明等译：《SQLServer2005高级程序设计》.人民邮电出版社，2008年.

[2]刘，熊璋，王剑昆.《基于智能标签的射频识别系统的研究和实现》计算机工程.2003，29(20):162-164.

[3]国家电网公司.《变电站管理规范》，北京科文图书业信息技术有限公司出版，2006年.

[4]董士波编著，沈维春主审.《建设项目全生命周期成本管理》，中国电力出版社，2009年.

[5]杨旭中，张政治.《电力工程项目管理（第二版）》.中国电力出版社，2007年.

[6]《电力工程项目管理便携手册》，华中科技大学出版社，2008年.

[7]徐莉，赖一飞，程鸿群.《项目管理学》.武汉大学出版社，2004年第1版.

[8]RolandGareis.HappyProjects!MANZ,Vieena,2005.