变电站模块化建设范文

变电站模块化建设篇1

关键词：数字化变电站；设计模块；存在问题；总结分析

中图分类号：TM73 文献标识码：A

一、关于数字化变电站技术特征的分析

1 在当下数字化变电站技术应用模块中，影响其稳定发展的因素是非常多的，比如当下的数字化变电站技术、数字化电力测量系统等，通过对变电站的自动化技术体系的健全，更有利于进行智能化应用模块等的优化，保证其在线状态的检测系统的健全，保证其操作的培训仿真技术模块的优化，进行数字化变电站的特征及其技术模块的分析，顺应当下变电站的数字化发展需要。这离不开数字化变电站的技术基础模块及其特征模块的分析。

这也需要进行数字变电站的控制模块的优化，深入到电子式互感器的分析优化模块中，更好的进行数字化设备的应用，这需要进行通信规范的控制，更好的满足现阶段通信的工作需要，实现变电站内部系统体系的健全，实现其内部各个模块的优化，这也需要进行智能化环节、自动化环节等的控制，提升变电站的系统体系的效益，进行自动化、智能化、信息化体系的健全，保证电气设备信息体系的效益提升。这也需要进行资源共享模块及其相关模块的优化，提升操作的方便性。让操作更加的简单。这也也有利于进行变电站的设备退出次数及其时间的控制，实现了损耗的控制，进行了设备使用寿命的提升。更有利于进行自动化设备的数量缩减，进行变电站的二次接线的效益提升。

通过对变电站信息体系的健全，更有利于当下系统效益的提升，不仅有利于资源的重复建设设计，也有利于进行投资成本的控制，提升变电站的使用年限，进行其周期内部的成本维护，更有利于进行建设费用的控制，实现了数字化变电站体系的有效开展，实现了数字化数据采集功能的健全，实现了数据采集的数字化。这是变电站时代、数字化的主要标志。就是通过数字化电气量测工具的应用，比较常见的是电子式互感器、光电互感器等，更有利于进行电气量的采集及其测量，实现了变电站的有效工作。

在当下变电站信息系统工作模块中，进行分层化方案的优化是必要的，这需要进行变电站的自动化系统效益的提升，更有利于提升集中式工作的效益。这就需要进行数字化变电站的分布式工作模块的优化，进行分布分层式系统应用体系的健全。这就需要进行变电站的内部设备信息汲取模块的优化，保证网络通信速度的控制，更有利于进行开发程序的控制。这就需要做好数字化变电站的各个结构模块的优化，进行对象建模模块的优化，更有利于实现其系统的操作控制，满足变电站的电力系统的实时性、可靠性的需要。

在当下工作模块中，进行电子式电压电流互感器的分析是必要的，这需要进行电阻分压、电容分压等的控制，保证其电流电压互感器的控制，更好的满足当下变电站的电子式电流电压互感器的工作需要，实现其先进性方案的优化。可以更加直接的策略电流电压信息。并且通过和数字化的仪表等智能化的综合测量装置，用计算机技术对电流电压等信息的测量，并进行数字化处理使得国家电网中的电气设备可以进行网上在线状态监控与保护。

在当下工作模块中，进行智能化设备的应用是必要的，这需要满足变电站的规范标准需要，进行传统的变电站开关设备的更新，保证其整体智能化水平的提升，保证设备的监控体系的健全，实现其内部各个模块的协调。这需要进行智能化电子信息体系的健全，实现其综合效益的提升。利用数字化接口及智能化电子开关来操作变电站中一系列的高级智能化设备。因此，数字化变电站中的智能化设备是数字化变电站的重要基础设备，可以提供被检测的信号回路及被控制的操作驱动回路。

二、当前我国数字化变电站技术方案的优化

1 为了保证现阶段数字化变电站技术工作的开展，保证电力测量系统体系的健全是必要的，这需要进行电气量测量系统的优化，实现电气量测量系统的健全，保证数字化变电站工作的有效开展，提升电压式系统效益的提升，进行新型的互感器的应用，这也需要进行光学电流电压互感器的控制，这就是应用到无源式互感器来满足当下具体变电站工作的需要，提升其应用效益，而其余的则为电子式电流压互感器或者称为有源式互感器。众所周知，由于线性的双折射现象和发光源器件的发光强度会下降。

2 为了适应当下通信网络的工作需要，进行可靠性及其及时性的控制是必要的。这就需要进行网络信息系统的健全，满足数字化变电站的工作需要，保证其变电站系统的可靠性、稳定性及其可用性，从而满足现阶段工作的需要，保证通信网络系统的健全。计算机通信网络系统的可靠性可以选用拥有较高稳定性及可靠性的网络拓扑结构。并采用国际上的冗余技术保障其安全运行。在数字化变电站的设计过程中，各个IED都应该拥有双网卡，这样，就可以同时分别接入室内两台交换机。

通过对微电子技术体系的健全，更有利于现阶段电力系统的工作需要，保证其标准化常规互感器的应用，保证数字化变电站体系的健全。通过对数字化变电站的技术基础及特征的研究推动传统变电站的数字化进程，使我国数字化变电站的运行更加自动化，管理更加科学化。

结语

现阶段变电站工作的开展，离不开先进性的变电站系统的应用，从而保证其管理的科学化、规范化、先进化。

参考文献

[1]伍军，段斌，黄生龙. 基于可信计算方法的变电站自动化远程通信设计[J]. 电力系统自动化，2005（24）

变电站模块化建设篇2

【关键词】IEC61850；ACSI；IED；MMS-LITE

一、概述

数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。IEC61850标准体系作为变电站自动化系统电力信息传输的标准，它规范了变电站自动化系统与电力二次智能设备及智能一次设备之间，以及IED设备之间交换的电力信息的模型和通讯应用程序接口。在统一标准下，不同厂家的设备可以方便的实现数据共享和互操作。

客户端在站控层中设备中实现IEC61850-8-1规定的具体通讯服务映射SCSM，完成IEC-61850客户端和服务器端的服务交互过程，不仅可以用于后台系统的数据传输，还可以用于工程师站、远动站、继保站的数据传输和实现。

二、开发思路

基于SISCO公司软件产品包MMS-LITE之上实现，充分复用MMS EaseLite中的数据结构和函数功能模块，对象空间结构采用MMS对象空间结构，软件的跨平台和模块化实现，有利于功能的裁减和扩展。根据软件设置既可以实现客户端功能，又可以实现服务器端功能，还可以同时实现客户端功能和服务器端功能。IEC61850客户端软件总体实现框图如图1。

三、软件实现

（一）客户端应用程序总流程设计（如图2）

（二）模块设计

1.程序环境管理模块

提供程序环境初始化和终止化处理接口及接收网络数据接口。包含以下函数：

（1）环境初始化函数

完成程序运行所必须的初始化步骤：多线程环境的初始化、时钟初始化，全局变量初始化、内存管理初始化、调试log初始化以及网络初始化

（2）环境终止化函数

完成运行环境终止化，释放初始化及程序运行过程中占用的资源

（3）接收服务函数

完成接收服务返回结果，调用相应服务的回调函数；接收并处理服务器上送的报告；也可接收处理其他客户端的请求。

2.客户端站点管理模块

提供站点初始化、站点状态处理及其他操作接口。站点状态的处理包括IED相关信息，对象空间的创建状态，站点数据的刷新状态以及数据刷新次数等数据。包括的处理函数如下：

（1）站点初始化函数，初始化所有站点管理数据结构，并通过文件进行类型ID、对象空间、对象ID的创建。

（2）站点终止化函数，终止化站点管理，释放所有站点管理数据结构。

（3）客户端状态处理接口，客户端状态处理函数接口，检查连接状态、对象空间创建状态、数据刷新状态并进行请求队列的处理。

（4）站点结构各属性值读写接口，站点结构各属性值的读写接口，通过这些接口访问各属性值，在接口内加同步处理，防止多线程的情况下读写出错。

3.SCD文件解析模块

根据SCD文件的内容，模块的数据结构中包括IED设备个数，数据模板节点，节点链表等。模块中的基本处理函数包括解析函数（解析其中的Communication、IED、DataTypeTemplates三部分）和释放结构空间的函数。

4.对象管理模块

完成对对象空间的各种操作，包括增加和查找逻辑设备，增加逻辑节点，创建、查找和删除数据集，以及释放对象空间等功能。

5.读服务处理模块

读服务信息结构应包括命名变量ID数组、命名变量个数（如果是数据集，那么该变量则是数据集的数据成员个数）、用户回调函数指针。

6.写服务处理模块

写服务信息结构包括命名变量的值信息结构指针、命名变量总数、用户回调函数指针。包括以下的处理函数：

（1）写服务函数，写服务请求构造、并加入待发送请求队列。

（2）释放信息结构函数，释放结构成员所占资源。

7.本地目录接口模块

提供本地对象空间目录查询接口，通过这些接口，应用层可很方便的得到整个对象空间的结构信息。

8.报告服务模块

处理报告控制块实例的使能和读写以及服务器端上送报告的处理。包括的函数接口如下：

使能报告函数；

报告回调函数；

9.文件服务模块

用来处理IEC61850服务器端和客户端之间文件传输，包括以下的函数接口：

（1）读文件函数，从服务器读取一个文件存到本地。

（2）写文件函数，将本地的一个文件写到服务器中。

（3）删除文件函数，删除文件请求。

10.控制服务模块

在IEC61850标准里，控制分为常规安全直接控制，增强安全直接控制，常规安全选择控制，增强安全选择控制，客户端可以控制和外部设备、控制输出或其它内部功能有关的DATA。控制模型提供服务对带功能约束FC（=CO或SP）的DataAttribute的DATA进行操作这些数据包括：可控的单点（SPC），可控的双点（DPC），可控的整数状态（ISC），二进被控步位置信息（BSC），整数被控步位置信息（IST），模拟设点（APC）。客户端软件实现了如下服务：Select（Sel选择）/SelectWithValue（SelVal带值选择）；Cancel（取消）；Operate（Oper操作）/TimeActivatedOperate（TimOper时间激活操作）；CommandTermination（CmdTerm命令终止）。

11.定值服务模块

客户端定值首先定义基本的acsi服务，然后封装出两个应用扩展接口。基本acsi接口有：选择激活定值区、选择编辑定值区、读定值、写定值、确认编辑定值、读定值控制块。

读写定值即是普通的读写服务，不用再实现，为应用方便，我们提供两个扩展的读写定值的接口：

读定值组，支持读某个定值区的所有定值，可以是当前激活区也可以是非激活区，且支持一次性读完某个逻辑设备下所有定值。可通过配置选择一次下发读一个定值的请求或一次下发整个逻辑设备下所有定值的请求。

写定值组，支持一次写多个定值，可写当前区（这个需要服务器端支持，根据61850定值组状态机，当前激活区的定值是不能写的）。实现时也是通过配置分两种情况：一次写一个定值，循环写直到写完，或一次就下发多个定值的写服务。

12.日志服务模块

用来实现多种日志信息的输出，包括以下的函数接口：

（1）日志输出函数，用户自定义日志输出接口，产生日志时会调用此接口输出日。

（2）按条目读日志函数，发送一个按条目读日志服务请求。

（3）按时间读日志函数，发送一个按时间读日志服务请求。

（4）按时间读日志请求构造函数，按时间读日志服务请求构造、并加入待发送请求队列。

（5）按条目读日志请求构造函数，按条目读日志服务请求构造、并加入待发送请求队列。

四、结束语

数字化变电站的数字化、网络化、标准化特征，完成了信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能的同时，也为自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动打下了良好的技术基础。数字化变电站已经是变电站建设的大势所趋。工程实践表明，该系统在后台，远动工作站及采集RTU等设备上运行良好，完全实现了设计目标。

变电站模块化建设篇3

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高潮；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

变电站模块化建设篇4

关键词:轨道交通;车站;分区模块;集约化

为了解决日益严重的城市交通问题,越来越多大城市把大运量的轨道交通作为缓解城市交通的重要手段。据统计,我国目前有10座城市,近600km轨道交通线路,而到2010年左右这一数据可能变为15座城市,近2000km线路,新建轨道交通线路将达到1500km左右。可见我国轨道交通建设已经进入了快速发展阶段。

轨道交通工程是复杂的系统工程,一条线路往往由多家单位分包设计,由于设计风格、理念及对总体设计单位意图理解的不同,同一线路不同车站,尽管站址条件基本相同,但没有统一的功能设计模块,各单位均需要在设计前期工作中耗掉大量时间,同时车站规模、风格也往往不能在宏观上统一,进而造成资金浪费、进度延误、设计质量参差不齐等问题。

设计是工程质量保证的灵魂。为了能更好地贯彻每条线路的技术标准与设计风格,建设节约型社会、实现集约化管理、保障可持续运营,进行轨道交通车站功能分区模块化研究在现阶段显得尤为迫切。

1 轨道交通车站功能分析

1.1 基本功能

基本功能是要保证车站内部人流的集散。客流在车站内部存在着一条非常明确简洁的交通流线,即乘客购票、进闸机、通过楼扶梯进站台、上车,以及几乎对称的逆向客流。在这个过程中涉及站台、楼扶梯(电梯)、站厅、售检票设施几个最基本的要素。

除了保证客流在车站内部的集散外,还要最有效、最安全地保证列车的运行和车站的运营,即保证多点之间人流的正常运动。实现这一功能的是车站的设备用房(主要用于通信、信号、供电、环控、给排水、消防报警等系统设施的安装和控制)和管理用房(主要用于站务、公安、行车值班、票务、保洁等工作人员的活动或休息)。

1.2 扩展功能

由于我国土地资源十分有限,轨道交通投资巨大,因此在满足基本功能的基础上,轨道交通的建设还要兼顾到土地的集约化利用,实现收益最大化。

2 车站功能模块划分

在功能分析的基础上,把车站划分为公共区模块、设备用房模块、管理用房模块、扩展模块四大模块,见图1。

2.1 公共区模块

1)站厅公共区模块:是为乘客提供售、检票服务,引导乘客上、下车的过渡空间。其功能比较丰富,包括付费区、非付费区、出入口及通道、楼扶梯、电梯等,见图2。

2)站台公共区模块:是乘客候车、上下车、疏散的平台,除此之外还包括清扫等附属功能,见图3。

2.2 设备用房模块

1)强电模块:一般包括0.4kv开关柜室、35kv开关柜室、控制室、整流变压器室、直流开关柜室等,实行集约化布置。

2)弱电模块:一般包含车控室、弱电综合机房、公网室,其中通信设备、信号设备、afc(自动售检票)、综合监控等设置于防弱电设备机房内,实现集约化布置。

3)通风空调模块:主要包括区间通风机房、车站环控机房、小通风机房、冷水机组、水泵房、风道等。其中区间通风机房、车站环控机房、冷水机组及水泵房等的布置根据工艺而定;小通风机房靠近新风道及排风道,可以与环控机房合并布置。

4)水系统模块:主要包括消防泵房、废水泵房和污水泵房(地下站)等各种泵房。其运行时对环境有一定影响,尤其是噪声污染。消防泵房宜邻近消防出入口设置。污水泵房宜在厕所下方或紧邻厕所设置。

2.3 管理用房模块

管理用房模块主要包括交接班室(兼会议室、餐厅)、警务室、更衣室、站务室、茶水间、管理区厕所等。其中交接班室宜设置于站厅层管理区较安静的部位;警务室应靠近站厅层管理区集中设置;更衣室设在管理区内,面积根据定员确定,内部男女使用面积分割由业主决定;有条件的车站管理区厕所可与公厕合建。

2.4 其他功能布局优化

除了以上所列的主要模块外,其他用房布局的合理性,也将在一定程度上影响到车站规模、建设进度和乘客使用的舒适与便利程度。因此,对刚开通的上海轨道交通4号线车站进行了详细调研,在此基础上得出以下初步设想:

1)站长室可根据全线的运营组织需要,仅在中心站设置。

2)车控室应严格控制规模,一般集中站25~30m2,而非集中站车控室可与人工售票、兑零、补票、问询等组合设置(服务中心)。

3)考虑到兼顾社会使用及减小车站规模,可将男女公厕与管理区厕所结合人流较多的出入口合建,面积可适当增加。

4)afc配电室可与照明配电室合并设置,站台层照明配电室可与站务员室结合设置。

5)清扫间应尽量结合楼扶梯下部空间设置。

3 车站功能模块化设计的价值分析

相对传统设计方案,模块化设计的优点和缺点见表1。 下面以弱电模块为例,来介绍上海市轨道交通7号线车站弱电设备用房的设置标准和思路:

原弱电机房布置分为通信设备室、信号设备室、afc、fas(防灾报警)、bas(设备监控)、电缆引入室、公网和车站控制室等,面积一般180～200m2。设备用房各自设置,条块分割,不利于现代集约化管理。整合后的弱电设备机房含:通信设备、信号设备、afc、fas、bas、电缆引入室、公网和车站控制室,集中设置面积指标约118m2,减少了走道面积,大大提高了有效使用面积比率。

传统车站与优化后的车站弱电设备用房要素对照见表2。比较设计优化前后的参数,优化后的车站设备用房面积是原车站设备用房面积的50%左右,且能实现集约化管理。

4 结语

变电站模块化建设篇5

关键词：调度自动化系统；调度数据网；自动化设备

作者简介：张东（1982-），男，安徽长丰人，安徽省铜陵供电公司，工程师；江玉荣（1972-），男，安徽铜陵人，安徽省铜陵供电公司，工程师。（安徽?铜陵?244000）

基金项目：本文系安徽省电力公司2011年科技项目（省科11-01）的研究成果。

中图分类号：TM734?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0135-03

随着IT技术在电网调度各专业使用的不断扩大和深入，所采用的技术也日益复杂，设备也日趋多样化。电网调度自动化系统对计算机网络和IT基础平台的依赖性越来越高，对系统的可用性和稳定性提出了更高的要求。该项目研发的目的和宗旨是将运维管理模式从人工、被动变为自动、主动，实现一体化、系统化、智能化的值班运行管理，尽最大可能节约铜陵供电公司现有投资，保障电网的安全稳定运行。

一、项目背景与设计思路

1.项目背景

目前调度自动化系统在运维管理方面或是局限于对设备的配置管理，或是缺乏有效的管理手段，主要运维仍是依赖手工方式。虽然手工管理也能维护自动化系统的基础设施和业务系统，但管理工作量巨大，并且对于各种突发性事件不能有效预警，大大增加了管理难度；同时系统庞大，管理人员无法掌握全局，在网络和业务系统上难以准确判断瓶颈，无法最大化发挥自动化系统的效率；对所有自动化系统的管理由于都是人工管理，无法对运维管理经验进行有效积累，形成固定的知识库，对人为因素的影响就不能降低，这对形成流程化、系统化的管理带来了很大的阻碍。[1]因此，提出调度自动化通信在线监测及管理系统研究项目，将运维管理模式从人工、被动变为自动、主动，实现一体化、系统化、智能化的值班运行管理。该系统可对重要的电力系统二次设备进行监测，及时对电力调度自动化系统出现的运行异常情况自动产生告警，通过多种告警方式通知相应的值班人员，以及时处理系统的异常或故障。

2.设计思路

调度自动化通信在线监测系统作为调度自动化各个业务系统关键节点设备的统一监测平台，具有如下特点：监测设备类型多样，监测对象数量众多，分布式信息采集，集中监视、多样性告警。其设计采用以下基本思路：

首先构建运行状态监测平台，实现监测对象信息建模、采集信息接入和集中处理、采集信息存储、采集信息展示、事件告警等功能。由于监测对象主要部署于安全I\II区，平台将部署于安全II区，通过多口防火墙接入调度自动化各个业务系统的监测主机和交换机；通过调度数据网络接入数据网络路由器设备监测信息和变电站测控监测装置信息。[2]开发跨平台主机状态监测程序，实现对被监测主机的信息采集。包括操作系统类型、CPU类型和主频、CPU使用率、内存及使用率、硬盘及使用率、硬件平台中纳入监视的进程或服务，以及网络端口工作状态和流量等信息。主机状态监测程序部署要考虑监测进程的监护功能。在平台上开发数据网络监测服务，对调度数据网络中的路由器设备进行集中监测，通过SNMP协议实时从对象获取监测内容，包括路由器端口的工作状态和流量。[3]开发测控单元监测装置，部署于变电站，通过变电站站控层网络，实现对变电站内测控装置的监测，通过调度数据网络，实现与平台的信息交互。开发专用消息总线，提供测控监测装置、主机状态监测的统一信息传输服务。

二、系统构成设计与实施

1.硬件体系

（1）系统平台对象。主站监测平台服务器：负责系统的建模、与系统的主机和变电站监测装置的通信，以及监测设备运行的有关数据的采集与存储。

变电站站端信号采集装置：负责采集变电站中的测控装置、保护装置等设备的运行信息，并将该信息发送到主站的监测平台服务器。

（2）系统监测对象。调度自动化业务系统的主机；调度数据网络中各变电站的路由器以及端口；变电站的测控单元装置、保护测控装置和微机保护装置。硬件体系结构见图1。

2.软件体系

系统软件体系共分为4个层次：监测对象层、采集层、消息总线（通讯层）、平台层，其中采集层、消息总线（通讯层）、平台层是系统有机组成部分。

监测对象层：主要是电力系统中二次设备状态在线监测系统的监测对象构成的集合。其中包括EMS系统关键主机、TMR系统关键主机、其他自动化业务系统关键主机、数据网络路由器、变电站测控单元、变电站网络设备及系统主机等。

采集层：是面向监测对象开发的，用于采集监测信息的软硬件集合。其中包括主机信息采集模块、平台SNMP网络监测服务模块、变电站测控单元监测模块、变电站监测装置。主机信息采集负责采集主机的所有运行信息；平台SNMP网络监测服务模块部署于系统平台服务器，通过SNMP协议，从被监测对象中获取监测信息；变电站测控单元监测装置通过对被监测装置信息的采集，使用IEC104通信规约，将获得被监测测控单元的运行状态上送到主站的平台监测系统。[4]

消息总线：是为采集层模块和平台层的数据交互提供公共通信服务的软件集合。

平台层：是电力系统二次设备状态在线监测系统的核心，提供对监测对象信息建模、采集信息接入和集中处理、采集信息存储、采集信息展示、事件告警等功能。包括平台模型建模及维护模块、模型数据接口、消息网关模块、综合监视模块、GSM短信告警模块以及信息模块。系统软件体系结构见图2。

3.模型设计

变电站模块化建设篇6

关键词：变电站视频及环境监控系统 站端处理单元 环境量监控模块

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0111-01

1 引言

随着无人值守变电站的大量建设和公司减员增效工作的实施，采用视频监控系统为手段，实现对变电站无人值班或少人值班后安全生产的“可控、在控”，成为必然的发展趋势[1]-[3]，但站内除了对视频信息的采集外，尚未有专门系统对环境信息（如温湿度、风速、门禁、通信电源等）进行有效监控，更没有将其整合到变电站视频监控系统中。

本文所述方法是基于广东电网变电站视频及环境监控系统技术规范而完成的[4]。提出一种通过站端处理单元集成各类环境信息的方法，支持同时对多台不同厂家的环境量模块进行监控，让用户通过变电站视频及环境监控平台就能获取各类监控数据。本方法不需环境量采集设备厂家修改现有设备的实现方法、协议标准，只需增加协议转换监控模块，从而达到对环境信息的全方位的监控。

2 变电站视频及环境监控系统介绍

2.1 变电站视频及环境监控平台简介

广东电网变电站视频及环境监控平台（简称平台）作为面向电力行业新一代大型分布式视频及环境监控解决方案，实现了对分布在网络中跨越不同区域的大量视频及环境监控设备的统一管理、统一监控[5]。

2.2 站端处理单元简介

站端处理单元（Remote Process Unit， RPU）是由广东电网变电站视频及环境监控系统技术规范首创定义的中间设备，通过对接口协议的清晰定义，解决了站端处理单元向上与主站平台之间的互联互通互换问题，向下则统一了与数字摄像机（IPC）之间的协议，实现了数字摄像机与站端处理单元的互联互通互换，同时通过协议封装，将环境变量、门禁等子模块接入到系统中。

3 环境监控模块的一体化集成方法

3.1 系统方案

本方法通过站端处理单元将环境量监测数据接入到平台中，平台中现有对环境量设备的监控功能都不需要修改就能用于对环境量监控，只需扩充现有的环境量设备类型，从而实现对各类信息的接入。

系统启动后，定时与监控模块通信，读取监控模块的所有数据。采集到的数据以变化传输方式上送平台，阀值可设。同时，采集的数据作为历史记录保存到本地RPU，供日后检索用。对采集到的数据可设置2个级别的告警值（一般告警、严重告警），并可在本地设定联动策略，例如：将摄像机转到设定的预置点，联动到某个警笛等。

RPU屏蔽了所有环境量设备（温度、湿度、风速、红外对射、水浸、门禁、通信电源等）的差异，使之透明、无缝接入到平台中。从用户和工程人员的角度来看，站端环境量设备可以很方便的集成到现有的的视频监控平台中，和系统中已经有的一些设备接入方法基本一致，不需要对现场的工程人员进行额外的培训，从而节约了成本。

3.2 系统特点

与现有技术相比，本文提到的集成方法具有以下特点：

（1）兼容各种不同厂家的环境监控模块；（2）系统平台不需要为环境量信息重新开发一套程序，通过协议转换方式集成到现有平台中，实现无缝集成；（3）发生异常情况下，采取变化上送方式上报告警数据，在不增加系统运行负荷前提下提高了系统的安全性。

4 系统应用情况

广东电网变电站视频及环境监控系统的应用，使视频及环境监控系统的建设有了共同遵循的标准。同时，一体化集成的方法大大减少了系统的建设周期和维护成本。本系统集成方法满足了广东电网公司对变电站视频监控系统专业化、标准化、科学化的建设要求，以先进的技术手段保证系统的建设质量和投资效益，确保了巨额投资建设的视频监控系统及设备的资源可延续和重复利用。

目前，在广东省内已成功建成1套变电站视频及环境监控省级主站系统，21套地区局变电站视频及环境监控地区级主站系统，500多套站端系统，为变电站的稳定运行提供了可靠保障。

5 结语

本文主要介绍一种变电站遥视系统中环境信息一体化集成方法。利用站端处理单元将环境监控模块集成到变电站视频及环境监控平台中。本方法极大降低了环境监控设备接入平台的工作量，同时降低了用户使用的难度，有效地辅助变电站的安全生产运行。该方法在广东电网得到了广泛应用，取得了良好的使用效果。

参考文献

[1]刘海忠.智能变电站视频监控系统的应用[J].安防科技，2011（5）：32-34.

[2]侯思祖，田新成，陆旭，谷喜岭.变电站视频监控系统设计研究[J]，继电器，2007，35（9）：60-64.

[3]陈皓，高雅.变电站视频监控系统的高效视频压缩方法研究[J].广东电力，2012，25（3）：52-56.

[4]广东电网变电站视频及环境监控系统技术规范[S].广东电网公司，2010.

变电站模块化建设篇7

【关键词】变电站；微机综合自动化保护系统；设计

随着我国经济的快速发展，工业技术也在快速的发展，这对电网的可靠性也提出了更高的要求；同时市场经济新形势下，对电网建设也提出了许多新的要求；电网规模不断壮大的今天，电网结构更加复杂。综合这三方面的情况，传统的控制保护系统以及远远的不能满足新形势下的电网要求，因此变电站微机综合自动化保护系统的研究和设计具有很大的意义。

一、变电站微机综合自动化保护系统的作用

变电站微机综合自动化保护系统能够保证变电站之间的分配控制、分配检查以及电能传输等任务顺利的完成，变电站自动化保护系统具有下面几个方面的作用：通过自动化保护系统能够满足变电站的通信要求；通过自动化保护系统能够及时、准确的监测出电网中存在的问题，并且将出现问题的部分隔离；通过自动化保护系统能够对当地紧急情况进行控制；通过自动化保护系统能够自动的采集变电站的所有信息，对变电站的情况进行控制。

二、变电站微机自动化保护系统设计的原理

1.充分综合性，变电站自动化保护系统必须完全的代替原来的二次设备，把变电站的控制、保护、坚实、测量等功能全部分在一个系统中。通过其灵活适应性强的运行模式，进行标准化工作，保证其能够适应各种不同类型、电压的变电站环境。

2.需要满足系统对技术先进与安全性的要求，并且能够保证通信信息的共享，各种模块与部件之间应该采用网络模式，便于自动化系统中不断的从外界获取信息，实现站内所有资源的共享。此外，微机保护硬件与软件应该能够满足监控系统这种相对独立的环境。

3.运行系统必须可靠，具备较强的抗干扰能力，所以在进行整体设计的时候，应该综合保证整体系统中的各个子系统相对独立，此外，还需要其具有独立的问题诊断以及自我修复能力。

三、变电站微机综合自动化保护系统的设计

在进行变电站微机综合保护自动化保护系统设计的时候，应该研究变电站的实际情况，根据一次配电设备的布置情况，二次微机继电保护设备的设计，在按照整体的设计原理，实现微机综合自动化保护系统。

1.一次变配电设备的设计

首先选择变压器，变压器分主次之分，一般的主变压器采用户内布置干式变压器，例如SG10-1250KVA变压器，主要有过流保护、高压零测序过保护、低压侧反时限零序过流保护、小电流接地保护、F-C过流闭锁出口、负序过流保护、瓦斯等非电保护等功能，并且能够同时进行10路外部开入遥信的功能；其次是选择高压开关柜，变电站的高压开关柜通常都是安装在真空断路器中，因此常选用真空气体剧院金属封闭开关，例如KYN28-12型真空气体绝缘金属封闭开关柜；最后是选择低压配电屏，低压配电屏通常是安装在全封闭金属铠装移开式开关柜中的，如低压GCS型开关柜。

2.机电保护装置的配置与二次回路

根据变电站的微机综合自动化保护系统的整体设计原则，以及对设备类型的要求，然后对我国多家生产变电站微机综合自动化保护装置的性能，充分的考虑设备的价格、前瞻性、经济性以及售后服务等方面的因素，再结合相关的关键技术指标，进行微机综合自动化保护装置的设计，例如XK2000系列综合自动化保护测控装置的硬件组成有：

（1）微处理器模块，微处理器模块简称CPU，是机电保护装置的核心，其作用就是：监控、自检、通信以及保护的功能，然后对有源低通与带通滤波回路、出口驱动电路、信号驱动电路等，这种模块的端子有：外部复归接点输出、对时脉冲输出、电度脉冲输出以及开关输出、一个CAN串行通道信息接口、一个RS485串行通道信号接口。

（2）电源模块，装入电源模件输入220V直流电压，然后输出24V（2）、24（1）、12V、5V四组直流电压。其中24（2）是开关量输入无源脉冲量，24（1）是机电驱动电源，12V是模拟系统工作电源，5V是处理器工作电源。

（3）交流信号输出模块，X2、X3输入模块通过输入TA、TV交流电，然后通过交流电压信号转化为弱点信号，这样就能起到将弱电隔离的作用，不同的装置在输入与输出交流电的回路接线端子的定义也不相同。

（4）保护测控装置操作回路模块。该模块的内容有：6路独立的动作出口继电器能够传出8个接点，“主合开关”继电器HJ与“跳主开关”继电器TJ是通过第二接点输出；“遥控合闸”与“遥控跳闸”的主要作用就是遥控操作，第3路独立的信号继电器总共输出4个接点，输出“保护动作1”与“保护动作2”，此外，为了保证“装置故障”与“警告信号”，将他们分别接在不同的接点上。

（5）综合测控装置直流模拟及开关量输入模块。该模块的内容有：4路无源开关电源输入，此电源接点通过光耦隔离端子接入；12路有源开关量输出，电压一般选用220V/110V直流电流，同时也可以为220V交流电，对四路电流模拟量进行DC1-DC4测量，将其控制在0-6V/5-20mA范围之内。

3.通信子网构成

微机综合自动化保护系统通信子网，现在通常应用的是以太网，在变电站层一般采用100M以太网，间隔层使用10M以太网。间隔层的保护装置、测控装置、自动装置等具备以太网接口的设备直接接入间隔层以太网，其他分部布置的设备通过规约转换、测控装置或低压保护装置接入间隔层以太网，根据设备所属的间隔和物理位置链接到适当的间隔层集线器，然后再将所有间隔层集线器接入变电站层集线器。对于可靠性要求高的变电站的自动化系统，可采用双重化的以太网来确保单一故障时不损失任何功能。对于站点较多的变电站，变电站层可采用交换性集线器，将间隔分成若干子网，限制每个冲突域的站点数量不致过多，以确保系统响应速率。

四、结束语

变电站微机综合自动化保护系统作为一种蓬勃发展的新兴技术，其设计原理还有许多需要完善的地方，随着广大电力科研人员不断的研究，以及在实践中积累经验，不断对综合自动化系统进行改进，使我国变电站微机综合自动化保护技术得到了不断的提高。

参考文献

[1]黄盛超.变电站微机保护系统的若干问题分析[J].中国高新技术企业，2012（19）：98-100.

[2]郭莉.变电站微机综合自动化保护系统的应用[J].城市建设理论研究，2013（28）：54-57.

[3]蔡春海.浅析变电站微机综合自动化系统运行的可靠性[J].民营科技，2012（2）：52.

变电站模块化建设篇8

关键词：220kV变电站；电气一次设计；探讨

生活水平的提高使得电力需求逐渐增加，变电站是电力系统中十分重要的组成部分，能够完成对电压进行变换、分配以及控制，根据实际需要转换功率，使人们的生活需要得到保障。变电站的设计对于电网的可靠运行有着极大地影响，如果变电站出现问题，就会对电力系统的运行产生至关重要的影响。变电站的设计有一次和二次之分，一次设计中主要是主接线设计、电气设备的选择、接地以及防雷等设计。

1 220kV变电站电气一次设计的原则

一般情况下，变电站的电气设计都需要坚持安全可靠和可持续的发展原则，了解和分析需要，选择科学合理的方案、模块的设计。220kV变电站由于具有一定的特殊性，因此在设计过程中需要遵循特定的原则。第一需要保证主接线设计方案的可靠，使得每一个模块都能够做到无缝对接。第二设计的标准达到统一，避免在变电站建设中出现与标准相矛盾的情况[1]。第三要实现实现供电企业的经济效益最大化，统筹分析变电站项目，保证近期以及长远效益的顺利实现。第四就是不同的地区需要有不同的设计方案，根据设计的形式、规模以及条件等满足变电站的需要。第五要使变电站能够与周边的环境相适应、相协调。

2 220kV变电站电气一次设计的问题

2.1 主接线设计问题

在变电站的设计中，为了保证电网系统的稳定与可靠，一般使用比较复杂的主接线，但是这种形式的成本维护比较好，并且随着设备数量的增加使得变电站的面积也会增加，对于城市的发展是不利的。并且在变电站设计中忽视城市今后的发展，预留空间不足。变电站的设计中主要考虑其可靠性与安全性，但是对于系统的维护重视不足，如果出现问题，复杂的接线就会增加维修的难度，产生不利的影响。

2.2 电气设备选择的问题

变电站的电气设备主要有变压器、断路器、电流互感器、隔离开关等[2]，设备选择的过程中一般会遇到短路电流计算等问题。为了提高电气设备的稳定性、经济性以及灵活性，满足电力系统的发展需要，应校验不同点的短路电流。如果电流计算不正确，电气设备也会出现问题，对电力系统的综合安全运行产生影响。如果在选择电气设备时没有全面的考虑系统，会缩减设备的使用寿命，系统的可靠性也会受到影响。

2.3 防雷设计问题

近年来，极端天气频发，雷击事件时有发生，如果变电站遭到雷击，将会给电网系统带来沉重的影响与损失，因此必须要做好变电站的防雷设计，使其能够在恶劣的天气下安全平稳的运行。如果在变电站设计中没有对接地设备的抗腐蚀性进行全面的了解，就会造成接地局部出现断裂的现象。不同地区的变电站需要有不同的防雷设计，科学选择，科学的防雷。

3 220kV变电站电气一次设计的有效策略

当前，我国的电力事业快速发展，220kV变电站的设计与建设技术已经比较成熟，并且具有标准化的技术与设备。220kV变电站的设计是要实现变电站的模块化发展，对220kV变电站电气进行一次设计，将其划分为功能相对独立的模块，然后根据变电站的实际情况进行技术上的规范，实现各模块间的有效衔接，满足变电站设计的实际需要。

3.1 变电站电气主接线的设计

在变电站的设计中，电气主接线的设计是十分重要的组成部分，电气主接线设计最基本的要求就是实现其可靠性，保证变电站的平稳运行，能够实现不同电网间的有效转换。变电站电气一次设计中，电气主接线以及电气总平面布置方式是重要的模块，将二者准确地进行设计和布置，能够在一定程度上保证电力系统的稳定运行。电气主接线设计中，应合理优化模块主接线方案，减少后期运维压力。设计中不仅要做到电气主接线设计的可靠、灵活，还需要努力促进其经济效益的最大化。

3.2 电气设备的选择

在 220kV 变电站电气一次设计中，为了能够不占用大面积的土地，需要选择用地比较小的电气设备。主变可以使用高阻抗产品[3]，这种产品的技术比较成熟，有助于促进电气设备运行稳定性的实现。虽然初期成本投资比较多，但是这种设备的后期维护成本不高，并且能够保证其运行的安全性，促进技术水平的提高，实现电气的经济效益。在选择电气设备时，主接线以及变电站的负荷变化都会对方案产生影响。实现220kV变电站电气一次设计模块化，可以利用计算机系统程序对电气设备进行科学的配置，保证设备选择的科学合理，减少计算的数量。

3.3 接地设计

通常而言，变电站接地设计采用独立接地网。常见的降低接地电阻的方法有自然接地体、深井接地、采用降阻剂、增加地网的埋设深度、局部换土、利用深孔爆破接地技术、扩大接地面积等等。设计中应针对变电站站址具体地质条件，选择合理的接地方案及接地材料，保证电气设备正常运行，避免出现触电事故或者是火灾的发生，造成财产损失。

3.4 防雷、照明设计

220kV变电站电气一次设计中，变电站一般使用避雷针进行直击雷的保护，对其附属的设备进行避雷接地保护设计设置[4]，能够使变电站避免直击雷的破坏。采用ATP-EMTP对雷电侵入波在变电站内各设备上产生的最大过电压进行计算研究，合理配置避雷器等设备，避免对电气设备造成破坏。为了使变电站的维护更加便捷、有效，还需要做好照明设计，不仅要保证正常的照明，还要进行事故照明的设计。依据不同的工作面，合理设计工作照明，使电气设备的工作得以顺利开展。电力维护人员还应该在应急通道内增加事故照明系统建设，使电力维护人员能够在电力故障发生时继续开展工作。

4 结束语

综上所述，220kV变电站电气一次设计中涉及很多内容，本次研究明确了220kV变电站电气一次设计过程中应遵循的原则以及存在的相关问题，找到科学、有效的设计方式，促进220kV变电站电气一次设计水平以及质量的提升，使电气设备能够安全稳定的运行，促进电力企业实现良好的经济效益以及社会效益，促进电力事业稳定有序的开展，更好地为人民群众提供便利的服务。

参考文献

[1]张朝锋.110kV变电站电气一次设计的探究[J].科技致富向导，

2012，3：392-393.

[2]刘鲲鹏.220kV高压变电站一次部分设计要点探讨[J].科技资讯，2011，9：145.

[3]张雪莹.220kV高压变电站一次设计探讨[J].机电信息，2014，3：131-132.