高压变电站变电设备的智能化改造
第卷第期.
黑龙江电力年月.
高压变电站变电设备的智能化改造
李宁 ,王勇 ,刘继平 ,鞠登峰 ,单大鹏 ,李忠晶
.天津市电力公司检修公司,天津 ; .国网电力科学研究院,北京摘要:针对电网及以上的常规变电站,如何科学、合理、经济地对这些变电站进行智能化改造是电网建设面临的问题之
一
。经实际应用验证,通过对常规变电站的主变压器、开关等设备安装智能组件的方式,可实现对变电站的智能化改造,达到降
低运维成本和优化资源配置的目的。
关键词:智能电网;变电站;变电设备;智能组件;监测中图分类号:文献标志码: 文章编号: ? ? ? ?,, , :,
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智能电网发展已成为中国能源战略的重要组件、通信网络共同构成了智能变电站的智能化因
成部分,对常规变电站进行智能化改造是智能电网子。本文主要讨论电力变压器、开关设备的智能
化研究方案,研究应用于运行中电力变压器改造的
建设的重要工作之一。常规变电站的智能化改造
智能变压器组件和高压开关设备改造的智能开关
其核心在于对变压器、开关等主要变电设备进行智
能化改造。组件。
变电设备智能化改造。是通过对其装备必
变压器智能化改造
要的传感器,采集变电设备的运行状态、控制状态
变压器智能化改造核心方式是将原先分散的、
和可靠性状态等信息来实现的。智能组件由测量、
遵循不同协议标准传输数据的监测按功能集
控制、监测等智能电子装置
中布局,遵循统一的协议标准,完成对监测的 ,集合而成,通过监测主完成对
系统集成和数据集中上传。通过设计变压器智能
植入变电设备体内的传感器监测数据计算、分析并
组件柜、装备更多的变压器状态监测传感器,完成
汇总,形成智能化信息,通过标准的 / 过程
各监测的数据采集、处理、分析、汇总,并按照
层交换网络送至站控层监控主机。变电设备监测/ 向站控层上送聚合信息。
数据信息经过高级应用服务器完成监测数据处理、
. 变压器智能化改造方案
趋势预测、状态诊断等。因此,变电设备与智能组
智能变压器由变压器本体和智能组件柜组成,
变压器本体根据实际工程设计、装设所需的传感器
收稿日期:? ?
作者简介:李宁 ,男,硕士研究生,研究方向为输变电设备状和监测 ,并对其原有的柜体按照功能模块重新
态检修工作以及高电压与绝缘技术研究。
设计调整。
500kV常规变电站智能化改造技术赵勇 发表时间：2018-03-13T15:35:18.777Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：赵勇 [导读] 摘要：近些年来，我国的科技技术已经得到了非常快速的发展，同时许多科技技术也逐渐的应用于国家的电力系统之中，随着智能化电网技术的不断发展以及改进，目前的智能化变电系统已经受到了各国的重视，取得了比较不错的成果。 （国网山西省电力公司太原供电公司山西太原 030012） 摘要：近些年来，我国的科技技术已经得到了非常快速的发展，同时许多科技技术也逐渐的应用于国家的电力系统之中，随着智能化电网技术的不断发展以及改进，目前的智能化变电系统已经受到了各国的重视，取得了比较不错的成果。如今在我国，已经建成并且投入使用的智能化变电站的运行情况普遍比较良好，但是目前在智能变电站中的研究采取的都是智能化的变电站，而对于普通变电站的改造方面却没有行动，对于常规变电站的改造工作的有关技术比较缺乏。同时，目前很多时候在进行常规变电站改造的过程中都需要进行全面的停电，这就为用户的用电带来巨大的影响，尤其是一些电网系统比较薄弱的地区，很大程度上加大了电网的负荷，增加了危险系数。本文就500kV常规变电站的智能化改造技术进行了简要的研究。 关键词：常规变电站；智能化改造；技术 如今随着智能化系统的逐渐成熟以及问世，智能化技术已经逐渐的深入到了我们的生活之中，同时智能化系统可以很好的加快人们的工作效率，提高工作的优势，所以智能化技术已经成为了目前的变电站的主要发展趋势。常规的变电站的工作效率比较低下，同时信息的传递工作也是不够完善，而智能变电站很好的实现了数字通信以及信息技术的全面使用，将设备以及有关的功能结合一体，很好的实现信息的共享。但是常规变电站进行改造的过程中需要进行停电，所以改造的时候就要注意电力停运来进行改造，制定合理的改造方案以及改造计划，进而保证改造工作的顺利进行。 1.智能化变电站的发展现状 如今智能化技术正处于逐渐的发展阶段，很多技术还不是十分的成熟，很多理论与实际的问题还需要逐渐的去接解决，但是由于智能化技术的优越性，智能化变电站的发挥在那将会是一个定数，智能化变电站可以很好的实现信息共享化、通信彼岸准化以及状态可视化等特点，从而逐渐的将传统的变电站进行取代，加大了变电站的工作效率。 2.常规变电站智能化改造现状 智能化变电站具有信息共享以及信息通讯等非常高的优势，所以其直接决定了智能化变电站未来的发展方向。所以在进行常规的变电站的改造中，要对变电站进行全方面进行改造，合理的保证相关技术的过渡，从而实现改造工作的顺利进行。 2.1常规变电站与智能变电站之间的对比 首先是设备之间的互操作性。主要指的就是变电站之中的各种智能设备在统一个网络通信上进行相互访问，合理的实现信息的共享与交流，同时完成相关的控制工作。同时这些设备还具有互换的特点，也就是说，在进行更换元件的时候不需要更改其他的元件。但是目前由于很多的常规变电站的相关功能及接口等没有形成一个合理的标准，所以就导致了设备之间的互操作性能比较差，因此在常规的变电站中很难实现互换的功能。但是智能变电站可以很好的实现这个功能，为不同的设备提供了一个合理可靠的工作平台。其次就是信息共享性之间的差异。常规的变电站在进行信息的采集的时候都是相关的线缆直接与设备进行连接，之后提供相应的标准进行监测以及使用。在进行数据共享的时候就要增加额外的线缆，这样不仅会增加工作的复杂性，同时在进行不同的采集单元信息采集的时候也会很难实现信息共享，进而影响工作的效率。而智能变电站的应用就可以很好的解决这一问题，智能化技术可以很好的将网络通信技术进行应用，将相关的模块中的数据进行统一的规划整理建模，同时通过相关的终端设备进行数据的传输，进而直接实现数据的共享。 2.2常规变电站智能化改造的几种模式 如今我国的智能化的电网改造工作仍旧处于初级的阶段，常规变电站改造为智能化变电站是一项巨大的工程，所以目前我国大多数的变电站仍旧是常规变电站，所以在进行改造的过程中，应该紧紧的将变电站的实际工作情况以及技术水平结合在一起，合理的制定改造方案。同时在进行全面的改造过程中，由于很多设备都属于比较精密的高科技设备，所以需要相关的部门投入大量的改造资金，尤其一些常规变电站的运行时间不是时很长，所以直接进行改造会造成巨大的浪费。所以在改造的过程中应该充分的考虑到每一个条件，将设备进行合理的使用，在保证改造工程正常进行的同时，还要降低成本，减少资金的不必要流失。目前，在我国主要有几种基本的改造方案可以进行参考实行。第一种就是全站的异地重建，这种方案主要就是选择合适的位置建立全新的智能变电站，在建成使用的过程中逐渐的将常规的变电站进行推出运行。但是这样的情况下会花费大量的资金，造成很大的浪费。第二种就是原站的基础上进行建设。在进行建造的过程中将变电站停止运行，之后将设备进行拆除，在原址进行重建。这种情况的缺点就是会很大程度上影响附近用户的用电情况。第三种就是逐个进行改造。相比于其他几种方案来说，这种方案的成本比较低，但是风险比较大，因为逐个停止工作势必会存在一些风险，同时两种不同的设备在同一种环境下工作也很有可能会出现不兼容的情况，有一定的风险。 2.3通信系统以及保护装置的改造 智能变电站可以很好的实现信息通信，保证工作的严谨性，同时，智能技术可以很好的将相关的数据上传到云端，在上传的过程中也不会受到影响。在改造的过程中，具有两套完整的信息通道，也就是说，改造过程中可保证工作的顺利进行，同时还能传递有关的数据。改造完成后的设备可以很好的推进工作的进行，将信息通过智能系统进行上传，最后上传到调度终端，从而很好的实现工作的婚礼进行。在进行保护装置的改造过程中，应该按照相应的计划进行逐一的停电改造，同时还要根据相关工作的重要性进行一定顺序的改造，保证工作的顺利进行，同时面对突发状况也能及时的进行解决。 2.4监控系统的改造 在进行监控系统的改造时，要注意区域的合理分配，将监控系统与智能系统进行合理的连接。首先先将外围的监控系统进行改造，之后进行调试，选择最合适的效果之后再进行逐一的改造，进而达到做好的工作状态，同时还能保证安全。 3.总结 500KV常规变电站的改造工作很好的实现了电网的智能化与信息化，将数据的处理以及信息交流、信息共享等技术很好的结合在一起，实现了智能变电站的基本科技化目标，很好的促进了我国电力事业的发展，同时又减少了资源的浪费，优化了运行的效率，进而保证
2.1 电气部分 2.1.1 变电站规模 （1）本期建设2台220kV、240MVA变压器，最终规模3台220kV、240MVA三相三绕组变压器； （2）220kV出线，本期4回，远景6回； （3）110kV出线，本期4回，远景12回； （4）35kV出线，本期6回，远景8回； （5）无功补偿，本期装设6×1.0万千乏电容器，电容器电抗率按3组5%、3组12%考虑；远景按装设9组电容器预留场地，电容器串联电抗率按12%的位置预留。 2.1.2 电气主接线及主要电气设备选择 采用国网A1-1方案，根据系统要求，对通用设计电气主接线进行调整。 2.1.2.1 电气主接线 220kV本期采用双母线接线，远景采用双母线接线。 110kV本期采用单母线分段接线，设分段断路器，装设2组母线设备，远景单母线三分段接线。 35kV本期采用单母线分段接线，远景采用单母线分段+单母线接线。 根据国家电网生[2011]1223文件“关于印发《关于加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理重点措施》的通知”附件1第二章第八条“采用GIS的变电站，其同一分段的同侧GIS母线原则上一次建成。如计划扩建母线，宜在扩建接口处预装一个内有隔离开关（配置有就地工作电源）或可拆卸导体的独立隔室；如计划扩建出线间隔，宜将母线隔离开关、接地开关与就地工作电源一次上全。”本工程110kV侧有出线间隔的GIS母线一次建成，建成母线的远景扩建间隔本期预装空间隔。 本工程主变220kV、110kV中性点采用经隔离开关直接接地或经避雷器、放电间隙的接地方式；35kV系统中性点采用经消弧线圈接地方式。由于主变35kV侧为三角形接线，在35kV母线上配置接地变。
组织教学： 安定课堂秩序，检查人数并做好记录。 教学回顾： 变压器型号的选择 变压器台数和容量的确定 课题引入： 上一解我门学习了变电所的配置及变压器的选择，只是简单讲述了变压器的选择，那么除了变压器还有其他的电气元件。今天我门就来学习变电所常用的电气设备。 授课内容： §4-4 变电所常用的电气设备 一、高压断路器 1. 作用：正常工作时断开和接通负荷电流；短路时断开短路电流。 2. 图形符号： 3. 文字符号：QF 4. 型号： 5. 种类和结构 ①少油断路器油仅作灭弧介质 ②SF6 断路器利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质 ③真空断路器“真空”作为绝缘和灭弧介质 二、高压隔离开关教师巡视并记录 复习提问学生回答 讲述 教师讲解高压断路器的作用、符号、型号和种类 举例讲解
1. 作用：正常时隔离电源，保证人身和设备安全。 2. 图形符号： 3. 文字符号：QS 4. 型号： 5. 种类和结构 户内式：GN24 户外式：GW10-35/400 三、高压负荷开关 1. 作用：通断负荷电流和过负荷电流。 2. 图形符号： 3. 文字符号：QL 4. 型号： 5. 种类和结构 户内式：FN3-10RT 户外式：FW8-10/400 四、高压熔断器 . 1 作用：过载、短路保护。 2. 图形符号： 3. 文字符号：FU 4. 型号：教师讲解高压隔离开关的作用、符号、型号和种类 教师讲解高压负荷开关的作用、符号、型号和种类
5. 种类和结构 （1）RN系列RN1型用于电力变压器和电力线路短路保护，RN2型用于电压互感器的短路保护。主要由熔管、触头座、动作指示器、绝缘子和底板构成。熔管一般为瓷质管，熔丝由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状，熔丝埋放在石英砂中，熔丝上焊有小锡球。 （2）RW系列用于配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。 其结构主要由上静触头、上动触头、熔管、熔丝、下动触头、下静触头、瓷安装板等组成。 五、互感器 作用：(1)将高电压、高电流变换成低电压、小电流供仪表、继电器使用； (2)隔离电源保证人身、仪表安全；(3)使仪表、继电器制造标准化。 六、避雷器 1. 作用：用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害。 2.图形符号： 3.文字符号: F 4.种类: (1)保护间隙避雷器(2)管型避雷器 (3)阀型避雷器（有普通阀型避雷器FS、FZ型和磁吹阀型避雷器） (4)氧化锌避雷器具有良好的非线性、动作迅速、残压低、通流容量大、无续流、结构简单可靠性高、耐污能力强等优点。 七、高压开关柜 1. 作用：按一定的线路方案将有关一次设备和二次设备组装在柜内，节约空间、安装方便。 2. 种类和结构：固定式移开式学生先看后回答以问答的形式进行讲解说明使学生更好的理解 以前学过的内容进行回顾 教师讲解
变电所视频监控系统设计方案 二○一八年七月
设计人员名单
目录 1 总论 (2) 1.1 概述 (2) 1.2 现状及改造必要性 (2) 1.3 设计原则 (3) 2 改造内容及改造方案 (4) 2.1 改造内容 (4) 2.2 改造方案 (4) 2.3主要设备或备件、材料清单 (8) 3 改造效果 (11) 4 验收标准 (11) 5 能源介质供应 (11) 6 安全 (12) 7 环保 (12) 8 消防 (12) 9 投资估算 (13) 10 进度安排 (13) 10.1 进度说明 (13) 10.2 进度计划表 (13) 11 需说明的问题 (14)
1 总论 1.1 概述 1.1.1 项目发生单位 项目名称： 项目发生单位： 1.1.2 设计依据 （1）此设计方案根据电气室无人监控优化改进的具体需求,软件开发人员现场进行实地调研以及用户提供的相关资料为设计依据； 1.2 现状及改造必要性 宝钢股份厂区受钢铁产能过剩和宏观经济影响，近些年，宝钢生产协力承包范围逐年扩大，而协力费用每年大幅度缩减，随着人工成本逐年攀升，给水电工程项目部成本造成了较大压力。为了响应公司降本增效号召，降低业务运营成本，提高自动化管理水平，水电工程项目部将采取有针对性的措施。 水电工程项目部承揽的《能环部大临供电供水生产协力项目》业务，目前，有5座变电站安排人员24小时值班，每个变电站8人，采取四班三运转值班模式。近几年，随着部分人员流失，水电工程项目部已不再另行招聘人员，通过内部调级消化保状态。目前，该项目通过遥信、遥测、遥控智能化改造，从有人值班到无人值班管理模式转换，达到减员增效的目标。
《智能变电站运行管理规范》（最新版） 为进一步规范电网智能化变电站运行管理工作，保证智能设备安全可靠运行，本规范结合国家电网公司及相关网、省电力公司相关管理标准及现场运行实际，参考各省的《智能变电站运行管理规范》，完成现《智能变电站运行管理规范（最新版）》，供各单位参考和借鉴。 目录 1 总则 2 引用标准 3 术语 4 管理职责 4.1 管理部门职责 4.2 运检单位职责 5 运行管理 5.1 巡视管理 5.2 定期切换、试验制度 5.3 倒闸操作管理 5.4 防误管理 5.5 异常及事故处理 6 设备管理 6.1 设备分界 6.2 验收管理 6.3 缺陷管理 6.4 台账管理 7 智能系统管理 7.1 站端自动化系统 7.2 设备状态监测系统 7.3 智能辅助系统 8 资料管理 8.1 管理要求 8.2 应具备的规程 8.3 应具备的图纸资料 9 培训管理 9.1 管理要求 9.2 培训内容及要求 1 总则 1.1 为规范智能变电站设备生产管理，促进智能变电站运行管理水平的提高，保证智能变电站设备的安全、稳定和可靠运行，特制定本规范。 1.2 本规范依据国家和电力行业的有关法规、规程、制度，智能变电站技术标准、规范等，并结合智能变电站变电运行管理的实际而制定。 1.3 本规范对智能变电站设备的管理职责、运行管理、设备管理、智能系统管理、资料管理和培训管理等六个方面的工作内容提出了规范化要求。 1.4 本规范适用于江苏省电力公司系统内的智能变电站的运行管理。常规变电站中的智能设
备的运行管理参照执行。 1.5 本规范如与上级颁发的规程、制度等相抵触时，按上级有关规定执行。 2 引用标准 Q/GDW 383-2010《智能变电站技术导则》 Q/GDW 393-2010《110（66）kV～220kV 智能变电站设计规范》 Q/GDW394 《330kV～750kV 智能变电站设计规范》 Q/GDW 410-2010《高压设备智能化技术导则》及编制说明 Q/GDW 424-2010《电子式电流互感器技术规范》及编制说明 Q/GDW 425-2010《电子式电压互感器技术规范》及编制说明 Q/GDW 426-2010《智能变电站合并单元技术规范》及编制说明 Q/GDW 427-2010《智能变电站测控单元技术规范》及编制说明 Q/GDW 428-2010《智能变电站智能终端技术规范》及编制说明 Q/GDW 429-2010《智能变电站网络交换机技术规范》及编制说明 Q/GDW 430-2010《智能变电站智能控制柜技术规范》及编制说明 Q/GDW 431-2010《智能变电站自动化系统现场调试导则》及编制说明 Q/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》 Q/GDW580 《智能变电站改造工程验收规范（试行）》 Q/GDWZ414 《变电站智能化改造技术规范》 Q/GDW640 《110（66）千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》 Q/GDW6411 《220kV 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》 Q/GDW642 《330kV 及以上330～750 千伏变电站智能化改造工程标准化设计规范》 Q/GDW750-2012 《智能变电站运行管理规范》 国家电网安监[2006]904 号《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》 国家电网生[2008]1261 号《无人值守变电站管理规范（试行）》 国家电网科[2009]574 《无人值守变电站及监控中心技术导则》 国家电网安监[2009]664 号国家电网公司《电力安全工作规程（变电部分）》 国家电网生[2006]512 号《变电站运行管理规范》 国家电网生[2008]1256 号《输变电设备在线监测系统管理规范（试行）》 3 术语 3.1 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。 3.2 智能电子设备 包含一个或多个处理器，可以接收来自外部源的数据，或向外部发送数据，或进行控制的装置，例如：电子多功能仪表、数字保护、控制器等，为具有一个或多个特定环境中特定逻辑接点行为且受制于其接口的装置。 3.3 智能组件 由若干智能电子装置集合组成，承担主设备的测量、控制和监测等基本功能；在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。 可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置。 3.4 智能终端 一种智能组件，与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对
220KV变电站电气设计说 明书 第1章引言 1.1 国外现状和发展趋势 (1) 数字化变电站技术发展现状和趋势 以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟，智能化一次设备技术不成熟，网络安全性存在一定隐患。但2005年国网通信中心组织的IEC61850互操作试验极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究与应用。目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，间隔层与过程层通信的技术在大量运行站积累的基础上正逐渐成熟。 (2) 当前的变电站自动化技术 20世纪末到21世纪初，由于半导体芯片技术、通信技术以及计算机技术飞速发展，变电站自动化技术也已从早期、中期发展到当前的变电站自动化技术阶段。其重要特点是：以分层分布结构取代了传统的集中式；把变电站分为两个层次，即变电站层和间隔层，在设计理念上不是以整个变电站作为所要面对的目标，而是以间隔和元件作为设计依据，在中低压系统采用物理结构和电器特性完全独立，功能上既考虑测控又涉及继电保护这样的测控保护综合单元对应一次系统中的间隔出线，在高压超高压系统，则以独立的测控单元对应高压或超高压系统中的间隔设备；变电站层主单元的硬件以高档32位工业级模件作为核心，配大容量存、闪存以及电子固态盘和嵌入式软件系统；现场总线以及光纤通信的应用为功能上的分布和地理上的分散提供了技术基础；网络尤其是基于TCP/IP的以太网在变电站自动化系统中得到应用；智能电子设备（IED）的大量应用，诸如继电保护装置、自动装置、电源、五防、电子电度表等可视为IED而纳入一个统一的变电站自动化系统中；与继电保护、各种IED、远方调度中心交换数据所使用的规约逐渐与国际接轨。这个时期国代表产品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列。 (3) 国外变电站自动化技术 国外变电站自动化技术是从20世纪80年代开始的，以西门子公司为例，该公司第一套全分散式变电站自动化系统LSA678早在1985年就在德国汉诺威正式投入运行，至1993年初，已有300多套系统在德国和欧洲的各种电压等级的变电站运行。在中国，1995年亦投运了该公司的LSA678变电站自动化系统。LSA678的系统结构有两类，一类是全分散式，另一类是集中和分散相结合，两类系统均由6MB测控系统、7S/7U保护系统、8TK开关闭锁系统三部分构成。 (4) 原始变电站自动化系统存在的问题 资料分目前国际上关于变电站自动化系统和通讯网络的国际标准还没有正式公布，国也没有相应的技术标准出台。标准和规的出台远落后于技术的发展，导致变电站自动化系
500kV常规变电站二次设备智能化改造 发表时间：2019-09-18T10:40:54.383Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：朱贺程晨 [导读] 摘要：随着我国人们生活水平的逐渐提高，我国耗电量越来越高，为了保障人们用电的安全性和稳定性，电力企业需要加强对电力系统及相关设施的改进。 (国网山东省电力公司检修公司山东省济南市 250000;国网山东省电力公司检修公司山东省济南市 250000) 摘要：随着我国人们生活水平的逐渐提高，我国耗电量越来越高，为了保障人们用电的安全性和稳定性，电力企业需要加强对电力系统及相关设施的改进。而常规变电站智能化改造作为智能电网建设的重要部分，其改造技术成功与否将直接影响变电站的安全稳定运行水平。本文从工程实施的角度对常规变电站二次设备智能化改造提出建议，并针对工程实施中可能遇到的问题提出解决方法，保证常规变电站二次设备智能化改造能够安全可靠完成。 关键词：常规变电站；二次设备；智能化 一、变电站智能化改造 智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等基本要求为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、测量和监控计量和监测等基本功能，可根据需要支持电网的实时自动控制、智能调节和在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 （一）改造原则 （1）标准先行原则 应按照公司智能电网建设的统一部署和智能变电站技术功能要求，在统一标准后推进，并在试点工作中及时对相关标准进行更新和完善。 （2）经济实用原则 应结合变电站重要程度、设备型式、运行环境、场地布置等实际情况，从充分发挥资产使用效率和效益角度出发，以提高生产管理效率和电网运营效益为目标，务求经济、实用。 （3）安全可靠原则 应严格遵循公司安全生产运行相关规程规定的要求，不得因智能化改造使变电站的安全可靠水平下降。 （4）因地制宜原则 应在总体技术框架下，因网因地制宜，制定有针对性、切实可行的的实施方案。 （二）改造内容 通过改造，实现一次主设备状态监测，信息建模标准化，高级功能和辅助系统智能化。一次系统改造方面，对变电站关键一次设备增设状态监测功能单元，完成一次设备状态的综合分析评价，分析结果宜通过符合DL/T860《变电站通信网络和系统》标准的服务上传，与相关系统实现信息互动。二次系统改造方面，现阶段保护采用直采直跳方式，全站实现通信协议标准化，站控层功能应进一步完善，根据需求增加智能高级应用。 二、常规变电站二次设备智能化改造的关键技术 常规变电站二次设备智能化改造包含继电保护装置智能化改造技术和监控系统智能化改造技术。 （一）继电保护 常规变电站站内保护装置与监控系统进行通信时，通过保护故障信息子站进行转发。而改造后的智能化变电站，其每套保护装置作为一个IED模型，直接通过MMS网络与监控系统进行通信。因此，改造过程中将涉及以下问题： （1）常规变电站内涉及保护厂商以及装置型号众多，可能包括南瑞继保、国电南自、许继、北京四方、深圳南瑞、ABB、SEL保护等，各个厂家对61850规约中自定义部分理解不尽相同，因此应组织各厂商在改造前进行通信联调测试，防止在改造过程出现通信中断问题。在进行IED模型编辑时，应注意其保护装置型号、程序版本，这将直接决定保护改造能否成功。 （2）南瑞继保保护装置进行改造时，除关注其保护版本号外，应关注其保护管理号（管理号在省内保护版本统计中不统计，易忽视），若管理号较小（一般小于15000），将不支持61850通信，必须进行升级。 （3）对于运行时间较长的变电站，其部分保护装置即使升级后仍不支持61850规约。此时，需要增加一个61850网关，将其装置信息通过61850网关进行规约转换，进而接入MMS网络，与监控系统、故障信息子站进行通信。 （二）监控系统智能化改造 监控系统作为运行值班人员操作、监视的技术支撑平台，其在智能化变电站中将占据更加重要的地位，所有的继电保护装置、测控装置信息直接传送至监控系统（包含软报文信息）。 （1）监控系统选择 为了保证在改造过程能够安全可靠的监视变电站运行工况，不降低变电站的安全稳定运行水平，其监控系统应能够同时支持IEC60870-5-103和IEC61850规约，使未改造的保护装置、测控装置仍能够按照IEC60870-5-103规约与监控系统通信，而改造完成的继电保护装置、测控装置、故障录波装置可以实现IEC61850规约与监控系统通信。因此，所选用的监控系统应能够同时支持两种规约，并且分别通过103网络、MMS网络接入服务器。 （2）网络流量控制 在变电站进行改造前期，由于所接入的61850设备数量较少，MMS网络内网络流量较小，不会影响遥信、遥测等数据信息传送速度，随着改造进行，当61850设备增多时，其设备发送报文量大增，将导致出现网络堵塞现象，为此，改造时，应控制以下两项：①对保护IED 模型进行修改，将其数据循环上送周期时间适当延长，这样将减少保护发送的报文。②对交换机网口进行镜像处理，将无用的报文进行滤除。 （3）逻辑闭锁 在智能化改造中，将出现部分测控装置无法采集到相关闸刀位置信号，因而刀闸被逻辑闭锁，从而无法遥控。以500kVⅠ母测控、5011
220KV变电所电气部分的初步设计
摘要 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，拟在某区域新建一座220KV变电站。 本设计主要介绍了220kv区域变电站电气一次部分的设计内容和设计方法。设计的内容有220kv区域变电站的电气主接线选择，主变压器，站用变压器的选择，母线，断路器和隔离刀闸的选择，互感器的配置，220kv,110kv,10kv线路的选择和短路电流的计算,设计中还对主要高压电气设备进行了选择与计算，如断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器等，此外还进行了防雷保护的设计，电气总平面布置及配电装置的选择，继电保护的设备等，提高了整个变电站的安全性。 关键词：变电站；主接线；变压器;继电保护
目录 1绪论 (1) 1.1选题的目的和意义 (1) 1.2国内外研究现状及发展趋势 (1) 1.3 变电站的设计任务 (1) 2主变压器的选择 (3) 2.1概述 (3) 2.2主变压器台数的确定 (3) 2.3主变压器型式的选择 (3) 2.4主变压器容量的选择 (4) 2.5主变型号选择 (5) 2.6无功补偿 (5) 2.6.1无功补偿的必要性 (5) 2.6.2无功补偿的方式 (6) 3 电气主接线的方案设计 (7) 3.1电气主接线概述 (7) 3.2电气主接线的方案选择 (7) 3.2.1主接线方式介绍 (7) 3.2.2主接线的方案选择 (8) 4 所用电系统设计 (10) 4.1 所用电系统设计的原则和要求 (10) 3.2所用变压器容量、台数选择 (10) 3.3 新建变电所所用电接线 (11) 5 短路电流的计算 (12) 5.1 概述 (12) 5.2短路电流计算的目的和内容 (12) 5.3短路电流的计算 (13) 5.3.1变压器参数的计算 (13) 5.3.2短路电流的计算 (14) 5.3.3回路最大持续工作电流的计算 (16) 6电气设备的选择 (18) 6.1概述 (18) 6.2断路器的选择 (19) 6.3隔离开关的选择 (21) 6.4电流互感器的选择 (23) 6.5电压互感器的选择 (25) 6.6母线的选择 (27) 6.7电力电缆的选择 (29) 6.8限流电抗器的选择 (31) 7继电保护配置 (32) 7.1概述 (32) 7.2主变压器保护 (32) 7.3线路及母线保护 (33)
10kV变电所电气设备的选择与校验 供电系统在发生短路时，短路电流非常大，如此大的短路电流通过用电设备和线路，会产生很大的电动力和很高的温度，即我们常说的电动效应和热效应。这两种短路产生的效应对用电设备及导体的安全运行有很大的威胁，因此，在电气设计中电气设备的选择必须能满足正常、过电压、短路和特定条件下安全可靠的要求，并力求技术先进和经济合理。通常在变电所的设计中电气设备的选择分为两步，第一按正常工作条件选择，第二在短路情况下校验其动稳定性和热稳定性。 1 电器设备选择的一般要求 1．1 技术条件 选择的高压电器应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 1．1．1 电压 选用的电器允许最高工作电压Umax 不得低于该回路的最高运行电压U N，即Umax≥U N 1．1．2 电流 选用的电器额定电流Ie 不得低于其所在回路在各种可能运行方式下的工作电流I N，即Ie≥I N此外，在选择电气设备时，还应考虑用电设备的安装场所的环境条件等。 1.2 校验的一般原则
1．2．1 电器选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定和热稳定校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若系统回路中的单相、两相接地短路严重时，应按较严重时的短路电流校验。1．2．2 用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时，可不校验动稳定，用熔断器保护的电压互感器可不校验动稳定、热稳定。 1．2．3 短路的热稳定条件I t 2 t＞Q dt 式中：Q dt ———在计算时间ts 内，短路电流的热效应（KA2 s ） I t ———t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA ） t ———设备允许通过的热稳定电流时间（s ） 校验短路热稳定所用的计算时间t ，按下式计算t = t b +t d式中t b ———继电保护装置保护动作时间（s ）t d ———断路器的全分闸时间（s ） 1．2．4 短路的动稳定条件i sh ≤i dfI sh ≤I df 式中i sh ———短路冲击电流峰值（KA ） I sh ———短路全电流有效值（KA ） i df ———电器允许的极限通过电流峰值（KA ） I df ———电器允许的极限通过电流有效值（KA ） 1．2．5 绝缘水平 在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相
发电厂变电站电气设备复习题一、单项选择题 （ D ）1．交流电路中，电弧熄灭条件应是．弧隙恢复电压U大于弧隙击穿电压UA jhf．弧隙恢 复电压U等于弧隙击穿电压UB jhf．弧隙恢复电压U不等于弧隙击穿电压UC jhf．弧隙恢复电 压U小于弧隙击穿电压U D jhf）（ B ．内桥接线适合于2 ．线路较短，变压器需要经常切换的场合A B．线路较长，变压器不需要经常切换的场合 C．线 路较多，只有两台变压器的场合 D．只有二条出线，变压器台数较多的场合 B ）高压断路器 型号为LW-220H/3150-40，则其额定电流为（3．63150A ． BA．220A 40kA ． DC．40A ）（ A 4．熔断器能够可靠切断的最大短路电流是．熔管的极限断路电流A．熔 体的极限断路电流 B DC．熔断器的极限断路电流．熔断器的额定开断电 流) 5．110kV中性点直接接地系统中，其屋外配电装置带电部分至接地部分之间的安全净距(A1 是（ C ）1.00 m 1.05m C．0.9m D．A．1.10m B．）（ D 6．隔离开关的用途之一是 ．切断短路电流 B A．切断负荷电流 D．拉合小电流回路．拉合大电流回路 C A ）7．为保证供电质量，一般要求正常工作时限流电抗器的电压损失百分值小于（．7% D．8% A．5% B．6% C ,其二次额定电压通常为（ A ）8．电压互感器 的一次绕组并联于被测回路的电路之中31003? B.100A.100或100/或 2?1002 D.100 C.100或或100/ 9．电气设备的动稳定电流应不小于通过该电气设备的最大 ( C )。 A.负荷电流 B. 三相冲击短路电流 C.三相短路电流 D.持续工作电流 10．GN10-20/8000隔离开关的额定电压为（ B ） A．10kA B．20kA C．8kA D．80kA 11．厂用电率是衡量发电厂经济性的主要指标之一，它等于发电厂在一定时间内的厂用电量与（） 其总装机容量之比 B.其总发电量之比A. C.其供电量之比 D.系统总发电量之比 12．在220kV及以下的配电装置中应尽可能选用（ C ） A. 油浸绝缘电磁式电压互感器 B.电磁式电压互感器 C. 电容式电压互感器 D.树脂浇注绝缘电磁式电压互感器 13．多油断路器中的绝缘油（ B ） A．主要作灭弧介质，但不起绝缘作用 ．不仅作灭弧介质，而且起绝缘作用B C．不作灭弧介质，也不起绝缘作用．不作灭弧介质， 但起绝缘作用D ） C 14、对一次设备起控制、保护、测量、监察等作用的设备称为（．辅 助设备．监控设备 BA ．主设备 DC．二次设备）②220V ③l10V ④ 48V（ B 15、常用操作电源的额定电压是①380V ．①②④ BA．①②③ D．②③④C．①③④16、我国凝汽式火电厂的 厂用电率是（ A ） A.（5-8）% B.（8-10）%
变电站升级和自动化改造方案 智能变电站——是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。相比普通变电站，智能站有以下优势： ●节能、环保、结构紧凑。 ●应用电子式互感器解决传统互感器固有问题 ●提高自动化水平、消除大量安全隐患。 ●光缆取代二次电缆。 ●不同设备间可实现无缝连接。 ●设备集成，降低投资 ●提高设备管理水平 ●提高运行效率和水平 变电所综合自动化管理系统为分布式结构，监控后台布置在监控中心，前置工控机、前置服务器、串口服务器、各种通讯设备等采用集中组屏，布置配电室，前置屏与后台监控系统采用光纤网络连接，便于值班人员进行监控管理，我们将所有保护、仪表及变压器温控等设备（带RS485接口）接入现在有自动化系统，保证整个变电站电力监控自动化系统的数据完整。 本系统为多层分布式系统结构，站中前置机系统是通过串口服务器进行通讯端口的转换，并将采集所有数据通过网络上传至后台系统中，利用服务器系统接收的数据和信息来监视各变电站的运行状况，进行数据的分析和存储，参数设置和修改，报表打印和执行遥控、操作票生成等操作命令。系统完成整个变电站的数据和信息的收集整理，通过一定的接口和规约可与BA系统或者动态模拟屏通信或原有系统通讯。变电所监控系统与变电所内就地的每个开关柜上分设的综合保护测控装置及各种智能仪表等其他设备等一起组成变电所综合自动化系统，可快速实行对变电所的连续监视与控制。 对原有开关柜进行改造接线，将所有后台值班所需要的信息量全部接入保护设备或电仪表，这些设备再通过RS485接口用通讯线将信息上传到前置服务器系统。 变电站中所有的数据都通过专线以及安全的VPN通道上送到云中心。
2021年变电站智能化改造施工方案 职能变电站具有调整电压、连接网络与传递电能等功能，在现代电网智能发展中具有较大开发应用价值。在110kV传统变电站智能化改造施工过程中，可能会因为技术不成熟、施工方案问题或者布局不合理等因素影响而出现质量问题，导致改造工程运行安全与稳定性受到影响。110kV传统变电站分布范围比较广泛，不同区域之间改造要求、标准与技术水平等存在一定差异性。在110kV传统变电站智能化改造施工方案设计方面，必须对一切可能因素进行考虑，确保施工方案具备可行性。 1110kV传统变电站智能化改造要求 在110kV传统变电站智能化改造过程中，必须遵循重点反事故措施与全寿命周期理念等，避免智能化改造施工过程中出现安全事故，智能变电站使用寿命受到影响。传统变电站电缆控制、信息传递比较复杂，在实际应用过程中可能会受到外界环境干扰，导致传输数据失真或者不全等，这对供电企业管理人员电力信息采集可能会造成影响。在110kV传统变电站智能化改造方面，需要尽可能的对外部装置、电缆控制等进行简化处理，尽量减少电磁等外界因素干扰，确保电缆传输稳定，不会影响到智能变电站信息传递质量。在110kV 传统变电站智能化改造施工方案设置方面，设计人员必须遵循相关国家标准，严格按照规定要求对电源、供电回路与电力负荷等相关参数设备进行设计。110kV传统变电站智能化改造目的便是为了促进智能电网发展，为广大居民用电提供更加优质的便利服务[1]。因此在
110kV传统变电站智能化改造施工过程中，必须重视先进理念、设备与技术开发应用，通过智能化改造手段提高变电站运维管理效率。例如在站控层运维管理控制方面，供电企业可以采用一体化信息平台进行控制，利用先进设备与分析仪器提高数据管理水平。 2改造施工方案研究 2.1开关柜改造方案。开关柜是110kV传统变电站智能化改造施工中的一部分，主要有辅助开关、真空断路器、微机保护装置与操作回路附件等。传统变电站开关柜驱动方式相对复杂，导致系统运行过程中容易出现故障问题。因此，在变电站智能化改造施工方案设计过程中需要对开关柜驱动方式进行优化，提供系统运行质量安全。在开关柜电动驱动方式设计方面，可以通过自主驱动形成闭锁关系，提高开关柜驱动实用效果。与传统开关柜驱动方式相比，电动驱动方式能够减少系统故障风险。实际人员可以通过机械零件或者链条传递设置实现电动驱动，并在机构中预设手动驱动。当变电站系统运行过程中出现故障问题时，可以通过管理人员干预确保系统安全。在开关柜活门改造施工方案设计过程中，可以通过自锁定设置进行活门开关控制，通过开关柜电动驱动方式进行活门关闭与开启，不再对弹簧复位产生依赖。另外，设计人员需要将开关柜活门自重控制在5kg内，确保活门不会出现下坠现象。在大电流开关柜改造施工方案设计方面，可以设置温度监测装置，利用无线测温技术测量发热点温度。设计人员需要将温度传感器设置在触头附近，通过传感器进行温度测试，然后由接收器进行信息接收、发送，通过显示器显示出处理后的数据信
目录 摘要 (2) 关键字 (2) 第一章引言 (2) 第二章电气主接线设计 (3) 2.1电气主接线的概念及其重要性 (3) 2.2 电气主接线的基本形式 (3) 第三章主变压器的选择 (5) 3.1主变压器的台数和容量选择 (6) 3.2主变压器形式的选择 (6) 3.3连接方式 (7) 3.4选择原则 (7) 3.5主变压器选择的结果 (7) 第四章 220kV电气部分短路电流计算 (8) 4.1变压器的各绕组电抗标么值计算 (10) 4.2 10kV侧短路电流计算 (11) 4.3 220kV侧短路电流计算 (14) 4.4 110kV侧短路电流计算 (15) 第五章导体和电气设备的选择 (17) 5.1电气设备选择的要求 (17) 5.2 220kV侧设备的选择和校验 (18) 5.3 110kV侧设备的选择和校验 (21) 5.4 10kV侧设备的选择和校验 (23) 小结 (26) 参考文献 (27) 附录 (28) 1
220kV变电站电气设备选择 张洋洋 摘要：随着我国科学技术的发展，电力系统对变电站的要求也越来越高，本设计讨论的220KV 变电站电气设备的选择设计，首先对原始资料进行分析，然后选择合适的主变压器，在此基础上进行主接线设计，短路电流计算等一系列相关工作。 关键字：变电站短路电流计算设备选择 第一章引言 毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它从思维，理论以及动手能力方面给予我们严格的要求，使我们的综合能力有了进一步的提高。 能源是社会生产力的重要组成部分，随着社会生产的不断发展，人类对使用能源质量要求也越来越高。电力是工业的基础，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的，不能大量存储的二次能源。如果要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展的规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就很尤为重要。同时，电气设备的选择在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压，接受和分配电能，控制电力流向和调整电压的责任。220kV电气设备选择设计使其对边边站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：1、主接线的设计 2、主变压器的选择 3、短路电流的计算 4、导体和电气设备的选择。 2
变电所的主要电气设备 变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备, 称为一次设备。 凡用来控制?指示?监测和保护一次设备运行的电路，称为二次电路或二次回路，亦称副电路。二次电路通帯接在互感器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。 一次设备按其功能来分，可分以下几类：
⑴?变换设备其功能是按电力系统工作的要求来改变电压或电流等，例如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。 (2).控制设备其功能是按电力系统工作的要求来控制一次设备的投入和切除，例如各种高低压开关。 (3).保护设备其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护，例如熔断器和避雷器等。 ⑷?补偿设备其功能是用来补偿电力系统的无功功率，以提高电力系统的功率因数，例如并联电容器。 (5)?成套设备它是按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备及二次设备组合为一体的电气装置，例如高压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。
==一 ii 在供配电系统中，为了满足用户对电力的需求和保证电 力系统运行的安全稳定性和经济性，安装有各种电器设备, 备包括有: 其中直接担负生产. 运输.分配和使用电能的任务的一次设 电力变压 予高压隔离 高廨瞬联电抗器 器 开关 器 开关 电流互感
一.电流互感器和电压互感器 互感器是电流互感器和电压互感器的统称。从基本结构和工作原理来说，互感器就是一种特殊变压器。 电流互感器（文字符号为TA）,是一种变换电流（将大电流变换为小电流）的互感器，其二次侧额定电流一般为5A。 电压互感器（文字符号为TV）,是一种变换电压（将高电压变换为 低电压）的互感器，其二次侧额定电压一般为100V。
郑宏刘砦（新密）煤业有限公司 变电所综合自动化控制改造方案 一、变电所综合自动化实施原因 煤矿井上、井下生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产和人身安全。煤矿井上、井下重要岗位监控系统的实施，对安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的手段。 为提高劳动生产率，确保各生产岗位及各变电所高效、可靠运转，提高矿井的生产能力和现代化管理水平，特设计变电所综合自动化系统。现有变电所缺点:①安全性、可靠性不高。传统的变电所大多采用常规的设备,尤其是二次设备中的继电保护和自动装置、远控装置等。②电能质量可控性不高。各工矿企业对保证供电质量的要求越来越高。衡量电能质量的主要指标是频率和电压,目前还应考虑谐波问题。③实时计算和控制性不高。供电系统要做到优质、安全、经济运行,必须及时掌握系统的运行工况,才能采取一系列的自动控制和调节手段。现有的变电所不能满足向调度中心及时提供运行参数的要求;一次系统的实际运行工况,由于远控功能不全,一些遥测、遥信无法实时送到调度中心;而且参数采集不齐,不准确,因此没法进行实时控制,不利于供电系统的安全、经济运行。④维护工作量大。常规的继电保护装置和自动装置多为电磁型或晶体管型,接线复杂且其工作点易受环境温度的影响,因此其整定值必须定期停电检验,每年校验保护定值的工作量相当大。 二、实现变电所综合自动化的目的 根据我矿企业生产供电的特点和管理模式精心设计，是以计算机数字通讯技术为基础的远程分布式监测、监控系统。实现矿高低压供电系统的远程监测、监控，实现地面监控中心对井下高低压供电设备的遥测、遥调和遥控，并可生成相关的供电生产记录和管理统计报表。可使井下高低压供电管理实现无人值守，提高矿井供电智能化调度和信息化管理。提高我矿生产自动化工作的科学性和可靠性。 1、生产信息化：通过对监测数据进行转化、整理、挖掘，管理系统对供电情况进行综合性动态分析和数据管理。