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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變電站設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
引言
35KV變電站的規模相對較小，適用于中小型城鎮以及鄉村地區，因此為了保證其實現經濟價值的最大化，必須優化變電站變配電系統，在保障變電站能夠安全運行的前提下，最大限度的降低線損，優化設計，從而節約運行成本，提高其經濟效益。在這一背景下，本文將從不同角度分別論述35KV變電站設計方案的特點。
1.常規35KV變電站存在的問題
35KV變電站一般處于較為偏遠的地區，技術手段相對落后，人員操作水平受限，在工作時發生操作失誤的可能性較大，所使用的設備相對落后，設備老化增加了維修運行成本，而且站點面積較大，其產生的損耗和效率不成正比，這些問題在增加變電站運行成本的同時為變電站的安全順利運行帶來了很大程度上的隱患。
2.35KV變電站設計方案的選擇
35KV變電站是我國農村輸電網絡中的重要組成部分，不僅要符合國家對變電站的相關標準要求，還應根據實際情況比較不同設計方案的經濟性，對設計方案進行優化，在滿足用電需要的同時控制工程造價，降低變電站運行成本，做到安全、可靠、節能。根據具體需要，其具體方案的選擇一般考慮以下幾個方面。
2.1 從經濟效益考慮的設計
這類變電站一般相對簡陋，是35KV簡易變電站，具有投資少、建設周期短、投入使用速度快的特點，在我國農網改造計劃中應用廣泛，不但能節省投資，而且運行成本相對較低，減輕了用戶經濟負擔。
簡易變電站的設計一般包括一臺主變容量3150KVA，為了降低線損，采用35KV進線一回，主變壓器保護采用高壓熔斷器，10KV出線三回，以柱上真空開關為線路保護手段，整個變電站戶外設置，無需人員看守，在經濟落后、資金籌集困難的貧困偏遠山區得到廣泛應用，需要注意的是，這類變電站設計需要充分考慮布置問題，為今后擴容改造留有余地。
2.2 從技術更新考慮的設計
隨著變電站技術的提升，除了一般變電站的常見配置，還出現了具備微機控制、集成電路保護的35KV中小型變電站。這類變電站的高壓設備同常規變電站基本相同，但是控制部分以及保護裝置都由微機控制，其工作原理是通過數據采集來實現對電力系統運行時各項參數的實時掌控，由微機對數據進行加工處理后直觀的反饋給變電站運行管理人員，一旦系統運行發生故障，CPU可以根據所采集的信息實現一定程度的保護功能，利用微機的相關信息記憶存儲功能，能掌握故障種類，表現系統故障前后的參數差異，便于工作人員對故障進行分析和處理。
微機保護裝置不同于簡易變電站，無需調試，減少了變電站運行維護的工作量，在一定程度上避免了出現人員操作失誤帶來的損失，而且微機的自診斷功能可以幫助系統自動識別和排出故障。
這類變電站設計的方案一般為：35kV 進線一回，戶外布置，10kV 出線六回，采用戶外裝置，使用微機保護屏， 繼電保護配置為： 主變保護采用微機差動保護作為主保護， 三段式復壓閉鎖過電流保護作為后備保護，本體保護則依靠重瓦斯保護、輕瓦斯保護，線路保護為二段式相間過流保護，保護功能依賴微機實現，具備三相一次重合閘、過負荷報警等功能。
這種設計方案與常規35kV 變電站相比具有明顯優勢，不僅減少了占地面積，節約投資，而且安裝、運行維護都較為容易， 由于其控制、測量以及保護、信號、電源等裝置都使用了計算機技術，具有保護功能完善、整定精度高的優勢，而且動作離散值小、速度快，也還可以按全戶內式設計，可控性強。
2.3 以實現自動化為主要需求的設計
隨著電網自動化技術的發展，無人值班變電站成為變電站設計的主要發展方向，這類變電站設計一般采用低磁密、低損耗的大型變壓器，開關選擇以SF6和真空開關為主，采用雙電源自動切換，其中直流系統以智能高頻開關完成電源系統操作，具有欠壓預警、自動均充、停電報警等功能，可靠性更強，而且有遠程通訊接口，可以實現直流系統運行的遠程監控。
這類變電站的核心是集系統控制、保護功能于一體的自動化系統，采用高性能處理器，系統配置靈活，安裝模式可選，不僅可以集中組屏，也能根據需要分散安裝，通訊總線可以選用電氣方式，也能采用光纖方式，其系統結構可分為三個部分：變電站層、通訊層以及間隔層，需主變容量 6300kVA 兩臺，戶外配電裝置采用35kV 進線一回，10kV 出線四回，l0kV 電容器兩組，根據實際情況可以不設實地后臺監控主機，而是采用在調度端設置值班室，通過無線擴頻方式實現遠程通訊，預留一個調度通訊端口，達到遠程監控的目的。設備保護通過微機實現，設置主用備用兩個相互獨立的遠程控制通道，可選載波通道、微波通訊或者架設高頻電纜，通過調度系統的自動化和運動RYU實現35KV變電站的無人值班布置，具有占地面積小，布局緊湊的特點，無需建設生活設施，是我國電網發展的發展方向。
隨著新型技術的發展，新的設備不斷投入使用，這就要求設計方案在接線煎蛋、操作方便的基礎上還需考慮變電站增容擴建、升壓，為未來發展留有余地，盡可能實現現有資源的可重復利用，避免拆除翻建，造成不必要的浪費。
3.結語
35KV變電站在大型城市已經無法滿足城市發展需求，然而因為其投資少、建設快、運行方便等優勢，在廣大農村地區依然長期存在。在選擇35KV變電站設計方案時要統籌兼顧，根據實際情況選擇最佳方案。
參考文獻
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關鍵詞：變電站；主接線；設備平面布置；綜合自動化；電氣主接線
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0100-02
為了提高地區的供電質量，我國如火如荼地進行著電網改造工程，35kV變電站建設工程也有大力發展。工程人員在各種不同項目中不斷探索各種新技術、新方法，力求達到縮短工期、降低造價、提高質量的要求。
1 主接線和主設備的選擇
1.1 主接線選擇
某地區農業負荷相對于工業用電比例更大，全年中二、三季度用電負荷相對較大，對負荷平臺水平有一定的要求。電氣主接線設計分兩期進行，終期按照兩臺主變進行考慮。
對于首期工程。35kV變電站若采用一條35kV進線和一臺主變，單元接線為變壓器-線路。設計時還注意給二期工程做預留，若斷路器、隔離開關等于首期不上，利用瓷柱過渡跳線。35kV電壓母線變壓器的安裝需要結合計量管理及電網位置狀況決定；可在35kV進線側接35kV站變。對于二期工程。主接線采用兩回進線，兩臺主變壓器。35kV側可采用橋形接線分內橋接線和外橋接線，前者適合于操作簡單，主變壓器運行相對穩定的變電站，后者更適合于操作較為復雜的變電站。與單母線接線相比，橋形接線少斷路器一臺卻增加了操作難度，而我國當前35kV斷路器已國產化，沒有太大的經濟壓力。所以，35kV側兩進線兩主變壓器的變電站，宜采用單母線接線。為滿足未來城鄉用電標準一體化需求，雙回進（出）線將成為變電站的發展趨勢，但其造價也大幅度上漲。對此，35kV變電站采取一主一備（即能手拉手）形式，檢修時啟動備用線路。主備電源設有自動投入裝置（BZT）。若主接線超過3回，可采用單母線分段接線，每段宜2～3回，電源進線母線各段宜1回，分段斷路器由BZT控制，若地形條件滿足，35kV配電裝置可進行雙列布置，否則只能單列布置。10kV側主接線，一般采用一期為單母線，終期為單母線分段。
上述接線方式清晰有序、運行方便、經濟可靠且運行及檢修方式靈活。
1.2 主設備選擇
采用低損耗、油浸、自冷、有載調壓變壓器，容量為2～10MVA。主變若為2臺，容量比宜為1∶2；若負荷高峰（≥5MVA）持續時間長，容量比宜為1∶1。全密封變壓器在條件允許時優先選擇。高壓斷路器優先選擇SF6國產斷路器。10kV等級戶外布置斷路器優先采用柱上真空斷路器；解決漏氣問題后也可選擇10kVSF6斷路器。對于10kV等級戶內布置斷路器采用機構本體一體化的真空斷路器較合適。高壓隔離開關要求材質好、耐腐蝕的防污型產品；無人值守變電站優先選用GW4型帶電動機構的隔離開關。高壓熔斷器盡量選擇質量較好的。互感器和避雷器：為防止鐵磁出現諧振，優先選擇干式電壓互感器，過勵磁時呈容性。若選擇電容器式電壓互感器，可省去高壓側熔斷器。選擇帶0.2級副線圈專用電流互感器。保護用電流互感器選擇獨立式的，但斷路器附帶的套管式電流互感器也可在電氣伏安特性滿足二次要求的情況下采用。避雷器選金屬氧化物材料，戶外選瓷絕緣避雷器，戶內選合成絕緣避雷器。電力電容器：優先選用全膜電容器；若電容器組超過2組，要配置6%的空心或干式電抗器。針對季節負荷較大變電站，為提高功率因數，實現無功補償，宜選可無載投切分組的集合式電容器組。直流電源：優先選擇帶微機檢測和遠傳接口的高頻開關電源的成套直流電源裝置，采用5～10A2塊模塊。蓄電池可選閥控全密封鉛酸蓄電池，容量40～80Ah。二次設備：優先選用具有與變電站綜合自動化或RTU靈活接口的微機型繼電保護設備，分散布置10kV保護；35kV保護備用電源發揮聯絡線功能時需配備線路保護，集中組屏布置饋線保護；根據實際情況考慮配置主變縱差動保護。變電站自動化系統：設備選型要求滿足無人值守需要。綜合自動化系統應具備微機“五防”閉鎖及接入火警信號等功能。通信采用數字式載波通信，條件允許可選擴頻、光纖等方式。
2 設備平面布置
合理的35kV布置需考慮到各個方面，主要包括五種：第一，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用屋外半高型配電裝置，屋外設主變，采用集中式控制保護，設2層建筑物，控制室設于2層。第二，35kV同上，10kV采用屋外中型配電裝置，雙列布置，設集中式控制保護，控制室設于單層建筑物。于10kV和35kV配電裝置間且偏向10kV的地面上設主變壓器。設一帶環形巡回通道的主干馬路于35kV配電裝置和主變之間。此種布置雖清晰明了、維護方便、易擴建，但高壓電器暴露于室外，設備運行條件相對惡劣。第三，35kV、10kV配電裝置同上，戶外就地設10kV控制保護，35kV設集中式控制保護。控制室設于單層建筑內。此種布置比較節約土地，但比較緊湊導致維護不便，不利于擴建。同第二點設備運行條件較差，對絕緣工作要求較高。第四，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用箱式配電裝置。于10kV和35kV配電裝置間且偏向35kV的地面上設主變壓器。設一帶環形巡回通道的主干馬路于10kV配電裝置和主變之間。箱體內置10kV配電裝置和全站控制保護，控制室不需另外設置。此種布置節約土地、安裝簡便、設備運行環境好、檢修方便且有利于搬遷擴建。第五，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用屋內成套配電裝置。于10kV和35kV配電裝置間且偏向35kV的地面上設主變壓器。設一帶環形巡回通道的主干馬路于10kV配電裝置和主變之間。控制室內集中設置全站控制保護。此種布置節約土地，檢修維護方便，但房屋建設開支大。
針對不同的情況，相對而言，我們推薦第二、第四及第五種模式。
3 變電站綜合自動化設計
按照設計思想和安裝物理位置的區別可以將系統硬件結構形式分為許多類別，如分布式、集中式、分散分布式等。
分布式為35kV變電站綜合自動化系統一種典型的結構形式。裝置劃分為管理層、變電站層以及間隔層，傳送信息采用現場總線進行，獨立設計保護系統，間隔層信息采集系統供遠動系統和監控系統共同使用，滿足分布式RTU技術標準的要求。依照一次設備來組織間隔層，其組成成分為許多不同獨立的單元裝置，這些單元由擔負這集中處理和管理數據，上傳下達信息任務的站控層通過現場總線控制。通常根據斷路器間隔進行結構布設，分為測量部分、控制部分以及斷電保護部分。管理層的主要構成就是計算機，通常為數臺微機，要求界面清晰、操作簡便。值班人員通常必備的基本技能包括：簡單數據處理分析、顯示畫面、打印等。
集中組屏的分層分布式綜合自動化系統一般比較適用于改造35kV變電站的工程中。綜合自動化改造時，為縮短工期，工程人員還可對現有的二次電纜進行充分利用。分散分布式與集中組屏相結合的綜合自動化系統比較適用于新建35kV變電站的工程中。這種結構設計方法是面向電氣一次回路或電氣間隔的，是一種“面向對象”的設計理念。在間隔層中集中設計各種數據采集單元監控單元及保護單元，并于開關柜上或者別的一次設備旁進行就地分散安裝。如此，每個間隔單元的二次設備便獨立起來，管信交換和息理由站控機通過光纖或電纜線路實現，從而將二次設備及電纜的材料降低到最低限度，節約了開支并簡化了二次回路調試工作。
4 結語
當前，我國35kV變電站建設和改造工程十分緊迫，也極具挑戰性。在設計階段，必須結合變電站實際情況，進行合理的規劃和設計，減少甚至徹底消除變電站的缺陷，最大限度地保證人身、電網及設備安全。
參考文獻
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關鍵詞變電站自動化系統構成特點
隨著數字式微機保護、監控技術和遠動通訊技術的廣泛普及應用，電力系統變電站的自動化水平發生了根本性變革。變電站綜合自動化作為一種新技術應運而生，現階段已被國內110kV電壓等級新建變電站廣泛采用，并在實踐中不斷改進，已發展成為一種成熟的技術。220kV東莞長安變電站正是在這種技術背景的支持下采用了變電站綜合自動化技術而取代常規變電站二次系統。
1工程概況
220kV東莞長安變電站(以下簡稱長安站)，遠景共6回220kV線路，8回110kV線路，3臺180MVA三卷變壓器，24回10kV線路，12組10kV補償電容器。
本期規模為4回220kV線路，2回至沙角電廠，另2回分別至深圳的西鄉站，公明站。6回110kV出線，2臺180MVA三卷變壓器，220kV、110kV均采用雙母線帶旁路主接線。
無論從其規模，還是系統中的位置看，長安站均屬于220kV大型樞紐變電站，在系統中具有十分重要的地位。
2自動化系統配置的重要原則
由于長安站處于系統主電源(沙角電廠)與重負荷區域之間，而長安站自身就處于用電負荷中心，因此，本站二次自動化系統設計必須保證的首要目標就是系統的安全可靠性。任何在系統的安全可靠性設計方面的疏忽、不足、給系統帶來的潛在隱患都可能對供電造成重大損失。為有效提高自動化系統的安全可靠性而從以下幾方面給予保證。
2.1保證保護裝置的完全獨立性
保護配置按保護設計規程配置要求面向對象獨立設置，所有間隔單元保護完全獨立，互不牽連。保護裝置的動作條件僅由保護裝置自身判斷，而不依賴于計算機網絡在任何時候的物理狀態。簡而言之，即使監控計算機網絡完全癱瘓，也不致影響保護裝置正確動作。保護與監控系統的關系僅是在保護動作后向監控系統發送保護動作信息。
2.2面向對象的分散分布式測控單元
盡管監控系統在二次系統中的重要性次于保護裝置，但監控系統的安全可靠性仍對系統的正常運行具有極重要的意義。因此，對監控系統的可靠性亦提出了極高的要求。
眾所周知，任何一個裝置，其功能集成化程度越高，硬件相對功能成本越低，但其一旦故障所帶來的系統風險卻越大。為有效降低系統中某元件故障給系統帶來的影響，而采用分散分布式測控單元。從10kV饋線至220kV線路間隔，每一個間隔配置1個測控單元，該測控單元僅完成本間隔的遙測、遙信、遙控功能，各測控單元通過計算機網絡相聯系。任一個測控單元故障或異常僅影響本間隔的數據采集與信息傳輸，而不影響其它單元和整個計算機網絡的正常工作，從而將硬件故障的系統風險化解到最小。
同時，由于采用面向對象的分散分布配置的測控單元，亦增加了系統硬件配置的靈活性。當變電站一次系統擴建時，僅需增加相應的測控單元，擴充數據庫即可，而不影響已在線運行的監控系統正常工作。
3綜合自動化系統的網絡結構
本站綜合自動化系統基本型式為分層分布式網絡結構，從層次結構看，基本有3層：間隔層、網絡通訊管理層、站級層。
間隔層由所有分散式測控單元、保護裝置通訊接口以及保護通訊管理機、電度表通訊接口以及電度表通訊管理機和上述設備的網絡通訊線組成。間隔層面向控制對象，起數據采集、處理、控制輸出等作用。事實上，間隔層可視作監控系統與監控對象的界面接口。
通訊管理層由裝于總控柜上的2臺通訊管理單元構成，起著全站自動化系統的通訊樞紐作用，接收各子網送來的信息，并根據后臺當地主站、五防工作站、繼保工程師站、以及遠動接口的要求發送信息，接收上述各工作站和遠方調度中心下達的控制指令至指定的受控單元。由于該通訊管理單元起著承上啟下，管理全站信息通訊的作用，在監控系統中的地位顯然至關重要，其故障或異常將導致整個監控系統和遠動通訊的癱瘓。因此，該通訊管理單元成為監控系統中風險最集中的環節，任何其它環節故障的影響都是局部的、有限的，而通訊管理單元的影響卻是整體的、全面的。任何一個系統的設計，不論元器件的篩選如何嚴格，均必須考慮到任一元件均有故障或異常的可能性。我們必須考慮到一旦當這種可能性成為現實時，系統的應變措施以及該影響帶來的系統風險的可接受程度。
顯然，通訊管理單元故障帶來的系統風險如無法及時消除，則該風險是不可接受的。為此，本自動化系統配置2臺通訊管理單元，采用雙機互為熱備用自動切換的工作方式。正常運行時A機工作，B機備用，當A機故障，B機自動切換為工作狀態，而一旦A機恢復正常，又切換到A機工作，B機恢復熱備用。對切換過程中通訊的短時(約10s)中斷，由于不致影響到一次系統的安全運行，不影響所有繼電保護裝置的正常運行，故這種監控系統的短時中斷的風險是可以接受的。而對于2臺通訊管理單元同時故障的可能性不予考慮。
站級層由2臺監控主站和1臺繼保工程師站組成，各工作站直接接于通訊管理單元。監控主站除具有取代常規控制、信號屏的作用外，還具有VQC——電壓無功、主變有載調壓開關自動調節控制功能，微機五防功能。正常運行時，1臺置為后臺監控主站，1臺置為專用五防工作站——專門作為全站隔離開關、接地刀防誤操作用。當一臺監控工作站異常退出運行，另一臺監控工作站則同時完成兩臺監控主站的任務。
由于繼保管理工作較之常規監控功能在技術管理方面具有明確的分工與獨立性，故對全站的繼電保護裝置的管理設置1立的保護工程師站。該工作站記錄全站所有數字式保護的動作行為，結合專用分析軟件對繼電保護和電網故障進行故障分析，對各保護裝置進行參數設置，定值修改。更具實用意義的是該繼保工程師站接入1個公用電話網調制解調器，使該繼保工程師站延伸到任何有電話的地方。
110kV、220kV以及主變測控單元采用DISA-910S測控裝置，分散裝于與操作箱同屏的保護屏上。各DISA-910S同時還具備同期合閘功能，省去了專用的集中同期裝置，減化了二次接線。所有DISA-910S通過雙CANBUS網接入總控柜通訊管理單元，通訊介質采用屏蔽雙絞線。
10kV部分采用DISA-920測控單元，因10kV開關柜距總控柜通訊管理機較遠，其通訊介質采用光纖一對一星形拓撲結構直接接入總控柜上光纖管理單元再與通訊管理單元連接，該測控單元同保護裝置并排裝于10kV開關柜上。
110kV、220kV線路保護，主變壓器保護采用南瑞保護公司產品，其所有保護裝置通過其串行接口接入CM-90保護通訊管理機，CM-90再以串口接入總控柜通訊管理單元。
而10kV線路、電容器保護以及110kV、220kV母差保護采用南瑞深圳公司產品。10kV線路、電容器保護信息采用屏蔽雙絞線CANBUS網接入與之配套的ISA-100保護通訊管理機，110kV、220kV母差保護則通過串口接入ISA-100保護通訊管理機，ISA-100再通過串口接入總控柜通訊管理單元。
本站所有電度表采用數字式電度表，這些數字式電度表通過其自身RS-485接口連接接入與之配套的電能計量通訊管理機，再以串口接入總控柜通訊管理單元，傳送相應的電度信息，以取代傳統的電度脈沖采集方式。
綜上所述，由于本站采用二次設備廠家種類較多，因此整個網絡結構較龐雜，每一廠家的數字設備的通訊均通過其自己開發的通訊管理機再與主網(通訊管理單元)相連。
4遠動接口
4個遠動接口，2個對省中調，2個對市地調，同時發送各自所需之遠動信息。為提高信息傳輸可靠性，采取在調度端進行通道切換，選取工作通道。對省中調僅發送其所需的遙測、遙信信號，省中調不對站內設備進行遙控操作。市地調不僅接受變電站發送的遙測、遙信信息，而且在變電站控制方式置于遙控操作時，由地調中心對變電站10kV以上斷路器、主變壓器中性點地刀、主變壓器有載調壓開關進行遙控操作。
5控制方式
所有10kV以上電壓等級斷路器和主變中性點地刀均可實現遙控操作和在站內監控主站上鍵盤操作，由于本站將全面按無人值班方式運行，因此將以地調遙控操作作為正常運行時的控制方式。考慮到極端情況下全站計算機網絡出現全面癱瘓，無法在地調中心或監控主站上進行控制操作，而在保護屏上設置了跳合閘操作方式選擇開關和控制按鈕。可在保護屏上選擇就地操作功能，通過DISA-910S(110kV以上電壓等級斷路器)實現同期合閘，當DISA-910S故障不能工作時，可選擇就地操作中的非同期合閘功能，直接通過按鈕對斷路器分、合閘操作。
10kV開關柜上保護裝置亦有實現就地分、合閘操作的按鈕。
6VQC的調節實現方式
常規220kV變電站VQC調節采用1套專用的VQC調節裝置，對于1個有3臺主變的220kV變電站，為判斷各主變間同步并列運行在不同運行方式下的同步并列條件，將需采集大量與之相關的開關、隔離刀位置信號予以判斷。如果采用專用裝置，這些信號必將重復采集，致使二次回路接線復雜，調節軟件的修改也有一定的局限性。鑒于這些因素，我們要求采用后臺監控計算機來完成VQC調節，不僅簡化了二次接線，而且軟件修改亦極為方便。
7值得磋商與改進的方面
盡管長安站設計與設備選型是先進的、合理的，所有的設備與集成方式代表了目前國內先進水平，但以發展的眼光看仍有不少值得磋商與改進的方面。
7.1在網絡結構方面
正如前面提到的，本站所有的信息通訊均由處于中樞地位的通訊管理機實現，同時通訊管理機還要完成部分數據處理功能。一旦通訊管理機故障，所有信息傳送將會中斷，盡管采用了雙機熱備用的切換方式來保證通訊的可靠性，但這種方式仍顯不足。也許取消通訊管理單元層，直接采用局域網的通訊方式，增設直接接于局域網的遠動工作站將有助于網絡可靠性的提高。
7.2110kV線路保護增設按周減載功能
對于常規220kV變電站，110kV線路、10kV線路均可能被設置為按周減載解除點，一般數字式10kV饋線保護均具有按周減載功能。本站選用ISA系列10kV饋線保護亦有此功能，但110kV線路保護卻無按周減載功能，為此增加了1面按周減載屏，專用于110kV線路按周減載，這不僅增加了投資，也增加了二次接線的復雜性。現部分廠家生產的110kV微機保護已具有按周減載功能。
>> 變電站電氣一次設計探討 變電站電氣一次設計的探析 試析變電站的電氣一次設計 淺議變電站電氣一次設計 探討110kV變電站電氣的一次設計 關于變電站電氣一次設計的探討 探討變電站電氣一次部分的設計與系統的工作性能 變電站改建中電氣一次設計的探討 探討110KV變電站電氣一次系統的設計 110 kV變電站一次電氣部分設計探討 220kV變電站電氣一次設計應注意問題的探討 高壓變電站電氣一次設計注意問題探討 有關110kV變電站部分電氣一次設計要點探討 淺談變電站電氣一次設備安裝 探討變電站電氣一次安裝的質量控制及技術要點 變電站電氣一次主接地網的設計 論述110kV變電站的電氣一次設計 淺談110kV變電站電氣一次設計 110kV變電站的電氣一次設計研究 110kV變電站部分電氣一次設計 常見問題解答 當前所在位置：中國 > 經濟法律 > 探討變電站電氣一次設計 探討變電站電氣一次設計 雜志之家、寫作服務和雜志訂閱支持對公帳戶付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，請告知我們")
申明:本網站內容僅用于學術交流，如有侵犯您的權益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關內容。 摘 要:變電站是電力系統的重要組成部分。本文主要概述了變電站的電氣主接線設計、主變壓器的選擇、配電裝置和平面設計等電氣一次設計中的問題。 關健詞: 變電站；電氣一次；設計Abstract: The substation is an important part of power system. This paper describes a design of electrical main wiring design, the choice of main transformer substation, power distribution equipment and the electrical problems in graphic design. Key words: substation; electrical primary design; 中圖分類號： S611 文獻標識碼：A 文章編號： 前言
隨著社會經濟的不斷發展進步，我國用電量大幅度地增加。在用電量不斷增加以及人們要求不斷提高的情況下，對變電站的設計和投入使用必須盡最大努力滿足其需求。變電站在人們的日常生活中占據了重要的地位。 1. 變電站的重要性
變電站是電力系統中變換電壓、接受電能并對之進行分配、控制電力的流向以及調整電壓的電力設施。它是電網之間相互聯系的紐帶，通過變壓器將各級電壓的電網聯系起來，能夠將電能進行變換和分配，它的安全可靠運行直接關系到整個電網的安全運行。
變電站的主要作用就是在高低壓之間進行轉換，有些變電站是將發電廠發出的電壓進行升壓，這樣有利于電能遠距離傳輸的同時還能夠降低輸電時在線路上的損耗；其他一些變電站是將高壓轉換成低壓再傳輸給用戶端。
變電站中最重要的設施是變壓器，它能夠將變電站接受的高電壓進行變換，轉換成用戶使用的安全電壓。除了變壓器之外，變電站中的設備還有控制開閉電路的開關設備、互感器、母線、儀表、調度通信裝置、防雷保護裝置和繼電保護裝置等。 2. 變電站一次設計的一些體會 2.1 電氣主接線設計
變電站的電氣主接線，應根據變電站在電力網中的地位、出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定。并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節約投資和便于擴建等要求，即經濟性、靈活性和可靠性。
在經濟性方面，電氣的主接線能滿足運行要求時，變電站高壓側宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線；在電氣一次設備選擇方面，在保證主接線能夠有效限制短路電流的同時，可以選擇較為經濟的設備。除去在設備上的節省，在變電站的占地面積以及電能的損耗上，還應遵循經濟節省的原則。對于變電站的占地面積，主接線在設計時應為配電裝置和布置創造出能夠節約土地的條件，使變電站所占土地面積盡量減少；對于電能的損耗，要合理經濟地選擇主變壓器的種類、數量和容量，要避免兩次變壓而造成的電能損失。
下面以變電站的220kV雙\單母線接線為例，說明電氣主接線經濟性的優化設計，拋磚引玉。
雙母線/單母線接線方式下，進出線側隔離開關總是與斷路器同時退出、投入運行，僅起到為斷路器檢修提供安全隔離的作用，取消后并不影響系統安全運行。
考慮上述原因，可以取消220kV 側出線及進線側隔離開關。
對于敞開式AIS 設備，斷路器兩側設置隔離開關，可為斷路器現場檢修提供 必要的安全隔離，以保證在周圍設備帶電運行環境下斷路器的正常檢修維。GIS組合電器為斷路器、隔離接地開關、電流電壓互感器高度集成的設備，采用氣體絕緣，結構緊湊，即使斷路器兩側隔離開關都打開，檢修部分與帶電部分間僅有一個隔離開關斷口，也不能在線解體檢修。且斷路器氣室打開后，相鄰氣室也需降壓或放氣，相鄰氣室內設備需退出運行。GIS 的組合隔離開關僅為外部設備（母線、主變等）及內部調試斷路器提供電氣安全隔離。
隨著設備制造水平的提高，設備可靠性大為提高，因此為開關檢修設計的斷 路器兩側隔離開就關失去（或者說極大地消弱）了存在的必要性和實際應用價值。
在無T 接線路的前提下，取消進出線隔離開關的設計與傳統保留進出線隔離開關的接線方式均能滿足正常運行及檢修要求，不同處僅在于，前者在斷路器檢修時，需對側開關分閘，而后者則無需對側分閘。從運行單位了解，后者斷路器檢修時雖然理論上無需對側分閘，但實際檢修時對側仍然分閘。
取消進出線隔離開關，將減少了一個操作機構、一組活動接觸點、多個密封 法蘭，降低機械、通流、氣體泄漏故障的概率，提高設備的可靠性。
取消進出線間隔出線側隔離開關，每個間隔可節省設備投資20～30 萬元。
在靈活性方面，變壓器的設計要滿足其在調度、檢修以及擴建時的要求。在調度時，變電站應該靈活地切除或投入線路和變壓器，調配電源和負荷；在檢修時，能夠滿足停止斷路器、母線以及繼電保護裝置的工作時而不影響電網的正常運行以及對居民的正常供電，這就需要在對變電站設計時，應靈活地滿足變電站檢修時的要求；在擴建時，電氣的主接線設計能夠較為簡單地從初期接線過渡到最終接線，這就要求在對主接線進行設計時，應設計出適應以后擴建的線路設備，且在擴建后投入使用時能夠做到變壓器或者線路互不干擾。
下面同樣以韶關某變電站為例介紹接線從初期的線路－變壓器組接線過渡到終期雙母線接線的設計的靈活性。
該站本期規模一回220kV出線，一組主變，最終規模是5回220kV出線，3組主變，出于經濟性和靈活性考慮，本期采用線路－變壓器組接線（如圖1），比常規的一線一變節省了1組220kV斷路器、3臺電流互感器、3組隔離開關，經濟效益顯著，同時該接線方式向遠期的雙母線接線（如圖2）過渡也非常方便，只需解開一兩處導線，對于地處偏遠落后地區、初期規模較小的變電站的接線設計有借鑒意義。
圖1 初期接線
圖2 終期接線
在主接線可靠性方面，主要是要保證其設計的變電站不會出現全站停運、停電的現象；在各線路和設備進行全面檢修時，不能長時間停電，還要保證一級負荷以及大部分的二級負荷；要保證在對斷路器進行檢修時，不會對系統和負荷的供電造成影響。 2.2. 110kV變電站的典型接線方式
在110kV的變電站電氣設計中,主要考慮的就是終端變電站以及中間變電站。前者變電站則接近110kV變電站負荷中心,并在其中分為兩路進線,從而將電能分配給低壓用戶,而實現這一分配的主要是通過兩臺主變來實現的。終端變電站的高壓側主接線形式有三種:單母線接線;內橋接線以及線路變壓器組接線。對于單母線接線方式,主要是用在110kV變電站的高壓側主接線,且單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側主接線。該接線方式其供電可靠性高,運行較為靈活,但仍然存在一定的不足,即所涉及到的高壓設備較多,增大了占地面積以及投資資本。對于內橋接線方式,主要用在110kV變電站的高壓側主接線,單母線分段的接線方式則是用在110kV變電站的低壓側主接線。該方式線路的進出較為方便,但也存在一定的缺點,即運行不靈活,用電不可靠。該接線方式適合于那些在高壓線路運行較為頻繁,且不受到電網穿越功率而經過城網變電站的情況。綜合以上接線方式的不同特點以及適應性,在設計110kV變電站接線方式時,應該根據實際情況來選擇不同方式的接線,以期達到最佳的接線效果。 3.變壓器及的選擇
在變壓器的選擇上，應根據變電站的情況而定。如果變電站的季節性負荷較大，或者有大量的一級負荷或者二級負荷時，應考慮安裝兩臺或以上的變壓器。如變電站可由中、低壓側電力網取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。在對變電站中變壓器臺數的確定時，應根據該變電站中的具體指標來進行選擇，該指標有主變的總容量、變壓器制造容量的限制、變電站的占地面積以及對配電裝置的投資、對變壓器的投資、短路情況下的電流水平等，根據這些指標可以確定變電所中對變壓器的數量選擇。一般情況下，城網110kV變電站的變壓器有兩臺或多臺，這樣能夠保證當其中一臺變壓器出現故障停運時，其余主變壓器的容量應保證該站全部負荷的70%，在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷。
由于系統負荷不斷變化，各個變電站節點的電壓也隨之變化，在系統無功電力平衡的前提下，可以進行電力系統的電壓調整。電力潮流變化大和電壓偏移大的變電站，如經計算普通變壓器不能滿足電力系統和用戶對電壓質量的要求時，應采用有載調壓變壓器。
當需限制110kV變電站主變壓器35kV側、10kV側母線的短路電流時，可采用高阻抗變壓器。 4. 配電裝置及平面設計
高壓配電裝置的設計除了要認真的貫徹國家的技術經濟政策以外,還應該根據當地的自然環境特點、電力系統要求和運行檢修要求,結合線路出線走廊，制定出合理的設計方案并選擇適宜的設備。高壓配電裝置要盡可能的采用新的材料、新的設備和新布置,在運用先進的設計技術的同時,保證設備的安全可靠的運行、巡視檢修方便、經濟合理。
【關鍵詞】城市變電站；電氣系統設計；綜合自動化
1 城市變電站分析
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，對供電質量的要求日益提高。國家提出了加快城網和農村網建設及改造，拉動內需的發展計劃，城網和農村網110kV變電所的建設迅猛發展。在城市人口集中、高樓大廈林立、用地十分緊張的情況下，城市的高低壓線路走廊受到限制，給城市高低壓網絡的發展和變電所建設帶來一定困難。農村自身的特點也給農網和變電所建設帶來一定困難。如何設計城網和農村網110kV變電所，是城網和農村網建設、改造中需要研究和解決的一個重要課題。110kV變電所是電力配送的重要環節，也是電網建設的關鍵環節。變電所設計質量的好壞，直接關系到電力系統的安全、穩定、靈活和經濟運行，為滿足城鎮負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質量，工農業生產的增長需要，迫切要求增長供電容量，擬新建110kV變電所。變電站是電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發電廠變電所的主要環節，電氣主接線的擬定直接關系著全所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。隨著變電所綜合自動化技術的不斷發展與進步，變電站綜合自動化系統取代或更新傳統的變電所二次系統，繼而實現“無人值班”變電所已成為電力系統新的發展方向和趨勢。
2 城市電器系統設計
近年來，為保證安全、優質、經濟供電，更好地為地區經濟服務，國家籌集了巨額資金，進行了為期三年的“城、農網”即“兩網”改造工程。“兩網”改造工程中，安徽省安排了多個35 kV變電站建設。根據各具體項目，在實現工期短、造價低、布局新穎、技術先進等方面進行了多種有益嘗試和探討，取得了不少成功的經驗。現結合我省35 kV變電站的建設和設計，就35 kV變電站的標準化、小型化設計和建設方案進行探討，以期取長補短，取得更好的經濟效益和社會效益，主接線由于經濟基礎較弱，安徽各地區工業性用電比例較小，農業負荷比例較大，用電最大負荷處在第三季度（長時）或大年三十（短時），二、三季度在圩區防汛抗旱期間負荷較大，且必須保證供電，因此要保持一定水準的負荷平臺。設計時主接線一般分兩期實施，終期按兩臺主變考慮；主設備選擇主變壓器的選擇：采用油浸、自冷、有載調壓、低損耗變壓器，容量為2～10 MVA為宜。設立兩臺主變時，其容量按1：2配置為宜；最大負荷利用小時較高者，如超過5 MVA時容量應按1：1配置。若運輸條件允許，優先選用全密封變壓器；設計標準是根據原國家經貿委《關于下達2000年度電力行業標準制定、修訂計劃項目的通知》電力[1999]40號文的安排，對SDJ2－1988《220～500kV變電所設計技術規程》進行修訂的，原能源部頒發的《220～500kV變電所設計技術規程》SDJ2－1988自頒布實施以來，為提高電力建設的工程設計質量和標準化、實現變電所的安全、經濟、可靠方面起到了積極作用，收到良好效果，規范組在修訂規范過程中，進行了廣泛的調查研究，認真總結了規范執行以來的經驗，吸取了部分科研成果，廣泛征求了全國有關單位的意見，最后由我部會同有關部門審查定稿。修訂后的規范共分四章和十一個附錄。修訂的主要內容有：增加了63kV、110kV變電所部分；新增的章節為并聯電容器裝置、二次接線、照明、遠動和通信、屋內外配電裝置、繼電保護和自動裝置、電測量儀表裝置、過電壓保護及接地、土建部分等；原有蓄電池章合并入所用電源和操作電源章節中：對主變壓器和電氣主接線章節充實了內容深度：原規范土建部分的條文過于簡略，本次作了較多的增補，增補的主要內容為變電所結構采用以概率理論為基礎的極限狀態設計原則、建筑物和構筑物的荷載、主建筑物的建筑設計標準、建筑物的抗震構造措施、變電所的防火設計等，本規范的土建部分，必須與按1984年國家計委批準的《建筑結構設計統一標準》GBJ69－84制訂、修訂的《建筑結構荷載規范》GBJ9－87等各種建筑結構設計標準、規范配套使用，不得與未按GBJ68－84制訂、修訂的國家各種建筑結構設計標準、規范混用。
3 城市電器站電氣設計綜合自動化
變電站綜合自動化系統近幾年一直是電力建設的一個熱點。無論國內國外，還是從管理方、運行方及設計單位對于變電站實現綜合自動化均取得了共識。伴隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發展，變電站綜合自動化也采用了新的技術，新型的全分散式變電站自動化系統，設計思想上實現了變電站二次系統由“面向功能”設計向“面向對象”設計的重要轉變。系統不再單純考慮某一個量，而是為某一設備配置完備的保護、監控和測量功能裝置，以完成特定的功能，從而并保證了系統的分布式開放性。其特點是各現場輸入輸出單元部件分別安裝在中低壓開關柜或高壓一次設備附近，現場單元部件可以是保護、監控和測量功能的集成裝置，亦可以是現場的保護、監控和測量部件分別保持其獨立性。變電站遙測遙信采集及處理、遙控命令執行和繼電保護功能等均由現場單元部件獨立完成，并將這些信息通過網絡送至后臺主計算機；通信網絡是綜合自動化變電站與常規站的最明顯的區別之一，只有采用通信網絡，才可能節省大量電纜。因此必須保證通信網絡安全、可靠，傳輸速度滿足變電站綜合自動化系統的要求。全分散式變電站自動化系統的實現尤其依托于如今發展很快的計算機網絡技術。引入先進的網絡技術使得自動化系統的實現更加簡單，性能也大大優于以往的系統，并可解決以往系統中鏈路信息傳輸的實時性問題，以及信號傳輸的容量問題；變電站綜合自動化是指變電站二次系統通過利用計算機技術、現代控制技術、網絡通信技術和圖形顯示技術,實現集常規變電站控制、測量、信號、保護、計量、自動裝置、遠動等功能于一體的計算機監控系統,它是一種新型的自動裝置和系統。根據變電站在系統中的地位和作用,其運行管理模式可以是有人值班,也可以是無人值班。有人值班的變電站綜合自動化系統服務對象是站內的運行值班人員,因此需配設功能強大的人機界面和相關的監控應用軟件,通過VDU導向的操作員工作站,實時地向運行人員顯示或打印詳細的運行參數、運行狀態以及事故報警信息,提供有關參數的整定修改、軟硬件維護和操作指導,實現設備或系統的操作控制與監視,為變電站的安全可靠運行提供保證。為保證對時精度,同步衛星時鐘分別在變電站層和測控層設置。GPS應具有通信接口、同步脈沖接口或其他形式的同步信號接口,以滿足站內智能設備同步對時要求。系統采用軟硬結合的對時方案,通信接口與遠動終端相連,同步信號接口直接輸出至測控裝置、繼電保護裝置以及其他IED設備,確保全站時鐘同步，采用綜合自動化控制方式和測控繼電保護下放布置方案,并實施無人值班管理模式是變電站自動化技術的發展趨勢,不僅技術上先進可行,功能完善,而且也極具經濟效益。隨著電網規模日新月異的發展,自動化設備性能的完善和提高,采用綜合自動化的變電站無人值班管理模式將更具生命力,在電網中發揮更大的作用。
參考文獻：
[1]發電廠電氣部分.電力工業出版社. 范錫普編，2004
[2]變電所設計技術規程.水利水電出版社，2005
[3]高壓配電裝置設計技術規程.水利水電出版社，2001
關鍵詞：變電站電氣；二次設計；探究
中圖分類號：TM411 文獻標識碼： A
一、電氣二次系統設計的意義
由于現代的電網面向高電壓、遠距離輸電以及智能化的方向發展，以此，對于電網的安全性、可靠性以及經濟性的要求也在不斷的提高。
而變電站包括了降壓變電站和升壓變電站兩部分，降壓變電站通常是由低壓配電室、變壓器室、高壓配電室等組成，升壓變電站緊靠發電廠，它是發電廠升壓站的重要組成部分之一。這些電氣設備是變電站中最重要的組成部分，主要負責的是負荷電量的調整、主力設備運行狀態的監視、設備和線路的切換、機組的啟動和停止以及一系列的異常事故的及時處理工作，根據它的作用與工作原理，將電氣設備分成一次設備、二次設備兩部分。其中一次設備主要包括生產、變換、輸送、使用、分配電能的設備，而且監視、控制與保護一次設備運行的電氣設備，統稱為二次設備。并且，這些二次裝置組合成的變電站二次系統已經逐漸趨于現代化和信息化以及微機化同時，在電力系統的主回路系統中，發電機的供電、變壓器的升壓這些都在通過線路輸送到各個城市的降壓變電中，進行降壓處理后再送給用戶，這是一個相對完整的供電系統，為了保證這個系統的安全穩定的正常運行，還必須要配備一套更為復雜的保護設備，來應付系統運作中可能會出現的故障，這個保護系統即為二次設計系統，它是一種基于二次設備的保護系統，可以有效地保證一次回路的安全運行。
二、.變電站電氣二次系統的設計
1、電能計量的設計
電量計量的實現是通過在變高設置關口計量點，在變中和變低設置關口考核點來實現的，在66kV/35kV/10kV、電容器和站用的變回路中亦是設置關口考核點。變高側關口配置的電能表主要參數為三相四線雙方向3×57.5/100V，5（10）A，有功0.5S級以及無功2.0級，變中和變低的多功能電能表應該按照單表、主副表來設置，具體參數為三相四線雙方向3×57.5/100V，5（10）A，有功0.5S級以及無功2.0級。35kV、10kV、電容器和站用變回路的多功能電能表具體參數為三相四線雙方向3×57.5/100V，5（10）A，有功0.5S級以及無功2.0級。站用變低0.38kV的多功能電能表主要按照設三相四線3×220/380kV，1（2）A，有功0.5S級以及無功2.0級的參數進行主副表設置。以上用到的多功能電能表都配備有輔助電源AC220V、DC110V背景下的帶雙RCS-485口以及光通訊接口。
2、電能采集系統
整個變電站需要配備一整套電能采集系統，可與當地的二次監控系統連接，并且能夠精確完成對于站內電能數據的采集、安全存儲，并且可以在制定的時間點向主站發送采集的數據。
3、交直流一體化電源系統
66kV 變電站采用交直流一體化電源系統。將站用交流電源、通信電源、直流電源、UPS電源系統一體化設計、一體化配置、一體化監控。
站用交流電源系統：采用單母線分段接線，交流電壓采用380/220V。
站內直流系統：采用220V電壓，充電裝置及蓄電池單套配置。蓄電池采用閥控密封鉛酸蓄電池，容量200Ah；充電裝置采用50A電力高頻開關電源，整流模塊按N+1配置。配置微機型直流絕緣自動檢測裝置。
通信電源：由直流220V經DC-DC變換為-48V直流給通信設備供電。DC-DC變換容量滿足通信設備遠期負荷要求，DC-DC模塊按N+1冗余配置。
UPS電源：全站設置1套UPS電源，不帶蓄電池，容量5kVA，出線回路數滿足遠景要求。
系統配置一體化電源監控模塊，對站用交流、直流、通信電源、UPS等實施一體化監控，并以DL/T860通信標準上傳接入站控層，實現與站內監控系統的信息互動。
4、站內監控系統
采用分層分布式結構來進行站內監控系統的布設，雙機配置監控單元。站級層和間隔層是主要的組成部分，總線型結構和總線型網絡是其主要組成部分。站級層主要包括當地監控和打印機等，間隔層主要負責35kV/10kV的線路測控，主控室的監控。且采用三級控制模式遠程控制斷路器和電動隔離開關。
5、繼電保護和安全自動裝置
主變壓器配置變壓器差動保護做為主保護，同時裝設變壓器重瓦斯保護、復合電壓閉鎖過流保護，上述保護直接作用于跳閘。
66kV線路配置三段式距離保護，三段式電流保護，三相一次重合閘，斷路器的跳合閘操作回路。保護應分別有軟、硬壓板進行投退控制。10kV線路配置三段式電流保護，三相一次重合閘，斷路器的跳合閘操作回路。10kV電容器配置三段式電流保護、過電壓保護、欠電壓保護、開口三角電壓保護及斷路器跳合閘操作回路。要求在各個線路間隔實現小電流采樣，在后臺監控系統做小電流選線功能。
6、消防及火災應急系統
由于變電站的工作為全天24小時，除了正常的檢修工作，變電站要盡量避免停運的狀況，以免給正常供電帶來影響，造成經濟損失因而需要一套完整的消防報警系統，而消防報警系統與監控系統是相互配合協作的，以確保遠程操作的實效性和自動化，實現遠程監控、控制等功能變電站受惡劣天氣，如雷電等影響，或者是自身的超負荷狀態容易造成火災，因而消防應急處理系統的設計必不可少，也是對變電站實施正常監控的重要措施，可以維持期可靠性與安全性的要求。
7、智能控制系統
在電力系統中，已經有智能控制系統的設計和應用，智能控制系統由于其具有的高效化、自動化、智能決策響應等功能，可以在變電站的信息處理過程中尋求最優化的方案，盡量減少運行的成本，并提升電力運行的效率。尤其是在出現險情時，智能系統可以根據收集到的情報，自行判斷決策，在最短的時間內做出最優化的響應，將損失降到最少。智能系統如神經控制系統、專家控制系統、模糊控制系統等都在進一步的探索與試驗當中，但對于變電站電氣二次系統的設計而言具有廣闊的應用前景。
三、變電站電氣二次設計得以完善的途徑
1、設計前期選擇合適的變電站電氣二次設備
在變電站電氣二次設計的前期要選擇合適的電氣二次設備，如果二次設備選擇不當，不能達到電站標準，會直接影響到變電站電氣二次設備將來的運行情況，也會為變電站的后期工作帶來較大的安全隱患。比如，電氣二次設備中的儀表是負責監測電路電流、電壓以及功率等變化的儀器，如果儀表不能滿足工程標準，那么在以后電氣的工作中，隨著變電站電功率的變化等因素的改變會遭到破壞，嚴重縮短其使用壽命，最終影響到變電站電力系統的正常工作。因此，在變電站的電氣二次設計過程中要注意對于設備的選擇和安裝設計過程中要嚴格按照相關章程規定，符合設計原則，滿足實際工作的需要。只有選擇好了電氣的二次設備，才能保證電氣設計的合理性和安全性，才能從根本上促進電力系統工作效率的提高。
2、細化并認真審查設計圖紙
在變電站電氣二次設計的過程中要注意設計圖紙的繪畫要更加的細致和明確，保證安裝、施工時的準確性。設計圖紙是電氣二次設備安裝過程中的重要依據，是一套反映施工工程具體情況和相關人員主觀要求的施工方案。而明確、細致的設計圖紙不僅能夠增加施工人員對于整個過程中可能出現的問題有預見性的解決辦法，而且保證了施工過程的有效進行。所以，在變電站電氣二次設計中，對于設備的安裝需要提前按照實際情況設計圖紙，并經過相關的審查，細化設計方案，再由相關部門單位認真仔細的審查，進一步發現問題，解決問題，并熟練掌握整個設計施工過程，保證電氣二次設計的有效順利進行。
3、增加設計安裝工藝要求
變電站電氣二次設計中電氣設備的安裝也是非常關鍵的一部分，電氣設備的安裝過程較為復雜，在安裝過程的工藝要求的提高，有利于整體工程質量的提高。在電氣設備的安裝過程中電纜的安裝是相對比較重要的一步，其中電纜穿線管和支架的安裝都要滿足工程的實際要求，電纜的鋪設線路要滿足功能要求，合理設置電纜線路中的交叉點、分支點等。尤其是靜電地板夾層和豎井的電纜安裝一直以來是電氣二次設計中的關鍵，因為這兩個部分的電纜線數量多、走向復雜、電纜線的粗細也不同，這就需要較高的工藝設計，保證電纜鋪設的流暢與美觀，同時并保證電氣二次設計的有效性以及工程質量。
結語
綜上所述，變電站的電氣二次設計可以有效地監視、控制與保護一次設備的正常運行，從而實現整個供電的安全穩定運行。而在具體的電氣二次設計中，需要對電能的計量、采集系統、站內監控系統、直流系統、繼電保護、火災消防等系統進行參數配置與設計，這樣才能夠保證變電站的電氣二次整體設計的安全性和有效性，實現了極大的工作效益。變電站二次設計是一個復雜的電氣轉換過程，要想實現其設計的安全可靠和經濟合理，是需要在建設的過程中多加探索，少走彎路，積極科學總結經驗，切實地做好變電站的電氣二次設計工作。
參考文獻
[1]喬益.變電站電氣二次系統的設計分析[J].物流工程與管理，2009，05：138-139.
【關鍵詞】110KV；降壓變電站；電氣；設計
中圖分類號：TM63文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
原始電能產出后并不能直接運用于設備，還要經過相應的電壓調節處理，才能滿足用電設施的參數要求。變電站是電力系統里不可缺少的部分，負責對電能進行高低壓處理，在不同傳輸階段適應了用電器具的要求。設計中依據《電力工程電氣設計手冊》、《35～110KV變電所設計規程》、《發電廠變電所電氣部分》、 《導體和電器選擇設計技術規程》、 《繼電保護及安全自動裝置技術規程》等國家的技術規程，對本設計變電站進行經濟技術上的選擇，主要包括是電氣一次系統。
二、變電站的工作原理及設計
1、變壓器的工作原理
變電站是把一些設備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調整電壓，在電力系統中，變電站是輸電和配電的集結點。變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器。前者用于電力系統送端變電站，后者用于受端變電站。
2、主變壓器的設計
a）主變壓器容量
變壓器是變電站的重要設備，其容量、臺數直接影響主接線的形式和配電裝置的結構。根據負荷預測，主變壓器容量設計應滿足一定年限負荷需求并節約運行成本。本文以下論述，均以110kV變電所設有兩臺主變壓器為例闡述110kV降壓站電氣設計。它們采用冷備用狀態，當一臺主變能滿足負荷需求時，則另一臺主變處“冷備用”狀態，當1臺主變不能滿足負荷要求時，則兩臺主變共同運行以滿足負荷的需求，且一臺變壓器停止運行時，另一臺變壓器能保證全部負荷的60％。
b)主變壓器分接頭
為了便于進行電壓調節，適應電網各種運行方式，保證電網供電質量，主變壓器選擇有載調壓方式。一般，主變高壓側電壓分接頭選110±8*1.25%kV。
c)主變壓器主要技術參數選擇
設計中的110KV降壓站主變壓器繞組一般采用YNd11連接，短路阻抗10.5%，變容比100/100。
3）無功補償的設計
根據《電力系統電壓質量和無功電力管理規定》,無功補償裝置應采取就地平衡的原則，變電站應配置足夠的無功補償設備。為了補償變壓器無功損耗及提高變電站110kV側功率因數，同時便于調節無功，控制電壓，根據主變容量設計考慮，設計一定容量的無功補償裝置，可有效提供功率因數。如某鑄造類企業，電爐、中頻爐大負荷設備，易參數產生高次諧波，則選用動態無功補償（SVG）和戶外成套濾波補償裝置（FC）共同補償無功和抑制諧波，提高功率因數。
三、變電站的主接線介紹及選擇
電氣主接線是匯集和分配電能的通路，它決定了配電裝置的數量，并表明以什么方式來連接發電機、變壓器和線路，以及怎樣與系統連接，來完成輸電任務。在選擇變電站主接線時，考慮到變電站在系統中的位置、回路數、設備特點及負荷性質等條件，并考慮以下要求：
①供電可靠性。
②運行上的安全性和靈活性。
③接線簡單操作方便。
④ 建設及運行的經濟性。
⑤將來擴建的可能性。
電氣主接線方案：
(1)I型結線方案
研究的方案有：1線路- 變壓器組結線；2 線路-變壓器組帶刀閘外橋結線；3單母線結線；4單母線帶旁母結線；5內橋結線。
(1)Ⅱ型站結線
研究的方案有：1內橋結線；2單母線(及3 帶旁母)結線；4 雙母線(及5 帶旁母)結線
經過綜合考慮，我選擇的接線方式是：11OKV采用內橋接線、10KV采用單母線分段接線的主接線方式。
四、110KV降壓變電站設計原則與方案
1、電氣主接線的設計原則
電力系統中的變電所可分為為樞紐變電所、區域變電所和配電變電所三種主要類型。本變電所為終端變電所，且最大負荷量不高，最高電壓等級為110kV，因此可按區域變電所進行設計。
2、110KV降壓變電站主接線設計
2.1、在變電站主接線設計中根據計算負荷選擇主變壓器的容量，綜合考慮各種因素計算出來的負荷稱為計算負荷，用計算負荷選擇變壓器容量比較切合實際。
2.2、短路電流計算
短路就是指載流體相與相之間發生非正常接通的情況．短路是電力系統中最經常發生的故障，危害極大。因此，在主接線設計中，應考慮限制Id的措施，即需要計算Id值。
2.2.1、短路點的選擇
對于l10kV側，取母線短路點dl，校驗所有l10kV電氣設備；lOkV側：取母線短路點d2,校驗所有10kV母線相連接的電氣設備。
2.2.2短路電流的計算結果
按照運算曲線計算步驟得出短路點短路電流如表1所示。
2.2.3、主要電氣設備、導體選擇校驗
根據《導體和電器選擇設計技術規定》DL/T5222-2005規定主變壓器選用國產優質11型產品，真空有載開關；110kV配電裝置選用戶內國產優質SF6組合電器；10kV開關柜選有金屬鎧裝抽出式開關柜，配真空斷路器和滅弧室，除主變及電容器外，其余設備均采用干式無油產品。
a)主變壓器
變壓器采用31.5MVA三相雙繞組，油浸式、低損耗、高壓側有載調壓變壓器；
b)110kV GIS
電流、電壓互感器：主變、出現回路電流互感器配5個繞組，母線電壓互感器配3個二次繞組，電流、電壓互感器的準確度等級按DL/T448-2000第5.3條要求配置。
c)避雷器
避雷器采用氧化鋅避雷器。
d)10kV開關柜
選用金屬鎧裝抽出式，配合資廠真空斷路器和滅弧室。
e)10kV無功補償裝置
戶外成套電容器（電力濾波補償裝置FC）：通過分組配置電容器、電抗器的參數來吸收大部分的5次、7次和11次諧波。每組配置電壓濾波電容器、干式空芯濾波電抗器、隔離開關、避雷器、放電線圈等。
動態無功補償裝置（SVG）：靈活控制無功電流，自動補償系統所需的無功功率。配置串聯干式空芯電抗器、控制柜、功率柜、啟動柜等。
f)導體選擇
110kV及10kV進線工作電流按1.05倍變壓器額定容量計算選擇，主變110kV側采用架空軟導線LGJ-300型與電氣設備相連，10kV屋外側采用半絕緣銅管母線與穿墻套管連接，屋內采用封閉母線橋與10kV設備連接。
3、方案
3.1主接線方案的確定
對于本變電所，110kV部分，有2回進線，采用單母線分段接線、橋形接線(外橋)或雙母線接線。單母線分段接線是經濟性最好的，采用兩段電源供電，可靠性能夠滿足，且操作靈活；橋形接線(外橋)對供電的可靠性也能滿足要求，且調度靈活，但投資比單母線分段接線的投資要略大一些；雙母線接線是可靠性最高的，但是投資也是最大的。
3.2配電裝置的設計
配電裝置是變電所的重要組成部分，在電力系統中起著接受和分配電能的作用。配電裝置是根據電氣主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器，母線和必要的輔助設備組建而成的總體裝置。其作用是在正常運行情況下，用來接收和分配電能，而在系統發生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統正常運行。
3.3繼電保護配置
繼電保護配置必需具備以下特征：
（1）選擇性
選擇性是指當系統發生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，保證系統非故障部分仍繼續運行，使停電范圍盡量縮小的性能。
（2）速動性
速動性就是快速切除故障。
（3）靈敏性
繼電保護的靈敏性是指其保護范圍內發生故障或不正常運行形態的反應能力。
（4）可靠性
在它的保護范圍內發生屬于它動作故障時，應可靠動作，即不應拒動，而發生不屬于它動作的清況時，則應可靠不動，即不應誤動。
3.4防雷保護配置
變電所和發電廠是電力系統的樞紐和心臟，一旦發生事故，往往導致變壓器、發電機等重要設備的損壞，并造成大面積停電，嚴重影響國民經濟和人民生活，因此，跟輸電線路相比，變電所與發電廠的防雷保護必須更加可靠。
參考文獻
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關鍵詞：變電站；二次系統；設計
一、變電站主結線電氣計算設計
電氣的主結線從某種意義上而言是由可修復元件所構成的系統，其工作狀態包括正常與故障兩種，按照兩態馬爾柯夫過程可以得如下近似公式：
fc=Σλji
其中：fc為主變壓器由于主結線系統事故而發生停運事故的頻次
λji為結線元件的故障發生頻率，其中i=1，2，……n
主結線故障元件強制停止的時間則由下式表示：
Tjqi=fcTcg
其中：Tjqi為主結線故障元件強制停止時間
Tcg為故障元件被修復的時間
無備用電源自動投入裝置的事故限電量則由下式表示：
Akqi=Sqin1Tkqi
其中：Akqi為電源在無備用條件下自動投入裝置的事故限電量
Sqi為事故停運主變的容量
Tkqi為主變事故強制停止運行時間
n1為同時事故停運的主變設備的數量
而有備用電源條件下自動投入裝置的事故限電量則由下式表示：
Akqi=（Sqizn1-Syn2）
其中：Akqi為限電經濟損失
n2為仍在運行主變設備臺數
Sy為仍在運行主變設備的容量
主變事故強制停止運行時間Tkqi以內，限電的經濟損失由下式表示：
U=AkqiK
其中：U為在Tkqi時間內限電的經濟損失
K為單位電度損失的計算系數
如果經過切換操作可以及時恢復供電時，它就等于判斷事故和處理事故的時間，可以取1小時；如果故障元件的修復需要一段時間才可恢復供電，則Tkqi=Tjqi，而進行K的取值時，如果按照限電減少的國民純收入進行計算，則按照相關資料取定值；如果按照停電的綜合損失計算，則可以參考國外的相關資料，取十到三十倍的電價。所以在設計過程中選擇主結線時，要按照上述的可靠性定量指標，經過相關計算才能最終確定。
二、結線方案比較
確定出重點研究的兩種結線方案后，并且給出了計算結線選擇可靠性的定量指標的方法，那么，就可以基于經濟性的角度比較兩種結線方案，從而最終確定出結線路選型。將時間的影響因素忽略不計，則經濟性的計算公式可以表達如下式：
Z=（CΣ+UΣ）+XtTz
其中：Z為年計算費用
CΣ為年生產費用，通常可以取投資總數的5%
UΣ為年平均停電事故的損失，其通過平均年事故限電量與單位電度損失計算 系數的乘積計算出來。
Xt為年投資積壓的損失系統數，可以取10%
Tz為總投資，其主要內容包括設備、工程以及占地補償的費用等等。
通過上式可以發現，如果按照上述提到了按照限電減少國民純收入進行計算，其在設備的安裝及工程占地費用方面的投資比較小，所以具備比較高的經濟性；與以停電的綜合損失進行計算的方案相比，前者更適用于小型的水電站開關站設計。由此可見，基于經濟角度考慮，按照國民純收入減少或者十倍電價進行停電損失的計算時，年計算的費用比較低，具有較強的推廣意義。不過在實際設計過程中，要與實際情況相結合，按照現場的情況，綜合經濟性及技術性等各方面的因素，選擇出合理的主結線方案。
三、控制方法
傳統的大中型變電站的控制方式都是強電一對一的模式，這種控制方法的應用十分廣泛。在上個世界九十年代中期，該技術得到進一步的改進，比如采用馬賽克控制屏，或者加設微機型閃光報警器以及選擇強電小開關等等，不過雖然控制系統得到改進后性能有所提高，但是仍未從根本上進行改善。而隨著計算機網絡技術的不斷發展，微機控制的模式開始廣泛應用于各種大、中型變電站。利用工業以太網技術可以對電氣二次系統中設備的工況進行遠程實時監控，并建立相應的遠程報警機制及干預機制，從而對各種突發事故進行有效的報警、干預，將計算機遠程監控系統的優勢充分的發揮出來。
四、與一次設備的連接
在電氣二次系統的實際運行過程中，有很多問題是由于二次設備與一次設備的連接不當或者連接錯誤造成的，因此，二次系統設備和一次系統的連接也要引起工程人員的重視。在一些高壓斷路器中，通常會設置相應的電氣防跳回路，不過這個并聯防跳回路和微機保護回路是互相矛盾的，如果接上電氣防跳回路則造成微機保護的跳位，或者合閘監視燈同時亮起等問題，因此要斷開機構內的防跳回路，改由微機保護裝置進行防跳保護。此外變電站中的電氣主設備均為高層次、高性能、高成本的設備，要盡量減少設備的投資成本，比如GIS為系統中常用的設備，為了降低成本，在主結線設計時就要盡量遵循簡化結線的原則，提升其可靠性，一些元器件能省則省，盡量控制投資成本。而電壓互感器的隔離開關在運行過程中幾乎沒有什么作用，在對電壓互感器進行檢修或者進行現場的耐壓試驗時，可以用它分開電壓互感器和主回路，因此對于GIS而言，就沒有必要再進行電壓互感器的分離檢修及測量。
五、其它注意事項
（一）主變保護設計的注意事項
1、主變差動保護動作條件不充分會造成故障
這主要是因為在投產時，在安裝電流互感器時，其安裝位置出現偏差，導致斷路器未包含在差動保護的范圍內，按照反措要求，差動保護電流一定要取自開關和母線刀閘間的電流互感器，所以在設計主變保護時，要尤其注意這一點。可以將四組電流互感器設置在主變低壓側，兩組位于開關和母線刀閘之間，進行差動保護及第一套后備保護；其它兩組則設置于開關和主變側刀閘之間，可以進行測量計量及第二套后備保護。
2、復合電壓的靈敏度
電流后備保護要經過各側復合電壓組成的或門開放后，即只有一側的復合電壓繼電器動作也要將電流的后保護開放。但是一些廠家的裝置只選擇高壓側的復合電壓，因此造成事故的進一步擴大。因此在設計主變保護過程中，要保證電流后備保護一定要經過各側復合電壓所組成的或門開放后，并且各側復合電壓要可以經過硬壓板或者軟壓板投退。
（二）二次電纜的設計注意事項
在設計二次回路中，首先要考慮出現異常時，外界因素對保護裝置的影響和保護裝置的抗干擾能力。二次回路分為強電及弱電，所謂強電是指直流110V及220V的回路，弱電則是指直流低于24V的回路。如果弱電回路中有強電傳入則會給電路造成致命的損毀。此外，很多裝置出于提高抗干擾能力的考慮都會設置電容，特別是直流電源回路，有非常可觀的等效電容，這些條件使得直流回路被交流回路入侵成為可能。所以為了防止這些情況的發生，在二次電纜的設計過程中要采取相應的措施：首先，強、弱電和交、直流不可用一根電纜，在保護的交、直流電源入口處要設置干擾電容；保護設備的電流以及電壓、信號引入線等等要選擇屏蔽電纜；此外，各相電流及電壓和其中性線要分別設在同一電纜中。
（三）其它注意事項
在操作電壓互感器的過程中存在一定的危險性，可能會由于鐵磁諧振等原因而造成操作過電壓，使得電壓互感器受到損壞，甚至有爆炸的可能。為了防止其對于人員造成人身傷害，在設計110KV以上的電壓互感器刀閘時，要設計為遠方電動操作的形式。主變各側電流的互感器保護繞組的準確級要保持一致性。主變的差動保護要接入各側的電流，主變的各側電流互感器保護繞組的準確級要保持一致性，以避免在發生區外故障時差流值最小。此外，在設計說明中針對自投功能的描述要加上相關的延時要求。
總之，二次回路在整個變電站甚至整個電網系統中占據著重要的地位，其直接影響著變電站及系統運行的安全性及可靠性，因此變電站的二次系統設計的合理性及正確性至為重要。
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[關鍵詞]智能變電站 二次系統 系統設計方法
中圖分類號：TM42.1 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2015）35-0321-01
1 智能變電站二次系統設計的意義
在進行系統設計中，智能變電站的二次設計，應對設計單位進行具體規劃，確保該設計過程符合IEC61850標準的CID、SCD等文件。但是從目前的情況來看，設計單位無法為變電站提供系統的這種文件類型，就算變電站中有SCD、CID的建模工具，但是無法進行全面的系統設計，相關工作人員沒有結合 IEC61850與設計圖紙的實際情況。所以在這種情況下，沒有對SCD和CID文件進行一個統一的要求，只能通過生產廠方、變電站工作人員與設計人員的共同努力實現，這些設計參與方需要全面整合設計的相關信息，并對系統進行相應調試和檢驗，確保能夠正確配置文件，加快工作效率，增加施工成本。
為了解決變電站中的這種問題，工作人員應掌握智能變電站的二次系統的設計方法，并以虛擬二次回路為基礎，在設計完成后，形成全面而標準的SCD和CID文件，并供應給裝置生產廠方和現場工作人員，然后通過智能變電站的二次系統設計能夠切實有效。
智能變電站在運作中，可以通過XML的基礎SCL文件要求，對系統設計和過程改造進行描述，并交換信息。所以智能化變電站的二次系統，從設計到施工完成，都是通過二次裝置生產廠商以及設計人員和現場施工人員運用SCL中SCD和CID文件之間的交互關系來完成的，在智能變電站中，二次裝置功能的設置情況與功能之間的通信關系，必須按照IEC61850的SCL配置文件標準，以此進行承載和描述。這些文件是智能變電站設計過程的關鍵性文件，SCD、ICD 和CID文件是XML的基礎文件，通過智能變電站系統設計發揮作用，在IEC61850的標準下，配置語言的定義文件類型，然后通過屬性和元素描述一次系統和二次系統，文件一般以“.ICD”、“.SCD”和“.CID”來命名。
2 智能變電站二次系統設計
設計人員在進行智能變電站二次系統設計時，關鍵是進行二次虛回路設計，與常規變電站相比，智能變電站在設計過程中，應關注以下幾方面發生的變化：
在常規變電站中，智能功能與裝置本身存在對應關系，工作人員能夠確認智能裝置包含的明確定義，并確定了產品型號和版本，從而推斷出系統功能的具體情況；而展開進行智能變電站系統設計中，智能裝置只是一個通用的運作平臺，通過這個運行裝置無法推斷出系的實際功能與傳輸關系。智能變電站中，工作人員可以通過配置的數據對系統功能的安置情況和功能質檢單額通信聯系進行描述，這種數據的配置過程也是智能電網運作的關鍵所在，常規變電站就無法使用這些數據。常規變電中的二次工程設計是通過二次接線作為主要依據，該表現形式在智能變電站中，不存在傳統的二次電纜回路，所有信息都涵蓋在光纜中。
2.1 虛端子
在智能變電站的二次系統設計中，工作人員要注意各保護裝置之間的信息傳輸以及分合閘出口間的傳輸過程，及時記錄網絡傳輸的數據信息，這些數字信息可以在一根光纜中進行傳輸，無需應用傳統的端子。但是二次系統回路的相關原理并沒有因為網絡傳輸而產生變化，對于智能變電站中的應用裝置來講，SV輸入信號與 GOOSE 之間的端子存在一定對應關系，這些裝置都具有其所涵蓋的 ICD 文件，所以在 SV 信號進行傳輸低，應按照常規政治的模擬來那個將端子排輸入；GOOSE 輸出信號與開關量輸出端子存在對應關系；GOOSE輸入信號與開關量輸入端子，為了維持更加深入的理解和應用 SV 信號和 GOOSE，所以將這些信號稱之為虛端子。
虛端子能夠一對多，但是不能進行多對一，一個開出信號能夠提供給多個 IED 設備進行應用，但是開入信號卻無法完成串聯，智能一對一進行傳輸，十端子則正好相反。例如子啊 220k V 的線路間隔中，開入短路器位置應考慮兩套線路的保護與線路測控裝置，在常規設計中，每種裝置都需要懂就地開關機構中，選取輔助階段，然后將智能變電站設計中的一會位置信號傳入智能終端中，各個裝置中都能夠通過網絡上的位置確定該位置信號，對接線過程進行簡化，實現一對多的信心傳輸。虛端子無法對常規變電站匯總可見斷開點進行設置，其中的保護裝置都是通過在硬壓板的出口處進行設置，從而保證保護功能的使用，回路整體可以擁有明顯的斷開點。在回路進行虛擬化之后，目前很過繼電保護廠商，最長使用的做法進行通過 GOOSE 出口軟壓板設置，確保信息能夠正常從發送方大搜接受方，從邏輯上保證接受方和發送方在隔離基礎上的傳輸。
2.2 設計流程
根據智能變電站的二次系統設計特點，采用 SV 和 GOOSE 數據流向圖以及裝置物理連接圖，對變電站的額二次回路設計進行完善，并通過全站的虛端子連接表在設計中不斷優化。變電站的二次設計圖紙，應按照設備電壓等級和配電裝置和間隔劃分內容，進行如下設計：
下一步是繪制裝置物理連接圖及全站光纜清冊。裝置物理連接圖反映了設備間光纜連接情況 ， 可以清晰的表達各二次裝置光口之間的物理連接關系 ， 全站光纜清冊 ， 可以體現出全站光纜的接線方式 ， 直接用于指導現場光纜溶接。
首先要根據設計圖紙確定二次系統設計技術方案，明確該過程二次設備的訂貨情況，并各個電壓等級的 SV 數據流程圖和 GOOSE流程圖表進行繪制。這個過程與常規變電站有一定類似之處，其電流、電壓回路和控制信號回路以及保護回路圖可以得到良好的應用。變電站設備之間電流與電壓數據六的連接方式，能夠通過 SV 數據流圖進行標示，上傳信號。斷路器和隔離開關控制和各保護間的聯系，可以通過 GOOSE 數據流程來進行完善。
然后是全站虛端子的連接，二次設備廠商在繪制外部物理接口示意圖的同時提供相應Excel 表格形式的裝置輸入 / 輸出虛端子定義。設計人員根據這種定義情況，結合相關原理設計 GOOSE 和 SV 之間的連接，然后將虛端子的繪制表格，發送給全站系統集成商，形成系統設計的 SCD 文件，最后完成整個二次系統回路設計。
3 結束語
通過上文對智能變電站二次系統設計方法的分析，可以得出智能變電站的設計開展，是二次系統設備對生產廠家的發展趨勢，工作人員要充分理解這個過程的意義，并掌握設計方法，通過虛端子的設計和應用，對二次系統設計進行完善，確保變電站能夠更好的為人們的服務。
參考文獻
【關鍵詞】變電站；綜合自動系統；設計；信息處理
1 變電站綜合自動系統設計存在的問題
1.1 信息處理功能不不全，重點信息容易忽視
信息處理是變電站綜合自動系統設計的重要組成部分，通過自動化的信息處理方式，可以讓變電站信息的獲取量更多更快，但是隨著信息獲取量不大的變化，我國部分變電站綜合自動系統設計過程中的信息處理方式逐漸出現了一定的弊端，具體來說表現在以下幾個方面：（1）信息處理功能不全。自動信息處理系統在我國變電站中剛剛興起，其主要是借助了現代的自動化技術對信息進行自主收入。但是由于技術的應用缺乏長期的實踐，并且相關技術的發展還不夠成熟，因此，造成變電站綜合自動系統中在信息處理方面出現處理功能不全的問題。（2）重點信息容易忽視。通過現代先進網絡技術的應用，變電站綜合自動系統信息的傳遞速度，收集速度都在進行著不斷的提升。但是數量巨大的信息瞬間涌入不僅帶來了工作上的便利，同時也帶來了一定的負面影響，其中最突出的就是容易對重點信息造成忽視。這主要是由于信息量過大，而信息處理系統又缺乏有效的處理辦法，使得重點信息與普通信息混在一起，不容易被發現。
1.2 操作系統不合理，系統檢驗不到位
在進行變電站綜合自動化系統設計的過程中，操作系統的設計應從多個方面入手，以保障變電站自動系統的正常運行。但是由于部分人員對變電站自動系統設計不到位導致變電站綜合自動系統設計出現問題。具體來說包括以下幾個方面：
（1）操作系統功能設計不合理。操作系統人機界面設計不合理，操作過于復雜，系統設計不合理，直接導致整個變電站綜合自動系統的運行受到影響，甚至導致變電站綜合自動系統出現停滯、操作錯誤的現象，影響覆蓋區域電力的供應。
（2）系統檢驗不到位。在進行變電站綜合自動化系統設計的過程中，要經過層層的把關，以保障系統符合變電站實際的需要。因此變電站綜合自動化系統設計檢驗工作成為了變電站綜合自動系統設計的必要工作內容。但是由于工作人員在進行設計內容檢驗的過程中，缺乏檢驗的系統認識和知識，經常造成系統檢驗工作的不到位，導致變電站綜合自動系統的設計難以與變電站實際工作相適配。
1.3 設備選擇不合理，運行管理不完善
變電站綜合自動系統之所以可以進行自主運行，實現智能化工作。主要就是因為其在系統設計的過程中應用了先進的設備與技術。其中設備是保障系統正常運轉的重要硬件設施。通過對我國部分變電站綜合自動系統中運用的設備進行抽查我們發現，變電站綜合自動系統設計在設備方面存在著設備選擇不合理的問題。所謂的設備選擇不合理，主要包括二個方面。
（1）設備質量不合格。我國變電站對設備的購買和配置有著嚴格的要求，有關采購人員應嚴格按照國家標準進行購買，一旦以次充好，把關松動，就會使得我國變電站綜合自動系統難以發揮出其應有的作用。
（2）設備缺乏先進性。在進行變電站自動系統設計的過程中，有些設計人員出于對資金的考慮，或是個人對設備的發展缺乏了解等，造成設備選擇的落后性，使得一些已經過時淘汰的設備被應用到我國變電站綜合自動系統中去，導致我國變電站工作水平難以得到有效的提升。除了在設計階段要明確設備的選擇外，有關設計人員還應對系統運行過程中應用到的管理制度，管理體系進行一定的明確，以方便變電站綜合自動系統投入使用后的管理。但是由于我國大部分的變電站忽視了對管理工作的重視，因此大多數的設計人員在進行系統設計的過程中，沒有制定出完善的管理制度，使得變電站綜合自動系統管理工作出現缺失，對系統正常運行產生影響。
1.4 忽視自然因素的影響
自然因素對變電站綜合自動系統有著明顯的影響，在進行變電站綜合自動系統設計的過程中如果忽視了對自然因素的考量，就會為變電站綜合自動系統帶來一定的安全隱患。而在日常工作實際中最重要的自然影響因素就是雷擊。由于變電站的物理性質難以改變，因此在進行運轉的過程中，很容易引起雷擊，造成變電站綜合自動系統的損毀，有時甚至會造成人員的傷亡。
2 針對變電站綜合自動系統存在問題的解決措施
2.1 改良信息處理辦法，建立信息分流機制
有效的對信息進行接收與分析將對我國變電站工作的效率以及工作的質量有著重要的推動效果。因此在今后對變電站綜合自動系統進行設計的過程中，有關人員應對變電站綜合自動系統中信息處理存在的問題給予一定的關注，并積極的對此進行解決。首先，有關設計人員應對信息處理辦法進行一定的改良，豐富信息處理的功能。其次，為了對信息進行全面掌握，避免重要信息的流失。有關人員應建立起有效的信息分流機制，對大量的信息進行分類化管理。值得注意的是，在進行信息分類管理的過程中，一定要注意分流的效率，如果分流時間過長，即使重要信息被分析出來，也難以起到實質性的作用。
2.2 完善操作系統，加強設計審核
操作系統的完善程度，決定著變電站綜合自動系統的應用效果。因此有關人員應在操作系統的設計上下工夫，從現行操作系統的不足中吸取教訓，并將眼光放寬，向其他國家學習一些先進的經驗。通過不斷探索與鉆研，設計出一套適宜變電站工作的操作系統。同時，在進行變電站操作系統設計的過程中，應堅持兩個基本原則。一是簡單性。所謂的簡單性，就是希望變電站的操作系統在操作的過程中可以簡單易懂，不會為操作帶來太多的阻礙，方便工作人員掌握。二是，穩定性。操作系統是決定變電站綜合自動系統運行的關鍵，只有保障操作系統的穩定，才能使得變電站綜合自動系統在運行的過程中不受影響，不出波動。除了要有效的保障設備選擇質量外，有關人員還應對變電站綜合自動系統設計的合理性，科學性進行把握，加強對設計方案的審核。具體來說，審核應該包括單位審核，專家審核，內部討論等多種審核方式。
2.3 嚴格設備質量，完善運行管理
在進行設備選擇的過程中，為了杜絕符合標準的設備進入到變電站綜合自動系統中去。有關設計人員應對設備的規格，質量等信息進行詳細的記錄，并且要與變電站工作人員進行溝通，嚴格設備的選擇。同時，針對變電站綜合自動系統缺乏管理的現象，在進行系統設計之初，有關設計人員應從變電站的全局出發，結合系統的運行情況，制定出一些符合變電站綜合自動系統運行的管理方法。并且在不斷完善設計的過程中對管理制度，管理內容也進行不斷的規范與補充。
2.4 重視自然因素，制定防雷措施
由于自然因素對變電站綜合自動系統影響巨大，因此在今后的設計過程中有關工作人員應將自然因素當做重點的考慮要素之一。尤其是在一些自然環境變化快，雷雨頻發的地區，有關人員更應對可能出現影響的各項自然因素進行掌握，并積極的制定預防措施。由于雷擊是最普遍的一種自然影響因素，其對變電站綜合自動系統的破壞力極大，因此有關人員應積極的制定出防雷措施，通過設計避雷針，建立避雷網等方式對雷擊進行預防與避免。
3 總結
綜上所述，要想保障好變電站綜合自動系統的運行，首先就要搞好系統的設計，避免系統設計問題的出現。因此有關設計人員應積極的對過往的設計進行總結與整理，找出其中設計的不足與缺陷，并對其進行完善，通過不斷自我反省，不斷自我發展的方法，促進我國變電站綜合自動系統設計水平的提高。
參考文獻：
【關鍵詞】110kV變電站；設計方案；優化措施
由于我國幅員遼闊，地形復雜多樣，變電站分布也較為廣泛，因此，很容易受到氣候、地理等諸多因素的影響，這便直接導致了110kV變電站設計工作的難度系數急劇增加，不良的變電站設計方案將會使變電站經常出現故障，嚴重的還會引發安全事故。因此，為了保證110kV變電站正常工作，降低運行過程中的風險，我們必須要以全新的設計理念為指導，實現合理規劃、優化設計，并合理利用每塊土地，從而獲得技術經濟方案上的合理性，這也成為了當今變電站設計工作的重要指標。此外，在110kV變電站設計工作進行當中，還要不斷接受最廣泛的建議，在吸收、總結前人工作經驗的基礎之上設計出具有新亮點、新思路、新理念的工作方案，使之充分符合110kV變電站的設計初衷。
1 110kV變電站設計過程中需要注意的幾點建議
1.1 根據區域的具體特點優化設計方案
在充分了解我國《國網110kV變電站設計原則》的大前提下，不斷結合設計地區的實際特點完成設計方案優化。比如，在我國部分農村當中應用變電站方案的基礎上，我們可以增加其中的內橋接線，同時配電裝置使用GIS技術，不斷調整總體平面布局。如果變電站選擇在相對偏遠的農村，出于簡化走廊、出線方向以及架空出線的考慮，我們可以把相關電壓開關設置成L型的單層建筑物；對于小城市變電站的設計方案，出于優化城市變電站整體性能的考慮，變電站應用全戶內布局的形式。如果變電站選擇在近鄰市郊地區進行，而且不考慮外觀以及噪音因素的影響下，我們可以使用在變電室屋頂設置GIS技術，而在戶外設置主變的方法。
1.2 優化110kV電壓互感器
對于傳統設計方案而言，110kV電壓互感器通常設置在電源一側，然而，110kV變電站大多是終端變，110kV接線又以內橋為主，習慣在橋的兩側經過隔離開關安裝、設置電壓互感器，這種方式在保護、計量、測量以及電源自投方面均會帶來良好的效果。針對擴大內橋接線方案進行優化，則是為了便于自投電源的開展檢測工作，能夠把一組電壓互感器加設到雙橋之間。
1.3 優化10kV無功率補償容量
根據我國《國網110kV變電站設計原則》，10kV無功補償的容量應該是主變容量的15%，同時，每臺主變變壓器需配置兩組補償裝置，并且使用兩臺開關柜對其進行控制，配容性無功補償裝置對于110kV來說，它的主要功能是針對變壓器無功補償裝置完成補償，而絕不是針對負荷側的無功損耗實現補償，同時在配備無功補償裝置以后，一旦主變壓器承載力達到最大負荷值時，其中的高壓側功率因數應大于0.95.然而，基于我國當前電網中無功污染過于嚴重，而且存在著較為嚴重的無功損失情況，所以，在優化無功補償容量的過程當中，需要適當的將其增加主變容量的20%。例如，當主變容量為50MVA時，那么無功補償容量應為10MVA。
然而，在實際工作中，我們要注意的事項有：如果改變了原來的補償容量，那么我們需要針對每臺電容器的容量進行修改，具體的操作應該是，把容量從原來每只200kVar改為334kVar，這時電容器室的尺寸也應出現了相應的改變。通常情況下，電容器的投切方法主要是真空接觸器的分組投切，如果變電站有兩臺50MVA的主變，我們需要把電容器室設置成長為10米，寬為8米的布局。另外，對于設計準則而言，我們要在每組電容器上串聯抗電率為5%的抗電器，主要用來限制涌流。
1.4 變壓器室散熱通風
城市變電站采用的全戶內布置中，要高度重視變壓器室的通風散熱。在研究內部自然通風的熱量傳導以及流動機理時，還要兼顧到變壓器的結構、變壓器室高度以及變壓器室的排風口面積三者之間的關系。
2 案例分析
2.1 實際工程規模
文章以大中城市較為常用的變電站設計方案為例，為保證變電站一次設計很好的完成接入電力系統，進而確保電力系統運行的可靠性及穩定性，我們可使用含有GIS的110kV的配電裝置、110kV二回進線以及電壓值為10kV的二級電壓。
2.2 設備的選擇
首先，變壓器選擇高壓側有載調壓、油浸式、低損耗、自冷式變壓器。其次，110kV選用GIS戶內布置。第三，10kV設備選擇中置式開關柜，采用真空斷路器。第四，10kV無功補償容量為（4008+6012）kVar，我們可使用成套分組投切。
2.3 變電站的布置
110kV變電站內部應設有一條寬是4米長的環形運輸通道，同時保證道路拐彎處半徑大于12米，這主要是出于方便主變運輸的考慮。此外，110kV變電站主要使用GIS技術，總體布局方法均采用戶內布置。其中，主體建筑東西長度為52.6米，寬度為23米，配電室樓的高度為14.5米。變電站長和寬均為1.5米，高度為1.4米，室內應用兩列開關柜布局。
變電站進出線均選用電纜方式，110kV和110kV電纜均布局在10kV配電裝置室下面2.4米高的電纜夾層里，同時夾層存在兩個通道，其一是在室內的樓梯間，其二是在檢修間內。為了防止雷擊，需要在主建筑物頂端設置避雷帶。
3 結語
綜上所述，隨著我國社會經濟發展以及現代化進程的不斷加快，使城市化中需要更多的輸電線路，而變電站正是電力輸送的主要環節，因此，優化變電站設計方案已成為了當今國家及社會廣泛關注的問題之一。此外，在進行優化110kV變電站設計方案時我們應遵循全局觀這一原則，不斷提升變電站的工作性能。
參考文獻：
[1]周宏云，陳宏佑.110kV變壓器中性點過電壓保護分析[J].變壓器，2008（05）.
[關鍵詞]自動化；優化設計；智能化
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）41-0089-01
第一章、緒論
變電站綜合自動化技術是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術，對變電站內的二次設備的功能進行重新組合、優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。通過變電站綜合自動化系統內各設備間相互交換信息，數據共享，完成變電站運行監視和控制任務。變電站綜合自動化替代了變電站常規二次設備，簡化了變電站二次接線。
現有的變電站有三種形式：第一種是傳統的變電站；第二種是部分實現微機管理、具有一定自動化水平的變電站；第三種是全面微機化的綜合自動化變電站。
第二章、變電站自動化系統設計概述
2.1變電站綜合自動化的體系結構
變電站綜合自動化采用自動控制和計算機技術實現變電站二次系統的部分或全部功能。為達到這一目的，滿足電網運行對變電站的要求，變電站綜合自動化系統體系結構如圖1所示。
“數據采集和控制”、“繼電保護”、“直流電源系統”三大塊構成變電站自動化基礎。“通信控制管理”是橋梁，聯系變電站內部各部分之間、變電站與調度控制中心之間使其相互交換數據。“變電站主計算機系統”對整個綜合自動化系統進行協調、管理和控制，并向運行人員提供變電站運行的各種數據、接線圖、表格等畫面，使運行人員可遠方控制斷路器分、合閘操作。“通信控制管理”連接系統各部分，負責數據和命令傳遞，并對這一過程進行協調、管理和控制。
2.2變電站綜合自動化的結構模式
變電站綜合自動化系統的結構模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式三種。本次優化設計采用的是分布分散式結構。
該系統的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進行設計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數據采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。測控單元相互之間用光纜或特殊通信電纜連接，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積，且具有很高的可靠性，比較好的實現了部分故障不相互影響，方便維護和擴展。
2.3變電站自動化系統設計所具有的功能
一、監控子系統的功能
監控子系統取代了常規的測量系統，取代針式儀表；改變常規的操作機構和模擬盤，取代常規的告警、報警、中央信號、光字牌等；取代常規的運動裝置等。監控子系統功能有：
1.數據采集
數據采集有兩種。一種是變電站原始數據采集。原始數據直接來自一次設備。另一種是變電站自動化系統內部數據交換或采集。
2.數據庫的建立與維護
監控子系統建立實時數據庫，存儲并更新來自I/O單元及通信接口的全部實時數據；建立歷史數據庫，存儲并定期更新需要保存的歷史數據和運行報表數據。
3.順序事件記錄及事故追憶
4.故障記錄
5.操作控制功能
變電站運行人員可通過CRT屏幕對斷路器、允許遠方電動操作操作的隔離開關進行分、合操作等；為了防止計算機系統故障時無法操作被控設備，在設計時還保留人工直接跳、合閘方式，即操作控制有手動和自動兩種控制方式。
6.安全監視功能
監控系統在運行過程中，對采集的電流、電壓、主變壓器溫度、頻率等數據要不斷進行超限監視，如發現超限，立刻發出告警，同時記錄和顯示越限時間和越限值，另外，還監視保護裝置是否失電，自控裝置是否正常等。
7.人機聯系功能
（1）CRT顯示器、鼠標和鍵盤是人機聯系的橋梁。
（2）CRT顯示畫面，實時顯示各種技術數據。
（3）輸入數據，指輸入電流互感器和電壓互感器變比、保護定值和越限報警定值、自動控制裝置的設定值、運行人員密碼等。
8.打印功能
9.在線計算及制表功能
10.運行管理功能
運行管理功能包括：運行操作指導、事故記錄檢索、在線設備管理、操作票開列、模擬操作、運行記錄及交接班記錄等。
二、微機保護系統功能
微機保護系統功能是變電站綜合自動化系統的最基本、最重要的功能，它包括變電站的主要設備和輸電線路的全套保護。
各保護單元，除具備獨立、完整的保護功能外，還具有事件記錄、與系統對時、存儲多種保護定值、就地人機接口、通信、故障自診斷等功能。
第三章、變電站自動化系統設計方案
3.1RCS―9600系統構成
RCS―9600綜合自動化系統整體分三層，即變電站層、通信層、間隔層，硬件主要由保護測控單元、通信控制單元、后臺監控系統等組成，各單元之間通過現場總線及以太網進行通訊傳遞數據。
3.2RCS―9600后臺監控系統
一、硬件部分
系統結構采用雙機配置，其中兩個工作站用于變電站實時監控，相互備用。用戶可隨著變電站規模的擴大，逐步發展擴充原有系統。保護測控單元是硬件的主要部分其中包括：CPU板、交流插件板、液晶顯示面板、電源與開入板、出口繼電器板、通信接口等，
二、軟件部分
軟件部分包括WingdowsNT/2000操作系統、數據庫、畫面編輯和應用軟件等幾個部分。
三.保護測控單元裝置
RCS―9600系列保護測控單元主要有：電源自投保護測控單元、變壓器保護測控單元、線路保護測控單元、公用信號測控單元、通信控制單元等組成，可以滿足整個電網系統的各類保護需要。
第四章、結束語
隨著計算機技術、電子技術和網絡技術的發展，變電站綜合自動化技術將得到更快的發展。未來的變電站自動化系統也將更完善成熟，逐步實現變電站的小型化、智能化、無人職守化、提高變電站安全可靠、優質和經濟運行；提高變電站的運行管理水平，更好的服務于社會經濟建設。
參考文獻
[1] 王遠章、徐繼民等，《變電站綜合自動化現場技術與運行維護》.第一版.北京.中國電力出版社、2004.9.
[2] 鄭文波、陽憲惠等，《現場總線技術綜述》第一版.北京.機械與電子出版社.1997.
