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關鍵詞：35kV預制艙式變電站；云監護平臺；專家診斷；人工智能；故障預判；在線式核對充放電；IEC61850；技術改進；創新；應用

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0169-02

1 概述

35kV預制艙式智能變電站典型設計由35kV預制艙、變壓器預制艙、10kV預制艙和綜合控制預制艙構成，35kV線纜作為進線，10kV線纜作為出線。35kV預制艙內主要由35kV開關柜構成，柜內集35kV萬能斷路器、35kV萬能隔離開關、PT、CT、氧化鋅避雷器以及綜保裝置等設備于一體；主變壓艙體內由智能變壓器和排熱裝置等裝置組成；10kV預制艙內由無功補償裝置、10kV開關柜以及直流屏等系統構成；綜合控制預制艙由遠動、綜自、通信等構成。

預制艙式智能變電站是在不降低穩定運行可靠性的條件下利用先進技術將智能一、二次設備、配套設施與基建進行智能化、小型化、緊湊化及經濟化的有機一體設計，預裝于幾個艙體內，它是傳統箱變的發展方向，同時也是傳統配網電站的改進方向。箱式變電站主要集中在10kV及以下的配電網，預制艙式智能變電站主要是35kV及以上電網，與常規站比，具有投運時間快、占地少、免維護程度高、外觀與環境協調、可深入負荷中心等特點，但是就目前個別地區已研制投運的預裝站來看都存在諸多的不足與技術提升空間，如：占地面積20%左右縮減效果不夠顯著；艙體空間小、擴建時電氣距離等問題導致增加設備時艙體需停電進行；艙體正下方半地下電纜層配套的基礎設施投資增較大；艙體為全封閉無開窗采光設計無論白晝或夜晚均需單獨照明；艙內環境溫濕度控制耗能管理粗獷，輔助系配置不夠完善，尤其在運維人員對電站的監護工作方面的技術支撐有待進一步提升。[1-2]

2 創新與應用

2.1 預制艙式變電站綜合布線的改進

取消常規預制艙式變電站艙體正下方2m高半地下電纜層與艙體底板人孔，取而代之在艙體兩邊外側設電纜溝，節省建筑投資同時避免運行人員在半地下電纜層內不易逃生的安全隱患；在艙體本體底座內設200mm高電纜夾層，艙內二次電纜在本體夾層內敷設，各柜體間聯絡電纜從柜底座電纜層進入電纜溝；使艙體內二次電纜可提前在工廠內敷設完成，大大減少了現場工作量，進一步提升變電站建設效率。

2.2 光導照明系統應用

預制艙體內為滿足溫濕度、消防等環境要求，加上預制艙墻體結構材料的特殊性及厚度較薄，在制造過程中制作工藝無法實現在艙體上開窗，因此即使是白天，艙體內也是一片漆黑，運行人員進入艙體時，只能啟動交流照明系統來解決艙內照明問題。對此不足提出了新的解決方案，采用新型光導照明技術，系統主要由采光器件、導光柱、導光片、漫射器件等幾部分組成，系統直接利用太陽光照，不同于太陽能熱水器、光伏發電等光電-電光轉換再使用，只要是白天既可通過安置在預制艙艙頂的光導照明系統解決自然采光的問題，艙外自然光導入艙體內使艙體內外一樣明亮。相較于常規照明系統O計更加節能環保，符合電網建設綠色發展方向，在預制艙式變電站中具有廣闊的推廣前景。

2.3 恒溫恒濕系統的應用

預制艙式變電站艙體內空間狹窄封閉，自然通風降溫困難，常規的通風降溫設計采用大功率風機及大功率制冷空調實現，無法智能精確控制運行環境且耗能大。因此在預制艙內設置智能新風節能裝置及機房用精密空調進行通風降溫，新風和空調構成聯動聯控系統：當艙體外溫、濕度滿足設定條件，同時艙內溫、濕度達到新風開啟閾值時，新風裝置啟動高效排熱操作；當新風排熱效率較低的時候即艙內溫度持續上升并升至空調開啟點，則投入外部空調運行，新風裝置停止運行。機房精密空調系統在炎夏溫度較高時連續工作，根據設定的閾值，可以將艙體內溫濕度控制在1℃上下浮動以內，實現艙體內恒定溫濕度，保證了所有電氣設備的工作環境正常。本動力環境系統智能高效節能邏輯，一般可以節能25～80%。[3-4]

2.4 無線傳感網絡

為進一步減少預制艙式智能變電站的接線施工量、降低整體成本及其占用面積，適當引入無線傳感網絡技術。節點采用采用低功耗無線傳感器結合領先領先企業國電光宇自主研發的監護云平臺系統，借助云平臺超低功耗神經網絡算法，使無線傳感器平均工作電流降低到4.5mA超低功耗水平，根據變電站現場運行管理要求，經分析比較測算，可達到預期10年壽命的技術指標。無線傳感網絡的傳輸方式為無線，信號在傳輸方面存在不穩定性，傳輸質量比光纖傳輸要差很多，同時由于無線傳感網絡在時延方面包括空間數據傳輸的時延、編解碼以及modem的時延，同等傳輸距離下要比網線或光纖傳輸時間長，因此用于保護方面的測量控制量目前不適于無線網絡方式傳輸，但是在智能變電站輔助監控系統方面，絕大多數設備的狀態檢測數據都可以放在無線傳感網絡上完成傳輸。網絡構建及應用數據可以直接建立在該協議之上，不增加網絡傳輸層，這樣可以減少控制的環節、增大數據吞吐量減少無線傳輸時延。35kV預制艙式智能變電站艙體的長度一般不大于20m，對無線傳感網絡來說該通信距離很短，網絡拓撲設計不需太復雜，一般兩層即可，無需進行無線路由的中繼，第一層只設網絡節點，即中心節點，完成網絡的建立、維護以及與遠方通信管理機的通信，第二層設有多個終端單元，每個終端單元完成一個或多個傳感數據的采集與傳輸。協議數據采用2.4GHz免許可頻段作為無線通信信道。中心單元布置在綜控艙內，終端單元緊靠需要采集數據信息的設備布置。[5-7]

2.5 IEC61850標準體系在預制艙式變電站全面應用

預制式35KV智能變電站監控系統依照變電站無人值守要求設計，優化網絡拓撲結構，通信標準統一采用變電站通信網絡和系統IEC61850國際標準，與站內綜保系統和遠動系統統一規劃建模、統一組網、數據高度復用，實現站控層、間隔層和過程層三層兩網設備互操作。變電站內數據具有共享和唯一性，保護動作信息、遠動數據不重復采集。實現對變電站可靠、完善、合理的檢測控制、四遙信號的遠動和SNTP GPS對時能力以及與遠方調度中心信息交換的能力。[8]

2.6 智能自動巡檢系統

根據《國家電網公司變電站管理規定》、《無人值守電站管理規范（試行）》的意見和要求，各網省公司制定了運維站巡視管理規定，但無人值班站人工巡檢及時性、可靠性差，巡視與記錄效率低下，部分地區試投放機器人巡檢，但運用在露天作業實際運行效果并不理想，出錯概率大，技術不夠成熟。針對預制艙式變電站，提出基于物聯網技術的就地自動智能巡檢系統，該系統對多種類型的信息進行廣泛、深入融合，通過電子圍欄、墻體震動傳感器、視頻監控信息的感知與融合，實現高可信的無虛警、無漏警安防報警；通過感知與融合視頻監控信息、紅外熱成像信息和煙感信息，實現高可信的消防報警；通過感知與融合比對同一設備不同相位、同類設備之間的溫度差異，以及環境溫濕度信息，實現準確、快速的設備故障告警；通過感知與融合水浸、水位、環境溫濕度和視頻監控信息，實現高可信的變電站環境狀態告警。

2.7 基于專家診斷和神經網絡預判算法的無線監護單元系統

該系統將常規變電站各自獨立的輔助生產系統，通過IEC61850通信規約轉變為綜合智能化管理平臺，與設備在線監測系統一起構成了變電站智能巡檢系統，具有自由擴展性，可以自由覆蓋任意廠家的任意類型智能設備，可免去人工或機器人的常規巡檢任務，遠方的監控中心可利用云監護平臺實時掌控站內設備和輔助系統的運轉狀態，彌補了現有綜自系統與動力環境監控系統功能覆蓋的不足和對一線運維人員需求的針對性不強等問題。同時該系統具備專家診斷人工智能算法，能夠對現場數據做深入學習與診斷，做到系統運行狀況的預判，并會自動把定位的異常點以短信等方式發送給相關運維及管理人員移動終端上。這是在目前以狀態檢修為主的運維模式下的一次質的提升。

2.8 蓄電池組在線核對充放電單元系統

目前無論是常規變電站還自動化變電站亦或是無人值守智能預制艙式變電站目前都未解決的一個問題就是蓄電池組的日常自動維護，雖然蓄電池普遍采用的是免維護型，但這里的免維護并不是指的完全意義上的不維護，國網最新相關規定：新安裝的閥控式蓄電池組在驗收時應進行核對性放電，以后每兩年進行一次核對性放電，運行了四年以后的閥控式蓄電池組，應每年進行一次核對性放電。但是該政策的執行也存在著很大的難度，如：（1）蓄電池組核對性充放電試驗耗費大量人力資源，現在普遍采用人工操作，運維成本較大。（2）蓄電池內阻及運行工況不能實時監控撐握，日常巡檢中缺乏有效檢測手段，易造成直流電源故障。（3）根據DL/T724-2000及大部分地方政策均規定，對于只有一組蓄電池組的變電站，不能退出運行，也不能做全核對性放電，只能用I10恒流放出額定容量的50%，但規程并沒有對50%容量測試的操作作出具體說明。導致大部分放電操作人員要么大量接線外加一組蓄電池放電，要么按0.1C10電流放5小時。對此一些電源企業研制了具備內阻測的全在線自動核對充放電系統，該系統摒棄了常規人工利用離線放電儀經放電電阻以熱能的方式將能量泄放到周圍環境中做法，而是采用有源逆技術，放電過程中電池組不脫離系統同時泄放的能量回饋給電網，實現節能環保的同時避免了散發熱量影響到周圍設備的正常運行。目前該技術較為成熟領先的企業國電光宇已將該系統投用到塔拉等750kV超高壓級電站，同時該技術也獲得了開普實驗室認證、國家知識產權局頒發的證書以及北京市科委高新成果轉化上榜產品并且該技術已在除電站之外的通信基站、服務器機房等領域也進入快速推廣應用階段。[9-10]

3 結語

以上綜述了預制艙式變電站現有設計方案現狀，以及提供了在現有基礎上進行技術改進與新技術應用提升預制艙式變電站智能化水平的思路，除此之外，從互聯網+智慧能源的角度出發，還有很多的創新點可以去思考，大量新技術的應用必將推動我國電網建設向著更加智慧、高效、綠色方向邁進。

參考文獻

[1]趙和平.智能變電站二次預制艙設備布置與應用分析[J].自動化應用，2015，（12）：146.

[2]張萬菊.尖扎灘 35kV 預制艙式變電站特點[J].青海電力，2012，（10）：31.

[3]GB50053-94.35～110kV變電站設計規范[s].

[4]GB50168-2006.電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范[s].

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

[6]劉振亞，智能電網技術[M].北京：中國電力出版社，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. 變電站通信網絡和系統[s].

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關鍵詞：變電站；全戶內；設計；應用；環保

1 引言

城市電網中用戶相對集中，使用電能也會相對較大。目前在城市中，電網存在著一些問題，供電可靠性難以保證。戶內變電站的設計是根據國家需要進行的電網建設改造的一個重要環節。一般來講，變電站位于城市的核心區，通過戶內變電站的應用，可以大大提高電力企業的形象，提高競爭力。但由于城區的土地寶貴，變電站的選址相對困難，甚至有可能會在報批的過程中受到經濟因素影響。未來城市的變電站設計將會以提高土地利用率、提高變電站的綜合利用率為目標。

2 全戶內變電站的設計思路

某城市的110KV變電站采用110KV配電裝置與主變壓器放在戶外，其他的配電裝置布置于戶內，這種半戶內型的模式運行的時間已經很長，會產生非常強的噪音，而且從形象上講與現代城區的建設不符，造成景觀不協調。需要對半戶內的變電站進行改造，改造前要與全戶內的變電站模式進行對比分析，進行充分論證。[1]

一般來講，半戶內變電站的占地面積大一些，需要的綠化面積也會隨之增大，室外的變電裝置在維護上需要耗費的成本與時間要多一些。而全戶內變電站的綠化面積小一些，技術相對先進，避免了維護帶來的成本增加，對于周圍環境的影響降低，與城市其他的景觀更加和諧。國家電網公司在對110KV變電站設計中均有一定的模板，全戶內變電站設計需要進行參考與改造。通過對三個模板進行對比，這三個模板均有自己的優勢所在，要根據變電站所在地區的特點進行適當選擇。

3 變電站設計方案

3.1 建設方案

在對全戶內變電站進行設計時，首先要明確變電站建設需要遵循的原則。首先要執行國家相關的經濟政策，保障人身安全，電能質量合格；變電站的建設要與城市的建設協調發展，并為未來的負荷增長留有余地；建議采用雙回路、雙電源供應。在設計時要遵守國家相關的設計規范。[2]

在本次全戶內變電站設計中，110KV電氣主接線采用內橋接線，35KV出線6回，10KV出線14回，采用音母分段接線。經過計算，對于短路電流的設計值如下：

此全戶內變電站的主體是綜合建筑樓宇，采用雙層設計，第一層為10KV、35KV配電裝置，二層為110KV配電室、電容器室。變壓器設計在室內，散熱器在室外。在此設計方案中，圍墻占地面積約為1358平米，站區建筑面積1200平米，建筑覆蓋率88%。另外需要對絕緣、防雷與接地進行設計，對繼電保護以及控制方式進行選定。[3]

3.2 流程設計方案

全戶內變電站初步設計流程有多個節點需要在設計時進行注意。節點1是發展策劃部編制全戶內變電站可行性研究報告；節點2是可行性報告提高技術創新小組進行審批；節點3是提交主管部門批復，通過對設計方案的調研、技術經濟比較，在節點9中，由生產部對變電站進行一次系統圖與電氣平面圖進行設計；節點10，生產部根據電網運行參數、負荷情況編制設備明細；隨后經過審核后歸檔處理。[4]

全戶內變電站施工圖設計流程中，首先是由生產技術部門提交初步設計說明書，設計單位進行土建部分的設計，生產部門對施工圖進行審核，監理在審核過程中同樣也會提出一定的問題，施工方、運行方對圖紙提出一定的建議與意見，設計單位進行修改，電氣一次部分圖紙在經過多個部門審核后，進行修訂成為電氣二次部分圖紙設計。

完成初步設計之后，要對其他的環節進行提前設計，這會涉及到多個流程圖，如全戶內變電站施工圖的設計流程圖、全戶內變電站開工（竣工）驗收流程圖、全戶內變電站運行設計流程圖、全戶內變電站主變壓器散熱、降噪設計流程圖等。

3.3 節能設計方案

隨著我國對于節能降耗的不斷關注，節能理念深入人心。在經濟結構調整與產業改革中更是如此，對于全戶內變電站的設計同樣需要關注節能設計。首先可以從建筑節能方面進行規劃設計，建筑節能是一種最有成效的節能措施，目前已經采用的綠色建筑與節能建筑標準，實現城鎮的節能目標50%。在變電站的規劃設計中，要簡化總體布局，盡量減少挖土方，減少設備布置層數，方便運輸與安裝，消防與通風，減少安全隱患風險。節約土地，改善景觀，優化環境；對于單體的建筑設計，要采用合理的平面形式，使用節能材料，屋面采用節能技術措施。[5]

由于在全戶內變電站的設計中，變壓器的數量最為多，容量也大，在設計時，要盡可能地選一些低損耗變壓器，減少在變電過程中產生的電量損耗。通過選擇最好的運行方式與負載調整，變壓器在傳輸同樣的電量條件下，電能損失最少。變壓器的經濟運行只需要進行供、用電合理即可，不需要進行額外的經濟投資。變壓器的容量、電壓等級與鐵芯材質都會對額定負載消耗與無功率的空載消耗產生影響，因為需要采用參數好的變壓器，采用最有效的組合參數進行合理運行。通過不斷進行采樣、數據分析，結果論證，可以發現，在系統運行以來，運行狀態平穩，反應靈敏，能夠及時辨別出機械運行狀態，形成故障診斷的專家系統。為提高電力系統的安全穩定運行，起到強大的推動作用。

4 創新應用

由于城市對于所建的全戶內變電站的供電質量與可靠性的要求非常高，所以需要對其進行必要的在線監測。在本項目中，采用變壓器有載高壓開關在線監測技術能夠有效避免問題更為嚴重地發生。有載分接開關準確及時的運作，可以強制分配負荷潮流，保證電力系統可靠運行，提高電網的靈活性。電力變壓器有載分接開關的主要故障為機械故障，有可能會損壞到電力變壓器，影響正常運行。系統采用信號傳感、數據采集、網絡監控以及圖形化編程技術，對監測數據進行有效分析，確定運行狀態，及時判斷故障類型，有針對性進行提前維護保養，避免造成更大的損失。[6]

5 結束語

通過對某城市的具體變電站的提前預算分析與設計，對全戶內變電站的優勢與存在的問題進行闡述。總體來講，此模式對于傳統的變電站運行提出了較徹底的改革，更能適應現代城市的發展與城市建設的需求。通過對新式的全戶內變電站的設計分析與驗證，變電站能夠取得不錯的社會效益與經濟效益，得到了廣泛的認可，與周圍的環境更加調協。未來這種模式將會應用更加廣泛，它的設計也會根據當地實際出現更為切實的方案，促進著電網事業的不斷前進。

參考文獻

[1]鄭杰.全戶內變電站的設計與創新應用[D].山東大學，2012（050.

[2]王紅，賈麗敏.110kV全戶內城市變電站通風設計的改進[J].供用電，2009（06）.

[3]金淋芳.城市全戶內變電站主變壓器室通風降噪研究[J].供用電，2010（02）.

[4]劉耀鋒，吳寧，印吉景.220kV全戶內變電站設計相關問題探討[J].電力自動化設備，2010（12）.

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【關鍵詞】自動檢測系統；新型檢測設備

現今的變電站都在向智能變電站的方向發展，而智能變電站的建設離不開一系列的新型檢測設備，只有靠這些新型檢測設備智能變電站才能建設的更好。智能變電站是建立智能電網的一個必備條件，現今的智能變電站結合了許多目前發明的先進的技術以及設備，對現代社會產生了非常大的影響。智能變電站主要依靠先進的技術以及設備將變電站內的設施全部改造成智能化控制，然后再利用內部的通信技術將檢測到的信息傳達到系統內部通信平臺，然后將該信息在全網予以共享，工作人員可以通過個人計算機對所檢測到的信息給予處理，從而來實現二次設備自動檢測系統對變電站智能化建設的目標。本文將從二次設備自動檢測系統的可行性、設備的特點、系統的硬件構成以及軟件框架設計來綜合設計智能變電站二次設備自動檢測系統。

1 建立智能變電站的二次設備自動化檢測系統的可行性

電力行業在這個幾乎離不開電的時代有了大跨越的發展，人們常使用的能源中，電能占據了大部分份額。所以對于電能的管理和分配在現今生產生活中有很大的意義，那么只有提高智能變電站的效率和速度才能更好地滿足現代人們對于電能的高要求。但是在一個智能變電站中有許多的電子儀器以及各種電子設備，為了統一控制這些電子儀器以及電子設備則需要一種特殊的通信方式將其連接起來，并規范這些電子儀器以及電子設備通信的規范化。

IEC61850通信技術能夠很好地規范設備的輸出并實現二次設備檢測系統的無縫連接，IEC61850標準是由國際電工委員會在2004年頒布的，此項標準適用于任何國家的變電站通信網絡的建設，這項標準吸取了大量先進的技術，能夠在最大程度上保護以及控制自動化產品。這項技術不僅在智能變電站內部有很好的運用，而且還能用于智能變電站與調度中心的通信。IEC 61850能夠很大程度的改善信息技術和自動化技術的設備數據集成，能夠在最大程度上減少工程量以及診斷維護費用。由于其獨特的靈活性還解決了智能變電站自動化系統產品的協議轉換問題，并且其大規模的系統集成大大降低了智能變電站自動化系統的工程費用。一般變電站的事件都是以報文的方式傳遞并通過解碼芯片得到采集到的數值，但是將自動化的檢測系統配合IEC 61850通信的話便可以對變電站內的設備和設施進行仿真模擬，這無疑為變電站升級為智能變電站提供了先進的技術支持。

2 智能變電站二次設備的特點

智能變電站中廣泛使用的是電子式互感器，這種互感器將從根本上克服充油互感器的燃燒爆炸事故，而且不會由于電壓互感器二次短路而造成安全問題。智能變電站的一次設備和二次設備是利用光纖進行連接，這樣便使得二次設備不會受到傳輸過程中的電磁干擾。

2.1 二次設備的網絡化

現階段的變電站二次設備與一級設備的信息傳遞主要是通過互聯網上的GOOSE協議，而傳遞信息的電纜也被光纖或者屏蔽網絡來取代，這在很大程度上保護了變電站的信息傳遞的安全性。

2.2 運行管理系統的自動化

在原有的管理系統中便有較大程度的自動化，而且在各大智能變電站中都有很強的操作性能。但隨著信號有了光纖進行傳輸后依據在IEC 61850協議使得智能變電站有了更好地自動化性能，現階段在保護測控屏上已沒有了原始的保護功能硬壓板，而是采用了新型的保護功能軟壓板。最關鍵的一點就是智能變電站在各個保護裝置以及各個智能終端上設計了檢修壓板，這將使得二次設備自動檢修系統更加完善。

3 智能變電站二次設備自動檢測系統的硬件構成

這種自動檢測系統主要是利用個人便攜計算機（檢測管理機）以及檢測儀器兩部分所構成，個人便攜計算機的作用主要是建立系統和流程監視，這樣能使得檢測結果得到很好地保存并方便日后查看，建立的過程為以下幾方面。

（1）在接受檢測的裝置中輸入信號指令，從此來模擬信息輪廓模型。

（2）在接受檢測的系統中自動對具有相同標識符配置到一起，使接受檢測的裝置能夠接受測試系統說發出的模擬信號，檢測方案主要是將接受檢測的任務劃分為若干個單獨測試。然后通過設定不同的模擬信號，從而來得到信號變化的規律。

檢測儀的主要任務是測試劃分出的若干個單元，檢測儀的適應性極強。該檢測儀中含有管理模塊、時間同步模塊以及開關量輸入、輸出模塊，其中管理模塊的作用是構建與測試管理機的通信機制，其中還包括接受任務和實時發送檢測結果。而時間同步模塊則是保證接受檢測的裝置與測試裝置的時間完全一致，使得檢測結果實時傳送到管理模塊。開關量輸入模塊和輸出模塊分別是接受檢測裝置的開出信號和開入信號，然后利用內部的互聯網來交換數據并傳遞信息。個人便攜電腦與檢測儀是通過管理模塊來進行連接的，利用國際上常用的規章來保證時間得以同步進行。

4 智能變電站二次設備自動檢測系統的軟件框架設計

在進行系統維修或檢查中，自動檢測系統的軟件框架主要包括便攜個人電腦以及嵌入式測試儀。

4.1 檢測方面的管理機軟件

檢測人員需要自身攜帶個人便攜電腦，即管理機。在檢測過程中好的管理機軟件可以讓檢測工程事半功倍，管理機軟件主要功能就是能夠將檢測中的意圖變為流程形式，同時能夠將檢測結果保存，方便以后查看或打印。可以說這個工作是整個檢測系統中最核心的部分，這個軟件的好壞將決定著檢測水平，通過這款軟件能對儀器進行大體上的了解。

（1）自動化虛擬的連接線模塊

先進的智能化變電站是通過網絡或者光纖來進行數據的傳輸和信息的通信，但這只是一個通信方法。IEC 61850則是通過邏輯信息來進行信息通信，這種虛擬的模塊能夠很好地識別具有相同標識符的文件，同時還可以快速查出其信息點的位置。

（2）通信方面的模塊

此模塊的最大用途就是進行信息間的通信，這種通信方式可以實時的接受檢測信息并接受新的檢測任務，最后發送其檢測結果，這種數據一般都有標識以及特殊的命令碼。

4.2 嵌入形式的檢測儀器軟件

這種檢測儀器軟件的優點是能夠實時的檢測多任務，其設計理念就是實時、高效、穩定的檢測，而且還能夠持續運行較長時間。檢測儀器所安裝的管理模塊是這兒系統得以良好運行的關鍵，正是管理模塊才使得其他各種模塊都能得到很好地控制以及管理。

伴隨著智能電網的不斷建設，其所配套的智能變電站也將不斷進行技術創新，二次設備自動檢測系統的設計對以后的技術創新有著很強的積極作用。

參考文獻：

[1]梅德冬，黃國方，孫軍陵.智能變電站二次設備自動檢測系統設計[J].低壓電器，2011（02）.

[2]周魁.智能變電站二次設備自動檢測系統設計[J].電源技術應用，2013（04）.

[3]唐健敏.對于智能變電站二次設備自動檢測系統設計進行淺析[J].電源技術應用，2012（12）.

[4]李昊炅.智能變電站二次系統優化及應用研究[J].華北電力大學（北京），2011（03）.

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    關鍵詞:自動化 集控技術

    中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2011)01-0008-01

    1、漢中電網變電綜合自動化運行、管理的現狀

    1.1 監控系統的組成

    主站端采用東方電子DF1800大型集控站系統、對17個分站進行實時監控(其中14個分站為綜合自動變電站,3個分站為常規RTU遠功終端構成),12個站是無人值班站。

    主站SCADA功能:數據采集及監控,事件報警,事件順序記錄,事故追憶遙控, 遙調,計算趨勢曲線,歷史數據存儲,遠方投切保護,調取定值、采樣值,修改定值,綜合自動化報警信息和短信平臺等功能。

    1.2 綜合自動化運行管理

    1.2.1 抓重點工作

    變電綜合自動化系統到目前還沒有相應的設計,運行維護規程,我認為工作時只要抓一個中心兩個基本點就可。一個中心:綜合自動化實時監控系統其關鍵是安全穩定,只要管理好主站的SCADA 數據庫,使每一個數據點號正確。兩個基本點:組成綜合自動化網絡的關鍵設備是廠站二次設備和計算機網絡,這兩類設備維護 可以延用現有繼電保護及遠動《規程》即可。但遠方投退保護軟壓板、修改保護定值工作應在《規程》制定后開展。

    1.2.2 系統的安全穩定運行管理

    (1)系統備份運行管理。綜合自動化系統有強大的信息處理功能,但也有非常脆弱的一面,它完全依賴于計算機及其網絡穩定運行,如果計算機出現故障有可能導致整個系統癱瘓,而且恢復系統很困難。為此我們必須作好以下兩項工作。1) 廠站端:作好系統數據備份工作。2) 主站端:定期作好數據庫備份,同時作好以防主站系統崩潰時備用系統的運行管理工作。

    (2)網絡安全管理:監控系統是一個實時運行的控制系統,如果系統受到攻擊其后果很嚴重,為此必須有獨立的綜合自動化網絡,并在監控網與其它網絡聯接處,裝加硬件防火墻。

    (3)廠站端監控后臺管理。1)設制權限管理。2)后臺操作由專人監護執行工作票。

    (4)主站端監控系統管理。1)權限、口令管理。2)保證圖—庫—點的一致性與正確性、特別是遙控量。

    (5)主站端數據、報文的管理。1)專人專責定時分析各廠站數據、報文。2)根據主站端數據、報文定期作好綜合自動化系統的分析報告。

    1.3 運行中存在的問題

    1.3.1 綜合自動化變電站新建、擴建間隔工作復雜

    變電站綜合自動化系統,因綜自系統資源缺乏,軟件設計不夠成熟;新建、擴建間隔時必須修改系統數據庫,但修改后的綜自系統因變電站處于運行狀態無法完成綜自系統逐一“對點”工作,為綜自系統安全、穩定運行可能帶來隱患。建議在新建綜合自動化變電站時,綜自系統設計應統籌考慮一次到位。

    1.3.2 備品、備件缺乏

    已運行的綜合自動化系統要求二次設備備品、備件必須同型號、同軟件版本號,因此造成備品、備件缺乏;建議在新建變電站時應提前考慮備品、備件問題。

    1.3.3 綜自系統設計存在部分缺陷

    變電站綜合自動化技術處于發展階段,系統的穩定性較差,經常出現因通訊設備損壞致使系統崩潰。建議綜自系統采用雙網、主備系統設計。

    變電綜合自動化Scada數據齊全、正確是系統實時監控功能強的基礎。同時也是監控系統安全穩定運行的基礎。如果工作時不認真造成數據錯位和數據不全或遙控號錯位其后果是監控誤診斷、誤拉回開關等。因此從事綜合自動化運行維護人員必須養成“細實”的工作作風,作好每項工作,不放過每一個缺陷,否則會因高科技技術的使用不當而引起技術災難。

    2、管好、用好SCADA數據庫是監控系統安全穩定運行的關鍵

    嚴把新投變電站工程驗收關。在驗收新投變電站時按一下方法進行。 遙測、遙信功能正確性檢查。

    遙控、遙調功能、正確性檢查。保護裝置報文、定值、采樣值、軟壓板必須正確。嚴把維護關:定期作好數據備份,定期檢查遙控號。

    3、實現二次設備狀態檢修

    科技創新、技術創新、管理創新是企業發展的動力。變電綜合自動化系統,實現了對變電站運行自動監視、管理、協調和控制。即變電站運行發生故障時能即時提供故障分析報告,指出故障原因,提出故障處理意見,實現了變電站二次設備由“定期檢修”變為“狀態檢修”的基本功能。為此我們積極總結工作經驗,從理論上論證在集控系統實現二次設備狀態檢修的可行性;同時制定了在集控系統進行二次設備遠程維護的具體工作方法;并根據實現二次設備狀態檢修的需要,在集控系統開發了二次設備故障診斷決策知識庫系統。

    繼電保護專家系統是監控繼電保護裝置運行狀態的信息管理系統。專家系統有以下特點:(1)組網方便:利用計算機網絡把保護裝置連接起來,通過遠動通訊裝置把保護信息上送控制中心。(2)投資小:常規變電站僅增加1~2套遠動前置機。(3)SCADA數據庫小。(4)遠程維護系統功能強大,能夠遠程調取保護定值和采樣值并能在線修改保護定值和投退保護。(5)報文信息豐富,便于遠程故障診斷。(6)管理方便。維護人員只需定時檢查,不需實時監控。

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關鍵詞：電力系統；自動化技術；電網調度自動化；變電站自動化；自動化控制

0引言

電力系統與人們的日常生活、國民經濟發展有著密切聯系。隨著經濟社會發展和人們生活質量提高，對電能的需求量也在不斷增加。為確保供電順利進行，提高電力系統的質量是必要的。一般而言，電力系統主要包括發電、輸電、變電、配電和用電五個部分組成，隨著電力技術創新發展，電力系統綜合性能、電壓等級、供電等級也在不斷提升。目前，電力系統逐漸連成網絡，結構日趨復雜、規模不斷擴大、供電能力也在不斷提升。與此同時，為更好滿足人們的用電需要，確保電力系統的安全、穩定以及可靠運行，提高供電質量和效益，發展并利用電力系統自動化技術顯得越來越重要。

1電力系統自動化技術的工作流程

隨著自動化技術的應用，電力系統控制中心得到升級和改造，不再采用傳統的人工控制方式，而是在控制中心裝備計算機，建立現代化的控制中心，從而有利于全面監測和詳細掌握電力系統運行的基本情況。通常以計算機控制為中心，構建向四周輻射的控制網絡體系，并在整個電力系統之中，建立完整的、立體化的覆蓋網絡，實現全面而暢通的信息傳遞和指令傳輸，如圖1所示。有利于管理人員及時掌握電力系統的基本情況，實現供電的安全、穩定與可靠，進而滿足人們的用電需要。中心控制計算機的主要作用是，整合并使用各種軟件，負責對電力系統進行整體調度和控制，實現電力系統運行、監測等各項操作的自動化。[1]同時，在電力系統自動化進程中，通常采用分層操作和控制方式，全面掌握系統每層運行的基本情況，對存在的不足及時改進和調整。從而有利于保障電力系統穩定及可靠運行，提高供電的安全性。

2電力系統自動化技術的控制要求

在自動化技術逐漸推廣和應用的前提下，為促進自動化技術得到有效利用，使其在電力系統之中充分發揮作用，加強自動化控制，提高操作人員素質，把握每個操作控制要點是必要的。一般而言，自動化控制的要求表現在以下方面：準確并迅速收集電力系統的運行參數，做好電力系統元器件的檢測工作，對存在的缺陷及時采取措施修復。加強電力系統運行監控，及時掌握系統運行狀況，了解各種元器件的技術、安全和經濟節能方面的要求。并注重對系統操作人員和調控人員的管理培訓，讓他們把握每個技術要點，嚴格按要求進行設備操作和元器件調控。重視電力系統不同層次、局部系統以及各種元器件的綜合協調，優化整合各種資源，為整個電力系統尋找最優質的供電方式，確保電力系統安全有效運行，并且還有利于節約電能，降低供電成本。總之，通過自動化技術的應用，實現電力系統的自動化調節和控制，不僅可以降低工作人員的勞動強度，節約人力資源和管理成本，還能促進電力設施更為有效的發揮作用，延長電力設備使用壽命。并改進電力設備的運行性能，實現對安全事故的預防，減少大面積停電事故發生的可能，確保供電的穩定性與可靠性，為人們日常生活創造良好條件。

3電力系統自動化技術的應用現狀

整個電力系統中，自動化技術的應用非常廣泛。與此同時，隨著計算機和信息技術的普及，電力系統已經改變以前單一的控制和管理方式，而是在自動化技術的支持下，將電力系統中的各種技術措施進行優化整合。這樣不僅能提高對電力系統的管理與控制水平，還能推進電力系統自動化和智能化進程，對整個電力系統運營和發展產生重要影響。

3.1電網調度自動化技術

主要設備包括：電網調度控制中心的計算機網絡系統、服務器、工作站、打印設備、大屏幕顯示器、電網調控中心、電廠、變電站終端設備等。將自動化技術應用到電網調度領域，能夠實時監控并采集電力生產中的數據，監測電力生產中的安全狀態，并對電力系統的運行狀況進行評估。通常來說，縣級電網調度控制中心的設備規模比較小，工作站和服務器通常采用普通的商用PC機。地市級調度中心比縣級的大，通常實時、自動監控區域內的各級變電站與配電網，確保各類設施有效運行，進而提高供電的安全性與可靠性。國家級調度中心的規模較大，服務器和網絡設備的容量大，各種設施功能齊全，軟件的綜合性能良好，運行效率較高。通過自動化技術的應用，能有效掌握電力系統運行情況，推動電網調度工作高效、有序進行。

3.2電力系統變電站自動化技術

整個電力系統之中，變電站和輸配電線路是連接發電廠和電力用戶的重要環節。隨著信息技術和計算機技術的應用，變電站自動化趨勢越來越明顯。并且在變電站運行中，自動化技術可以逐步取代人工操作，推動變電站運行效率提升。同時還可以實現對變電站運行的全過程監控，有效提升監控能力，掌握變電站運行的基本情況，對存在的安全隱患及時排除，促進變電站運行的安全水平提升。變電站自動化的主要表現為：注重計算機的應用，改進站內裝置，替代電磁式設備，全方位監測和控制站內的電氣設備。同時利用計算機的電纜或光纖替代電力信號電纜，重視現代監控儀器和設備的使用，逐步實現監控設備的屏幕化、數字化與網絡化，讓站內運行管理和數據記錄實現自動化，對電網調度自動化也產生積極影響，也為變電站有效運行和發展奠定了基礎。

4電力系統自動化技術的發展趨勢

在供電系統逐漸升級，性能逐步改善，技術不斷創新和發展的前提下，電力系統自動化技術也取得進步與發展。例如，由開環監測逐步變為閉環控制，由高電壓逐步變為低電壓，由單一功能逐步演變為多功能，并最終實現一體化。此外，在自動化技術的推動下，電力裝置的性能得到不斷改進和發展，最終要實現電力系統的快速化、靈活化、數字化和智能化。這樣不僅能顯著提升電力系統的綜合性能，還能有效滿足人們的用電需要，并且有利于電力系統更好服務于經濟社會發展的需要。

4.1電網調度自動化技術發展趨勢

例如，以提高電網調度工作水平為目標，研制并開發能適應多種需要的電網調度自動化系統，構建完善的電力設備和電力系統安全防護體系。研究電網調度自動化運行維護的新方法，重視電力系統信息的挖掘、優化及整合，提升電網調度信息化和現代化水平。根據電網調度自動化需要，構建新型管理體制，進一步提高電網調度工作效率。

4.2電力系統變電站自動化技術發展趨勢

逐步實現變電站系統結構的革新，一次設備和測控設備融合，提高設備智能化水平。測控設備只需要一臺計算機顯示器甚至是便攜式機器，就可以滿足測控工作需要。并且在線測控技術得到利用，將調度自動化、變電站管理、通信、保護等進行綜合考慮，有利于變電站實現資源共享，為電力系統管理維護和技術升級提供數據支持。

5電力系統自動化技術的保障措施

隨著計算機和信息技術的應用，再加上經驗的總結，電力系統自動化已經成為不可逆轉的趨勢。同時，為推動自動化技術得到有效利用，確保電力系統的安全可靠，可以采取以下對策。

5.1順應電力系統自動化發展趨勢

應該順應電力系統自動化發展趨勢，注重自動控制技術、自動監測技術、順序控制技術的應用，構建自動化管理系統，提升電力系統管理水平。逐步利用計算機監控替代人工操作，降低工作人員勞動強度。重視多媒體技術應用，逐步實現電力系統監測的網絡化與自動化。

5.2提升電力系統自動化的安全控制水平

現代社會，人們對供電指標的要求在不斷提高。因而電力系統自動化控制應該把握這個趨勢，以“安全、經濟、可靠、優質”為目標，推動自動化技術升級，實現電力系統控制的智能化、區域化和協調化。例如，利用自動化技術進行電力設備操作、調試和維護，改善電力設施的保護性能，提高設備運行的準確率與可靠性。還要逐步取代人員值守模式，實現電力系統的遠程監測、控制和調節，及時發現并處理可能出現的安全隱患，確保電力系統安全穩定運行。

6結束語

隨著技術創新發展和供電系統升級，電力系統自動化技術的應用越來越廣泛，并且逐漸成為一種趨勢。尤其是在用電需求量大、電網建設比較復雜的地區，自動化技術的應用顯得尤為重要。在這樣的背景下，為提高供電質量，確保供電的安全性與穩定性，在發展和利用自動化技術的同時，也不能忽視對電力設施的升級與改造。同時還要善于總結經驗，推動自動化技術的創新發展，并確保自動化技術的安全。從而全面推進電力系統自動化的早日實現，有效滿足人們的用電需要，促進經濟社會發展和人們生活水平提高。

參考文獻：

[1]邵敏艷.關于電力系統自動化技術應用的論述[J].能源與節能，2013（3）：117-119.

[2]王攀.電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用[J].煤炭技術，2012（9）：39-40.

[3]馬宏忠.電力工程[M].二版.北京：機械工業出版社，2014.

[4]劉天琪，邱曉燕.電力系統分析理論[M].二版.北京：科學出版社，2011.

[5]楊勁男.電氣自動化控制技術在電力系統中的應用探討[J].技術與市場，2017（1）：69.

[6]劉四聰.電力系統自動化技術的應用和發展[J].沿海企業與科技，2012（8）：78-80.

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關鍵詞：變電站；自動化；運行

中圖分類號：TM63文獻標識碼：A 文章編號：

1 變電站自動化系統特點及結構

1.1系統特點

變電站綜合自動化控制系統是建立在計算機硬件技術、數據通訊技術、模塊化軟件技術上發展起來的，是一種集控制、保護、測量及遠動等功能為一體的微機控制系統。系統主要是由多個微機保護單元，通訊網絡，后臺管理機，打印機組成，接線非常簡單，可方便解決傳統的變電站二次系統存在的問題，提高了電力系統的供電可靠性，適應了現代生產發展和能源管理的要求。主要有以下特點：

(1)功能綜合化：微機保護單元具有完善的保護、測量、控制功能，自動化系統就是利用了保護單元的這些功能，將根據保護需要配置的獨立的保護單元，通過一定的結構形式，用一個通訊網絡連接起來。

(2)結構微機化：系統的主要元件實現了微機化，所有功能都是通過微機來實現，實現了將微機保護、數據采集、數據傳輸、遠方控制等環節同時并列運行，各類運行參數、歷史記錄等均可以通過打印機打出。還可以根據需要，實現于以太網的連接，實時的將數據上傳到調度自動化系統。

(3)操作監視屏幕化：系統將所有的監視和操作功能，均通過一臺后臺管理機來實現。操作人員面對彩色顯示器進行變電站運行方式和運行參數進行全方位監視。

(4)運行管理智能化：由于微機保護單元具有實時在線自診斷功能，這樣不僅在保護單元的面板上顯示故障類型，而且可以通過系統將自診斷結果送后臺管理機，使得運行人員可以隨時掌握保護單元的運行狀態。

1.2系統結構

在變電站綜合自動化系統中，通常把繼電保護、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能綜合在一起的裝置稱為保護單元，而把測量和控制功能綜合在一起的裝置稱為控制或I／O單元，兩者通稱為間隔級單元。各種類型的間隔級單元搜集到的狀態量和測量值，通過軟件來實現各種保護閉鎖。它主要由以下幾部分構成：微機保護單元主要完成信號的測量、傳遞、保護的計算和執行、接受上位機的指令并執行，通訊網絡主要完成信號的傳遞，后臺管理機主要完成對保護單元上傳來的信號進行分析處理及顯示、提供人機對話窗口、接受操作人員的指令、向上位管理機傳遞及時信息，為管理人員提供決策信息。

站控層的主要功能就是作為數據集中處理的保護管理，擔負著上傳下達的重要任務，對下它可以管理各種間隔單元裝置，包括微機監控、保護、自動裝置等，收集各種數據并發出控制命令，起到數據集中作用，還可以通過現場總線完成對保護單元的自適應調整：對上則通過設立開放式結構的站級網絡接口，與管理層建立聯系。將數據傳送給管理后臺機或調度端，起到數據處理作用。

網絡層支持單網或雙網結構，支持100M高速工業級以太網，有效地保證了網絡傳輸的實時性和可靠性，通信協議采用DL／T667—1999(IEC60870—5—103)規約。

間隔層按一次設備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和繼電保護部分。測量、控制部分負責單元的測量、監視、斷路器的操作控制和聯鎖及事件順序記錄等；保護部分負責該單元線路或變壓器或電容器的保護、各種錄波等。因此，間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成，這些獨立的單元裝置直接通過總線接到站控層。

2運行中存在的問題及建議

2.1新建、擴建間隔工作復雜

變電站綜合自動化系統，因綜自系統資源缺乏，軟件設計不夠成熟；新建、擴建間隔時必須修改系統數據庫，但修改后的綜自系統因變電站處于運行狀態無法完成綜自系統逐一“對點”工作，為綜自系統安全、穩定運行可能帶來隱患。建議在新建綜合自動化變電站時，綜自系統設計應統籌考慮一次到位。

2.2備品、備件缺乏

已運行的綜合自動化系統要求二次設備備品、備件必須同型號、同軟件版本號，因此造成備品、備件缺乏；建議在新建變電站時應提前考慮備品、備件問題。

2.3綜自系統設計存在部分缺陷

變電綜合自動化Scada數據齊全、正確是系統實時監控功能強的基礎。同時也是監控系統安全穩定運行的基礎。如果工作時不認真造成數據錯位和數據不全或遙控號錯位其后果是監控誤診斷、誤拉合開關等。因此從事綜合自動化運行維護人員必須養成“細實”的工作作風，做好每項工作，不放過每一個缺陷，否則會因高科技技術的使用不當而引起技術災難。

如改造中GPS對時的問題。有關由于變電站內往往存在不同廠家的自動化裝置，其接口類型繁多，裝置數量也不等，所以在實際應用中經常遇到GPS對時接口與接受對時的設備接口不能通信的問題。這個問題的出現，提醒了設計人員在前期訂貨時，應充分考慮各種設備的接口問題。尤其是保護測控裝置及其它智能裝置與后臺監控設備的接口問題。因變電站綜自改造多用以太網方式組網，而有些廠家的舊設備只存在串口或RS485接口，或者不同廠家設備進行通信時，因為規約不同而造成通信失敗。這些問題都需要對所訂購設備的通信插件進行統籌考慮，或訂購充分數量的規約轉換器，以免類似情況再發生。

變電站綜合自動化技術處于發展階段，系統的穩定性較差，經常出現因通訊設備損壞致使系統崩潰。建議綜自系統采用雙網、主備系統設計。

2.4監控系統安全穩定運行的關鍵在于管好、用好SCADA數據庫

嚴把新投變電站工程驗收關。在驗收新投變電站時按以下方法進行。遙測、遙信功能正確性檢查。

遙控、遙調功能、正確性檢查。保護裝置報文、定值、采樣值、軟壓板必須正確。嚴把維護關：定期作好數據備份，定期檢查遙控號。

2.5實現二次設備狀態檢修

科技創新、技術創新、管理創新是企業發展的動力。變電綜合自動化系統，實現了對變電站運行自動監視、管理、協調和控制。即變電站運行發生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見，實現了變電站二次設備由“定期檢修”變為“狀態檢修”的基本功能。為此我們積極總結工作經驗，從理論上論證在集控系統實現二次設備狀態檢修的可行性；同時制定了在集控系統進行二次設備遠程維護的具體工作方法；并根據實現二次設備狀態檢修的需要，在集控系統開發了二次設備故障診斷決策知識庫系統。

繼電保護專家系統是監控繼電保護裝置運行狀態的信息管理系統。專家系統有以下特點：(1)組網方便：利用計算機網絡把保護裝置連接起來，通過遠動通訊裝置把保護信息上送控制中心。(2)投資小：常規變電站僅增加l～2套遠動前置機。(3)SCADA數據庫小。(4)遠程維護系統功能強大，能夠遠程調取保護定值和采樣值并能在線修改保護定值和投退保護。(5)報文信息豐富，便于遠程故障診斷。(6)管理方便。維護人員只需定時檢查，不需實時監控。

2.6有關監控程序穩定性的問題

變電站實現綜合自動化后，無論是有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內就是在主控站或調度室內，面對顯示器進行變電站的全方位監視和操作。所以監控系統能否保持長時間穩定無故障的運行，對提高變電站的運行管理水平和安全可靠性是非常重要的。

變電站實現綜合自動化后，很多的運行維護工作都需要通過微機裝置來完成。但綜合自動化裝置的硬件更新換代非常快，所選用的設備可能很快就變成落后產品；監控軟件有時會存在難以發現的缺陷，以至導致監控維護工作不能正常進行，影響了變電站的安全運轉。隨著綜合自動化技術的不斷進步，這些問題都會逐步得到解決。這也提醒設計人員在選擇綜自產品及后臺監控系統時，要綜合考慮多方面因素，選出一種程序運行穩定，功能齊全，硬件配置相對超前的綜自產品。

3結束語

變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施，相信隨著電力建設的迅速發展，超高壓變電站自動化系統也會隨之邁上一個新的臺階。

參考文獻：

1李曉亮．論變電站綜合自動化技術探討[J]．北京：中國電力，2004．

2江智偉．變電站自動化新技術[M]．北京：中國電力出版社，2006．

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關鍵詞：電力；兩型三新；架空線路；設計；應用

中圖分類號：TU119+.9 文獻標識碼：A

目前，國家電力建設開始全面推廣實施“兩型三新”（資源節約型、環境友好型，新技術、新材料、新工藝）線路建設。建設“兩型三新”輸電線路的目的，是貫徹項目全壽命周期管理理念，推廣應用新技術、新材料、新工藝，在確保輸電線路功能可靠的前提下，節約走廊資源，提高線路輸送容量，降低建設和運行總體成本，總體要求是技術創新、安全可靠、經濟合理、節約環保。

1 工程概況

本工程自220kV某變電站110kV側門架起，至110kV某變電站止，全線單回路架設，電壓等級110kV，線路全長約15.5km。本工程計算用氣象條件可組合如下：最高氣溫+40℃，最低氣溫-40℃，平均氣溫15℃，最大風速29m/s，最大凍土深度:91cm；年平均雷暴日數:30.5d；全年主導風向:ENE，驗算地線支架強度時覆冰取15mm。導線采用LGJ-185/30型鋼芯鋁絞線，經濟電流密度J=1.15A/mm2（負荷利用小時數3000-5000）時，其經濟輸送容量為41MVA，最大輸送容量為98MVA。全線架設雙地線，地線一根采用GJ-55鋼絞線（220kV某變出線1.5km處采用GJ-80鋼絞線），另一根采用OPGW復合光纜。工程性質屬新建。

1.1 設計范圍：新建220kV某變電站-110kV某變電站線路；對鄰近通信線路及無線電設施的影響及防護設計；編制本期工程投資概算。

1.2 線路走廊清理設計：線路所經過地區為市規劃區內，線路廊道規劃充分考慮市規劃區道路，合理利用市規劃區道路行進。

1.3 主要技術經濟特性

1.3. 1線路路徑長度約15.5km，曲折系數1.46，桿塔數量60基。其中直線塔為30基，轉角塔為27基，鋼管桿為3基。

1.3.2 沿線地形、地貌、地質條件和交通概況：根據對線路沿線踏勘和調查資料，線路全段途徑的主要地貌單元為沖洪積平原，地層為第四系沖洪積物，微地貌主要為農田地。全線自然海拔高程在690～784m之間，地勢開闊，地表植被發育情況良好。全線有簡易路相連，交通條件良好。

2 “兩型三新”應用情況

全壽命周期建設管理目標是實現輸變電工程全壽命周期內功能匹配、壽命協調和費用平衡。在深化理解其理念的前提下，根據國家電網公司和新疆自治區電力公司的文件要求，結合線路工程的特點，提出了本線路設計安全可靠、可維護、可擴展、節約環保、可實施、可回收、全壽命周期成本最優的建設目標。

2.1 建設“兩型三新”輸電線路的目的：貫徹項目全壽命周期管理的理念和差異化設計的要求，集成應用新技術、新材料、新工藝，實現輸電線路功能可靠，節約建設和運行總體成本，推進基建標準化建設，又好又快建設“資源節約型、環境友好型”輸電線路，實現公司電網建設方式的轉變。

2.2 建設“兩型三新”輸電線路的總體要求是：技術創新、安全可靠、經濟合理、節約資源、環境友好。本工程在新技術、新材料、新工藝應用上，吸取近年來成熟適用的成果，防污閃、防覆冰、防雷擊跳閘等提高運行可靠性，落地抱桿、塔式起重機、索道運輸等安全高效的標準化工器具和施工工藝。

2.3 “兩型三新”的應用：“兩型三新”的核心指導理念是全壽命周期管理，在全壽命周期管理的理論基礎上提出了更加適合輸電線路全壽命周期管理的意見。在設計理念上，推行全壽命周期最優化設計，貫徹標準化設計和差異化設計，確保安全可靠，提高輸電線路建設的效率和效益。在設計標準上，應用近年相關理論研究、科學試驗和工程實踐經驗的成果，使新一級的電網建設更好更快更可靠。在設計壽命上，綜合論證導地線、絕緣子、金具、桿塔、基礎等各部分的壽命配合，研究線路各組成部分和整體的壽命指標評價體系，實現全壽命周期內的協調。在新技術、新材料、新工藝的應用上，桿塔設計采用高低基礎、原狀土基礎等保護環境技術。

3 工程設計

3.1 線路規劃：擬建某變電站110kV進出線共規劃兩回，根據本工程可研報告中的進出線規劃，本線路在變電站出線段均采用雙回路終端塔出線，這樣減少了變電站出線段占地，減少施工造成的停電時間。

3.2 線路選擇：線路應盡可能避讓自然保護區、森林、果園、經濟作物區，本工程在灌木林保護區內避讓困難，考慮樹木自然生長高度，按跨越設計，對塔位附近的灌木減少樹木砍伐，施工完畢需對植被進行恢復，本工程全線定線定位測量將采用RTK設備GPS技術。

3.3 電氣部分：工程全線采用預絞式防滑型防振錘。由于工程位于29m/s風速區，工程中使用的耐張、轉角塔型跳線串采用加重錘的防風措施。

3.4 桿塔：本工程全線采用1A3及1D5系列鐵塔。

3.5 基礎：根據本工程地質、水文報告并結合各種塔型基礎作用力的特點確定本工程鐵塔基礎型式只選用現澆鋼筋混凝土柔性直柱基礎、現澆鋼筋混凝土臺階式剛性基礎、掏挖基礎及卡盤式基礎。

3.6 走廊清理：線路所經過地區大部分為農田，在規劃區局部由于廊道問題存在跨越房屋等情況，跨越房屋處需滿足規范要求，需砍伐楊樹，考慮樹木自然生長高度，按跨越設計，對塔位附近的楊樹減少樹木砍伐，施工完畢需對植被進行恢復。

3.7 導、地線選型：本工程導線截面積在選用185mm2的基礎上，全線架設雙地線，將以GJ-55型鍍鋅鋼絞線為基準選用地線。根據系統通訊要求，本工程還需架設一根16芯OPGW光纜。地線一根為GJ-55型鍍鋅鋼絞線（220kV某變出線1.5km處采用GJ-80鋼絞線），另一根為OPGW光纜。

3.8 導、地線防振：導線年平均張力的上限值為16080N，導線上安裝2個防振錘，導線防振錘采用預絞絲式防滑型防振錘；地線的平均運行張力為破斷拉力的25%，地線防振錘采用預絞絲式防滑型防振錘。

3.9 防雷設計：沿線雷電日數為30.5天，工程全線架設雙地線作為線路的防雷保護措施，地線一根采用OPGW復合光纜，另一根采用GJ-55鍍鋅鋼絞線（220kV某變出線1.5km處采用GJ-80鋼絞線）。

3.10 接地設計：接地裝置材料除同鐵塔接觸處采用50×185熱鍍鋅扁鐵外，接地引下線與接地體采用Φ12圓鋼。所有桿塔均逐基逐腿接地，埋設接地裝置。

3.11 導線對地和交叉跨越距離：本工程居民區導線對地最小距離為7m。非居民區導線對地最小距離為6m。線路跨越公路及河流兩側樹林時，應砍伐通道。

結束語

綜上所述，“兩型三新”貫穿電力架空線路工程規劃、設計、施工等全過程，集成應用新技術、新材料、新工藝。安全可靠、技術創新、經濟合理、節約資源、環境友好。 建設“兩型三新”電力線路是標準化建設在基建領域的推廣和應用，是加快轉變發展方式，提高電力線路建設效率和效益的有效途徑。

參考文獻

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關鍵詞 變電站；戶外設備；起吊裝置

中圖分類號TM63 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）100-0152-02

1 研制變電站戶外設備起吊裝置的必要性

在變電站戶外設備檢修或更換時，經常會遇到起吊大型設備的工作。現有方法一般是用吊車吊裝，但變電站站內戶外間隔空間有限，在母線不停電，吊車不能進入施工現場的情況下，傳統方法是采用人力扒桿吊裝，人力扒桿操作復雜，需要多人協同操作，平均起吊一次設備需要8人90min以上，并且要時刻注意保持與施工場地周圍帶電設備的安全距離，防止安全事故發生。傳統工具耗時又費工，加大了作業人員的勞動強度，增加了安全風險，延長了檢修和停電時間。為此宜都市供電公司成立QC小組，結合實際進行技術創新，決定研制一種簡單方便的新工具來替代傳統工具，該工具要求適應110kV以下變電站戶外設備起吊作業，且操作簡單、安全可靠、省時省力，能大幅度提高工作效率，滿足長期工作要求。

2 變電站戶外設備起吊裝置的研制

2.1變電站戶外設備起吊裝置方案分析

與當前國內外同類研究、同類技術的綜合比較，市場上從沒生產和銷售過類似的專用工具，沒有可以借鑒的產品，于是我們從縮短停電時間、縮小停電范圍、減輕勞動強度、提高工作效率及安全性，提出了三種方案，各種方案優缺點分析如下：1）三腳式起吊裝置，固定在地面上，穩定性好，但組裝麻煩，體積大搬運時需要3～4人搬運，占用空間大，易碰到其他帶電設備；2）方案二：雙臂式起吊裝置，組裝簡單，占用空間不大，不易觸碰其他帶電設備，但組裝較復雜，需2人搬運，固定在地面上穩定性一般；3）方案三：單臂式起吊裝置，組裝簡單，占用空間小，只需1人搬運，不易觸碰其他帶電設備，但固定在地面上穩定性差。通過對以上三種方案從操作性、安全性、經濟性、預計效果等方面比較，我們確定方案三單臂式起吊裝置為最優方案，但在實際操作中還必須克服固定穩定性差、安全強度、省力三個方面難點。

2.2變電站戶外設備起吊裝置研制思路及試驗

針對難點找思路，單臂式起吊裝置固定在地面穩定性差，于是我們決定把裝置的固定方式由地面改到臺架上，提出裝置的初步結構為一個底座和一個支架構成，由該底座實現與變電站戶外臺架橫擔的配合固定；裝置要滿足安全強度，由材料選用來保證；支架通過滑輪組，利用動定滑輪原理達到省力作用。基于這個思路，在進行分析、試驗、論證的基礎上，最后鎖定為固定底座、吊臂支架、柱形支撐管、鋼絲繩和滑輪等部分組成一個新型專用起吊裝置。固定底座由四個定位螺栓和鐵板組成，用于固定在設備臺架橫擔上。柱形支撐管是吊臂支架和固定底座的連接部件，柱形支撐管下端與底座通過螺栓連接；吊臂支架由鐵管、鐵板和定滑輪組成，是方向斜向上并與柱形水平面成120度角的桿體，頂部、桿體與支撐管的固定處以及底座下端設有滑輪，桿體朝上一端的底部設有固定環，鋼絲繩的一端固定在固定環上，另一端依次穿過吊鉤上的滑輪、桿體朝上一端頂部的滑輪、桿體與支撐管的固定處的滑輪以及底座中設有的滑輪，通過牽引帶動吊鉤作上下直線活動。

在研制過程中，關鍵的因素是材料和尺寸的選定。通過受力分析柱形支撐管采用內徑150mm、長度1600mm無縫鋼管，鋼絲繩從空心的支撐管內部通過，這樣不僅可以使鋼絲繩不占用其他的位置和空間，而且可以方便鋼絲繩的布線，同時在支撐管中部設有轉動軸，這樣支撐管上部分及支撐管上部分所支撐的設備可以根據實際情況進行旋轉，從而方便位置校正的工作。支撐管與底座連接的部位設有加固桿，加固桿一端固定在支撐管下端、另一端固定在底座上，這樣可以有效加固支撐管，使本裝置能很好的完成較大或較重的設備的起吊工作。加固桿采用56號角鋼，底板采用5號鋼板。為滿足臺架橫擔固定要求，底板鋼板設多組孔洞用于設備構架左右調節，適合不同設備構架尺寸。同時在支撐管與吊臂支架之間也安裝加固鋼板，使裝置強度更能滿足安全強度要求。另外鋼絲繩穿過底座中設有的滑輪后與電動絞磨連接，能節省人力，且能有效提高操作的安全性。

按照設計畫出加工圖，找材、焊接、組裝后形成了起吊裝置的成品，為確保預想功能的正常，我們還按照電力安全工作規程要求和國家相關起重工具標準進行了以下幾個試驗：1）拉力試驗。在允許工作負荷1.25倍，承受5000N拉力，試驗負荷10min的情況下，裝置無形變、無損傷，滿足機械強度的要求；2）現場試驗。在35kV望佛山變電站4號母線互04PT更換時進行了現場安裝和起吊試驗。整個過程只需2人完成，用時25min，且安裝過程簡單，操作安全、省時省力；3）風險評估。該裝置固定在設備臺架上，與周圍其他帶電間隔能保持充足的安全距離，使用過程中不會產生新的安全風險，同時我們將裝置的設計資料、圖紙整理歸檔，制定裝置的制作標準及操作規程，并納入標準化作業指導書的管理范圍。

3變電站戶外設備起吊裝置的在施工過程中的應用及效果分析

變電站戶外設備起吊裝置研制成功后，多次應用于35kV～110kV變電站戶外設備檢修或施工作業中，取得了非常好的效果。1）實現了變電站戶外設備起吊的規范化、簡單化。利用滑輪原理達到省力作用，配備電動絞磨省去地面人員手動牽引，只需2人完成操作，大大降低了施工作業難度；2）提高效率、降低風險。使用起吊裝置作業較原來方法人數減少了6人，平均作業時間為20min，減少了70min以上作業時間，提高了工作效率，同時降低了安全風險；3）縮短工期，減少了作業人員，節約成本；4）減少了作業時間，也就相應的減少了停電時間，縮小了停電范圍，提高了供電可靠性；5）起吊裝置除用于起吊設備外，也可用于起吊其他重物，高空作業還可以方便作業人員安全帶鉤掛，可謂“一機多用”。

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關鍵詞：電氣自動化 數字技術 應用特點 創新途徑

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)07-0250-01

隨著當前信息科技的快速發展完善，數字技術逐漸成長成熟起來，成為當前各項事業的現代化進程中主要應用技術之一，為各個行業的發展皆起到了極大的推動作用。尤其是電氣自動化對于數字技術的應用，數字技術不僅使電氣自動化在更加完善的程度上得以實現，還推動了電氣自動化的持續健康運行，是新時期電氣自動化各項應用技術中最為關鍵的一項。本文通過對數字技術在電氣自動化中應用的特點進行分析，談論了推動其在電氣自動化的應用中進行創新的途徑，希望能夠使數字技術在電氣自動化中得到更好地應用。

1、數字技術應用于電氣自動化的相關特點分析

新時期，電氣自動化作為高新技術的產物獲得了極大的發展，而數字技術則作為推動電氣自動化實現的最為關鍵的技術，在電氣自動化中提供著越來越多的服務。數字技術在電氣自動化中的應用，不僅幫助電氣自動化改進了操控系統，使得其自動化的區域更加便捷、實用，還極大地提升了電氣自動化的各項工作的效率，為電氣自動化的發展發揮著不可替代的作用。具體而言，數字技術應用于電氣自動化主要有以下幾個方面的特點：

首先，數字技術應用于電氣自動化具備非常高的性價比。電氣自動化對數字技術進行應用，能夠使電氣設備實現更為自主高效的運行以及自我檢查和診斷。同時，數字技術的應用還可以通過提供充足的信息資料，來幫助電氣實現更為強大的通信能力。而且，數字技術還具有較高的智能化特點，可以使電氣在工作中實現高標準的統一規范的清晰運行，進而為電氣的工作節省諸多的成本。

其次，數字技術應用于電氣自動化具有極高的可靠性。數字技術的應用建立在計算機網絡以及高端智能化的電氣系統基礎之上，能夠使電氣的工作減少對于傳統設備的應用，進而推動電氣操作的簡便化以及高精確化。而且，數字技術還能夠通過應用互感器以及光纖等，使電氣工作實現更加有效的安全應用。

再者，數字技術應用于電氣自動化還使得電氣實現了強有力的可操作性。在應用于電氣自動化工作的過程中，數字技術通過使用計算機技術的操作指令以及工作程序，能夠使電氣設備的操作實現高效自主的運行。而且，在電氣操作自主進行時，設備還能夠通過使用數字技術的豐富數據信息，而達到對于各種指令的準確判斷以及辨析。

2、數字技術在電氣自動化中進行應用的創新途徑

電氣自動化對于數字技術的應用還處于較為初級的階段，雖然這種應用使得電氣自動化實現了更加高性能的安全自主化運行，但其中存在的智能化程度低、應用標準失于統一等不足之處也是不容忽視的。因此，電氣自動化相關人員必須采取措施推動數字技術的創新應用。本文下面就從幾個方面談論一下創新應用的途徑：

2.1 完善數字技術的程序代碼控制

數字技術應用于電氣自動化主要是借助于計算機的指令、代碼以及程序等功能，工作人員要想利用數字技術提高電氣自動化運行的精確性與操作能力等，就應該努力地從完善數字技術的程序代碼控制方面來實施。具體來講，工作人員要完善程序代碼控制，首先就需要將其檢測完成之后的數據輸入進電腦；然后，再在對開關、閘刀等進行設備設計確認時進行人工干預，使電氣自動化系統達到最佳的完善狀態；接下來，工作人員要對電氣自動化相關設備進行功能預期的測試，一直到電氣自動化工作能夠實現預期功能，才最終對其下達計算機指令，使電氣能夠在自身系統運行的最佳狀態達到對于指令、代碼的應對，并執行程序代碼所要求的各項操作。在這個過程中，數字技術的應用將會極大地推動電氣自動化在程序代碼環境下的優化操作，進而達到對于電氣自動化運行精確度的提升。

2.2 使用虛端子推動數字技術創新

虛端子技術主要應用于變電站各項事件，它改進并完善了傳統狀態中的二次回路，不僅推動了回路工作的易理解以及簡便化，還使得變電站的設計以及裝置都實現了創新。所以，使用數字技術的虛端子技術進行變電站自動化操作是非常必要的。虛端子技術還可以應用于變電站設備之間信息的傳輸及交流，使變電站線路連接以及開關等得到全天候、全方位的遠程控制。而且，虛端子技術的應用還能夠在更加簡便易行的狀態中對變電站的各種信號進行管理，同時對變電站的運行環境進行有效測試，進而幫助變電站運行在更高程度上實現智能化。所以說，數字技術在電氣自動化應用中的創新還可以通過虛端子技術的應用來實現。

2.3 運用智能終端的技術進行創新

數字技術應用于電氣自動化還可以通過使用智能終端的技術進行創新，一方面，數字技術使用光纖來連接電氣設備，可以通過智能終端技術實現對于數據信息的自動化收集以及控制。而且，智能終端技術應用兩個設備進行配合的應用，其一用于遠程控制、信號發送及保護電力中斷，另外則用于跳閘保護，可以充分地提升電氣自動化工作的安全性及可靠性。另一方面，終端智能技術還能夠通過設備接口的標準化來幫助電氣運行實現更高的運行質量，從而使電氣自動化在更高程度上實現。

3、結語

數字技術應用于電氣自動化是非常有益的，然而其具體的應用還存在著諸多不足，電氣自動化相關人員一定要加大對于數字技術的應用及研究，努力推動其在電氣自動化中實現創新應用，為電氣自動化提供更多的助益。

參考文獻

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[2]于泉海.工業電氣自動化中數字技術的應用創新[J].中國新技術新產品,2012(09).

[3]張強.鄒議工業電氣自動化領域數字技術的應用與創新[J].科技資訊,2011(25).

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城市的“美好”不僅僅體現在城市基礎設施建設的硬件上,也體現在城市的軟實力上。城市的軟實力是體現和檢驗生活是否“美好”的硬指標。比如一個城市的文化底蘊、人為素質、概念創意、生活理念等等都是事關“美好”的大事。

近期,筆者在市場上發現了一種經過文化創意而量身定做的城市組合式箱變,該產品由江西惠昌變壓器有限公司設計研發。經走訪了解,2009年7月江西省科學技術情報研究所對該項目進行了科學查詢,其結論為:“目前國內尚未檢索到四周都安裝有廣告燈箱門的箱變文獻報道,本課題研制的燈箱門式箱變具有新穎性。”該產品的誕生,為城市電力資源節約和亮化工程增添了不少光7彩。

改革開放以來,我國電力建設取得了顯著的成績,嚴重缺電的局面得以緩解,但隨著“三化”的大力建設和全面建設小康社會目標的一步步實現,近幾年乃至相當長的時間,電力供需矛盾仍將出現緊張局面。在沿海等工業密集地區,到了用電高峰期,也避免不了“拉閘限電”的尷尬。為了滿足國民經濟發展的需要,國家電力工業實施了超常規發展計劃,即從時間上講要提前發展,從速度上講一般要高于國民經濟的發展速度,以解決好電源和電網的協調發展及電力短缺問題。節電設備的開發利用在今后經濟生活中將扮演日益重要的角色。

惠昌公司研制的燈箱門式箱變(DXYB),不僅一改傳統的箱變外形,更為重要的是,它將成為開啟電力產品家電化的先河。由于燈箱變有亮麗美觀的外表,使電力產品更具有人性化,更能溶入城市的街道、文化中心等場所。在該公司生產的系列產品中,已應用目前世界前沿科技技術中的光伏技術和節能降耗的LED技術,這在行業里尚屬首例。DXYB燈箱門式變電站已獲得知識產權證書,具有獨立的知識產權。這改變了“重制造,輕創造”的固有思維。雖然燈箱變只是個小創造,但她開辟了一片新的藍海,對電力設備制造行業起到了一定的帶頭示范作用。

DXYB燈箱門式變電站是經過設計創意和技術創新相結合的一款產品,與傳統的變電產品相比,更加注重實用性和節能效益,也更具觀賞性。燈箱門框采用了403不銹鋼材質,可有效防止戶外環境下的氧化。玻璃部分選用了高分子復合材料亞克力板,不僅光透性好,而且耐沖擊。光源部分則采用了目前國內最新的貼片式LED光源,高效能,高亮度,比傳統的目光燈節電80%以上。此外,燈箱內還采用了最新的絲印導光板,使整個燈箱門的光亮均勻柔和。

據江西惠昌變壓器有限公司董事長許曉林介紹,公司是原國家經貿委定點生產電力變壓器的專業企業,具有30多年生產經營變電設備的歷史,有獨立研制開發、生產變電設備的專業人才和設備,年生產能力可達160萬KVA。電力變壓器系列產品,均通過省部級技術鑒定,并被原國家經貿委列入《全國城鄉電網建設與改造所占需主要設備產品及生產企業推薦目錄》。此次開發的新產品LED箱變是出于對“低碳”理念的貫徹和落實,也是響應國家號召,落實科學發展觀,實現又好又快發展的公司戰略。

許曉林介紹:傳統箱變死板,體積龐大,占地面積大,設計不科學,空間未充分利用。DXYB燈箱門式變電站自主設計了燈箱門式箱體結構,內置LED光源或LED大屏幕,不僅美光大方,而且節能顯著,契合了當今社會的低碳理念。產品整體結構采用低能耗設計,內置太陽能光伏電池,對箱體內燈箱LED光源、LED大屏幕進行供電,同傳統燈箱式箱變相比,能耗大幅降低,至少節電30%以上。通過LED顯示的信息傳播功能,還可以實現廣告收入,既確保了后期維護的費用來源,又可美化城市環境,同時可有效節約能源。