标准化变电站建设方案范文

导语：如何才能写好一篇标准化变电站建设方案，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】110kV变电站;建设;造价对比

1.工程概况

某110kV变电站是国家电网公司标准配送式智能变电站首批投产5项依托工程之一，该变电站全站无常规建筑物，采用全预制舱方案，实现安全可靠、技术先进、节能环保、成本最优、缩短工期。该站本期建设规模为：50MVA变压器1台，110kV出线1回，35kV出线3回，10kV 出线8回，主变10kV侧安装1组3.6Mvar和1组4.8Mvar并联电容器。站区为三列式布置，110kV户外配电装置、安全工器具间预制舱布置在站区的北侧，3台主变布置于站区中部北侧，35kV设备舱、10kV设备舱舱1、2共3个预制舱布置在站区中部南侧，10kV电容器、接地变成套装置布置于站区南侧，二次设备舱布置于站区西侧，进站出入口位于站区西侧，与主变运输道路相接。

变电站本期预制舱总面积为212.2m2，远景预制舱面积共345.4m2，比通用设计110-C-8方案555 m2节约面积209.6m2。

2.装配式方案介绍

该110kV变电站创新性采用标准配送式智能变电站建设，应用“两型一化”理念，采用“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”。

2.1 标准化设计

（1）积极应用通用设计、通用设备。全面实现设备型式、回路接线、土建设计标准化，形成110-C-8方案施工图深度通用设计成果。

（2）一次设备与二次设备、二次设备间采用标准化连接，实现二次接线“即插即用”。

（3）支撑“大运行、大检修”，实现信息统一采集、综合分析、智能报警、按需传送。实现顺序控制等高级应用功能模块化、标准化、定制化。

2.2 工厂化加工

（1）全站无常规砖混建筑物，35kV、10kV配电装置采用预制舱。构筑物主要构件，采用工厂预制结构型式。

（2）保护、通信、监控等二次设备采用“预制舱式二次组合设备”。

（3）舱内接线及单体设备调试均在工厂内完成。一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试。

图1 工程建设周期比较

2.3 装配式建设

（1）建、构筑物采用装配式结构，减少现场“湿作业”，实现环保施工，提高施工效率。

（2）一次、二次预制舱均为钢框架结构，围护材料为金邦板，白墙灰顶，外观统一。

（3）110kV构架采用全联合单管柱梁构架，全法兰装配安装，减少耗钢量，简洁美观。

（4）主变、110kV配电装置等采用通用设备基础，统一基础尺寸，采用标准化定型钢模浇制混凝土浇制， 提高了工艺水平。

（5）全站电缆沟采用预制压顶、复合无边框电缆沟盖板，电缆支架工厂化加工，现场装配式施工。

（6）1020m2生态挡墙护坡，采用预制钢筋混凝土模块，现场阶梯式吊装、土方填充，施工简便快捷。

（7）270m围墙采用工字钢立柱和ALC墙板，安装周期短。

（8）全站采用LED灯照明，节省站用电，促进节能减排。

（9）工程建设推进现场机械化施工，减少劳动力投入，降低现场安全风险，提高工程质量。

3.机械、人工投入经济数据

该站采用全预制舱方案，提高智能变电站建设效率，在标准化设计基础上，最大化的实现工厂化加工，装配式建设，围墙、挡墙、护坡、构架、支架等构筑物采用工厂化预制，现场装配，减少现场“湿作业”，实现环保施工，工期仅为90天，极大的提高了智能变电站的建设效率。

3.1 现场采用机械化施工

本站在土方清运、基坑开挖、管沟修填、商混泵送、舱体就位、构架吊装、挡墙护坡安装等过程均采用机械化施工;基础以上无湿作业，一次设备、预制舱安装，全部实现机械吊装，施工快捷。

施工机械投入与常规变电站施工相比，电气施工增加大型起重机械吊装各设备舱，增加50吨汽车吊5个台班（二次舱、35kV舱、10kV舱、安全工器具间预制舱就位安装）。

3.2 劳动力人工投入

施工人员投入：由于本工程比常规施工工期短，受天气原因影响，土建与电气安装交叉施工，人员比常规变电站安装多投入约600工日，详见表1所示。

表1 各项目工种

序号 重要工序名称 工种

木工 泥水工 钢筋工 辅助工 安装工

1 构支架基础、舱体基础 25 8 5 30

2 电缆沟 15 8 1 25

3 围墙、基础、排水管、护坡基础 25 10 0 20

4 围墙安装 10 12

5 护坡安装 16 12

6 场地平整 20 20

7 110kV设备安装 10

8 主变安装 14

9 二次电缆敷设及安装 16

4.变电站工期工日分析

工程建设周期：90天，与常规工程建设相比节约210天。土建施工：74天，与常规工程建设相比节约106天。其中，一次/二次预制舱就位安装6天，装配式围墙施工10天，预制式生态护坡施工15天，与常规施工相比分别节约24天、20天，10天。电气安装：20天，与常规工程建设相比节约70天。其中，预制电缆、光缆敷设施工3天，一次预制舱就位安装3天，二次预制舱就位安装1天，与常规施工相比分别节约7天、22天、5天。现场调试：9天，与常规工程建设相比节约21天。工程建设周期比较图如图1所示。

5.装配式变电站各项费用与常规变电站对比（如表2所示）

表2 装配式变电站各项费用与常规变电站对比表

项目名称 常规站方案 装配式方案 增减 主要原因

建筑费 441 789 348 1.原概算设计按熟地考虑，初设修编设计人员根据工程场地实际情况提出：

1）场地平整：增加土石方12300m3，增加约26万元;

2）护坡：增加装配式生态护坡1000m2，增加约92万元;

3）地基处理：增加换填毛石混凝土500m3、换填碎石2000m3，增加抽水台班1300个，增加约62万元;

4）站外排水沟：原为浆砌毛石，设计要求更改为素混凝土排水沟，同时增加围墙边排水沟264m，坡顶排水沟增加钢丝网围栏270m2，增加约68万元;

2.道路及地坪：站内外道路由普通混凝土路面改为沥青混凝土路面，同时增加站外沥青混凝土道路90m，增加透水砖地坪面积1875m2，减少人行步道及广场砖地坪220m2，共增加约24万元;

3.建筑编制年价差：由于工程量增加及材机价格变化，增加建筑编制年价差约76万元。

设备费 1221 1309 88 1）辅助控制系统采用多维图像监控，订货价比原概算多100万元。）取消箱式变，改用#2站用变采用施工变，减少费用12万元。

安装费 233 245 12 1）站区投光灯采用LED，厂家带支架，订货价增加7万元。2）增加3个30米深接地井，费用增加5万元等。

其他费用 565 718 154 1）建安工程费、设备费增加，其他费用也相应增加。

2）特殊调试费增加25万元。

3）站外青赔增加2225平米增加费用22.25万元。

合计 2460 3060 601

篇2

关键词：标准配送式；变电站；二次系统；设计

1引言

为集成应用新技术、 深化标准化建设；适应“大运行”、“大检修” 要求；提高智能变电站建设效率；全面提高电网建设能力。国网公司2013年决定继续选取部分110kV～500kV变电站作为第二批配送式变电站试点。某110kV变电站作为第二批试点工程，于2014年2月开工建设，2014年9月竣工投产。结合工程特点，总结配送式变电站设计中关键二次技术要点。

2标准配送式变电站技术特点

配送式变电站遵循“安全性、适用性、通用性、经济性”协调统一原则 ，实现安全可靠、技术先进、节约环保、节地节资。概括为“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”。

（1）标准化设计

应用通用设计、通用设备。一次设备与二次设备、二次设备间采用标准化连接，实现二次接线“即插即用”。支撑“大运行、大检修”，实现信息统一采集、综合分析、智能报警、按需传送。实现顺序控制等高级应用功能模块化、标准化、定制化。

（2）工厂化加工

建、构筑物主要构件，采用工厂预制结构型式。保护、通信、监控等二次设备，按电气功能单元采用“预制舱式组合二次设备”。一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试。

（3）装配式建设

建、构筑物采用装配式结构，减少现场“湿作业”，实现环保施工，提高施工效率。采用通用设备基础，统一基础尺寸，采用标准化定型钢模浇制混凝土，提高工艺水平。推进现场机械化施工，减少劳动力投入，降低现场安全风险，提高工程质量。

3二次设备布置及预制式组合二次设备舱

（1）二次设备布置

全站仅设置1面Ⅲ型预制式二次组合设备舱，放于配电装置区，取消二次设备室。交直流一体化电源布置于10kV开关室内，一体化电源模块柜主要包括2个模块：1组蓄电池+直流馈线柜+直流充电柜；交流进线+分段柜。一体化生产、调试，整体运输，减少现场拼柜及柜间布线调试时间。智能终端合并单元一体化装置安装于预制式智能控制柜内，在厂内安装调试后配送至变电站。

（2）预制式组合二次设备舱

舱体尺寸12200×2800×3133mm（长×宽×高），保护测控装置屏柜尺寸统一为2260×600×600mm（高×深×宽），服务器柜尺寸统一为2260×900×600mm（高×深×宽），为增加舱内屏柜数量，预制舱采用“前接线前显示”二次装置，屏柜双列布置。

舱内二次设备按照功能分为站控层设备模块、间隔层设备模块、通信设备模块。预制舱内二次组合设备，含消防、通风、照明等附属设施均在工厂内规模生产、集成调试、模块化配送，实现二次接线“即插即用”，有效减少现场安装、接线、调试工作，提高建设质量、效率。

4 二次设备前接线技术

（1）保护、测控装置“笔记本式”前接线方案

在保持现有装置硬件结构基本不变的情况下，保留操作显示面板，面板和装置插箱一体，显示面板的一侧和插箱面板通过铰链相连。正常工作时，显示屏遮挡住插箱内部的端子接线、连接器、板卡等；操作显示屏时，只需要打开屏柜门。前接线示意图如图4-1所示。此方案对现有装置硬件结构改动量小，同时可满足施工、运行使用需求。但设计中要注意面板电源供电可靠性及电磁干扰问题，目前主要设备厂家均已解决干扰问题。

（2）电源模块 “热插拔式”前接线方案

交直流监控装置、绝缘监测装置本身采用插件式安装，所有的插件板均可独立的从装置中抽出，可将原装置旋转180°，使接线端子朝向屏前方，液晶显示面板可与上述保护、测控装置类似前置布置。

整流模块、DC/DC变换器、UPS电源模块采用的多个模块组合设计，模块本身是热插拔设计，无需改为前接线即可方便安装和检修。

其他元件包括开关信号采集模块、开关遥控控制模块、蓄电池巡检模块、辅助电源模块和继电器装置等。这些元件本身不带显示面板，实现前接线方式非常方便。

5预制电缆及光缆

慈云变110kV及主变一次设备至智能控制柜间电缆使用预制航空插头，实现二次标准接口。预制电缆采用圆形高密度航空插头，体积小，密度高，单端预制。

户外预制光缆与舱内装置连接方案采用光纤集中接口柜+舱内尾缆方案，舱间长光缆统一采用4、8、16、24芯，双端预制；舱内尾缆由厂家连接后连同二次设备舱整体配送。

6信息一体化及高级应用

站内信息内容应规范化及标准化，采集采取统一命名格式，实现信息分类展示。本站高级应用功能由站控层设备集成实现，主要的功能有顺序控制、智能告警及分析决策、事故信息综合分析辅助决策、支撑经济运行与优化控制、源端维护等功能。

参考文献

[1]高美金，傅旭华.标准配送式变电站的特点与建设[J].浙江电力，2014（03）.

[2]盛晓云.标准配送式智能变电站建设实践[J].通讯世界，2014（1）.

篇3

关键词：110 kV～220 kV；变电站；土建设计

近年来，随着我国经济快速持续稳定的发展，对电力的需求也逐年增加，电力建设取得了前所未有的发展。

1变电站土建设计的主要原则

110 kV～220 kV变电站的土建设计必须坚持“以人为本”与“可持续发展”的设计理念，每一个方案、模块化的设计，应当充分考虑各个设备的选择、布置的尺寸，每一个问题的解决方案都应具有合理性。变电站的土建设计的基本原则为：安全值得信赖、技术科学先进、投资客观合理、标准统一，以及运行智能、高效、可靠的3C绿色电网。

（1）统一性。土建设计遵循中国南方电网公司110 kV～500 kV变电站标准设计（2011年版）要求，结合南方电网的实际情况及运行特点，力求安全、可靠、经济、实用，并融入南方电网的企业文化内涵，体现其企业文化特征。

（2）可靠性。变电站的设备正常运行需要土建工程安全可靠的支撑，设计中的模块经过重新组合后，依然能够保证变电站电气设备安全使用的可靠性。

（3）先进性。变电站的设备选型应当先进合理，站址占地面积较小，并注重环境保护，土建设计中的各项经济技术指标具有先进性。

（4）经济性。安全可靠、技术先进、造价合理、追求性能价格比最优，满足变电站的基本功能和核心功能，剥离无用、重复、多余功能，同时，力求设备的寿命周期内实现企业最佳的经济效益。

（5）实效性。建立变电站土建标准化设计的滚动修订制度，伴随着电网的发展与技术进步，对土建设计不断地进行更新、补充和完善。

（6）和谐性。变电站的整体形象和变电站周边的人文环境协调统一。

2 110 kV～220 kV变电站土建设计的四个阶段

2.1 110 kV～220 kV变电站的选址阶段变电站在选址阶段主要的工作是选出2～3个可行的站址后，通过经济技术手段论证比选站址建设的可行性问题，避免出现颠覆性，推荐最佳站址。因此，变电站站址的选择必须靠近系统人员提供的负荷中心，在保证线路出线方便、合理的同时，还要满足以下几个方面。

（1）站址的选择必须符合当地政府规划的要求。设计人员在选址前应到当地规划和国土等政府部门收集城市规划和土地利用总体规划资料，拟建的当地工业区变电站还需收集到工业区的相关规划。按照国家土地使用相关要求，为了建设资源节约型、环境友好型的电网，对于耕地与经济效益比较高的土地应该少占用或者不占用，应当尽可能地利用劣地与荒地。对于基本农田保护区，除通过国土部门对土地利用总体规划进行调整外，不得占用基本农田。

（2）站址的选择还要注意周边环境的影响。特别要了解清楚选址周围是否有军事设施、通信设施、机场、导航台、风景旅游区等，如果有以上设施存在，则需按照国家规程规范要求，避开安全干扰距离，并应获取相关部门协议的批复意见。同时，还要了解站址区是否存在政府划定的矿产资源、历史文物等。

（3）除了上述提及客观的因素影响选址外，水文气象、站址工程的水文地质条件、站用电源、站区供水水源条件、防洪排水及大件运输，甚至拆迁赔偿等，也是我们需要了解的内容。设计人员应当尽量选择地形较为平坦、进站道路较短且缓、拆迁量比较少、能够直接对水源进行利用、日后运行方便的站址。特别注意的是，220 kV等级及以上的变电站要满足高于百年一遇的洪水位的要求，而110 kV变电站要满足高于五十年一遇的洪水位或内涝水位的要求。

2.2 110 kV～220 kV变电站的初步设计阶段110 kV～220 kV变电站初步设计阶段的土建设计，主要工作是在确定站址位置的基础上进一步细化，将总平面的布置、竖向的布置、建筑结构以及水工消防等设计方案进行比较，继而选出经济合理的设计方案，并且对变电站站址的最终占地面积进行确定。

（1）总平面的布置。土建设计的总平面布置图应当以电气专业为主，在满足电气功能需求的同时，尽量从进出线、电气安全距离、消防、运输等方面进行优化，并根据规程规范对各建构筑物进行合理布置。

（2）竖向的布置。根据电压等级，结合设计规范，在满足百年一遇或者五十年一遇洪水位或内涝水位的前提下，对现有的地形条件进行充分利用，以及考虑变电站场地的排水情况后，场地平整可以采用平坡式、斜坡式或者阶梯式的布置型式。在满足防洪和防涝的前提下，站区的标高应当尽量以站区内土石量自平衡的方式确定；如果土石方量不能自平衡，则可对技术经济方面进行比较，探讨采用外购土方或者利用防洪墙等设计方案。边坡设计是竖向布置设计中很重要的一项任务。边坡的高度是场地平整后确定的，其坡率是根据岩土工程地质经过实验并经边坡稳定性计算后确定的。根据边坡高度可采用挡土墙、护坡或者两者结合，属于高边坡设计，需编制专题报告。为了使边坡稳固且不受雨水冲刷，防止水土流失，在坡顶和坡脚应设置截（排）水沟。

（3）建筑结构设计。依据变电站的设计规模，结合中国南方电网公司标准设计进行模块化组合，在满足功能需求的情况下，最终确定建筑物的建筑面积。建筑外立面力求融合周围环境特点，采用南网标准化设计。

3结语

本文通过变电站土建设计过程中的四个设计阶段，说明每个阶段设计的相关主要内容。按照中国南方电网公司标准设计后，土建设计的难度系数有所下降，但是诸如“三通一平”及“0”m以下地基处理属标准化以外的设计内容，仍需土建设计人员抓住关键要点，多多思考，积累设计经验，根据不同地区、地形、地质等采取不同设计方案，才能设计出合格的产品。

参考文献：

[1] 中国南方电网有限责任公司.中国南方电网公司110～500 kV变电站标准设计（2001年版）[S].2011.

篇4

关键词：数字化变电站；继电保护；IEC61850变电站；

Abstract: Based on digital substation technology, conventional substations are analyzed and put forward the existing problems, and the digital substation construction in the emergence of new problems were discussed.

Keywords: digital substation; relay protection; IEC61850 substation;

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A文章编码：

引言

目前,在国内变电环节有常规变电站和数字化变电站2大模式。常规变电站存在着采集资源重复、多套系统并存、厂站设计和调试复杂、互操作性差、标准化规范化不足等问题;数字化变电站存在着缺乏相关标准规范、过程层设备稳定性和可靠性有待验证、缺乏相关评估体系和手段等问题。另外,随着特高压电网建设进入实用化阶段,风电、光伏发电等新能源也将陆续接入系统,因此对系统的安全稳定性要求就会更高,同时也对作为智能电网支撑节点的变电站提出了新的要求。所有这些都影响了变电站生产运行的效率,不利于电网安全运行水平的进一步提高,迫切需要一种新的变电站模式。

智能变电站是科技进步的必然趋势.正如继电保护和安全自动装置的实现原理由最初的电磁型、晶体管型、集成电路型逐渐发展到现在的微机型原理一样,体现了一个从能量型逐步向低功耗非能量型的发展过程。智能变电站相关技术的应用与推广,进一步证实和延续了这一发展规律。

国际电工委员会提出的变电站通信网络与系统的国际标准IEC61850为智能变电站和电力系统信息化提供了全面的建设规范.以下以IEC61850 为基础,提出了智能变电站建设方案。

1、基于IEC61850的智能变电站建设的可行性分析

1.1 IEC61850解决了信息建模和互操作问题,为智能变电站建设提供了基础

IEC61850是基于网络通信平台的变电站自动化系统的唯一国际标准, 共10大类、14个分册。主要研究分析了4方面的内容, 分别是变电站自动化系统专用信息模型、信息交换方法 (即抽象通信服务接口AS-CI)、抽象通信服务接口对具体通信模型的映射(即特定通信服务映射SCSM)、变电站IED的配置.它采用面向对象的建模技术、面向未来通讯的可扩展架构, 为智能变电站建设提供了有力的理论支撑。

基IEC61850的变电站自动化系统和二次系统网络通信协议满足了智能变电站互操作性的要求。在国家电网公司互操作试验的推动下,基于IEC61850数字化变电站系统和设备的研究已取得了较大进展,基于IEC61850 的变电站自动化系统已在诸多变电站投运,而且,国内投运的较具代表性的云南110kV 翠峰变电站和内蒙古220kV 杜尔伯特变电站在站内通信均按IEC61850标准实现,可见将IEC61850规约应用于数字化变电站的各个环节都现实可行。

1.2电子式互感器用于扩大数字化技术范围、统一简化采集源

传统变电站中是以电磁式互感器和电缆作为主要的信息传递通道,存在诸多缺陷和技术瓶颈。在二次设备的技术层面上,目前传统的电磁型互感器技术以及二次回路的电缆传输模式已经落后于当前二次设备技术的发展。而电子式互感器可以从本质上解决这些方面的问题, 进一步提高二次系统的可靠性。国内电子式互感器实现原理和制造工艺的不断改进,使得国产设备已具有较高的性能,而且相关产品已有多年的挂网运行经验,在云南翠峰、南京六合、兰州永登等变电站运行情况良好.电子式互感器技术的日趋成熟为智能变电站的建设提供了基础保证。

1.3智能终端技术促进了一次设备智能化的实现

目前, 虽然完全智能化的一次设备系列产品相对较少,但近年来,状态监测技术及具备百兆以太网接口的智能终端的研制和应用,使得采用常规一次设备+智能终端来实现一次设备智能化的方案得以应用和发展。

智能终端可就地实现电气设备的状态监测,并通过基于IEC61850标准的通信接口实现与过程层的通信功能。目前,国内已有一系列的智能终端设备,并有一定的运行经验,智能终端设备可以作为现阶段完全智能化的一次设备选型相对困难时,实现一次设备智能化和数字化现实有效的方法。

1.4现有二次设备技术能够满足智能变电站建设的发展和需要

具备光纤以太网接口和IEC61850通信协议标准的数字式保护、监控、计量和录波等二次设备,促进了智能变电站过程层设备的成型。例如,内蒙古220 kV杜尔伯特变电站中已有该类新型数字式线路保护、变压器保护、母线保护、测控装置、远动装置等二次设备投运, 运行状况稳定。

2、智能变电站的技术特点

1)一次设备应具备高可靠性, 智能化所需各型传感器或/和执行器与一次设备本体可采用集成化设计。

2)二次系统一体化。传统的变电站,继电保护、自动化、状态监测等设备自成体系,且一般根据一次主设备进行间隔配置,很大程度上方便了运行和停运检修。但随着电网新技术的发展和电网规模的扩大,按照现有配置方式, 能够挖掘的潜力十分有限。IEC61850的推出和应用,推进了变电站的标准化,使得各类二次设备以标准的方式建模和通信, 变电站内的二次设备融合成为一种趋势。

3)简化接线。ECT和EVT 实现了数字化输出,同时借助光纤传输,不仅增强了抗干扰能力, 也完全摒弃了传统互感器的二次交流回路,真正实现了一、二次系统之间的电气隔离。由于智能开关的应用,现场执行机构的控制与主控室的保护及测控设备之间已没有直接的电联系.现场的智能开关单元作为终端设备接受并执行控制命令,各单元之间界限分明,可减少现场继保工作人员误接线、误触碰等情况.同时也可简化断路器控制回路的二次接线设计,减少继电保护装置的I/O插件,提高变电站全生命周期降低成本造价。

4)简化变电站继电保护的配置。由于面向变电站事件的通用对象通信技术的应用,可以实现同一标准平台上的实时信息数据共享,提高了继电保护信息交互的灵活性及便捷性。

3、智能变电站的网络结构设计

IEC61850标准将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层. 基于IEC61850标准的智能变电站系统拓扑结构如图1所示。各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为站控层和间隔层之间的间隔层通讯网、间隔层和过程层之间的过程层通讯网。

篇5

关键字：IEC61850；关键技术；改造；改进方案

Study on a new method of Staged Digital Retrofit of Substation based on IEC61850

Abstract: In the early 21st century,the proposition of Smart Grid broke new ground for the power industry around the world.Intelligent Substation,as the physical basis of Smart Grid, would go through the entire process of smart grid construction. The main content of this thesis which has been focused on analyzing and researching the technology of the digitized subsutation, mainly includes: IEC61850, non Conventional Instrument Transformer, the intelligent circuit breaker and so on. innovations of this article are to propose a new structured rehabilitation programs, and programs are compared with the general, and paoposes the improvement paogram .In the end the economic benefit of the digital substation is introduced.

Key words: IEC61850; key technology ;transform; improved plan

0 引言

目前，国内数字化变电站系统的应用和实施尚处于探索、起步阶段，从数字化变电站的技术发展现状和经济效益来分析，拆除原有的常规变电站而新建数字化变电站的成本太大，尤其是对于一些刚刚进行完微机综合自动化改造的变电站，新设备还没有产生效能就更换，势必造成资金的严重浪费。因此，对传统变电站进行数字化改造将是最佳方案。既有效地利用传统变电站现有设备、最大限度地减少投资和工程量，又能充分发挥数字化变电站的优点，使当前正在运行的传统变电站过渡到数字化变电站。本文针对现阶段实际情况，提出分阶段进行传统变电站数字化改造的实施方案[1]。

1 数字化变电站关键技术

1.1 IEC61850标准

智能变电站信息共享的基础首先在于信息的规范化与标准化，进而实现互操作。IEC61850标准作为变电站通信网络与系统的惟一国际标准和电力系统无缝通信体系（变电站内、变电站与控制中心之间）的基础，是变电站信息建模与信息交互的必然选择[2]。

IEC61850标准与以往的通信规约相比，有着本质的不同。以往规约主要用于传输电力系统实时数据和一些定值及配置信息，完全基于点表方式，缺乏对变电站系统模型和功能模型的描述，也没有将系统应用与通信技术进行分层处理，同时还缺乏一致性测试，因此变电站自动化系统的应用受到通信技术的限制，传输的信息量偏少，且互操作性差，扩展性差。

IEC 61850具有3项基本目标：①真正意义上的互操作；②功能自由分布；③良好的扩展性以适应SA和通信技术的发展。为实现上述目标，与以往的变电站通信标准相比，IEC 61850体现出如下技术特征：①功能分层的变电站；②面向对象的信息模型；③面向对象的数据自描述；④变电站配置语言。

1.2 非常规互感器

非常规互感器的应用是智能变电站技术体系中重要的一个环节。智能变电站内新一代的二次装置支持电压电流值的小功率信号输入及数字信号输入，以及基于IEC61850标准的过程总线通信技术的发展，使得电子式互感器在技术上有了应用的可能性，在实际工程中也具有越来越多的应用需求[3]。

国际上将有别于传统的电磁型电压/电流互感器的新一代互感器统称为非常规互感器(Non Conventional Instrument Transformer，简称NCIT)。非常规互感器依据其变换原理可以分为有源和无源两大系列，有源非常规互感器又称为电子式电压/电流互感器(EVT/ECT)，无源非常规互感器主要指采用法拉第效应光学测量原理的互感器，又称为光电式电压/电流互感器(OVT/OCT)，见图1-1：

图1-1 非常规互感器

Fig. 1 Non Conventional Instrument Transformer

有源式电子互感器主要指罗柯夫斯基(Rogowski)线圈互感器，简称罗氏线圈，又称为电子式电压/电流互感器(EVT/ECT)，其特点是需要向传感头提供电源，目前成熟产品均采用光纤功能方式。

无源式电子互感器主要指采用光学测量原理的电流互感器，又称为光电式电压/电流互感器(OVT/OCT)，其特点是无须向传感头提供电源。

篇6

摘 要：随着我国电力建设的不断加快，电力设计水平也需要不断加大力度，例如：110～220 kV的设计和建造就需要对电气布置、结构形式等土建工程加以规划和设计，需要不断在先进性、经济性、实用性、安全性上加大研究力度。

关键词：变电站建站 土建设计 方案优化

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0072-02

随着经济建设的不断加快，持续稳定的发展需要电力能源的支持，电力建设得到了前所未有的发展机遇，同时也面对着巨大的压力。为了加快建设，配合城市化建设步伐和改善城市化建设环境，给予城市化建设巨大的能源支持，需要不断地对变电站的建设进行规划和设计，确保变电站的快速扩建的同时，不会影响到周边居民的正常生活。因此，该文对110～220 kV变电站的土建设计是具有一定代表性，研究好设计的原则、选择阶段的可行性研究等工作，对设计和施工类似工程具有重要的意义。

1 变电站土建设计之站址选择

做好变电站土建设计的原则首先是以人为本，然后是可持续发展。110～220 kV的土建设计理念，对每个方案进行模块化设计，是起始的工作，应该得到重视。首先对设备的选择进行设计，包括尺寸的布置、方案的设计等。对站址的设计要利用经济技术的手段加以论证，特别是可行性建设的问题，避免出现重复性建设，造成浪费，最终达到最佳站址的设计目的。对变电站站址的选择，决定了日后系统人员在线路出线的方便操作、合同的合理执行等工作能否顺利开展，因此，要注意做好以下几个方面的工作。

第一，φ局返难褚获得政府的许可，符合政府规划的设计要求。在进行选址的前期要与当地的规划和设计主管部门进行意见沟通和收集，特别是对城市规划和土地利用总体规划的资料要得到一手的材料，将拟建的变电站的情况及时与上级主管部门进行沟通。按照国家土地规划的要求进行电网的规划和设计，本着资源节约、环境友好的原则，充分利用土地，避免侵占耕地的情况发生，还要兼顾经济效益，对劣质地和荒地充分利用，保护农田水利基础设施，通过国土部门的总体规划的调整后，得到站址的最佳选择结果[1]。

第二，站址的选择要考虑周边的环境，了解环境中与选址是否有冲突的地点和设施，如军事、通信、机场、导航设施等，还有风景游览区等，也是要考虑的范畴。如果有这些设施存在，就要按照国家有关规程规范的要求，进行合理的规避，做好安全防控，保持干扰距离，等待相关部门协议后再进行施工，尤其是遇到有矿产资源或者历史文物的时候，更要注意站址的选择要与上述地点错开和规避。

第三，对于客观因素的影响，如水文、气象、地质等条件，特别是进行站址的现场勘察，勘察的内容涉及站区的供水、电源供应、防洪排水、设备运输，还有对站址区域内的拆迁情况的了解以及补偿费用的计算等。设计人员选择的地形一般为平坦、进站道路无障碍、拆迁量少的区域，而且水源的利用要保证充足和合理，尤其是220 kV等级以上的变电站，对于防洪的要求较高，110 kV以上的变电站对洪水位的年限要求等方面都要进行全面的分析，保证站址的选择具有可行性、可持续性[2]。

2 变电站土建设计之可行性研究

对110～220 kV变电站的可行性研究，包括对土建设计的工作重点，如占地面积、站址、拆迁赔偿、地基处理、地下设施的施工技术等众多内容。

第一，站址位置的主变台数、总平面布设、出线回数等，都是可行性研究的重要内容。以南方电网公司的标准化模块组合的设计标准来刊，对室外的配电装备以及建筑物关系的合理调配，首先要考虑的是先进设备和布置工艺的方式，如空间发展如何能不侵占土地面积，建筑的建造如何能够对环境不造成破坏，同时又要具有相应的功能等；在单体建筑和综合建筑的建设上如何能够在保证规范建设的基础上又能适合变电站的功能建设要求等。另外，对于变电站建设中涉及到的双层出线问题、挡土墙和围墙的建设问题、场地的平整问题等，都要考虑施工的环节、技术以及支出的费用等。

第二，在可行性研究上，同样要充分结合国土规划部门的要求，尽量在站址的建设和周边环境的建设投资方面进行充分的调研，尽量选择靠近能够利用水源、道路连接短、地形平坦等方面有优势的位置进行建站。

第三，是土建设计的重要关注点，还包括对不利于建站的地质条件进行建设，例如：对于地质构造稳定性、边坡等做出合理性评价，还要对岩土的物理性质等进行勘测，把溶洞、土洞、地下暗河等具有不良影响的地形地貌考虑在内，分析危害的后果或者可能带来不良后果的概率，并提出合理的、有效的防护措施，因此，土建设计人员担负的职责是十分繁重而重要的，提出的方案应包含对于土层的物理条件以及站址挖填区的合理化分析等方面[3]。

3 变电站土建设计之设计阶段

对于变电站的设计阶段的土建设计，包括的内容众多，如平面的布置、建筑结构的设计、水工消防的设计等，应在经济合理的基础上加强设计方案的布设、经过多方验证后方能进行方案的确定。

第一，是总平面的布置，要考虑电气的布设、进出线的布设、电气的安全距离、消防设施的优化等。

第二，是竖向的布设，包括电压等级、设计规范，防洪设施等，利用现有的地形条件，对变电站的排水、场地、边坡等选择合理科学的布置方式加以布设，尤其是防洪防涝的工作，应对站区内土石方的平衡方式、技术施工环节等进行合理的设计，充分利用防洪墙的功能，将之纳入到设计思路中，例如：边坡的高度设计，就是竖向设计中的重要内容，将边坡的高度经过稳定性计算后与挡土墙等结合，进行高边坡的设计，编制出专题的报告，保证边坡稳定，而且能够防止水土流失带来的危险。

第三，是建筑结构的设计。根据变电站的规模进行模块化组合设计，这是南方电网标准设计的先进经验，不仅满足了变电站的功能要求，也符合电网的标准化设计要求，例如：在抗震能力和空间扩大方面，采用了混凝土框架设计的方法，同时也找到了电气设备安装的合理性原则[4]。

第四，是施工图设计。经过初步审查后，找相关的规程规范，对设备的尺寸、概算投资数额等加以整理和计算后，得到了土建的总图设计方案和建筑设计方案。场地采用绿化设计方案，使用碎石铺设，操作小道铺设了地面砖，电缆沟的设计使用了内嵌式角钢包边的盖板设计等。建筑的设计考虑到了220 kV户外变电站建筑面积的限制，对通信机房的面积采用了国际标准的建设要求，建筑外墙的颜色统一为蓝、灰、白，外墙门统一采用不锈钢防盗甲级防火门等。另外，在结构、给排水、暖通、节能降耗的设计上，也进行了专业化的设计。

4 结语

变电站的土建设计拥有规范化的设计阶段，每个阶段都有相关的内容。随着技术的不断进步，可以说现代的土建设计的难度系数在下降，但是土建设计人员依然要树立严肃、严格、高效的意识，对标准化设计进行深入的思考，多积累设计经验，有针对性地开展设计工作，力争多出合格的优秀的设计产品。

参考文献

[1] 陆峰.110～220kV变电站土建设计探讨[J].军民两用技术与产品，2014（19）：179.

[2] 唐斌.浅谈220kV变电站构架选型及优化[J].电子世界，2014（21）：49-50.

篇7

【关键词】智能电网;智能变电站;继电保护

1.引言

什么样的变电站算是智能变电站？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的变电站[1，2]。智能变电站的概念是随着智能电网概念的产生而提出的，它是智能电网的重要组成部分和关键环节，是作为智能电网的变电一环出现的，更形象的来说它是智能电网的一个最重要、最关键的“终端”，智能电网提供数据和控制对象等功能均由其承担，而且智能变电站还为智能电网的信息化、自动化、互动化提供技术基础。曾经有多个的数字化变电站采用IEC61850标准作为试点科研，为智能变电站的发展提供了经验。从目前智能电网的发展前景来看，统一规划、科学设计的智能变电站是建设坚强智能电网的重要保障。

2.智能变电站继电保护技术规范

《智能变电站继电保护技术规范》按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则制定。本规范完善了智能变电站继电保护的应用，加快了建设坚强智能电网的步伐，提高了智能变电站建设效率和效益。本规范只对智能变电站继电保护的特殊之处进行统一规范，除此之外还应满足国调六统一标准化设计的相关规定。本规范从指导工程应用的角度出发，是对《智能变电站技术导则》等相关规范继电保护部分的细化、补充和完善。

继电保护技术应用的研究与探索应以进一步提高保护的性能和安全可靠性为目的。不能为了智能化而智能化，继电保护的智能化必须服从保护的“选择性、快速性、灵敏性和可靠性”。

从规范看出，典型220kV电压等级的继电保护及与之相关的设备、网络等应按照双重化原则进行配置，双重化配置的继电保护也有诸多要求。

（1）每套独立的保护装置对有可能发生的所有类型的故障应都能处理。而且两套独立的保护之间不应存在任何电气联系，一套保护出现问题或退出时，另一套保护仍能正确处理故障;两套保护的采样值（电压、电流）应分别来自相互独立的合并单元;电子式互感器两套独立的二次采样系统应与双重化配置的合并单元一一对应，每路采样系统应用双A/D系统，每个合并单元输出两路数字采样值应由同一路通道进入一套保护装置。保护采用点对点直接采样，采样同步不依赖于外部时钟，本间隔的断路器位置也采用点对点方式。智能变电站可以不采用电子式互感器，继电保护装置采用就地安装方式时，就适合采用常规互感器，而且采用电缆跳闸。

（2）双重化配置保护使用的SV（GOOSE）网络也必须相互独立，当一个网络瘫痪或退出时不应影响另一个网络的运行。SV网络可以进行采样值得传输;继电保护之间闭锁、失灵启动等信息通过GOOSE网络方式传输，还有一些保护采用网络方式跳闸，间隔间的断路器位置也是采用网络方式。同一装置接入不同网络时，有可能相互干扰，因此装置内部各网络的数据接口控制器也必须完全独立。

（3）两套保护的跳闸回路应分别对应两个独立的智能终端，两个智能终端也分别对应断路器的两个跳闸线圈;对于单间隔的保护应直接跳闸，涉及多间隔的保护（母线保护）也宜直接跳闸。在特殊情况必须采用其他方式跳闸时，保护必须满足快速性和可靠性的要求。

（4）双重化的线路纵联保护也应具备两套独立的通信设备，以及自己独立的电源;两套保护的相关设备（电子式互感器、合并单元、智能终端、网络设备、跳闸线圈等）的直流电源也应一一对应。

（5）保护宜独立分散、就地安装。这对保护装置本身和运行环境都有严格要求。保护设备就地安装时，应置于开关柜、GIS汇控柜或智能控制柜内。柜内温度应介于-25℃～70℃之间。

3.220kV变电站双母线接线型式继电保护实施方案

3.1 220kV 线路保护

220KV的线路传输功率较大，并且传输距离较长，对系统安全稳定影响很大。220KV母线上线路的典型配置方案如图1所示，每回线路应配置两套不同厂家的包含有完整的主、后备保护功能的线路保护装置。配置的保护应使用主、后一体化的保护装置，合并单元、智能终端均应采用双套配置，线路上的ECT 为合并单元提供电流，母线上的EVT为母线合并单元提供电压，然后母线合并单元通过点对点方式转接给间隔合并单元。从图1中可看出，合并单元、智能终端与保护直接相连，可以实现直接采样和直接跳闸。对于启动母差失灵功能和母差保护动作远跳功能等跨间隔信息采用GOOSE网络传输方式。

图1 220kV 线路保护（单套）配置方案

3.2 母线保护

在电力系统中，母线将配电装置中的各个载流分支回路连接在一起，起着汇集、分配和传送电能的作用。母线保护按双重化进行配置，包括各间隔的合并单元、智能终端均采用双重化配置。单套保护的配置方案如图2所示。采用分布式母线保护方案时，各间隔合并单元、智能终端以点对点方式接入对应子单元。母线保护与其他保护之间的联闭锁信号（失灵启动、母联（分段）断路器过流保护启动失灵、主变保护动作解除电压闭锁等）采用GOOSE 网络传输。

图2 220kV 母线保护（单套）配置方案

3.3 变压器保护

变压器是电力系统电压升高和降低的元件，造价昂贵。为维护设备齐安全，一般会配备四种保护功能，其中220KV及其以上变压器保护要按照双重化进行配置，每套保护包含着完整的主、后备保护功能的变压器保护装置。变压器各侧都对应着各自的合并单元、智能终端。图3为主变保护（单套）配置方案。从图中可以看出，变压器保护也是直接采样，直接跳闸。变压器保护跳母联、分段断路器及闭锁备自投、启失灵等可采用GOOSE网络方式，此方式还可接收来自失灵和母差屏的跳闸命令。非电量保护是就地直接电缆跳闸，单套配置，就地布置，变压器本体智能终端负责将非电量动作报文和调档及接地刀闸控制信息上传至GOOSE网络。

图3 220kV 主变保护（单套）配置方案

3.4 220kV 母联（分段）保护

母联（分段）保护与线路保护类似，而且结构更为简单。跳闸方式与线路保护一样，通过相互独立的GOOSE网络和SV网络实现跨间隔的数据传输。

最后，对于220kV及以上变电站，为了防止同一设备跨不同电压等级网络，防止同一设备跨接双网，按电压等级和网络配置故障录波装置和网络报文记录分析装置。为了便于事故分析，主变宜单独配置故障录波器。当SV或GOOSE接入量较多时单个网络可配置多台装置。存在故障录波装置和网络报文记录分析装置跨接不同电压等级问题时，应采用独立的数据接口控制器。

4.结束语

智能变电站是数字化变电站的升级和发展，数字化变电站的功能是智能变电站发展的基础。与数字变电站相比，智能变电站能够完成比数字变电站范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息采集和信息处理。智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征，符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。智能变电站技术方案不仅很好的解决了数字变电站所存在的诸多缺陷，同时消除了变电站内的信息孤岛，提供了统一断面全景数据采集，为电网的智能化打下了良好的信息基础，为智能电网的分析、决策系统提供了信息及功能支撑[3]。智能变电站是变电站自动化技术的发展必然趋势。智能变电站是智能电网建设的核心环节，基于以上背景和思考，有必要开展对智能变电站新技术条件下继电保护的新原理、组织模式、架构体系的研究，解决智能变电站技术发展、实施及推广过程中关键性技术要素和难点，满足电网安全稳定运行对于继电保护专业的要求，确保继电保护专业技术发展方向的正确性、科学性以及前瞻性[4]！

参考文献

[1]国家电网公司.智能变电站继电保护技术规范：Q/GDW441-

2010 [S/OL].[2010-04-27].

[2]国家电网公司.110（66）kV～220 kV智能变电站设计规范： Q/GDW393-2009[S].北京：中国电力出版社，2010.

篇8

1．变电站建设的时间周期变电站

由于建设规模的不同其建设周期也有所不同，针对建设目标规划，进行合理的电网建设规模控制，建立可行性的电网施工建设审计报告，针对国家资源的使用效率，合理的安排国家变电站的建设施工周期，从而保证合理的投产时间内完成有效的变电站建设。一般在2至3年内，可以实现变电站的正常施工供电效果，保证正常工程周期建设的同事，不耽误相关的变电站使用质量。

2．资金投资较大、建设质量要求

高变电站的建设在实际的投资建设中因其特殊的建设施工特点，与后期的变电施工管理有密切的关系，因此在前期的施工投资来说较多，在施工的各个环节都需要大量的资金支持，从而完善自动化系统设备建设过程。为了保证电力资源可以被各行业人们所使用，变电站的良好质量运行状态是较为核心的问题。提高电力变电站施工的质量，保证变电站在施工设计、施工安装、施工质量验收和维护等各个方面的施工标准，从而实现合理的施工竣工验收过程，投产运行实现合理的变电站电网安全运行，这对于变电站的各方面施工要求都很高，在合理的风险评估安全下，实现合理的变电站安全调控，保证有效化的施工安全管理过程。

3．变电站的收益回笼长

由于变电站的基础性建设需要长期的、高质量的施工要求，为了保证良好的施工投产效果，我国的电力公司对于各类输电配送用户的电费收取都采用先偿还施工贷款，而后期的电费与施工费用之间的这样一种转换是需要长期的变化过程，变电站的收益不能用费用来衡量，而是要以长远的眼观，分析变电站可以带给一个地区，甚至几个地区之间输配电的效果。

二、变电站的施工管理

施工管是依据变电站施工的工程建设基本要求，重点关注工程项目的施工质量控制过程，从而提高施工过程中相关环节的有效控制过程，保证合理的施工质量管理，实现多项目角度的施工质量控制。保证施工前、施工过程中、施工后的各种施工质量问题的有效管理，提高安全意识风险投资管理过程，制定施工状态控制过程，保证整体施工效果的合理性，实现快速合理的高效变电站施工建设管理

1．施工管理前的准备工作合理的控制

施工前的施工质量，保证施工产品原料、相关机械配件、半成品原料等各种内容的管理，提高设备维护和产品质量标准的审查工作，制定合理的施工组织方案，提高新产品、新激素的开工审查过程，保证整体施工现场的施工作业的安全性和技术合理性，从而提高施工管理人员的培训管理过程，保证施工建设中各个施工过程的严格控制要求，从而完善施工前的相关准备工作。

2．施工中的施工过程分析

根据施工中的相关施工建设过程进行合理的工程分析，对相关的施工标准程序进行质量控制，对变电站的各个施工过程进行优先处理，保证施工材料的供给合理性、提高施工过程的正常运转，制定良好的材料标准分析过程，提高工程的成本控制管理过程，从而建立良好的材料管理过程控制，采用证件检查和进场验收的方法控制施工质量，保证供应商供货渠道和供货质量，严格按照施工质量进行标准化施工验收，提高施工过程中人员的基本素质意识管理，从而保证施工的整体质量控制。

3．施工后期的质量控制

根据施工的竣工验收情况进行质量控制管理，对施工质量控制标准、产品运行合格标准等各项内容进行分析，制定合理的施工状态分析过程，对不合理的施工工程进行返工处理，及时进行安全保护意识管理，制定良好的安全管理体系，实现快速的安全监管过程，对各类安全防护措施进行合理的评价，从中寻求较为合理的施工改进方案，从而有效的降低施工安全事故发生的比例。

4．制定合理的施工进度管理

保证风险投资程度根据施工发展过程进行施工进度控制，采用合理的施工进度管理过程，完善相关的施工进度，对施工中可能出现的各类建筑问题进行合理的分析，及时对不合理或不得到的施工问题进行处理，对施工中各个环节的内容进行作业分析，确保施工进度的合理性。逐步降低施工的管理风险，保证有效的建设可行性方案的研究过程，建立良好的风险监督控制管理机制，进行定期风险管理投资分析，从而逐步纠正施工过程中的监管问题，保证管理目标的合理实现。

三、结语

篇9

关键词：超高压变电站自动化系统模式方案策略

本文的目的在于通过对超高压变电站自动化系统中集中模式、相对分散模式、分层分布分散模式等主要结构模式的介绍以及几个典型工程的实践经验，提出在系统集成、面向对象、标准化、通信通道、抗干扰等方面需要注意的问题，并总结了一种综合考虑了可靠性、灵活性、经济性、可维护性等因素的典型系统方案，该结构模式能够适应目前绝大多数工程的需要。同时，本文还对超高原变电站自动化系统的体系结构、总线结构、系统安全和通信方式等相关技术发展的新动向，以及发展超高压变电站自动化系统应采取的策略进行了探讨。

1、概述

电力工业是国民经济的基础和命脉，我国对电力工业的发展一直非常重视。目前,两网改造接近尾声，取得了显著的效果；已经启动的为西部大开发和东部经济建设服务的“西电东送”，又掀起了新一轮的电力建设；三峡工程建设正如火如荼；以330KV/500KV为主网架的大区电网已经形成，全国联网的序幕已经拉开，更高电压等级的输电线路正在紧张地规划和前期准备。我国电力建设已经进入一个全新的建设和发展阶段。

在这些电力建设工程中，超高电压等级（220KV/330KV/500KV，以及将出现的750KV）变电站自动化系统占有重要的地位。有关部门对此也极为重视，专门出台了超高电压等级变电站自动化系统的模式化方案并推广实施。笔者在模式化方案实施的基础上，结合实施过程中的经验体会和有关技术的最新发展，通过对改进方案的说明，试图对超高压变电站自动化系统在以后的发展模式再作探讨。

关于超高压变电站自动化包含的内容、应具备的主要功能、实施的原则等内容，笔者在《简论超高压变电站自动化系统的发展策略》[1]一文中已作过说明，在此不再赘述。

2、目前超高压变电站自动化系统采用的主要模式

超高压变电站自动化系统的结构模式从早期的以集中为主，发展到现在的以相对分散和分层分布分散为主，经历了一个探索、改进和完善提高的过程，在模式设计和实际的工程建设中都有应用。

所谓集中模式，指的是保护、监控、通信等自动化功能模块均在控制室集中布置，各模块从物理上联系较弱甚至毫无联系。早期的系统，包括许多引进的产品，主要采用这种结构模式，目前仍有为数不少的这样的系统在运行。

相对分散模式，指的是自动化系统设备按站内的电压等级或一次设备布置区域划分成几个相对独立的小区，在该小区内建设相应的设备小室，保护、监控等设备安装于设备小室中，主站通信控制器、直流、录波等设备仍集中安装在控制室，各小室之间以及与控制室之间均通过工业总线网络互联。这种模式从90年代后期开始得到大量应用。

分层分布分散模式亦即全监控，指的是参照中低压变电站综合自动化的结构模式，除主变、母线和高压线路的保护测控、中央信号、通信仍采用集中组屏外，出线、电容器的保护、监控等设备完全按设备间隔安装于就地的设备小室或直接安装在一次设备上，各模块之间采用标准局域总线和通信规约互联。当然，也可按集中组屏的方式安装这些模块。这种模式在最近有迅速发展的势头。[2]

随着新技术的发展、新标准的制订、新应用需求的提出，还会出现与之相适应的新的系统结构模式。

3、超高压变电站自动化系统建设中需注意的问题

根据工程实践，笔者认为在超高电压变电站自动化系统的建设中，需要对以下几个方面给予特别的注意。

（1）在系统集成方面，应更强调功能集成、模块协调，实现数据、资源共享，除了因可靠性要求外，要减少一切不必要的冗余，以提高系统的运行可靠性和性价比。

（2）对减少建设投资的考虑，应从减少占地、减少二次连接电缆、减少装置数量、减少每个装置中所用元器件数量、减少人员、降低后续的维护费用等方面综合考虑，才能全面反映出采用新型设备所取得的经济效益。

（3）对于面向对象问题，需对对象有统一明确的定义。面向变电站、面向电压等级、面向设备间隔、面向物理监控对象等不同的基点，会产生不同的设计思想，从而会引起系统结构的完全不同。

（4）关于系统的标准化问题，不仅通信接口硬件、通信规约要标准化，而且模块的物理结构尺寸、接线端子也要尽量标准化，以利于系统未来的扩容升级改造。

（5）对于系统的诊断，需要诊断软件能够迅速定位和隔离故障，并增加设置专用“黑盒子”，避免再出现类似二滩电厂那样的大事故却无法追踪的尴尬局面。

（6）直接采用数字载波、数字微波、光纤等高速数据通信通道，彻底避免数字通道模拟使用、高速通道低速使用的弊端。光纤通道由于具有：可靠性高、抗干扰能力强、传输频带宽、通信容量大、传输衰耗小、通信距离远、传输速度快、体积小、重量轻、敷设方便等优点应优先考虑采用。

（7）关于变电站自动化系统中保护压板的设置问题，应考虑尽量减少硬压板而采用软压板，保护投退可全部采用软压板。当然，保护出口回路仍必须采用硬压板。

（8）低周减载功能应智能化，结合时间定值、负荷性质、负荷容量等从系统级综合考虑。

（9）对小电流接地选线功能，若完全分散完成则降低了选线的准确性，传统的完全集中又过多地占用了硬件资源，所以应采用数据共享法来保证准确性和低造价。

（10）电压无功综合控制功能，应由系统完成，而不考虑另配置专门的功能单元。

（11）系统设备的维护问题，应提倡现场模块级维护，对故障模块进行更换，尽量避免现场的元件级维护。

（12）系统干扰主要有辐射干扰和传导干扰，长导线易引起传导干扰，所以要尽量减少电缆长度，要符合电器设备电磁兼容性国际标准国家标准行业标准。辐射干扰对系统的影响则比较有限。

（13）直流电源的配置方式需给以充分考虑。保护监控就地分散安装后，直流电源供电电缆成了主要的传导干扰源，因此其配置方式就成了抗干扰的瓶颈。

（14）SCADA实时数据、电量计费数据、保护数据、故障录波数据等尽量统一规约，统一通道，统一时标。

（15）事故总信号最好由保护系统的中心管理模块统一集中产生，

（16）保护远方复归-自动化系统须考虑远方复归功能，但运行单位可根据当地的规定选择投入或退出以及屏蔽。

（17）主变主保护高中低压后备保护非电量保护从硬件上应结合成一体，由于共用一套出口回路，如果分开设置相互之间连线太多，而且操作箱出口故障时后备也起不到后备作用。

当然，在工程建设中还会出现一些新的问题，需要进一步探讨解决。

4、一种典型的超高压变电站自动化系统方案

按照全国电力调度“十五”规划的要求，电力自动化系统要实现主干通道光纤化、信息传输网络化、电网调度智能化、运行指标国际化、管理手段现代化的目标。在此总的要求下，结合多种模式站的优点，提出一种超高压变电站自动化系统的实现方案，简述如下，其结构见图一。

由于综合考虑可靠性、灵活性、经济性、可维护性等因素，超高压变电站主接线形式一般按500KV进线采用3/2接线、200KV出线采用双母线单分段带旁路接线、35KV出线采用单母线的结构。[3]本方案即是基于这种接线方式而总体考虑的，当然也能适应其各种变形。系统结构框图如图一所示。

整个系统的设计思想是分布分散或相对分散，即220KV/35KV的测控保护可按设备间隔或电压等级分散安装，当然也可以集中布置。系统的设计目标是最大限度地提高抗干扰能力，尤其是防止由传导引起的干扰。

整个系统采用三级总线结构。站级总线采用标准高速以太网络，10MB/100MB/1GB自适应，并兼容即将推出的10GB以太网总线结构，提供了高速的当地人机交互手段和完善的SCADA功能；设备级采用标准10MB以太网，比传统的现场总线从传输速率上提高了几个数量级，为模块间提供了通畅的数据高速公路，为多个上级调度中心提供了充裕的数据通道，且为直接接入广域网提供了便利手段；间隔级采用已经业界验证过的QSPAN总线，这是一种增强的PCI总线，既满足可靠性要求，又照顾了通用性。各级总线网络通信协议均采用TCP/IP。

系统的通信管理模块DEP-MTU采用主备结构，CPU为MOTOROLA的68360，另配置大容量的ROM/RAM，最多可配置32个RS-232/422/485串口，能够同时处理数十种不同类型的通信规约。

系统的测控模块DEP-GTU直接通过单/双以太网通信，2个以太网接口，2个RS-232接口，1个RS-485接口，CPU采用摩托罗拉公司的高性能32位68360，并配置2MBFlashEPROM和8MBDRAM，交流采样采用TI公司的高级DSP芯片，模块除具备测量、信号、控制、调节、脉冲累加、网络通信、串口通信等常规功能外，还专门考虑了处理和电流的功能，完全适应3/2接线的要求，无须再作其它特殊考虑。仅修改设置参数，就可配置成同期单元，无需另配专门模块。

系统“黑盒子”采用专门设计的模块，CPU采用摩托罗拉公司的高性能32位68360，并配置16MBEPROM、32MBDRAM存贮器，能够保存最近的30000条完整的系统访问记录。同时，它还具有极强的物理特性，防火、防水、防震、防尘、抗砸、抗压、抗10000伏高电压长时间冲击。

5、超高压变电站自动化系统发展的新动向

随着微电子技术、计算机软硬件技术的发展，近年来超高压变电站自动化系统在以下几个方面都有不同程度的进展。

5．1系统体系结构：

由传统的单一的集中模式向与相对分散式、分层分布分散式多种体系结构模式转变，由传统的面向单个测量、控制对象向面向电网元件（如进线、出线、变压器、母线、电容器等）转变，由各功能单独考虑向系统功能综合考虑转变，由一味强调功能全面向更强调功能实用和高可靠性转变。

5．2总线结构：

无论是模块级、间隔级还是站级，均由专用、低速向通用、标准化、高速转变，原来采用的位总线、LonWorks、CAN、FF等现场总线统一向以太网转变，这从国际电工委员会（IEC）即将推出的IEC61850系列正式标准中也可看到这个趋势。

传统的PLC技术不能满足日趋增长的对分布式实时控制性能的要求，传统现场总线技术也是如此。经长期实践证明，在所有的网络技术中，以太网技术是至今最理想的选择，主要原因是：

（1）它充分考虑了今后的发展需要，具有高传输速率和自适应，目前能达到10MB/100MB/1GB的速率，10GB以太网也即将面世；

（2）高传输安全性和可靠性以及集线器技术的完善和确定性；

（3）几乎不需考虑网络的拓扑结构，非常灵活；

（4）传输物理介质多样，:双绞线、光纤、同轴电缆甚至无线通道都可容纳；

（5）集线器的应用可不需考虑网络的扩展；

（6）以太网的应用已经建立起一种业界的标准，亦即一个新的工控总线标准；

（7）全面与最前沿的IT技术接轨，出现了被称之为“世界标准”的TCP/IP技术的应用；

（8）能满足低成本高性能面向未来的开发的需要。

5．3信息共享度：

保护监控功能以及数据共享从逻辑上的结合越来越紧密，物理上的结合也将随着光电传感技术的不断发展和完善而更加紧密。

5．4防误功能：

逐步走向不再配备专门的“五防”闭锁硬件系统，而是把范围更广的综合防误操作功能结合在系统中，利用监控设备的智能逻辑来灵活实现网络级的防误操作。

5．5安全性：

随着技术开放度的提高、网络功能的渗透、以及国内外形势的复杂化，系统的安全性更显得特别重要。因此，除加强传统的安全机制外，还应专门配置变电站自动化系统“黑盒子”来记录自动化系统中的所有操作与通信的状况，该模块与飞机上的黑盒子类似，具有极大的存贮容量和极强的物理性能，能忠实地记录下一定时间的所有内外部操作记录。为防止黑客攻击和人为的破坏，必须与其它网络从物理上隔离，数据单向传输。如果采用网络数据传输，还须考虑适当的防火墙、物理隔离、数据加密、数据备份、数字认证、多级网管等网络安全措施。

5．6新型就地数字化互感器：

IEC新标准草案推荐使用，这使得部分设备级与间隔级的分界产生了变化。

5．7通信方式：

不管是站内模块与设备间的互联还是与主站系统之间的通信，均采用最新的通信技术，如无线、宽带、高速通道，彻底防止数字通道模拟使用、高速通道低速使用的弊端。特别值得一提的是与主站系统通信采用基于TCP/IP协议的广域网/INTERNET技术，站内各功能单元之间则采用“蓝牙技术”，避免复杂的接线和通信协议，减少了屏上接线端子，从而可以使设备更灵活地布置和具有更大的输入输出容量。

所谓蓝牙（Bluetooth）技术，实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化智能通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化这些设备与因特网之间的通信，从而使这些设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙技术使得现代一些便携的移动通信设备、电脑设备等不必借助电缆就能实现无线网络连接，其实际应用范围还可以拓展到各种测量设备计量设备保护设备监控设备维护设备接口设备，组成一个巨大的无线通信网络“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案，因此，目前无线通信的“蓝牙”已经引起了业界的密切关注。蓝牙技术产品采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频的传输，其传输速率最高为每秒1Mb/s，以时分方式进行全双工通信，通信距离为10米左右，配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。蓝牙产品采用的是跳频技术，能够抗信号衰落；采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，提高通信的安全性；采用前向纠错编码技术，以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰；采用2.4GHz的ISM（即工业、科学、医学）频段，省去了申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠；“蓝牙”技术产品一个跳频频率发送一个同步分组，每组一个分组占用一个时隙，也可以增至5个时隙；“蓝牙”技术支持一个异步数据通道，或者3个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和同步语音的通道。“蓝牙”的每一个话音通道支持64kb/s的同步话音，异步通道支持的最大速率为721kb/s、反向应答速率为57.6kb/s的非对称连接，或者432.6kb/s的对称连接。在电力自动化系统中有广阔的应用前景。

6、我国发展超高电压等级变电站自动化系统应采取的策略

为了使我国电力自动化系统的发展与国际同步，应时刻跟踪最新的技术发展动向和应用情况，迅速全面等同采用相关的国际标准，相机出台相应的指导性和规范性文件，有针对性地解决在实际工作中遇到的问题。同时，也要利用进入WTO的良机，吸收采用国际先进技术成果，借鉴国内外成功的经验，设计开发出性能优越、运行可靠、价格合理的完全具有自主知识产权的超高电压等级变电站自动化系统。实现这个目标，已经具备了必要的条件和基础，有关部门应给予必要的重视和相应的支持。

7、结束语

我国的变电站自动化已走过了一个漫长而曲折的过程，目前逐步趋向成熟和理性，这为超高压变电站自动化系统的发展创造了空前的良机。全面采用技术先进、运行可靠、结构合理、性能价格比高的自动化系统，必将为我国的电网运行带来可观的经济效益和社会效益。

变电站自动化系统正在向着随着功能结构的标准化和开放度的提高，系统安全问题变得非常突出，必须给予足够的重视。本典型方案中的“黑盒子”即为系统提供了一种跟踪手段。此外，通信协议的通用化标准化、通信通道的数字化高速化、通信结构的网络化、设备抗干扰能力的提高等方面也取得了明显的进展。

时代在进步，技术在发展。如何采用先进技术、设计开发出具有自主产权的实用可靠的超高压变电站自动化系统，需要业内人员付出巨大的精力。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。

参考资料

1、刘清瑞，简论超高压变电站自动化系统的发展策略，电网技术，1999年第2期，77-80页

LIUQingrui,PreliminaryDiscussionontheDevelopmentStrategyofAutomationSystemforSuperHighVoltageSubstation,PowerSystemTechnology,Vol.23No.2Feb.1998,77-80

2、宋继成，220－500KV变电所二次接线设计，北京：中国电力出版社，1996年

SONGJicheng,SecondaryWiringDesignfor220-500KVSubstations,Beijing:ChinaElectricPowerPress,1996

篇10

关键词：变电站；生产综合楼；钢筋混凝土结构；钢结构；全寿命周期

中图分类号：TM63 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）033-000-01

一、引言

为了加快推进标准配送式智能变电站建设，遵循“安全性、适用性、通用性、经济性”协调统一的原则，根据国家电网公司2013年大力推行“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”，建设标准配送式智能变电站的理念，本文对钢结构和钢筋混凝土结构的技术经济性进行对比分析，为今后变电站工程确定设计方案提供参考依据。

二、变电站中建筑物的结构形式技术比较

目前我国变电站建筑物以钢筋混凝土框架结构为主。这种结构施工的优缺点主要有以下几个方面：①钢筋混凝土结构使用的砂石材料量占总材料量的80%以上，这些材料取材方便，均可就地取材。②钢筋混凝土结构整体性好，可塑性强，可以满足设计要求的尺寸和形状。③现场施工效率低，施工工期长。现浇结构体系施工，多数工作主要由手工劳动完成，生产效率十分低下。再加上现场露天作业受自然条件影响，有可能使工程工期进一步延长。④工程成本难以有效控制，由于现浇结构体系的工序复杂，受外界干扰大，许多成本因素难以控制。而且，工期越长，影响成本的因素变化就越多，进一步加大了成本控制的难度。

钢结构与钢筋混凝土结构相比具有如下优点：①所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装，与钢筋混凝土结构相比可大大节约施工工期。 ②结构自重非常轻，大大减少了上部结构传给基础的荷载，使得基础截面减小，同时对地基承载力的要求也相应降低。③抗震性能好：由于钢结构属于柔性结构、自重轻，因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度，极有利于抗震。④钢结构是环保材料，寿命周期结束后可以回收利用，同r大大减少了砂、石、灰的材料用量。

三、变电站中建筑物的结构形式经济比较

根据变电站建筑物的特点，以某220kV变电站综合楼为例，通过对变电站中建筑物分别采用钢筋混凝土结构和钢结构正两种方案的技经投资测算，并结合全寿命周期理案的经济性进行比较，优选出技术先进、经济合理的技术方案。

钢结构综合楼为三层层建筑物，地上两层。采用钢筋混凝土独立基础，钢筋桁架模板体系楼板、压型钢板有保温屋面板、外墙采用保温金属墙板、内墙采用预制轻骨料混凝土墙板；门采用钢通风门和防火门。

钢筋混凝土结构综合楼为三层层建筑物，地上两层。采用钢筋混凝土筏板基础，现浇钢筋混凝土楼板及屋面板 、实体砖墙；外窗采用铝合金断桥窗，一层窗加铝合金防盗网；部分房间采用防火门。

由表1-1可知，钢结构建筑工程费较钢筋混凝土结构的费用增加31万元，这主要原因是由于钢结构采用大量钢材导致的费用增加。

从全寿命周期成本角度来看，钢结构建筑的成本费用较钢筋混凝土的费用减少125万元。（见表1-2）

钢结构建筑全寿命周期的成本节约的影响因素有以下几点：

1.工期缩短，人工费用节约：在相同施工条件下，钢结构建筑的柱、梁、楼板以及维护结构，均采用工厂成品加工、现场安装的施工工艺；较钢筋混凝土结构而言，减少了施工现场湿作业和混凝土的养护工期，从而减少施工现场的人工投入，费用节约43万元。

2.建筑物各构件的成品外表面均可达到要求的装修效果，无需另做建筑装修，较钢筋混凝土结构费用节约21万元。

3.建筑物达到使用年限60年后，钢材可回收利用，费用节约92万元。

四、结语