变电站设计范文

变电站设计篇1

1.1继电保护功能变电站综合自动化系统要具备常规变电站系统保护及元件保护设备的全部功能，而且要独立于监控系统，即当该系统网各软、硬件发生故障退出运行时，继电保护单元仍然正常运行。微机保护除了所具有的继电保护功能外，还需具有其它功能。

1.2信息采集功能分布式自动化系统的变电站，信息由间隔层I/O单元采集。常规四遥功能的变电站，信息由RTU采集。电能量的采集宜用单独的电能量采集装置。系统对安全运行中必要的信息进行采集，主要包括以下几个方面：①遥测量②遥信量③遥控量④电能量。

1.3设备控制及闭锁功能①对断路器和刀闸进行开合控制。②投、切电容器组及调节变压器分接头。③保护设备的检查及整定值的设定。④辅助设备的退出和投入(如空调、照明、消防等)。

以上控制功能可以由运行人员通过CRT屏幕进行操作。在设计上保留了手动操作手段，并具有远方/就地闭锁开关，保证在微机通信系统失效时仍能够运行和操作，包括可手动准同期和捕捉同期操作。在各间隔的每个断路器设置按钮或开关式的一对一“分”、“合”操作开关和简易的强电中央事故和告警信号。

1.4自动装置功能

1.5报警功能对站内各种越限，开关合、跳闸，保护及装置动作，上、下行通道故障信息，装置主电源停电信号，故障及告警信号进行处理并作为事件记录及打印。输出形式有：音响告警、画面告警、语音告警、故障数据记录显示(画面)和光字牌告警(光字牌报警回路采用编码设计，主要是为了保证当通信网故障退出时站内仍能正常运行。光字牌数量控制在20多只)。

1.6设备监视功能其中包括一次设备绝缘在线监测、主变油温监测、火警监测、环境温度监测等内容。当上述各参量越过预置值时，发出音响和画面告警，并作为事件进行记录及打印。

1.7操作票自动生成功能根据运行方式的变化，按规范程序，自动生成正确的操作票，以减轻运行人员的劳动强度，并减少误操作的可能性。

1.8数据处理及打印功能中调、地调、市调、运行管理部门和继保专业要求的数据可以以历史记录存档，包括：①母线电压和频率、线路、配电线路、变压器的电流、有功功率、无功功率的最大值和最小值以及时间。②断路器动作次数及时间。③断路器切除故障时故障电流和跳闸次数的累计值。④用户专用线路的有功、无功功率及每天的峰值和最小值以及时间。⑤控制操作及修改整定值的记录。⑥实现站内日报表、月报表的生成和打印，可将历史数据进行显示、打印及转储，并可形成各类曲线、棒图、饼图、表盘图，该功能在变电站内及调度端均能实现。

1.9人机接口功能具有良好的人机界面，运行人员可通过屏幕了解各种运行状况，并进行必要的控制操作。人机联系的主要内容包括：①显示画面与数据。②人工控制操作。③输入数据。④诊断与维护。当有人值班时，人机联系功能在当地监控系统的后台机上进行，运行人员利用CRT屏幕和键盘或鼠标器进行操作。当无人值班时，人机联系功能在上级调度中心的主机或工作站上进行。

1.10远程通信功能将站内运行的有关数据及信息远传至调度中心及设备运行管理单位，其中包括正常运行时的信息和故障状态时的信息，以便调度中心人员及时了解设备运行状况及进行事故处理。

可实现四遥和远方修改整定保护值、故障录波与测距信号的远传等。变电站自动化系统可与调度中心对时或采用卫星时钟GPS。

2变电站自动化的设计原则

变电站二次设备按功能分为四大模块：①继电保护及自动装置。②仪器仪表及测量控制。③当地监控。④远动。四大模块功能的各自不同的发展及其功能的相互渗透，为变电站自动化提供了多种多样的实现模式，可概括为两种基本实现模式：①保护加集中RTU模式，面向功能。②保护加分散RTU模式，面向对象。

2.1电气设备控制方式主变压器、站用变压器各侧断路器以及10kV、110kV、220kV断路器一般情况下均集中在控制室，通过就地监控主站的就地监控计算机进行控制操作(但网络中远动主站亦可留有接口给地调进行遥控，根据系统运行规程而定)，当网络中就地监控主站退出运行时则应能分别在各元件的保护屏处进行人工控制操作。

就地监控计算机在操作时应显示该站的配电装置的运行状态、通道状态和各种电气量，在每个操作步骤前应给操作者提示，待确认后方能操作。

主变压器、站用变压器、220kV线路、110kV线路、10kV设备及其母线设备保护和10kV母联的控制保护均采用集中保护方式，10kV开关柜上加一个“就地/远动”选择开关，10kV母联断路器的控制保护放在控制室，与10kV自投装置放在一起(当10kV装置能可靠地抗震、抗高温、抗电磁干扰时，也可以将10kV装置装配在10kV开关柜上，以减少电缆联接)。

10kV隔离开关采用就地手动操作(除变低处的10kV隔离开关外)。主变变低10kV隔离开关、110kV，220kV隔离开关采用就地电动操作方式，可进行就地和遥控操作，并设置“就地/遥控”选择开关，同时设有操作闭锁措施。专用母线接地刀闸装设母线有电闭锁操作装置(采用微机五防装置，应能与综合自动化装置接口)。用键盘或鼠标操作断路器、刀闸时靠后台机内的五防系统闭锁，现场人工操作或维护操作时则靠另一套微机五防系统闭锁。

2.2测量综合自动化的电气测量均按部颁《电气测量仪表设计技术规程》(SDJ9—87)的要求选择测量点及测量内容、测量精度。在主变220kV侧增加电流方向接法相反的分时计量的脉冲式有功电度表和无功电度表各2只，供关口表用。

全站的电气量测量除了通过监控主站及远动主站读取和记录存盘外，在各元件的保护装置上的液晶显示器上也应能读取有关的电气量，主要是为了保证当网络或监控、远动主站退出运行时该站所有设备的测量仍能满足安全运行。

2.3同期并列点和同期装置220kV线路断路器、220kV旁路兼母联断路器、110kV线路断路器、110kV旁路断路器、110kV母联断路器及主变220kV侧断路器、110kV侧断路器处设同期并列点，同期方式为集中式和分布式手动准同期，正常情况下采用就地监控计算机分布式手动准同期，当网络监控、远动主站退出运行时，上述各元件的同期并列操作应能在各自的保护屏处(或中央信号屏处)手动进行。

变电站设计篇2

关键词：220 kV变电站 接地 设计

中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0150-01

变电站接地设计包括变电站高低压电气设备、控制设备、通信设备的工作接地与防雷接地，直接关乎到变电站和电气设施的安全运行。目前我国电力系统进一步的改造和升级，输电线路电压等级也在不断提高，供电规模不断扩充，也就使得接地短路电流逐步提升，因而也对变电站接地网电阻、线路跨步电压技术含量有了更高的要求。近年来，也出现了一些因为接地装置故障而导致的变电站电力设备的损坏，故而变电站接地设计可靠性也就十分重要。为了更好的维护电力系统的稳定运行，科学完善的进行变电站接地设计工作。

1 220 kV变电站接地设计的基本原则

根据我国接地规程要求接地电阻值不得大于0.5 Ω，由于220 kV变电站的各级电压母线接地的故障电流较大，因此很难达到规程要求。现行的标准将允许电阻值在满足条件的情况下放宽至5 Ω，也就是说，并不是所有的接地电阻满足5 Ω就合格了，而是有条件限制的。接地标准中明确规定：必须采取隔离措施以防止转移电位引起的危害；短路电流非周期分量对接地网将造成影响，因此当其电位升高时，3～10 kV避雷器不宜动作或者动作后不得损坏；接地应该采取均压措施，对接触电位差以及跨步电位差必须进行验算，看其是否满足要求。为了满足接地规程的要求，当接地的故障电流比较大时，应该尽量的减小接电阻值。

2 传统的接地方式

2.1 扁钢地网

扁钢接地网可以划分为两类，即方孔地网与不等间距地网。在设计方孔网格尺寸时，通常都是根据以往的设计经验来确定，也就使得接地网设计方案十分粗糙。接地网周围的导体散流量同中心导体部位高2倍左右，因而周围电场强度也要高于中心部位，电场分布差异较大。从另一方面来说，此类接地网耗费的钢材较多，从投资成本角度来说耗资太高。此外扁钢地网接地方式通常适用于220 kV以下的变电站，当接地故障电流不高，接地地网的面积有限的情况下，这些缺点就不明显了。对于电压超过550 kV的变电站而言，扁钢地网接地不适宜采取该接地方式。不等间距接地网在其水平接地体设置时采取不等间距的设计方式，接地网中部接地体面积较大，周围面积较小。不等间距地网显著的降低了由于电势梯度过高引起的危险，改善了接地网络接地设置能够保护变电站工作人员的安全。

2.2 在接地极周围添加降阻剂

通过在接地极周围添加降阻剂的方法能够起到扩大接地电极面积，降低接地电阻的作用。降阻为一种导电性能突出的化学物质。利用降阻剂减低了同地网周围土壤的电阻率，从而实现了降低接地电阻的目标。在我国220 kV变电站设计中，降阻剂的使用十分广泛，其设计和施工工艺较为成熟，其降阻的效果也十分突出，因此很适合在国内推广应用。

2.3 深井接地

遇到地下深层土壤中电阻率很低时，就可以运用深井接地。深井接地方式占地面积不大、不容易受外界环境的影响，接地施工可以完全在220 kV变电站内完成，不会对周围环境造成影响，改变周围的地形地貌，故而在变电站接地设计中也经常采用。但是此接地方式仅仅适合深层土壤电阻率不高或者地下水丰富的变电站地区才能取得良好的降阻效果。深井接地极数量在一定程度上也受限于场地的大小，在深层土壤中电阻率很高的情况下往往使用效果不佳。

3 目前新型变电站辅助接地方式

3.1 降阻模块

降阻模块也被称作接地模块，通常用非金属材料来制作，其导电性好与稳定性高。此外还可以通过添加特色材料提高其抗腐蚀能力；能长时间的负载大电流，降阻接地模块的使用寿命通常能超过30年，并且安全无毒，不会对变电站周围环境造成污染。但由于降阻模块体积较小，其仅增大模块附近导电率及水平接地极的直径，因此降阻模块在工程应用上需要大量应用才会有比较好的效果。

3.2 置换土壤法

采用置换变电站周围土壤的办法能够降低附近接地网的电阻，也是一种非常有效的接地措施。它包括更换土壤与人工处理土壤这两种方法。为提高变电站接地体附件土壤的导电能力，将无机盐、木炭灰、电石渣等矿物质混合到变电站接地柱周围的土壤中。采用这种方式降低电阻的效果比较突出，费用也相对较低，但是处理后的土壤其热稳定性也变差了，也势必会加快接地极的腐蚀速率，缩减接地极的使用寿命。

3.3 爆破接地

爆破接地方式在岩石区域使用最为广泛，能够显著的岩石区域的降低接地电阻。运用爆破制裂的方式，将接地电极设置于裂缝内，同时使用压浆机将降阻剂注入到裂缝内，以期更好的提升变电站土壤的导电性能。爆破裂缝同岩层自身的一些节理裂隙能够自由的贯通联系，在注入降阻剂后，能在变电站接地极周围形成范围广阔的低电阻率通道，以便让电流经由裂隙中的降阻剂流散开来。同时，在雨水以及地下水等自然因素的作用下，降阻剂就能向外渗透扩撒开来，进一步强化了接地极的电流散流能力。

3.4 自然接地网

许多变电站等电气设备都依山谷和峡谷而建，难免在建设中会受到外部自然条件制约，时常无法直接铺设接地网。山区变电站基础建设在岩石上，岩石电阻率极高，所以如何降低接地电阻是一个重要课题。因此在变电站接地电极设计与安置时，可以利用地区的自然条件。临近河流的在河岸安置接地装置。

4 结论

综上所述，变电站接地设计关乎到变电站的运营使用安全，上述的一些常用接地方式和新型接地方式对220 kV变电站设计有借鉴之处。然而我国220 kV变电站变电设计水平的提高，还有赖于广大电力设计工作者的共同研究。

参考文献

[1]张春华，王雪梅.220kV变电站接地系统设计[J].东北电力技术，2010（5）.

[2]朱永海.220kV庙岭变电站综合自动化系统的设计[J].科技资讯，2012（17）.

[3]白晓燕.数字化变电站的二次设计[J].企业科技与发展，2012（13）.

[4]薛娟.220kV数字变电站二次电气设计[J].电源技术应用，2012（6）.

[5]郭秀勇，贺辉，周羽生，等.110kV变电站接地网的优化设计[J].电力建设，2009（6）.

变电站设计篇3

关键词：绿色变电站；环保节能；设计探讨

中图分类号：TM63 文献标识码：A

1 绿色变电站的概念和评价指标

随着我国经济的发展，社会对能源的需要也越来越多，特别是对电能的需求更为迫切。为了满足经济发展和人们生产生活的需求，变电站的建设就显得尤为重要。但是，变电站建设也带来了一些困扰，变电站在提供给我们电能的同时，也产生了很多的环境污染。那么，为了解决这个污染的问题，为了坚持建设资源节约型、环境友好型的和谐社会，走绿色产业道路，建设绿色变电站就显得极为重要，经济和社会的发展也日益的更加需要绿色变电站。为此，我们对于绿色变电站的建设进行了不断的探索和研究，并取得了一定的成绩。

1.1绿色变电站的概念

绿色变电站是指在变电站工作的全部过程中，能够尽可能的节约土地、能源、水、材料等资源，环保、污染少，并且能够提供安全、合适、稳定的工作环境，能耗少效率高、保护环境、能够做到人与自然和谐的变电站。绿色变电站就是要做到人与自然的和谐相处，做到对环境的少污染无污染，做到高效稳定的供电，绿色变电站的设计理念充分体现了我国现阶段的社会经济发展要求，同时也是我国现代化国家建设的必然要求，绿色变电站的建设理论研究和实践不仅能够推动我国经济和环境的不断进步，而且能够推动我国电力产业技术的突飞猛进。

1.2绿色变电站的评价指标

绿色变电站在我国属于一个新兴事物，在我国并没有出台一个绿色变电站的评价指标，虽然在世界上其他国家和地区起步较早，但是也没有形成一个统一的评价标准。目前的情况就是，虽然绿色变电站的建设是大势所趋，但是各个国家和地区都没有一个统一的评价指标。在我国对于绿色变电站的建设指标，也只能参考绿色建筑的建设指标进行分析，同时借鉴外国绿色建筑的评价标准，从而尽可能的形成一个完整的、体系化的、可操作的评价指标。

我国从几年前开始颁布了关于绿色建筑的标准，先后出台了《绿色建筑评价标准》和《绿色工业建筑评价导则》等，与此同时部分省份也因地制宜的颁布了自己的评价指标。这些指标的出台和实践操作为我们进行绿色变电站的建设提供了标准，绿色建筑标准的主要评价内容由以下几个方面组成：节约用地和土地资源利用；节约能源和能源利用；节约水资源和水资源的利用；节约材料和材料的利用；环境质量评价；运行管理评价等。绿色建筑的评价标准和绿色变电站的评价标准，重点都是走节约和环境保护的可持续发展道路，达到以上指标也是绿色变电站的设计标准，绿色变电站的设计要围绕这些相关指标展开，并力求充实完备。

2 绿色变电站设计探讨

针对以上几个参考标准，为了更好的保护环境，推动电力事业的发展，笔者对绿色变电站的设计进行了以下的探讨。

2.1节约用地和土地资源利用

在变电站的建设过程中，无论怎么规划，最终变电站都是要跟旁边的环境共同构成一个整体。因此，我们在绿色变电站的选址方面要做到人文和生态的绿色建设，因地制宜的利用当地的有利条件、气候以及地形条件进行变电站的建设。另一方面，我们也要根据变电站的功能作用，结合城市建设规划和人们使用的方便，进行合理选址，避免引起群众抵制事件。

绿色变电站的选址规划要跟当地的城镇建设规划、工业园区建设规划、自然保护区等的规划建设保持和谐统一，要留出一定的预留用地，方便后期的建设使用。绿色变电站的建设不能占用耕地和道路，不能破坏具有开采价值的矿产资源和水流源泉。要尽量避开文物古迹和古墓葬地区。要积极努力的进行废弃场地和污染区域的改造处理，让这些废弃的土地成为能够建设绿色变电站的新型土地。另一方面，绿色变电站要确保稳定的、长期的供电，必须要选址在地壳稳定的区域，避开不稳定的区域。

2.2节约用水和利用水资源

水资源十分珍贵，我们在建设绿色变电站的时候也应该更加关注水资源的利用和节约用水。在变电站的设计中，应该根据国家的相关标准进行定额用水，做到合理的使用水资源，避免生活用水的浪费和污染。要积极采用先进的设备进行生活用水的控制和节约，同时要做到水资源的充分和循环使用。

绿色变电站在运行过程中产生的废水、污水等，要根据国家规定的标准进行排放，必须对排污进行严格的控制和把关，做到入口和出口的无一纰漏。

2.3节约能源和能源的利用

现代社会对能源资源的需求日益突出，能源问题也日益严峻，从出现能源危机至今，世界范围内都在呼吁节约能源，利用可再生能源和走可持续发展道路。随着我国的经济发展，对能源的消耗和浪费现象也十分严重，特别是在建筑方面的能耗不断增加，变电站的建设也是其中的一个很大部分。因此，对于我们国家来说，要树立节约能源资源的观念，合理的节约和使用能源处于十分重要的地位。笔者在此提出了一些关于绿色变电站建设中节约能源和能源利用的建议。

首先，绿色变电站的设计，要充分考虑当地的气候条件、太阳辐射情况、建筑物的方位、以及风向和湿度问题等。要根据建筑物的热量得失，来进行最终的设计规划，选择最适合的一种方案。

其次，要通过使用节能技术来节约能源。绿色变电站在施工设计的时候，要尽可能的使用光伏发电技术，做到对太阳光的充分利用，为照明等辅助性用电提供电能。虽然光伏发电节能环保，但是造价较高，在经济情况能够满足的情况下可以在一定的范围内使用该技术。

最后，绿色变电站应该采取自动控制装置。应该在变电站的排风系统上设置具有自动控制功能的装置，利用该装置根据室内的温度自动打开和关闭风机。并且要尽可能的采用新技术和新设备来提高能源的利用率，避免能源的浪费和过度损耗。

结语

综上所述，在日益进步的今天社会，绿色变电站将能够发挥更大的作用，将拥有更加广阔的发展前景。绿色变电站的发展进步需要进行更加深入的探讨和研究，也需要更加先进的科技和设备的投入，绿色变电站应该做到大力的推广和应用，为我国的经济发展增添新的动力。

参考文献

[1]吴琛.绿色变电站评价指标体系的初步研究[D].华东理工大学硕士论文，2011（12）.

[2]杨岚.变电站选址应注意的要素[J].企业科技与发展，2009（22）.

变电站设计篇4

【关键词】35KV变电站；变电站优化设计；变电站运行

引言

35KV变电站的规模相对较小，适用于中小型城镇以及乡村地区，因此为了保证其实现经济价值的最大化，必须优化变电站变配电系统，在保障变电站能够安全运行的前提下，最大限度的降低线损，优化设计，从而节约运行成本，提高其经济效益。在这一背景下，本文将从不同角度分别论述35KV变电站设计方案的特点。

1.常规35KV变电站存在的问题

35KV变电站一般处于较为偏远的地区，技术手段相对落后，人员操作水平受限，在工作时发生操作失误的可能性较大，所使用的设备相对落后，设备老化增加了维修运行成本，而且站点面积较大，其产生的损耗和效率不成正比，这些问题在增加变电站运行成本的同时为变电站的安全顺利运行带来了很大程度上的隐患。

2.35KV变电站设计方案的选择

35KV变电站是我国农村输电网络中的重要组成部分，不仅要符合国家对变电站的相关标准要求，还应根据实际情况比较不同设计方案的经济性，对设计方案进行优化，在满足用电需要的同时控制工程造价，降低变电站运行成本，做到安全、可靠、节能。根据具体需要，其具体方案的选择一般考虑以下几个方面。

2.1 从经济效益考虑的设计

这类变电站一般相对简陋，是35KV简易变电站，具有投资少、建设周期短、投入使用速度快的特点，在我国农网改造计划中应用广泛，不但能节省投资，而且运行成本相对较低，减轻了用户经济负担。

简易变电站的设计一般包括一台主变容量3150KVA，为了降低线损，采用35KV进线一回，主变压器保护采用高压熔断器，10KV出线三回，以柱上真空开关为线路保护手段，整个变电站户外设置，无需人员看守，在经济落后、资金筹集困难的贫困偏远山区得到广泛应用，需要注意的是，这类变电站设计需要充分考虑布置问题，为今后扩容改造留有余地。

2.2 从技术更新考虑的设计

随着变电站技术的提升，除了一般变电站的常见配置，还出现了具备微机控制、集成电路保护的35KV中小型变电站。这类变电站的高压设备同常规变电站基本相同，但是控制部分以及保护装置都由微机控制，其工作原理是通过数据采集来实现对电力系统运行时各项参数的实时掌控，由微机对数据进行加工处理后直观的反馈给变电站运行管理人员，一旦系统运行发生故障，CPU可以根据所采集的信息实现一定程度的保护功能，利用微机的相关信息记忆存储功能，能掌握故障种类，表现系统故障前后的参数差异，便于工作人员对故障进行分析和处理。

微机保护装置不同于简易变电站，无需调试，减少了变电站运行维护的工作量，在一定程度上避免了出现人员操作失误带来的损失，而且微机的自诊断功能可以帮助系统自动识别和排出故障。

这类变电站设计的方案一般为：35kV 进线一回，户外布置，10kV 出线六回，采用户外装置，使用微机保护屏， 继电保护配置为： 主变保护采用微机差动保护作为主保护， 三段式复压闭锁过电流保护作为后备保护，本体保护则依靠重瓦斯保护、轻瓦斯保护，线路保护为二段式相间过流保护，保护功能依赖微机实现，具备三相一次重合闸、过负荷报警等功能。

这种设计方案与常规35kV 变电站相比具有明显优势，不仅减少了占地面积，节约投资，而且安装、运行维护都较为容易， 由于其控制、测量以及保护、信号、电源等装置都使用了计算机技术，具有保护功能完善、整定精度高的优势，而且动作离散值小、速度快，也还可以按全户内式设计，可控性强。

2.3 以实现自动化为主要需求的设计

随着电网自动化技术的发展，无人值班变电站成为变电站设计的主要发展方向，这类变电站设计一般采用低磁密、低损耗的大型变压器，开关选择以SF6和真空开关为主，采用双电源自动切换，其中直流系统以智能高频开关完成电源系统操作，具有欠压预警、自动均充、停电报警等功能，可靠性更强，而且有远程通讯接口，可以实现直流系统运行的远程监控。

这类变电站的核心是集系统控制、保护功能于一体的自动化系统，采用高性能处理器，系统配置灵活，安装模式可选，不仅可以集中组屏，也能根据需要分散安装，通讯总线可以选用电气方式，也能采用光纤方式，其系统结构可分为三个部分：变电站层、通讯层以及间隔层，需主变容量 6300kVA 两台，户外配电装置采用35kV 进线一回，10kV 出线四回，l0kV 电容器两组，根据实际情况可以不设实地后台监控主机，而是采用在调度端设置值班室，通过无线扩频方式实现远程通讯，预留一个调度通讯端口，达到远程监控的目的。设备保护通过微机实现，设置主用备用两个相互独立的远程控制通道，可选载波通道、微波通讯或者架设高频电缆，通过调度系统的自动化和运动RYU实现35KV变电站的无人值班布置，具有占地面积小，布局紧凑的特点，无需建设生活设施，是我国电网发展的发展方向。

随着新型技术的发展，新的设备不断投入使用，这就要求设计方案在接线煎蛋、操作方便的基础上还需考虑变电站增容扩建、升压，为未来发展留有余地，尽可能实现现有资源的可重复利用，避免拆除翻建，造成不必要的浪费。

3.结语

35KV变电站在大型城市已经无法满足城市发展需求，然而因为其投资少、建设快、运行方便等优势，在广大农村地区依然长期存在。在选择35KV变电站设计方案时要统筹兼顾，根据实际情况选择最佳方案。

参考文献

[1]刘锦明.试议小型化35kV变电站的设计[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013（10）.

[2]齐文超，郭俊杰，杨振华.几种35kV变电站设计方案优化的分析[J].电源技术应用，2013（11）.

变电站设计篇5

【关键词】变电站 综合 自动化 设计

中图分类号：U665文献标识码： A

前言

所谓变电站综合自动化, 就是广泛采用微机保护和微机远动技术, 分别采集变电站的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号, 经过功能的重新组合, 按照预定的程序和要求实现变电站监视、测量、协调和控制自动化的集合体和全过程, 从而实现数据共享和资源共享, 提高变电站自动化的整体效益。变电站综合自动化系统能够大大地提高整个电网运行的安全性和经济效益已经形成共识。并且目前变电站综合自动化系统的研究和开发已经形成热潮。在此热潮中, 由于庞大的市场需求, 各种新技术、新产品大量涌现, 在产品的设计、开发中应重视变电站综合自动化系统的特殊问题, 不然会影响产品的性能和电力自动化的发展。

一、综合自动化系统的结构

综合自动化系统总体上可分为主站( 后台监控系统) 层、通讯层、子单元层等三层。主站层可取代传统的中央信号控制系统, 是系统的“最高权力核心”。主站通过接收来自通讯层的信息, 采集整个变电站各电气设备的信息, 并对所有的信息进行处理, 检出事件、故障、状态的变值, 模拟量正常及越限等信息, 并实时更新数据库,保持所需信息的完整性。同时主站发出的命令通过通讯层下达给各子单元, 通过子单元对各电气设备进行控制。通讯层由通讯管理机和M O D E M 组成, 是主站和子单元联系的桥梁。通讯层主要完成对下挂各子单元的管理, 除对采集的所有信息进行存储外, 还对这些信息进行整理分类, 选择一些重要的信息上送主站, 接收主站发出的命令并下达给子单元。上送的重要信息包括测量信息, 保护动作信息( 如保护动作时间、动作类型等) 以及告警信息( 如控制回路断线、P T 断线、装置故障等) 。另外通讯层还可用来完成通讯规约的转换, 以适应不同规约的主站。子单元一般设在就地开关柜上, 每套二次设备对应一个子单元, 各子单元除独立完成包括保护、测量、控制和事故记录等多种功能外, 在系统内还需按要求整理信息并上送管理机。通讯层与子单元层以及各子单元之间, 可通过光缆或屏蔽双绞线连接并进行通信。主站层、通讯层、子单元层以及各子站之间除通信外, 各自独立, 无电气上的联系, 各子站实现的各种功能也不依赖通讯网和主站, 因此即使系统的某一部分出现故障, 也不会影响系统其它部分的工作, 从而使整个系统具有了高可靠性并真正实现了分层分布控制。

二、系统设计思路

完整的变电站综合自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外, 其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统来完成。变电站无需另设远动设备, 监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。目前国内外变电站综合自动化系统大体可分为三种结构: 集中式、分散式以及集中与分散结合式。

1、集中式结构

初期的变电站自动化设计都是采用集中式结构。这种结构的设计方法是将设备按其不同功能进行归类划分, 形成若干个独立系统, 各系统分别采用集中装置来完成自身的功能, 其缺点是资源不能共享, 设备设置重复, 且运行的可靠性低, 功能有限。

2、分散式结构

这种结构方式一般是按一次回路进行设计。首先将设备按一次安装单位划分成若干单元。将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户外高压开关附近或户内开关柜内, 并将各分散单元用网络电缆互连, 构成一个完整的分散式综合自动化系统。分散式结构具有很多优点: 各个功能单元上既有通讯联系, 又相对独立, 便于系统扩展、维护管理, 当某一环节发生故障时, 不致于相互影响。此外, 它的抗电磁干扰性能强, 可靠性高, 可以把电度计量、测量表计、控制、保护、远动合为一体, 可使数据统一, 避免设备重复设置。

3、集中与分散结合式结构

这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间, 形式较多。但目前国内应用较多的是分散式结构集中式组屏。它具有分散式结构的全部优点, 由于采用了集中式组屏, 非常有利于系统的设计、安装与维护管理。因为中低压变电所的一次设备比较集中, 所以此种结构方式比较适用于中低压变电站。

三、综合自动化系统的结构设计要求

1、分层分布式系统

在电压等级较高、可靠性要求高的变电站中, 一般采用分层分布式结构的系统, 该系统的设计思想符合IEC 关于变电站自动化系统分为所级和间隔级分层结构的技术规范要求, 如图1 所示。

分散( 层) 分布式组态模式的变电所综合自动化系统在功能上, 对间隔层设备采用尽量下放的原则;凡是可以在该间隔就地完成的功能绝不依赖通讯网。这样, 当系统任一设备故障时只影响局部, 其他设备仍能正常工作, 具有较高的扩展性和灵活性。

2、分布式系统和集中式系统

分布式设备通常以一台主变或一条馈线为单元装置, 完成对每个单元模拟量、数字量的采集以及开关的控制和继电保护功能。通常分为监控、保护两部分, 可分开设置为监控模块与保护模块, 也可设置为一个单元模块。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种组态结构, 它较多地适用于中低压变电所。

3、继电保护装置

继电保护的可靠性在自动化系统中要求非常高, 各个单元的保护装置、备自投装置、电容器投切、变压器有载调压分接头等重要的控制设备均为独立工作装置, 正常工作时完全不依赖于站内通讯网, 保证站内通讯发生故障甚至完全瘫痪时, 各间隔的保护装置依然正常工作。微机保护通过改变软件设置可得到不同的原理和特性, 在较常规保护具有更强的适应性。微机保护通过通讯网接口能有效地向变电站主站及通讯装置发送各种信息及接收命令, 信息传递快捷。

4、监控部分

监控部分负责全站电流电压模拟量和信号量的采集和处理, 完成对各个单元的控制任务。它基本上以线路( 或开关) 为单元, 每个单元完成对一条线路的电流电压的测量、开关刀闸位置信号的采集及开关的控制。对于监控装置, 应具备以下功能: 测量、信号量的采集, 脉冲量的采集, 遥控输出、远方调节。

5、变电站的主控级

变电站的主控级是指变电所中央控制级, 主要用于完成变电站的综合数据处理、远方通讯、显示/打印、输出等功能。

( 1) 35kV 及以下变电站、110kV 终端站可不设显示器, 但宜保留必须的数据存储手段和简单的声光报警手段以及打印机; 必须预留足够的输出接口( 插座) , 供操作队在赶赴现场工作时能使用便携式电脑从系统调用有足够依据的正常操作维护和事故处理分析数据。

( 2) 110~ 35kV 枢纽站及220kV 变电站宜设置主站和就地PC 机, 主要包括显示器、操作键盘和打印机、数据存储和声光报警系统。

6、其他相关设备

( 1) 直流系统。为减少维护量, 直流系统一般采用铅酸免维护电池和微机充电模块、微机监控装置,无需配置常规直流电流/ 电压表。

( 2) 交流系统。采用变配电站综合自动化系统之后, 其监控单元均为交流采样, 直接从电流或电压互感器采集5A 或0- 100V 测量信号。应设置独立的交流回路给就地监控PC 机供电, 并设UPS 装置。

( 3) 由于电能计量的特殊性及重要性, 一般配有专门的电能表进行计量。电能表应优先选用自带供电电源的有源型, 输出为隔离型的脉冲电度表。

结论

变电站综合自动化系统是依托高新技术才形成的，无人值班变电站是顺应科技发展和电业部门的需要而产生的，也是提高电力调度部门生产技术和管理水平的有效途径。

【参考文献】

［1］ 程明，金明，李建英.无人值班变电站监控技术.中国电力出版社，2009

［2］ 杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势.中国电机工程学报，2010，16

变电站设计篇6

关键词:变电站；接地网；设计；接地电阻；防雷措施

随着近年来电力行业的不断发展，电力系统的供电安全成为一个很重要的问题，然而变电站在电力系统中占有重要位置，故变电站的安全可靠运行的工作显得十分重要。而变电站接地系统的合理与否直接关系到人身和设备安全。因此，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。

1变电站接地网设计

1.1土壤电阻率测试

土壤电阻率是决定地网电阻及地网土壤表面电位分布、跨步电压和设备接触电压的重要参数，了解和掌握土壤电阻率的特性(土壤电阻率的分布情况)，对地网设计非常重要通常土

壤电阻率的测量方法有两种：单极法和四极法。单极法适用于土壤电阻率比较均匀的场地，在被测场地打一单极的垂直接地体(图1)，用接地电阻测量仪测量得到该单极接地体的接地电阻值R，然后通过公式R= 得到等效土壤电阻率。在土壤电阻率不均匀的场地，可以采用4极法测量(图2)，两电极之间的距离a>h的20倍，单极接地体的长度h=0.6m，极间距离用a=4、6、8m进行测量图中，d单极接地体的直径；h测量电极的埋设深度；a测量电极之间的距离；C1和C2测量用的电流极；P1和P2测量用的电压极；M接地电阻测量仪。

图1单极法测试土壤电阻率单位：m图2四极法测试土壤电阻率原理单位：m

1.2接地装置的入地短路电流计算

根据行业规范，变电站电气装置的接地电阻应满足R≤2000/I，R为考虑到季节变化的最大接地电阻；I为流经接地装置的入地短路电流。流经接地装置的入地短路电流，采用在接地网内、外短路时，经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量最大值，该电流按5~10年发展后的系统最大运行方式确定，并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分走的接地短路电流。

实际计算中，由于变电站的架空地线的分流和变压器中性点的分流难以确定，采用估算方法会造成较大的误差。因此设计时，分流系数取20%的保守值。

1.3接地网形式与材料

变电站的接地应充分利用自然接地体如：①埋设在地下的金属管道(易燃和易爆介质的管道除外);②金属井管;③变电站与大地有可靠连接的建筑物、构架物的金属结构和钢筋混凝土基础；④穿线的钢管、电缆的金属外皮等。在充分利用自然接地体的基础上，110kV，220kV变电站接地网通常敷设水平接地体。对面积较大的接地网降低接地电阻主要靠大面积水平接地体，它既有均压、减小接触电势和跨步电势的作用，又有散流的功能。

水平接地网一般采用方孔或者长孔的网格形式，尽管方孔地网所用材料比长孔多，且工频接地电阻与跨步电势十分接近，但在雷击时呈现的冲击接地电阻却有很大的差别方孔地网的冲击接地电阻比长孔地网要小得多，因此，普遍选用方孔地网地网的外缘闭合且各角做成圆弧形，圆弧的半径要求大于均压带间距的一半，埋设深度取0.8m。

以水平接地体为主并在地网内增加垂直接地体的综合接地网，可通过计算比较圆盘接地体的接地电阻和带垂直电极的圆盘接地体的接地电阻的差异大小，作为水平接地网下打垂直电极的极限情况。根据计算分析，在大型的地网中，垂直接地极对降低接地网工频接地电阻的作用很小(表1)，仅为2%~8%，起降阻作用的只是在接地网边缘的垂直接地极，原因是网内其相互的屏蔽作用并不能起到有效的降阻作用。

表1大中型地网中2.5m长的垂直接地体对降低接地电阻的作用

因此装设垂直接地极主要作用是为了加强冲击电流的扩散，例如避雷针、避雷线和避雷器附近就必须增加集中垂直接地极，散泄雷电流。并且垂直接地极互相间的间距应大于垂直接地体长度的2倍。

由公式R= 可知，双层接地网的电阻主要是由占地面积和土壤电阻率决定。从经济上考虑，不可能征用太多的土地，因此，对回填土壤电阻率不作硬性规定，但不许使用建筑垃圾，须用电阻率较低的土壤实际施工中，大多变电站的回填土都是站址周围电阻率较高的土壤，如粉质粘土、粗沙，甚至大块的岩石做双层地网就是为了得到回填前的土壤(具有较低电阻率)，双层地网的电位分布较均匀、电位梯度小，可以有效地防止高压向控制和保护电缆反击，损坏低压元件。另外，由于双层接地网间距较小（4~5m），屏蔽系数较大，接地电阻计算只需考虑下层接地网的面积，即下层接地网作为散流作用的主接地网，而上层地网只作为均压作用的辅助接地网考虑。

接地网材料主要有钢和铜。铜的抗腐蚀能力强，寿命是钢的5倍多，在土壤中其表面上产生附着力极强的Cu(OH)2(绿铜)，有效地阻断了进一步的腐蚀铜的导电性好，电阻率低，泄流较快，接地阻抗、网内的电位差也较小，常温下铜和钢的电阻率分别为17μΩ•mm和138μΩ•mm，对同样的接地网和土壤，取相同的接地阻抗，铜的截面要比钢小很多。铜接地网的缺点是造价高及大面积的铜接地网会产生变电站基础钢筋和地下钢管的电腐蚀性。

根据实践经验，以下2种情况建议使用铜材：一是市中心的户内变电站的主接地网，由于高楼林立，放线工作很难达到要求，接地电阻测试相当困难，接地装置在建筑物下面很难开挖检查；二是变电站做了双层接地网的下层接地网也应使用铜材敷设，主要是考虑下层接地网的埋深以及日后无法维修的原因。

接地网导体截面选择，应考虑一定的裕度接地网水平接地体通常是16mm的热镀锌钢或4×40mm铜排；垂直接地体使用50×5mm的镀锌角钢或18mm铜棒。

2降低接地电阻的措施

2.1通用接地技术

变电站敷设了复合式接地网后，接地电阻依然不能满足技术要求时，需采取降阻措施采用降阻措施的变电站主要有2种情况：一种是由于征地而积小，特别是一些市区的110kV户内GIS变电站；一种是变电站的地质条件较差，土壤电阻率偏高，只依靠敷设水平复合接地网无法满足接地网的电阻率要求。

通常降阻措施有：①在2000m以内有较低电阻率的土壤时，可敷设引外接地极；或在征地范围内敷设引外接地极，外引接地极加一圈人工接地沟，沟的埋设深度根据地质资料选用电阻率较低的土层，接地沟的里面填充物理降阻剂；②当地下较深处的土壤电阻率较低时，可采用井式或深钻式接地极；或水平接地网边沿增加接地深井井内填充物理型降阻剂；③敷设水下接地网

2.2爆破接地技术

深井爆破接地是近年采用的降阻新技术，已在国内多个变电站降阻成功。深井爆破接地的原理是在站外适当地区，钻探若干深井，在井内放入炸药爆炸，使得深层岩土炸松形成裂隙，再向井内高压注入电解溶液，在地中深处形成网状导电球体，从而降低变电所的接地电阻。这种降阻方法的最大好处是不必强求井位打在土壤电阻率较低的地点不必考虑深井地极之间的屏蔽效应。

3变电站防雷措施分类

防雷措施总体概括为两种：避免雷电波的进入；利用保护装置将雷电波引入接地网。

3.1避雷针或避雷线。雷击只能通过拦截导引措施改变其入地路径。接闪器有避雷针、避雷线。小变电站大多采用独立避雷针，大变电站大多在变电站架构上采用避雷针或避雷线，或两者结合，对引流线和接地装置都有严格的要求。

3.2避雷器。避雷器能将侵入变电所的雷电波降低到电气装置绝缘强度允许值以内。我国主要是采用金属氧化物避雷器(MOA)。

3.3浪涌抑制器。采用过压保护，防雷端子等提高电气设备自身的防护能力，防止电气设备、电子元件被击坏。当发生雷击事故时，如电源防雷模块遭到损坏，在后台监控机上就能显示其状态。在控制、通讯接口处加装浪涌抑制器。

3.4接地线。接地线即接地体的外引线，连接被保护或屏蔽设施的连线，可设主接地线、等电位连接板和分接地线。防雷接地装置的接地线即防雷接闪装置的引下线，可采用圆钢或扁钢，两端按规定的搭接长度焊接达到电连接。变电站的防雷接地电阻值要求不大于1Ω。

4变电站弱电设备防雷措施

4.1采用多分支接地引下线，使通过接地引下线的雷电流大大减小。

4.2改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽。

4.3改进泄流系统的结构，减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用。

4.4除电源入口处装设压敏电阻等限制过压的装置外，在信号线接入处应使用光电藕合元件或设置具有适当参数的限压装置。

4.5所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆，屏蔽层公用一个接地网。

4.6在控制室及通讯室内敷设等电位，所有电气设备的外壳均与等电位汇流排连接。

5变电站直击雷的防雷措施

5.1防止反击：设备的接地点尽量远离避雷针接地引线的入地点，避雷针接地引下线尽量远离电气设备。

5.2装设集中接地装置：上述接地应与总线地网连接，并在连接下加装集中接地装置，其工频接地电阻碍大于10Ω。

5.3主控室(楼)或网络控制楼及屋内配电装置直击雷的保护措施。(1)若有金属屋顶或屋顶有金属结构时，将金属部分接地。(2)若屋顶为钢筋混凝上结构，应将其钢筋焊接成网接地。(3)若结构为非导电的屋顶时，采用避雷保护，该避雷带的网络为8~10m设引下线接地。

6结束语

接地网的设计，要根据区域的地质条件，采取不同的降阻措施，以最高性能价格比来设计其接地网，同时应采用新技术和新材料。接地技术是一门多学科的综合技术，故在今后的工作中去研究，在实践中不断探索，以使其更加趋于完善。根据变电站防雷设计的整体性、结构性、层次性、目的性，及整个变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途，采取相应雷电防护措施，保证变电站设备的安全稳定运行。

参考文献：

[1]何金良，曾嵘，高延庆.电力系统接地技术研究进展[J].电力建设，2004.

[2]苏邦礼.雷电与避雷工程[M].中山大学出版社，1996.

[3]姚晓健，洪炜宁等.变电站接地网设计及有关问题探讨[J].广东水利水电，2006.

[4]徐华，文习山.大型变电站钢材和铜材接地网的性能比较.全国电网中性点接地方式与接地技术研讨会论文集[C]，2005.

变电站设计篇7

关键词：车载移动变电站； 设计； 选型

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）22024002

1现状

国内生产车载移动变电站的厂商约有6-10家，具备市场长期使用经验的厂商约有4家，由于国内厂商起步较晚，大型移动变电站合资厂商的市场占有率略高。

依据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》对于道路运输的规定，车载移动变电站单车体积一般不宜过大，高度一般不超过4.2米，宽度小于2.5米，长度小于18米。根据车载设备额定最高电压等级划分，一般分为220千伏、110千伏、66千伏及35千伏几个规格；根据变压器容量划分，最大容量达到63 MVA，已经达到城市电网中常规变电站的容量和电压水平，变压器也有两卷和三卷两种形式。

辽宁、重庆等省份较早应用车载移动变电站，近年来宁夏、贵州、甘肃、上海等的省份也相继应用来了此类设备。

2总体设计

车载移动变电站一般由2至3辆车体组成，分为五个基本模块：进线模块、主变压器模块、中低压配电室模块、保护与控制模块、运输模块。各模块均为整体预制式结构，在工厂完成各个模块的组装、连接及调试模，出厂后即为具备完整功能的变电站。

使用车载移动变电站重点是要突出其在自然灾害、突发设备事故等紧急状况下快速投运、恢复负荷的能力。因此在选择时，供电企业应结合运维变电站的电压等级、重要变压器的容量、变电站馈线数量等因素，首先选择主变压器容量及线圈数量，一般110千伏三线圈油浸式变压器容量最大容量为20MVA；其次选择配电线路的数量，以确定中低压配电室的体积、布置形式及与变压器的连接方式；再次要结合场地条件、使用环境确定运输模块的承载形式，变压器车采用载重液压辅助转向车体，而剩余设备一般采用无专用载重车体的集装箱模块；最后考虑保护与控制系统，选择模块间的连接方式为光纤或电缆，交流供电方式为风光互补或外接交流电源。此外，移动变电站的照明、直流蓄电池容量、

车载移动变电站的一次接线形式较为简单，高压侧一般为线变组接线方式，中、低压侧采用单母线或单母线分段结构，考虑出线借用高电压等级设备时，应增加电压互感器及站用变数量。

3设备选型

3.1变压器模块

变压器的容量和绕组数确定后，还要重点关注变压器的中性点绝缘问题。一般常规变压器中性点为半绝缘，依靠变电站内成套中性点装置完成接地过程。车载移动变电站在接入电网时，其中性点接地方式应符合电网整体调度原则，一般110千伏变压器中、低压中性点不接地，但在投运过程中运行规程一般要求变压器中性点接地。一般的移动变电站配用变压器中性点未设计成全绝缘方式，因此需要外置中性点成套装置，或将中性点绝缘提升至全绝缘。

变压器监视性仪表，如油位指示器、温控器等，在运行过程中需要特别巡视，而车载移动变电站体积受限，此类仪表应将监视表头引至变压器本体下方，以便进行观察。同时变压器取样阀等，也应引置本体底部，以便运行时检测取样。

在资金充裕时，应考虑在变压器本体安装有色谱在线监测装置。常规在线监测装置体积较大，若无法布置在变压器本体所在车体上，还可以选择“燃料电池”型监测装置，监测功能也应重点放在对于设备运行状态及趋势的判断。

3.2进线模块

110千伏进线模块设备配置较为统一，一般为HGIS设备，其体积小、应用灵活的特点在车载移动变电站上得到了充分的发挥。为了实现进线电压的监视，一般配置线路侧电压互感器，HGIS“外插式”互感器时比较好的选择。

由于HGIS壳体属于压力容器，在运输时需要降压运行，在设备附近需配置SF6气体回收装置，设计时应注意回收装置储气瓶的体积与设备额定使用量配套。

3.3中低压配电室模块

中低压配电设备一般采用充气式开关柜，以节省设备体积，部分厂家尝试使用C-GIS设备，也能很好的满足应用需求。

在选用多绕组变压器时，中低压侧设备应使用“以大代小”的策略，即按照中压设备的技术参数选择低压侧设备，这样通过分段开关或隔离开关可以实现，出线设备数量可调整的灵活运行方式。

为了实现此种灵活方式，还需在每段母线上配置两组电压互感器，一组与中压侧设备匹配使用；另一组与低压侧设备匹配使用。特别要注意，电压互感器应选用全绝缘互感器，防止在母线试验时误击穿互感器。电压互感器避免直接与母线连接，应设置保险或隔离开关。

电缆出线方向的选择也很重要。

3.4保护与控制模块

车载移动变电站的保护与自动化装置与常规变电站基本一致，选择国内较为成熟、稳定的产品即可满足运行需求。当移动变电站接入电网运行时，为适应调控一体化的要求，需要将“四遥”信号上传，因此在车内配置具备信息安全传输要求的自动化、通信装置是十分必要的。

“微机五防系统”也是车载移动变电站容易忽略的环节，在拟定设备清单时一定要单独表述，防止与设备本体机械防误装置混淆。选用“在线微机五防系统”可以节省屏位，简化操作。

计量表计等亦是车载移动变电站较为薄弱的环节，特别是在供电企业计量表计实行统一采购、统一管理后，表计在使用前需要有统一的标示代码，这需要提前进行申请。

部分生产厂家还在车体周围设置了视频监控装置，可以运行减轻巡视的压力。但视频装置应能满足使用企业统一视频监控的需求，主要是遵循协议的统一，具备视频信号远程控制的功能。

在电源系统设计时，应充分考虑运行方式，除常规的移动变电站使用外部电源、移动变电站自给自足外，还要充分考虑移动变电站配出所用电源为其他变电站使用的情况。配用的蓄电池容量不应过小，一般选择100A・h的，在布置时无法满足，可选择容量为75A・h的蓄电池。

3.5运输模块

运输模块是整个车载移动变电站的基础，一般变压器、进线模块位于1号车，剩余设备布置在2号车上。一些电压等级较低，出线间隔数量较少的移动变电站也可将设备布置在1辆车上。

1号车一般使用液压辅助专项的特种载重车架，车体重量甚至超过100吨，因此在进行牵引时要对车体的稳定性进行监测，一般在车身重要设备附近配置三维冲撞记录仪，每次运输后均需监测记录仪数据是否满足设备运输的设计要求。

2号车可以采用载重车架，亦可采用集装箱式，这主要取决于电缆的出线方向以及使用场地。采用集装箱车体模式除正常的牵引运输就位外，还可进行吊装就位上，场地适应性更好。但此种方式的液压支腿必须选用稳定性较高、余量充裕的产品，防止人员在箱体下部作业时出线危险。

3.6其他附件

车载移动变电站一般使用柔性电缆作为高压连接电缆，停运状态时将电缆缠绕在电动滚轴上保存。二次设备连接使用安装好航空插头二次电缆或具备防护功能的铠装多模光纤。

为实现快速接入电源，还可根据使用场景配置高压电缆或接引塔等。接引塔可使用绝缘抢修塔，但其拉线的位置在电源点选择时必须进行考虑。也可选择使用便于组装的管型塔，制作临时基础完成已有线路的接入。

参考文献

[1]孙国庆.移动式变电站在北京地区应用前景分析[J].电气应用，2009，28（17）：7072.

变电站设计篇8

关键词：主电气设备变电站设计综合自动化

由于社会用电量的大幅度增长，电力工程的建设也在加快进行，投资规模也随之不断增加，变电站是电力系统中变换和控制调整电压、接受和分配电能、它通过变压器将各级电压的电网联系起来，是电力系统的重要组成部分，对电网的安全经济运行起着举足轻重的作用。

一、供电设计的原则

（一）供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约有色金属等技术经济政策。

（二）供电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。接线应满足不同负荷的不中断供电要求。

（三）供电的灵活性。由于负荷的分散性以及企业扩建的可能性和利用最小的切换，能适应不同的运行方式。例如：负荷不均衡时，能自动的切除不需要的变压器，而在最大负荷时，又能方便的投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不至于断电。

（四）接线应满足不同负荷的不中断供电要求。在满足以上的情况下，保障设计投资少，但不要以投资最少为最佳方案，因为投资的限额可能会影响到灵活性和经济性，以至企业停电，造成企业更大经济损失。

二、主电气设备选择

（一）主变压器

1.变压器的容量和台数的选择

主变压容量一般按变电站建成后5～10年的规划负荷选择；根据电压网络的结构和变电站所带的负荷的性质来确定主变的容量，对于有重要用户的变电站应考虑当一台主变停运时其余变压器在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级的负荷，对一般性变电站，一台机停用时，应使其余变压器保证全部负荷的70%～80%。同级电压的降压变压器容量的级别不宜过多，应系列化，标准化。对于大城市市郊的一次变电站，在中低压侧已构成环网的基础上，变电所要装设两台变压器为宜。

2.变压器绕组形式和数量的选择

不受运输条件限制时，35kv变电所中，均采用三相变压器。在具有三种电压的变电站中，如通过主变各侧的功率均达到该主变容量的15%及以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功功率补偿设备时，主变宜采用三绕组变压器。

3.绕组连接方式

我国35kv的电压级别变压器绕组均用y连接，其中性点过消弧线圈接地。由于35kv为y连接和220，110kv系统的线电压角为零度，则当电压比为220/110/35时，高中压为自耦连接，变压器的第三绕组不能用三角形连接，否则不能和原有35kv系统并网。

（二）开关设备

35kV侧可选用SF6断路器或真空断路器。据运行经验，新型真空断路器除具有SF6断路器的优点外，还有合闸能量小、分合闸速度快，使用寿命长，机构可靠性高，维护量极少等诸多优势，特别适于重合闸及频繁操作，应为首选。对于终端所容量较小的变压器可采用PRWG2-35新型快速熔断器作主变保护与隔离式负荷开关配合使用，以减少投资。

（三）无功补偿

对于用电日负荷峰谷变化较大的情况，为保证功率因数，提高电压水平，无功设备投切频繁，变电所多为无人值班运行模式，采用负荷开关无法远方控制。建议电容器采用断路器进行控制，能够实现遥控分合闸，便于变电所灵活运行。

（四）继电保护及二次回路

主变压器保护应根据其容量来确定是采用熔断器保护还是采用断路器保护。一般应装设：瓦斯、纵联差动、过流、过负荷保护。出线装设电流速断、过流保护、三相一次(三次)重合闸及单相接地保护等。采用自动重合器时，可不另设保护装置，但应预留远动装置的接口。对于采用CMOS或微机保护的装置，应考虑设置RTU终端输出、输入插口，以满足无人值班所的需要。已运行的变电所改为无人值班所时，二次回路要满足远动要求。应取消或停用闪光母线及音响回路。采用直流电源时，应设有直流母线绝缘监视系统。

（五）关于操作电源

变电所一般在35kV进线侧设置一台变压器，35kV变电所操作电源多采用交流，配置2～3kVA的UPS电源。如果整个变电所失电，变电所无需操作，影响不大。但是一旦变电所正常运行时所用变压器故障，变电所保护及通讯设备将因小容量的UPS电能快速耗尽停止工作。故变电所交流操作电源尽量采用两套，可从变电所外引来一回电源或在10kV母线侧设置。

（六）防雷接地

防止雷电直击的主要设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等组成。 避雷针位置的确定，应根据变电所设备平面布置图的情况而确定，具体位置根据下列公式进行计算。

1.单支避雷针在地面上的保护半径应按下式计算： r=1.5h，式中 r为保护半径（m）

2.单支避雷针在被保护物高度hx水平上的保护半径应接下式计算：当hx≥h/2时，rx=(h-hx) p=hap ，式中 rx为避雷针在hx水平面上的保护半径，ha为避雷针的有效高度；当hx＜h/2时，rx=(1.5h-2hx) p

3.两支等高避雷针保护范围确定方法：两针外侧的保护范围应按下式计算：ho=h-D/7p ，式中 ho为两针间保护范围上部边缘最低点的高度；D为两支避雷针间的距离。两针间hx水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算：bx=1.5(ho-hx)，式中 bx为保护范围的一侧最小宽度，当D=7haP时，bx=0。求得bx后，即可确定两针间的保护范围。

4.三支等高避雷针所形成的外侧保护范围，分别按两支等高避雷针的计算方法确定；如在三针内侧各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度bx≥0时，则全部面积即受到保护。四支以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将其分成两个或几个三角形，然后分别按三支等高避雷针的方法计算确定保护范围。

（七）直流系统

直流系统采用和集控屏配套的整流设备，输出电压为220v、24v，作为35kv及10kv控制保护电源，屏内有储能电容作为35kv及10kv断路器备用分合闸电源，同时配置1000va/600wups不间断电源作为备用电源。

三、变电站综合自动化设计

综合自动化是一种全新的变电站自动化概念，是将变电站的二次设备（包括测量系统、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等），利用先进的计算机技术、通信技术、检测技术和控制技术，优化、组合为一套智能化的综合系统。变电站实现综合自动化后可提高变电站运行的安全性和可靠性，提高供电质量，简化变电站二次设备的硬件配置，提高电力系统的运行、管理水平，有利于减轻运行值班人员的劳动强度和提高变电站的无人值班管理水平。

根据综合自动化系统设计思想和安装的物理位置的不同，综合自动化系统硬件结构形式可以分成很多种类。其结构形式有集中式、分布式、分散（层）分布式；从安装物理位置上来划分集中组屏、分层组屏和分散在一次设备间隔设备上安装等形式。

典型的35 kV变电站综合自动化系统采用分布式结构，利用现场总线技术信息上传，保护功能完全独立，远动与监控系统共用间隔层，利用现场总线技术信息，保护功能完全独立，远动与监控系统共用间隔层信息采集装置，达到了分布式RTU技术标准。

（一）间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和断电保护部分。间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层。

（二）站控层的主要功能就是作为数据集中处理和保护管理，担负着上传下达的重要任务。

（三）管理层由一台或多台微机组成，这种微机操作简单方便，界面汉化，使运行值班人员极易掌握主要功能包括：数据处理、画面显示、打印和谐波分析计算等。

四、结语