智能变电站技术研究综述
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智能变电站技术研究综述
作者：王震李洁李鲁燕
来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2015年第11期
摘要：随着科学技术的革新以及电力系统的不断进步，推动了智能电网的快速崛起，智
能电网是优化电力能源配置的重要平台，涵盖发电、输电、配电、用电和调度各环节，广泛利用先进的设备和技术，确保了安全、可靠、优质的电力供应。变电站作为智能电网发展的重要环节，其智能化水平也随之得到了有效的提升。智能变电站技术是通过智能一次技术，智能二次技术，辅助系统综合监控平台等技术，实现安全、可靠、自愈、兼容、协调等功能。本文主要对智能变电站技术进行了研究，以供参考。
关键词：智能电网;智能变电站;技术;发展
1 智能变电站概述
1.1 智能变电站的结构智能变电站是由站控层、间隔层和过程层三大部分组成的。站控层的主要功能是完成数据采集、监测、控制和相应的信息保护管理，其是由通信系统、站域控制、对时系统以及自动化系统组成的;间隔层的设备主要包括继电保护装置、测控装置等二次设备;过程层的主要作用是对变电站中的电能进行科学的分配、转换、传输测量和控制保护，组成部分包括智能组件构成的智能设备、相应的合并单元以及智能终端。
1.2 智能变电站的主要技术特点第一，智能变电站中的分层控制技术。智能变电站通常采用的是分布式的控制技术，其将变电站的内部结构合理划分为站控层、间隔层和过程层三个部分。另外为了确保变电站各层调控功能的独立性，进一步降低变电站中央控制与处理设备的实际负荷量，需要在各层中安装设置具有智能化控制与处理能力的设备，进而降低变电站安全隐患以及潜在风险的发生率，促进智能变电站工作效率的进一步提升。第二，智能变电站中的计算机控制终端技术。在智能变电站中引进计算机终端，变电站可以利用计算机终端，在较短的时间内分析与判断站内的各项数字信息和变电站的实际运营情况，进而促使变电站实际运行中存在的问题得到及时的发现和解决，从而避免了因没有发现安全隐患而造成的输变电站事故，提升了变电站的安全性与可靠。第三，智能变电站中的电力装置集成化技术。目前智能变电站已经广泛使用光纤技术，光纤技术的应用有效的实现了智能变电站中各个控制层面的局域管理功能，使信息能够在控制中心与一、二次设备之间进行自由传播，同时信息传输过程中各层面的稳定性与可靠性得到了显著的提高。另外，在智能变电站中应用先进的计算机与数字化信息技术，使电能检测和设备管理之间的集成化得以实现，在减小电力设备所需空间面积的同时降低了设备的安装成本。
2 智能变电站技术分析
变电站主要设备
输变电系统就是一系列电气设备组成的。发电站发出的强大电能只有通过输变电系统才能输送到电力用户。 图1-2给出了变电站主要设备的示意图。图中除了所示的变压器、导线、绝缘子、互感器、避雷器、隔离开关与断路器等电气设备外,还有电容器、套管、阻波器、电缆、电抗器与继电保护装置等,这些都就是输变电系统中必不可缺的设备。 图1-2 变电站主要设备示意图 1—变压器;2—导线;3—绝缘子;4—互感器;5—避雷器;6—隔离开关;7—断路器 下面,对输变电系统的主要电气设备及其功能进行简单介绍。 (1)输变电系统的基本电气设备主要有导线、变压器、开关设备、高压绝缘子等。 1)导线。导线的主要功能就就是引导电能实现定向传输。导线按其结构可以分为两大类:一类就是结构比较简单不外包绝缘的称为电线;另一类就是外包特殊绝缘层与铠甲的称为电缆。电线中最简单的就是裸导线,裸导线结构简单、使用量最大,在所有输变电设备中,它消耗的有色金属最多。电缆的用量比裸导线少得多,但就是因为它具有占用空间小、受外界干扰少、比较可靠等优点,所以也占有特殊地位。电缆不仅可埋在地里,也可浸在水底,因此在一些跨江过海的地方都离不开电缆。电缆的制造比裸导线要复杂得多,这主要就是因为要保证它的外皮与导线间的可靠绝缘。输变电系统中采用的电缆称为电力电缆。此外,还有供通信用的通信电缆等。 2)变压器。变压器就是利用电磁感应原理对变压器两侧交流电压进行变换的电气设备。为了大幅度地降低电能远距离传输时在输电线路上的电能损耗,发电机发出的电能需要升高电压后再进行远距离传输,而在输电线路的负荷端,输电线路上的高电压只有降低等级后才能便于电力用户使用。电力系统中的电压每改变一次都需要使用变压器。根据升压与降压的不同作用,变压器又分为升压变压器与降压变压器。例如,要把发电站发出的电能送入输变电系统,就需要在发电站安装变压器,该变压器输入端(又称一次侧)的电压与发电机电压相同,变压器输出端(又称二次侧)的电压与该输变电系统的电压相同。这种输出电压比输入电压高的变压器即为升压变压器。当电能送到电力用户后,还需要很多变压器把输变电系统的高电压逐级降到电力用户侧的
智能变电站概述
智能变电站概述 第2 章智能变电站概述 2.1 智能变电站的定义和主要技术特点 所谓智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 智能变电站具有数字化全站信息、网络化通信平台、标准化信息共享和互动化高级应用的主要技术特点。 （1）数字化全站信息。数字化全站信息是指实现一次、二次设备的灵活控制，并具有双向通信功能，可以通过信息网进行管理，满足全变电站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。主要表现在信息的接地数字化，通过采用电子互感器，或者常规互感器就地配置合并单元，实现了就地数字化的信息采样；通过一次设备智能终端的配置，实现就地采集设备本体信息和就地执行控制命令。使电缆缩短，光缆延长。
（2）网络化通信平台。网络化通信平台是指使用基于IEC 61850 的标准化网络通信体系，具体表现是网络化传输全站信息。变电站能根据实际需求灵活选择网络拓扑结构，利用冗余技术增强系统可靠性；互感器的采样数据可通过过程层网络同时发送到测控、保护、故障录波及相角测量等装置，从而共享了数据；利用光缆代替电缆可大幅度减少变电站二次回路的连接线数量，同时提高了系统的可靠性。 （3）标准化信息共享。标准化信息共享就是形成基于一致的断面的唯一性、一致性基础信息，一致的标准化信息模型，通过一致的标准、一致的建模来实现变电站里外的信息交换和信息共享。具体表现在信息一体化系统下，将全站的数据按照一致的格式、一致的编号存放在一块儿，使用时按照一致的检索方式、一致的存取机制进行，避免了不同功能应用时对相同信息的重复建设。 （4）互动化高级应用。互动化高级应用就是实现各种变电站里外高级应用系统相关对象之间的互动，全面满足智能电网运行、控制要求。具体而言，就是建立变电站内全景数据的信息一体化系统，供各个子系统同一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其他系统进行标准化交互；满足变电站集约化管理、顺序控制的要求，并能与相邻变电站、电源、用户之间的协调互动，支撑各级电网的安全稳定经济运行[5,6].
发电厂变电站概述
发电厂变电站概述
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发电厂变电站 一、发电厂 发电厂：是把各种天然能源（化学能、水能、原子能等）转换成电能的工厂。 1．火力发电厂 火力发电厂:是把化石燃料(煤、油、天然气、油页岩等）的化学能转换成电能的工厂，简称火电厂。 火电厂的原动机大都为汽轮机,也有用燃气轮机、柴油机等。 火电厂又可分为以下几种: 凝汽式火电厂 凝汽式火力发电厂的生产过程: 煤粉在锅炉炉膛8中燃烧,使锅炉中的水加热变成过热蒸汽,经管道送到汽轮机14，推动汽轮机旋转,将热能变为机械能。汽轮机带动发电机1５旋转,再将机械能变为电能。在汽轮机中做过功的蒸汽排入凝汽器16，循环水泵18打入的循环水将排汽迅速冷却而凝结，由凝结水泵19将凝结水送到除氧器２０中除氧（清除水中的气体，特别是氧气),而后由给水泵21重新送回锅炉。在凝汽器中大量的热量被循环水带走,凝汽式火电厂的效率较低,只有３０%～4０％。 热电厂 莘县热电厂 临清热电厂 由于供热网络不能太长，所以热电厂总是建在热力用户附近。热电厂与凝汽式火电厂不同之处是将汽轮机中一部分做过功的蒸汽从中段抽出来直接供给热用户，或经热交换器１2将水
加热后,把热水供给用户。这样，便可减少被循环水带走的热量，提高效率,现代热电厂的效率达6０％～7０％。运行方式不如凝汽式发电厂灵活。 燃气轮机发电厂 燃气轮机发电厂：用燃气轮机或燃气－蒸汽联合循环中的燃气轮机和汽轮机驱动发电机的发电厂。可燃用液体燃料或气体燃料。 燃气轮机的工作原理与汽轮机相似,不同的是其工质不是蒸汽,而是高温高压气体。这种单纯用燃气轮机驱动发电机的发电厂,热效率只有35％～40％。 为提高热效率，采用燃气-蒸汽联合循环系统,燃气轮机的排气进入余热锅炉10,加热其中的给水并产生高温高压蒸汽,送到汽轮机5中去做功，带动发电机再次发电；从汽轮机5中抽取低压蒸汽（发电机停止发电时起动备用燃气锅炉８提供汽源)，通过蒸汽型溴冷机６(溴化锂作为吸收剂)或汽-水热交换器7制取冷、热水。这是电、热、冷三联供模式。联合循环系统的热效率可达5６%~8５%。 2.水力发电厂 水力发电厂：是把水的位能和动能转换成电能的工厂，简称水电厂,也称水电站。 水电站的原动机为水轮机，通过水轮机将水能转换为机械能,再由水轮机带动发电机将机械能转换为电能。 坝式水电站 坝式水电站：在河流上的适当地方建筑拦河坝,形成水库，抬高上游水位，使坝的上、下游形成大的水位差的水电站。 坝式水电站适宜建在河道坡降较缓且流量较大的河段。这类水电站按厂房与坝的相对位置又可为以下几种。 （１)坝后式厂房。厂房建在拦河坝非溢流坝段的后面(下游侧)，不承受水的压力,压力管道通过坝体，适用于高、中水头。 坝后式水电站 水电站的生产过程较简单,发电机与水轮机转子同轴连接,水由上游沿压力水管进入水轮机蜗壳,冲动水轮机转子，水轮机带动发电机转动即发出电能;做过功的水通过尾水管流到下游；生产出来的电能经变压器升压并沿架空线至屋外配电装置，而后送入电力系统。 (2)溢流式厂房。厂房建在溢流坝段后（下游侧），泄洪水流从厂房顶部越过泄入下游河道，适用于河谷狭窄，水库下泄洪水流量大，溢洪与发电分区布置有一定困难的情况。
(完整版)500kV变电站主要设备介绍
500kV变电站主要设备介绍 第一部分设备的公用参数 一、设备环境条件 根据设备使用当地的具体环境确定，具体是： 1、户外设备环境条件主要分为：海拔高度、环境温度、相对湿度、污秽等级、地震烈度、覆冰厚度。 2、户内设备环境条件主要是环境温度和相对湿度。 二、设备的额定电压 1、我国的电压等级 电压等级分别用“系统标称电压”表示，分别为：1000kV、750kV、500kV、330kV（西北）、220kV、145kV （东北）、110kV、60kV、35kV、10kV、6kV（电厂）、0.4kV 2、设备的额定电压 “设备的额定电压”分别用上述系统的“最高运行电压”表示，分别为：1100kV、800kV、550kV、363kV （西北）、252kV、167kV（东北）、126kV、69kV、40.5kV、11.5kV、6.9kV（电厂）、0.46kV 三、绝缘水平 绝缘水平是指：设备带电部分与不带电部分之间的绝缘能力，主要分为：雷电冲击、操作冲击和工频耐压三种绝缘水平，主要根据相应的国家和行业的标准以及安装地点的使用要求选择。 四、设备的试验要求 各种设备都应该按照国家和行业的标准，通过相关的试验。设备试验主要分为以下几种：型式试验、出厂试验、安装现场的交接试验等。 五、额定频率：50HZ 第二部分 500kV变电站主要一次设备 500kV变电站一般分为三个电压等级，即：500kV、220kV和35kV，下面分别介绍各级电压的一次设备。 一、500kV主变压器 变压器的作用是“改变电压，将各级电压连接起来”。500kV主变压器的主要型式和参数介绍如下： 1、额定容量：750MVA、1000MVA等等 2、绕组容量比：100/100/50等等 3、电压变比500/220/35kV等等 4、短路阻抗 5、空载损耗和负载损耗 6、单相变压器（A、B、C三相共三台），或三相共体变压器（A、B、C三相一台）。多数变电站为三台分相的单相变压器，少量运输条件优越的变电站采用三相共体变压器。 7、调压方式：无载调压（无励磁调压），或有载调压（带励磁调压）； 8、冷却方式：强迫油循环风冷、空气自然冷却，或水循环冷却。 二、500kV高压并联电抗器 高压并联电抗器的作用：“一是限制系统的过电压；二是实现系统的无功补偿”。500kV高压并联电抗器的型式和主要参数介绍如下： 1、额定容量：90Mvar--180Mvar； 2、额定电压：525kV--550kV 3、冷却方式 4、一般500kV高压并联电抗器是三个单相构成，即：三台构成一组。 三、500kV断路器 断路器的作用是：“既可以分合正常工作电流，也可以切断较大的事故短路电流”。500kV断路器的型式和主要参数介绍如下： 1、额定电流（有效值）：3150A、4000A等等 2、额定短路开断电流（有效值）：50kA、63 kA等等 3、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等 4、组合型式：主要分为以下三种： 柱式断路器、罐式断路器、HGIS开关设备、GIS开关设备（后面具体介绍） 四、500kV隔离开关
变电站选址概要
中小型变电站的选址和总布置发表于2007-8-29 16:53:36分使用道具小中大楼主邱颖捷北京电力设计院变电站地址选择与总布置是一门科学性、综合性、政策性很强的工程，是电力基本建设工作的主要组成部分。站址选择是否正确，总布置是否合理，对基建投资、建设速度、运行的经济性和安全性起着十分重要的甚至决定性的作用。实践证明，凡是重视前期工作，站址选择得好，总布置合理而又紧凑的，则投资省、建设快、经济效益高，反之，将给电力建设造成损失和浪费，甚至影响安全供电。 1 站址选择的基本要求 1.1 靠近负荷中心变电站站址的选择必须适应电力系统发展规划和布局的要求，尽可能的接近主要用户，靠近负荷中心。这样，既减少了输配电线路的投资和电能的损耗，也降低了造成事故的机率，同时也可避免由于站址远离负荷中心而带来的其它问题。 1.2 节约用地节约工程用地是我们的国策，我们需要遵循技术经济合理的原则，合理布置，尽可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。尤其要避免占用菜地良田等经济效益高的土地。用地要紧凑，因地制宜，用劣地作为站址选择方案是决定一个设计方案好坏的主要条件之一。随着北京经济建设的飞速发展，城区用电量的增加，单独拿出一块土地用于变电站建设是很困难且不经济的，所以我们应该适当发展地下式变电站，全部设备均设置在高层建筑的地下室，以适应城市建设的要求。如北京电力设计院设计的北太平庄110 kV地下变电站和甘家口110 kV地下变电站，这些变电站占地面积小，但造价颇高，重点要解决好通风与防火问题，这将是城市特别是中心城区电力发展的趋势。 1.3 地质条件的要求随着对农业的保护及对农民利益保护的不断加强，注重山区的电力建设是非常必要的。不仅对于农业的发展有重要作用，也会为北京郊区开展旅游事业及提高山区人民生活水平提供前提条件，电力深入山区，供电范围大，交通不便，所以选好站址是非常重要的。选址阶段的工程地质勘测内容主要是研究和解决站址稳定性和建站的可行性，查明地质构造、岩性、水文地质条件等，并对站址的稳定性作出基本评价。土建专业在勘测内容详尽的情况下，对站址的抗震是否有利，作出正确的评估。由于变电站设施造价很高，如果把变电站建在不利于建筑物抗震的地段，若发生地震就可能发生滑坡、山崩、地陷等灾害。对国家财产造成损坏。对于北京地区，由于城市周围大都被山区所包围，滑坡、洪水都是可能发生的。在选
变电站二次设备简介
变电站二次设备简介 1P远动通信及GPS对时屏：内含远动通信装置、规约转换装置和GPS对时装置。远动通信装置负责将站内信息上传至调度监控系统，规约转换装置负责将不同厂家（规约不同）的设备信息转换成本站监控系统可读取的信息，并通过远动通信装置传输至跳读监控系统。GPS对时装置是依靠GPS系统对全站装置进行实时对时。 2P公用测控屏：内含公用测控装置。负责测量直流系统和母线电压（多未35kV变电站）等公用信息。 3P低频低压减载屏：内含低频低压减载装置。它是安自设备，负责在母线电压过低或者频率过低是减载负荷。 4P继电保护试验电源屏：内涵继电保护试验电源。负责在开展保护装置实验时，提供可控的直流电源。 5P 35kV#2主变保护测控屏：内涵主变非电量保护装置、主变差动保护装置、主变高后备保护装置、主变低后备保护装置和主变测控装置。通过采集主变区域的非电气量和电气量，对一侧设备进行实时监控和保护。 7P 35kV线路保护测控屏：内涵线路保护测控装置。通过采集线路区域的电气量，对一侧设备进行实时监控和保护，在线路发生故障致，及时切除故障，从而保护人身、设备和电网安全。
10P 10kV线路电度表屏：内涵电度表。负责实时监控各间隔的计量信息。 11P 直流系统充电屏：内涵直流充电模块和直流监控装置。充电模块负责将交流站用交流电转换为直流电供站内保护测控装置使用。直流监控装置负责监控各条直流馈线是否正常。 12P 直流系统馈线屏：内含直流馈线回路空开，负责向各条直流回路提供可靠直流电。 13P 蓄电池屏：内含蓄电池组。当站用变停电时，为各条直流回路提供可靠直流电，保持保护测控装置等能够正常运行。 15P UPS及通信电源馈线柜：内涵UPS装置。负责向后台监控系统、五方系统和视频监控系统等提供交流不间断电源。 17P 所用电进线柜：负责提供站内所需的交流电。 19P 通信机柜：负责站内与站外的通信互联。 20P视频监控屏：按规定在站内布置摄像头，对站内设备和环境进行实时监控。
发电厂和变电站简介
第一章概述 第1节发电厂和变电站简介 一、发电厂简介 发电厂是把各种一次能源（如燃料的化学能、水能、风能等）转换成电能的工厂。 1. 火力发电厂简介 以煤炭、石油或天然气为燃料的发电厂称为火力发电厂。 火力发电厂分类： （1）按照燃料：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂。 （2）按输出能源分：凝汽式发电厂、热电厂 （3）按发电厂总装机容量：小容量发电厂、中容量发电厂、大中容量发电厂、大容量发电厂 （4）按蒸汽压力和温度：中低压发电厂、高压发电厂、超高压发电厂、亚临界压力发电厂、超临界压力发电厂 2. 火电厂的电能生产过程 （1）凝汽式火电厂 锅炉产生蒸汽，经管道送到汽轮机，带动发电机发电。效率很低，只有30％~40％左右。生产过程示意图。 凝汽式电站的生产过程原理图 1—锅炉2—蒸汽过热器3—汽轮机高压段4—中间蒸汽过热器 5—汽轮机低压段6—凝汽器7—凝结水泵8—给水泵 9—发电机10—主变压器11—断路器12—主母线 13—站用变压器14—厂用电高压母线
凝汽式燃煤发电厂生产过程示意图 生产过程：煤斗中的原煤送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。水被加热沸腾后汽化成水蒸汽，由汽包上部流出进入过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。 从能量转换的角度看：燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。 火电厂的主要系统：燃烧系统、汽水系统、电气系统等。 辅助生产系统：燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。 这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。 现代化的火电厂采用先进的计算机分散控制系统。可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情况协调各设备的工作状况。 ⑵供热式发电厂 汽轮机中一部分作过功的蒸汽、在中间段被抽出来供给热用户使用。热电厂通常都建在热用户附近，它除发电外，还向用户供热，提高总效率。 现代热电厂的总效率可高达60％一70％。 3. 水力发电厂 水力发电厂是把水的位能和动能转变为电能的工厂，它的原料是水。根据水力枢纽布置的不同，水力发电厂又可分为堤坝式、引水式等。 ⑴堤坝式水电厂 在河床上游修建拦河坝，将水积聚起来，抬高上游水位形成发电水头，进行发电，这种水电厂称为堤坝式水电厂。这类水电厂细分为坝后式水电厂和河床式水电厂两种。
智能变电站概述及通讯结构图讲述
电气设备监测与故障诊断作业 智能变电站 学院：电子信息 专业：电气工程及其自动化 班级：13级01班 姓名：苗增 学号：41303040134
智能化变电站建设 苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600 摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850 通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。 1.智能化变电站的体系结构与通讯网络 IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。 站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。 2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。 110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。 智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统 3.1.技术特点 采用分层分布、面向对象的设计思想; 支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证; 当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台; 当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能; 采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;
智能变电站概述及通讯结构图
智能变电站概述及通讯结构图 来源：深圳南瑞科技有限公司陈小姐时间：2011-07-18 11:25 阅读：1228次 标签：智能变电站自动化系统 1.智能变电站概述 智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。 2.智能化变电站的体系结构与通讯网络 IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。 站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。 间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。110kV 及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。 智能化变电站通讯结构见如下示意图：
3.PRS7000变电站自动化系统 3.1.技术特点 采用分层分布、面向对象的设计思想; 支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证; 当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台; 当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能; 采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要; 间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。 3.2.工程应用 浙江宁波220kV武胜变
浅谈变电站一次设备运行的重要性与检修措施 史轩
浅谈变电站一次设备运行的重要性与检修措施史轩 发表时间：2018-06-06T10:50:58.047Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：史轩 [导读] 摘要：随着我国电力技术的普遍应用，许多新技术新设备不断投入运行，对电网的安全可靠运行提供了有效的保障。 （国网新荣区供电公司山西大同 037002） 摘要：随着我国电力技术的普遍应用，许多新技术新设备不断投入运行，对电网的安全可靠运行提供了有效的保障。但仍有一部分运行年限时间较久的设备，都会出现不同程度的磨损，由于各种原因无法对其进行全部的更新换代，这些设备将给电力设备的安全运行带来严重的威胁。变电站是电力网的重要组成部分。所以，对变电站的一次设备进行有效的检修不容忽视。本文通过对变电站常见的一次设备安全运行的重要性进行分析，同时对检修措施进行了探讨。 关键词：变电站；一次设备；运行；检修 经济在发展，不管是个人还是企业，人们对电力安全稳定性的要求都在提高。电力对社会的影响也越来越明显，可以说安全稳定的电力系统是维持社会稳定的关键因素之一。如何保证电力系统的安全稳定是目前我国电力企业面临的重要课题。变电站的一次设备是直接对电网进行协调控制的设备，其运行状况直接影响到电力系统的安全稳定。 1、变电站一次设备安全运行的重要性 在电力系统运行的过程中,变电站一次设备的主要任务就是保障整个电路的安全稳定运行,它是变电站电力系统发电、输电和配电工程中重要的组成部分,它的设备性能、寿命和安全性等因素直接关系到电网的正常运行和电能的正常输送。在供电的过程中,如果变电站的一次设备在运行中出现故障,那么就会在很大程度上对电网的安全稳定运行造成严重影响,严重时甚至还会发生供电中断,并造成大面积停电现象,这就额外增加了停电检修工作。这不仅使供电企业遭受一定的经济损失,更严重的还会对社会的稳定、经济的发展和人民的正常用电生活造成严重影响。因此,有必要针对一次设备的安全运行和故障检修问题进行分析和探讨,对于一次设备要进行更为详尽安全保护、以及实时的监测和监察等,同时要充分重视变电站内一次设备安全运行的重要性,全面做好设备故障的原因分析,并能及时快速和准确地消除故障,有效的处理其中存在的问题,促使检修工作的实施,以确保电网的安全运行。 2、变电站主要运行的一次设备 2.1变压器 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，是变电站的主要设备，其主要功能包括电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等等，按照不同的分类方式，可以将其分为很多种类型，但是其基本工作原理都是一样的。 2.1高低压开关设备 高低压开关设备主要包括断路器和隔离开关。断路器又分为高压断路器和低压断路器，能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，能够关合、在规定时间内承载和开断异常回路条件下的电流，并且能够起到对主变及线路等设备实行相应的保护。隔离开关在设备检修中可以起到良好的隔离效果，以保证检修人员的安全，但是由于其使用量比较大，工作的可靠性要求比较高，所以对其使用范围也有一定的影响，只有在没有负荷电流的情况下分、合电路。 2.2电流、电压互感器 电流互感器所起到的作用是可以把数值比较大的一次电流按一定程度的变比转换为数值较小的二次电流，以此来保证电路的安全。电压互感器与电流互感器的基本工作原理是一样的，它可以把一次电压按一定程度的变比转换为100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、测控等装置使用。 2.3GIS设备 GIS设备主要是将除了变压器之外的一次设备，进行优化设计有机组合后，使其变成一个整体，其特点主要有：小型化、可靠性高、安全性好、杜绝对外部的不利影响以及安装周期短和维护方便等等，在变电站也是重要的设备。 3、对变电站一次设备的检修措施 3.1对变压器的检修措施 3.1.1异常响声 音响较大而嘈杂时，可能是变压器铁芯的问题（如夹件或压紧铁芯的螺钉松动）；音响中夹有水的沸腾声，发出"咕噜咕噜"的气泡逸出声，可能是绕组有较严重的故障，使其附近的零件严重发热使油气化；音响中夹有爆炸声，既大又不均匀时，可能是变压器的器身绝缘有击穿现象；音响中夹有放电"吱吱"声时，可能是变压器器身或套管发生表面局部放电；音响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时，可能是变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触，或者是因为静电放电引起的异常响声。检修措施：前四类响声需立即停电对变压器进行检修，第五类响声对运行无大危害，不必立即停止运行，可在计划检修时予以排除。 3.1.2温度异常 变压器温度异常升高的原因有：变压器匝间、层间、股间短路；变压器铁芯局部短路；因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热；长期过负荷运行，事故过负荷；散热条件恶化等。检修措施：运行时发现变压器温度异常，若不是冷却风机故障，应立即停电对变压器进行检修。 3.1.3引线接头部分故障 引线部分故障是变压器中比较常见的故障，常见的主要有套管引线接头接触不良引起发热。检修措施：运行中的主变发现接头发热，应立即停下主变，对接触面进行打磨处理并涂上导电膏，若表现烧蚀严格，应更换零部件。以上对变压器的声音、温度、油位、外观及其他现象对变压器故障的判断，只能作为现场直观的初步判断。因为，变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映，它涉及诸多因素，有时甚至会出现假象。必要时必须进行变压器特性试验及综合分析，才能准确可靠地找出故障原因，判明事故性质，提出较完备的合理的处理方法。 3.2对断路器的检修措施 断路器故障可以大致分为两类：一、机械类故障；二、电气类故障。故障处理的原则一般为先机械后电气。机械部分大致有设备老化、传动机构磨损或失灵、外部原因（如雷电冲击过电压、外部线路短路形成大电流等）造成设备绝缘水平降低或气密性降低等。电气部
变电站电气设备详细基础知识知识讲解
1、变电所的作用：变电所是连接发电厂、电网和电力用户的中间环节，主要有汇集和分配电力、控制操作、升降电压等功能。 2、变电所的构成：变压器、高压配电装置、低压配电装置和相应建筑物。 3、变电所分类 ⑴按作用分类 ①升压变电所：建在发电厂和发电厂附近，将发电机电压升高后与电力系统连接，通过高压输电线路将电力送至用户。 ②降压变电所：建于电力负荷中心，将高压降低到所需各级电压，供用户使用。 ③枢纽变电所：汇集电力系统多个大电源和联络线路而设立的变电所，其高压侧主要以交换电力系统大功率为主，低压侧供给工矿企业和居民生活用电等。 ⑵按管理形式分类 ①有人值班变电所：所内有常驻值班员，对设备运行情况进行监视、维护、操作、管理等，此类变电所容量较大。 ②无人值班变电所：不设常驻值班员，而是由别处的控制中心通过远动设备或指派专人对变电所设备进行检查、维护，遇有操作随时派人切换运行设备或停、送电。 ⑶按结构型式分类 ①屋外变电所：一次设备布置在屋外。高压变电所用此方式。 ②屋内变电所：电气设备均布置在屋内，市内居民密集地区或污秽严重的地区、电压在110KV以下用此方式。 ⑷按地理条件分类 地上变电所、地下变电所。
4、变电所的规模 按电压等级、变压器总容量和各级电压出线回路数表示。 电压等级以变压器的高压侧额定电压表示，如35、110、220、330、500KV变电所。 变压器总容量通常以全所主变压器的容量总和来表示。 各级电压出线回路数，根据变电所的容量和工业区用户来确定。如一变电所有5条35KV输电线路、4条110KV输电线路、3条10KV用户配电线路，该所共有出线12回。 5、变电所的电气一次设备构成：变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、架空母线、消弧线圈、并联电抗器、电力电容器、调相机等设备。 6、变压器 ⑴作用：变换电压，将一种等级的电压变换成同频率的另一种等级的电压。 ⑵变压器的分类 ①按相数分：单相变压器、三相变压器。 ②按用途分：升压变压器、降压变压器和联络变压器。 ③按绕组分：双绕组变压器（每相各有高压和低压绕组）、三绕组变压器（每相有高、中、低三个绕组）以及自耦变压器（高、低压侧每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽头） ⑶变压器结构 ①铁芯：用涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，用以构成耦合磁通的磁路，套绕组的部分叫芯柱，芯柱的截面一般为梯形，较大直径的铁芯叠片间留有油道，以利散热，连接芯柱的部分称铁轭。
火力发电厂概述
一火力发电厂概述 1.火力发电厂的生产过程 燃料进入炉膛后燃烧，产生的热量将锅炉里的水加热，锅炉内的水吸热而蒸发，经过热器进一步加热后变成过热蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。所以火力发电厂的生产过程主要就是一个能量转换过程，即燃料化学能---热能--机械能--电能。最终将电发送出去。高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀做功后，压力和温度降低，由排汽口排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水，凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器，经除氧后由给水泵将其升压，再经高压加热器加热后送入锅炉，如此循环发电。 2 火力发电厂的主要生产系统 包括汽水系统、燃烧系统和电气系统，现分述如下： 2.1汽水系统 火力发电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等组成，它包括汽水循环、化学水处理和冷却水系汽水系统流程如图1-1。 水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽冲动汽轮机的叶片转动从而带动发电机发电。
为了进一步提高其热效率，一般都从汽轮机的某些中间级后抽出做过功的部分蒸汽，用以加热给水。在现代大型机组中都采用这种给水回热循环。此外在超高压机组中还采用再热循环，即把做过一段功的蒸汽从汽轮机的某一中间级全部抽出，送到锅炉的再热器中加热后再引入汽轮机的以后几级中继续膨胀做功。在膨胀过程中蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热器和除氧器，经加温和脱氧后由给水泵将其打入高压加热器加热，最后打入锅炉。 汽水系统中的蒸汽和凝结水，由于经过许多管道、阀门和设备，难免产生泄漏等各种汽水损失，因此必须不断向系统补充经过化学处理的补给水，这些补给水一般都补入除氧器或凝汽器中。 2.2燃烧系统 燃烧系统由锅炉的输煤部分、燃烧部分和除灰部分组成。锅炉的燃烧系统如图1-2所示。 锅炉的燃料——煤，由皮带机输送到煤仓间的原煤仓内，经过给煤机进入磨煤机磨成煤粉，然后和经过空气预热器预热过的空气一起喷入炉内燃烧。烟气经除尘器除尘后由引风机抽出，最后经烟囱排入大气。 锅炉排出的炉渣经碎渣机破碎后连同除尘器下部的细灰一起由灰渣（浆）泵经灰管打至贮灰场。 2.3电气系统
智能变电站辅助系统综合监控平台介绍
智能变电站辅助系统综合监控平台 一、系统概述 智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。 二、系统组成 （一）、系统架构 （二）、系统网络拓扑
交换机服务器 站端后台机 网络视频服务器 门禁 摄像摄像头 户外刀闸温 蓄电池在线监测开关柜温度监测 电缆沟/接头温度监测SF6监测 空调仪表 电压UPS 温湿度电流烟感 电容器打火红外对射 门磁 非法入侵玻璃破碎电子围栏 水浸 空调 风机灯光 警笛 警灯 联动 协议转换器协议转换器协议转换器 消防系统 安防系统 其他子系统 TCP/IP 网络 上级监控平台 采集/控制主机 智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或RS232/485接 口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等，并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。 （三）、核心硬件设备：智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所和基 站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。 智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无线 检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体和腐蚀性气体检测、安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁而设计生产的一款产品。它通过以太网TCP/IP 或者GPRS/3G/4G 网络，主要解决分布式无人值守配电房的监控和管理问题。 1) 置触摸屏支持单机管理
变电站的分类及概述_百度文库概要
变电站的分类及概述 变电站的分类及概述 变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。 变电站的分类有如下几种： 1．按照变电站在电力系统中的地位和作用可划分 (1系统枢纽变电站。 枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前电压等级有220kv、330kV(仅西北电网和500kv，枢纽变电站连成环网，全站停电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。 枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广。 (2地区一次变电站。 地区一次变电站位于地区网络的枢纽点，是与输电主网相连的地区受电端变电站，任务是直接从主网受电，向本供电区域供电。全站停电后，可引起地区电网瓦解，影响整个区域供电。电压等级一般采用220kv或330kv。 地区一次变电站主变压器容量较大，出线回路数较多，对供电的可靠性要求也比较高。 (3地区二次变电站。 地区二次变电站由地区一次变电站受电，直接向本地区负荷供电，供电范围小，主变压器容量与台数根据电力负荷而定。 全站停电后，只有本地区中断供电。 (4终端变电站。 终端变电站在输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。 2．按照变电站安装位置划分 (1室外变电站。 室外变电站除控制、直流电源等设备放在室内外，变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在室外。这种变电站建筑面积小，建设费用低，电压较高的变电站一般采用室外布置。 (2室内变电站。
室内变电站的主要设备均放在室内，减少了总占地面积，但建筑费用较高，适宜市区居民密集地区，或位于海岸、盐湖、化工厂及其他空气污秽等级较高的地区。 (3地下变电站。 在人口和工业高度集中的大城市，由于城市用电量大，建筑物密集，将变电站设置在城市大建筑物、道路、公园的地下，可以减少占地，尤其随着城市电网改造的发展，位于城区的变电站乃至大型枢纽变电站将更多的采取地下变电站。这种变电站多数为无人值班变电站。 (4箱式变电站。 箱式变电站又称预装式变电站，是将变压器、高压开关、低压电器设备及其相互的连接和辅助设备紧凑组合，按主接线和元器件不同，以一定方式集中布置在一个或几个密闭的箱壳内。箱式变电站是由工厂设计和制造的，结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便，现在广泛应用于居民小区和公园等场所。 箱式变电站一般容量不大，电压等级一般为3kv~35kv，随着电网的发展和要求的提高，电压范围不断扩大，现已经制造出了132kv的箱式变电站。 箱式变电站按照装设位置的不同又可分为户外和户内两种类型。 (5移动变电站。 将变电设备安装在车辆上，以供临时或短期用电场所的需要。 3．按照值班方式划分 (1有人值班变电站。 大容量、重要的变电站大都采用有人值班变电站。 (2无人值班变电站。 无人值班变电站的测量监视与控制操作都由调度中心进行遥测遥控，变电站内不设值班人员。 4.根据变压器的使用功能划分 (1升压变电站。 升压变电站是把低电压变为高电压的变电站，例如在发电厂需要将发电机出口电压升高至系统电压，就是升压变电站。 (2降压变电站。 与升压变电站相反，是把高电压变为低电压的变电站，在电力系统中，大多数的变电站是降压变电站。
一变电站监控概述
第一章变电站监控技术概述 第一节电网调度自动化系统概述 一、电力系统调度自动化 综合利用计算机、远动技术和远程通信技术,监视、控制和协调电力系统地运行状态,及时处理影响整个系统正常运行地事故和异常现象,实现电力系统调度管理自动化.b5E2RGbCAP 1.电力系统调度自动化系统原理框图 厂 2.电力系统调度自动化系统组成 <1>信息收集和执行子系统.在各发电厂、变电所收集各种信息<遥测信息、遥信信息、事件信息等）,向调度控制中心发送.在厂站(所>端,设有微型计算机为核心地远方终端(Remote Terminal Unit, RTU>或综合自动化系统,所传送地信息已经过预处理.同时,这个子系统接受上级控制中心发来地操作、调节或控制命令,例如开关操作,起停机组,调节功率等等命令.在接到命令后,或者直接作用于控制机构,或者按一定地规律将命令转发给各被控设备.p1EanqFDPw
<2>信息传输子系统.厂站端将收集到地信息通过传输媒介送到调度控制中心；调度中心地命令也通过传输媒介发送到厂站端.传输媒介有电力载波、微波、光纤、同轴电缆、公共话路等.DXDiTa9E3d <3>信息处理子系统.以计算机网络系统为核心,对收集到地信息进行加工、处理,为监视和分析计算电力系统运行状态提供正确地数据.分析计算地结果为运行人员提供控制决策地依据,或者直接实现自动控制.这种分析计算主要有：RTCrpUDGiT ①为调节系统频率和电压地电能质量计算； ②经济调度计算； ③安全监视和安全分析计算. 计算机还可用于完成日发电计划编制、检修计划编制、统计计算等工作. <4>人机联系子系统.用以向运行人员显示和输出信息,同时也接受运行人员地控制和操作命令.通过这一子系统,使运行人员与电力系统及其控制系统构成一个整体.人机联系设备包括图形显示器及其控制台和键盘、模拟盘、制表或图形打印机、记录器(仪>、调度模拟屏等.5PCzVD7HxA 二、电力系统调度自动化地主要功能和技术指标 1．数据采集和监视控制SCADA 智能化变电站技术 内容提要 ?智能化变电站概述?如何实现智能化变电站?关键问题分析 ?智能化变电站技术规范?国内典型工程案例分析 智能化变电站概述-定义 ?《智能变电站技术导则》给出的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 ?智能变电站派生于智能电网 智能化变电站概述-变电站 内部分层远方控制中心 技术服务7功能A 功能B 9变电站层 3控制继电保护 3控制继电保护 8 16 16间隔层传感器操作机构 过程层接口过程层 高压设备4545IEC61850将变电站分为三层 智能化变电站概述-需要区分的概念 ?变电站层 监控系统、远动、故障信息子站等?间隔层 保护、测控等 ?过程层 智能操作箱子(或称智能单元 合并单元 一次设备智能组件等。 智能化变电站概述-需要区分的概念?IEC61850变电站 特征: 1两层结构(变电站层、间隔层,没有过程层; 2一次设备非智能化,间隔层通过电缆与传统互感器和开关连接; 3不同厂家的装置都遵循IEC61850标准,通信上实现了互连互通,取消了保护管理机; 4间隔层保护、测控等装置支持IEC61850,直接通过网络与变电站层监控等相连。 市场特征: 该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段,所占比例会越来越大,以后会成为变电站标配。 例如:华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。 智能化变电站概述-需要区分的概念 ?数字化变电站 特征: 1三层结构(变电站层、间隔层、过程层; 2使用了电子互感器,模拟量通过通信方式上送间隔层保护、 测控装置; 3通过为传统开关配智能操作箱实现状态量采集与控制的数字 化; 4间隔层设备通过网络通信方式从过程层获得模拟量、状态量 并进行控制; 5不同厂家的装置都遵循IEC61850标准,通信上实现了互连 互通,取消了保护管理机; 6间隔层保护、测控等装置支持IEC61850,直接通过网络与 变电站层监控等相连。 智能化变电站概述-需要区分的概念 MMS智能变电站技术(详细版)讲解