變電站設計開題報告
難忘的大學生活即將結束，馬上就要開始最難熬的畢業(yè)設計階段，一般做畢業(yè)設計之前指導老師都會要求先寫開題報告，那么應當如何寫開題報告呢？以下是小編收集整理的變電站設計開題報告，希望對大家有所幫助。
變電站設計開題報告 1
1、課題來源
本課題為某110kv中心變電站110kv線路保護記主系統(tǒng)設計課題。該變電站是最末一個梯級電站，裝機容量600萬千瓦，年發(fā)電量301億千瓦時，用地總面積為8070.1374公頃。向家壩水電站110kV中心變電站為向家壩水電站提供施工供電電源和電站建成以后作為廠用電備用電源的一座變電站。設計容量為350MVA，電壓等級為110/35/10kV，110kV進出線有5條，中壓35kV側有10回出線，低壓10kV側有20回出線.
2、設計的目的和意義
110kV變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設的關鍵環(huán)節(jié)。變電所設計質量的好壞，直接關系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。它是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所主要環(huán)節(jié)，電氣主接線連接直接影響運行的可靠性、靈活性。它的擬定直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定。
隨著變電所綜合自動化技術的不斷發(fā)展與進步，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，繼而實現(xiàn)“無人值班”變電所已成為電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向和趨勢。
3、國內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
目前，我國小城市和西部地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展對電能資源的要求也越來越高，西部主要是高原地帶，在高海拔的條件下，農(nóng)村現(xiàn)有的變電技術遠達不到經(jīng)濟的快速發(fā)展，這也在一定程度上影響了西部地區(qū)和中小城市變電技術的推廣和應用技術的深化。因此，一方面需要創(chuàng)造條件有針對性地提高對小城市以及農(nóng)村的變電站的建設，加強專業(yè)知識的培訓來提高變電技術；另一方面，可以通過媒介積極開展技術交流，通過實踐去體驗、探索。
當今世界各方面因素正沖擊著全球電力工業(yè)，在國外變電所技術有十分劇烈的競爭，而世界范圍內(nèi)的變電所都采用了新技術;其次，不同的環(huán)境要求給所有的電力供應商增加了額外的責任，使電力自動化設備尤其是高壓大功率變電站的市場開發(fā)空間大大拓展。另外高壓變電所的最終用戶對變電站的自動控制、節(jié)能、環(huán)保意識越來越強烈，迫使其上游提供者尤其是系統(tǒng)集成商更加重視地區(qū)性電能分配技術方面的需要，所以變電所在世界上飛速的發(fā)展，從而要求我國變電技術上也要加入世界先進的.變電技術行業(yè)。
隨著電網(wǎng)建設改造和110kV變電所深入負荷中心與電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的實施，要求電網(wǎng)變電所既要安全可靠地向用戶供電，又能與配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)資源共享，實現(xiàn)變電所遠動通信，實時數(shù)據(jù)測量和采集，電氣設備運行監(jiān)控，一、二次設備實時運行狀態(tài)監(jiān)測，防誤操作閉鎖、電容器的自動投退，主變有載開關的自動調節(jié)，小電流接地系統(tǒng)的選線以及繼電保護和自動裝置的投退，定值的檢查和遠方修改等功能，從而在配電網(wǎng)絡正常運行時，能監(jiān)視各種運行工況，優(yōu)化運行方式，合理控制負荷，調整電壓和無功功率，自動計量計費。在配電網(wǎng)發(fā)生異常或故障時，能迅速查出異常情況并快速切除，隔離故障，迅速恢復非故障線路供電。要實現(xiàn)這些功能，采用常規(guī)變電所的一、二次設計，選用傳統(tǒng)的二次設備是很難滿足要求的，必須利用先進的計算機技術，研制和開發(fā)變電所自動化系統(tǒng)，以全微機化的新型二次設備代替常規(guī)設備，盡量做到硬件資源、信息資源共享，用不同的模塊軟件實現(xiàn)常規(guī)設備的各種功能，用計算機局域網(wǎng)代替大量信號電纜的聯(lián)接，用主動模式代替常規(guī)設備的被動模式。變電所自動化系統(tǒng)，不僅功能上滿足了配電自動化的要求，而且集微機監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和微機保護于一體，將調度自動化、繼電保護、變電管理和通信等綜合為一體，做到硬、軟件資源共享。實現(xiàn)了配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)和城網(wǎng)變電所的遙控、通測、通信、遙調的要求，并實現(xiàn)了變電所的無人值班運行，同時簡化了變電所二次部分的硬件配置，減輕了施工安裝和運行維護的工作量，降低了變電所的總造價和運行費用。隨著科學技術的不斷進步，斷路器交流操作技術的成熟，保護和監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠性的提高和對室外環(huán)境的適應范圍擴大，小型化無人值班110kV變電所必然向"三無"(即無人值班、無房屋建筑、無電纜溝道)方向發(fā)展。
4、研究的主要內(nèi)容及設計成果的應用價值
4.1電氣主接線設計
110kv進出線的接線方式，35kv出線的接線方式，10kv出線的接線方式設計。在進出線路較多時為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環(huán)節(jié)，是線路簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。由于本變電站各電壓等級進出線較多，應采用有母線連接。接線方式主要有單母線接線、單母分段、單母分段帶旁路母線、橋形接線、3∕2接線、雙母接線、雙母分段接線。
4.2變壓器選擇
包括變壓器臺數(shù)的確定，變壓器容量的確定，變壓器相數(shù)的確定，繞組數(shù)
量的確定，調壓方式和冷卻方式的選擇。
4.3短路電流計算
在電力系統(tǒng)設計中，短路電流計算應按遠景規(guī)劃水平年來考慮，遠景規(guī)劃水平年一般取工程建成后5—10年中的某一年。計算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運行方式時，各樞紐點的三相短路電流和單相接地短路電流。
4.4電氣設備的選擇和校驗
進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極地采用新技術并注意節(jié)約。電氣設備必須按正常工作條件進行選擇。選擇高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。電氣設備在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。校驗短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)及自藕變壓器等回路中的單相、兩相接地短路叫三相短路嚴重時，則應按嚴重情況校驗。
4.5110kv線路保護的設計
選擇保護方式時，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。同時滿足四個基本要求有困難時，可根據(jù)電力系統(tǒng)的具體情況，在不影響系統(tǒng)安全運行的前提下，可以降低某一些要求。
選擇保護方式時，應力求采用最簡單的保護裝置來滿足系統(tǒng)的要求。只有簡單的保護裝置不能達到母的時，才考慮采用較復雜的保護裝置。
選擇保護方式時應綜合考慮電力設備和電力系統(tǒng)的結構特點和運行特性、故障出現(xiàn)的機率及可能造成的后果、電力系統(tǒng)近期的發(fā)展情況、經(jīng)濟上的合理性等因素。
4.6應用價值
通過課題的研究與實踐，加深了對所學的專業(yè)知識的理解，幫助綜合所學知識，并用于工程實踐。通過該課題的畢業(yè)設計，掌握工程設計的方法和步驟，為今后的工作奠定堅實的基礎。
5、工作的主要階段、進度
（1）20xx年秋季學期第11周前
接受畢業(yè)設計任務書，學習畢業(yè)設計（論文）要求及有關規(guī)定。
（2）20xx年秋季學期第12~21周
閱讀指定的參考資料及文獻（包括10萬個印刷符號外文資料），基本完成開題報告、外文翻譯等任務。
（3）20xx年春季學期第1至5周
寫出第一章概論和第二章理論分析。
(4)20xx年春季學期第6至12周。
初步完成畢業(yè)設計，全部成果交指導教師批閱。
(5)20xx年春季學期第13至14周。
修改、整理和定稿。
(6)20xx年春季學期第15周。
畢業(yè)答辯。
6、最終目標及完成時間
完成《金沙江向家壩110中心變電站110線路保護及主系統(tǒng)的設計》完成時間：第15周
7、現(xiàn)有條件及必須采取的措施
已完成《電路》、《電子技術基礎》、《電力系統(tǒng)分析》、《電力系統(tǒng)繼電保護》、《發(fā)電廠電氣部分》等課程學習，并對電力系統(tǒng)的一次及二次部分有一定的了解。在設計中必須采取充分利用自己的資源和學校的資源的措施。
8、協(xié)助單位及要解決的主要問題
本課題的完成需要解決電氣主接線，電氣設備選擇等技術問題，需要得到指導老師和學校的大力支持和幫助。
參考文獻
【1】電力工程電氣設計手冊(上冊、下冊)能源部西北電力設計院，1998
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【11】城市電網(wǎng)中箱式變電站的特點及應用電氣應用，2006.7
【12】淺論如何解決在城市中心區(qū)規(guī)劃變電站引起的矛盾廣東科技2007.8
【13】未來的變電所大眾用電，2004.8
變電站設計開題報告 2
一、選題背景和意義
變電站作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，要求提供的信息量和實現(xiàn)的集成控制越來越多，因此，目前的變電站迫切需要一個簡約的、智能的系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享，以減少投資，提高運行、維護效率。這些運行和管理的需求使智能變電站成為變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展新方向。隨著計算機應用技術和現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展，智能變電站離我們越來越近。
建設智能變電站（即數(shù)字化變電站）的必要性
1.電力市場化改革的需要
變電站作為輸配電系統(tǒng)的重要組成部分，市場化改革對其也提出了新的要求：從變電站外部看，更加強調變電站自動化系統(tǒng)的整體信息化程度，和與電力系統(tǒng)整體的協(xié)調操作能力；從變電站內(nèi)部看，體現(xiàn)在集成應用的能力上，
也不同于傳統(tǒng)的變電站自動化裝置的智能。
2．現(xiàn)有變電站自動化系統(tǒng)存在的不足
1）裝置功能獨立，且部分內(nèi)容重復，缺乏高級應用。雖然獨立的裝置實現(xiàn)了智能，但是卻沒有真正意義上的變電站系統(tǒng)智能，由于功能獨立，裝置間缺乏整體協(xié)調、集成應用和功能優(yōu)化；高級應用功能，如狀態(tài)估計、故障分析、決策支持等尚未完全實現(xiàn)。
2）二次接線復雜、CT/VT負載過重由于測量數(shù)據(jù)和控制機構不能共享，自動化裝置之間缺乏通信等原因，變電站內(nèi)二次接線十分復雜，且系統(tǒng)內(nèi)使用的通訊規(guī)約不統(tǒng)一，不同的廠家使用不同的通訊規(guī)約，在系統(tǒng)聯(lián)調的時候需要進行不同程度的規(guī)約轉換，加大了調試的復雜性，也增加了運行、維護的難度，給設計、調試和維護帶來了一定的困難，降低了系統(tǒng)的可靠性。同時，存在大量硬接線，造成CT/VT負載過重。
3）裝置的智能化優(yōu)勢未得到充分利用。由于站內(nèi)各套獨立的自動化裝置間缺乏集成應用，使得智能裝置的作用并未完全發(fā)揮，從而降低了自動化系統(tǒng)的使用效率和投資價值。
4）缺乏統(tǒng)一的信息模型。相互獨立的自動化裝置間缺乏互操作性，一方面局限了其在站內(nèi)的應用，另一方面也給集控中心對信息的集成和維護帶來困難。
數(shù)字化變電站是基于IEC61850標準體系上，采用了非常規(guī)互感器、智能化的一次設備、網(wǎng)絡化的二次設備，能夠實現(xiàn)智能設備之間的互操作和信息的共享。因為IEC61850技術的先進性，它將推動我國電力系統(tǒng)自動化控制的變革，為我國電力系統(tǒng)穩(wěn)健、持續(xù)的'發(fā)展奠定堅實的基礎，也將產(chǎn)生巨大的效益。數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)發(fā)展的主要方向。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國的智能變電站的發(fā)展及研究現(xiàn)狀：
國家電網(wǎng)公司在《國家電網(wǎng)公司“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃》中明確擔出在‘十一五’期間要研究、實施示范智能變電站。國內(nèi)各網(wǎng)省公司紛紛開始智能變電站試點工程的建設。
目前，智能變電站技術很多，有些已成熟，有些還在研究階段，有的還處于概念階段。如：
1）一次設備智能化的實踐：目前已有應用，如淮北桓潭110kV智能變電站。
2）二次功能網(wǎng)絡化的實踐：目前已有工程應用，如洛陽金谷園110kV數(shù)字化變電站。
3）設備狀態(tài)檢修的實踐：智能一次設備狀態(tài)檢修的實踐，繼電保護二次設備狀態(tài)檢修的實踐，目前正在開展研究。
4）站內(nèi)智能高級應用方案研究：智能告警及分析決策經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制等，
正在研究階段。
5）分布協(xié)同智能控制與智能保護研究：目前正在研究階段。
6）主變壓器應用新型光柵式溫度在線監(jiān)控系統(tǒng)：目前正在研究階段。
7）GIS組合電氣應用SF6壓力、微水在線監(jiān)測系統(tǒng)。
智能變電站研究、建設工作尚處于赴階段，重點工作主要集中在智能化開關設備的研究開發(fā)，尚不具備大范圍推廣應用的基本條件。主要問題表現(xiàn)在：
1）智能變電站沒有相應的設計規(guī)范、驗收規(guī)范、裝置檢驗規(guī)程、計量檢定規(guī)程、運行規(guī)范等，需要在實踐中不斷研究、摸索并制定。
2）智能變電站技術尚不成熟，在智能設備檢測裝置、一體化信息、平臺開發(fā)等方面還存在不足之處。
3）智能變電站的投產(chǎn)，使得原有的檢驗手段已不能滿足現(xiàn)場檢驗的需要，亟待研究新的檢測方法，配置相應的檢測儀器。
4）智能變電站與傳統(tǒng)變電站的導致在維護界限、人員分工等方面需要重新劃分。
國外的變電站自動化技術的發(fā)展：
國外的變電站自動化技術的發(fā)展是從20世紀80年代開始的，以德國西門子公司為例，該公司于1985年投運了第一套變電站自動化系統(tǒng)LSA-678，此后陸續(xù)在德國及歐洲投運的該型變電站自動化系統(tǒng)達300多套，LSA-678變電站綜合自動化系統(tǒng)1995年在中國正式投運。LSA-678系統(tǒng)結構有兩類：一類是全分布式系統(tǒng)；另一類是集中與分布式相結合的系統(tǒng)。這兩類系統(tǒng)均由64MB測控系統(tǒng)、7S/7U保護系統(tǒng)和8TK開關閉鎖系統(tǒng)三部分構成。
20世紀90年代，日本在多座高壓變電站采用了以計算機監(jiān)控系統(tǒng)為基礎的運行系統(tǒng)，其主要特點是繼電保護裝置下放至開關站，并設置微機控制終端，采集測量值和斷路器觸點信息，通過光纜傳輸?shù)街骺刂剖业暮笈_計算機系統(tǒng)中，斷路器及隔離開關的操作命令也由主控制室通過光纜下達至終端執(zhí)行。
總體上來看，國外變電站自動化技術的發(fā)展趨勢同國內(nèi)的發(fā)展趨勢基本上一致，分布式變電站自動化系統(tǒng)已逐步成為技術發(fā)展的主流。
三、設計（論文）的主要研究內(nèi)容及預期目標
主要研究內(nèi)容：
1）分析智能變電站和傳統(tǒng)變電站的區(qū)別。
2）分析智能變電站需求和功能
3）了解數(shù)字化變電站三層網(wǎng)絡的含義，在變電站內(nèi)，三層網(wǎng)絡內(nèi)各智能設備的
類型和特點是什么。
4）了解GOOSE、MMS、SV的組網(wǎng)特性。
5）以浙江110KV云林變?yōu)槔瑢φ緝?nèi)的二次設備產(chǎn)品、網(wǎng)絡、監(jiān)控后臺進行設
計和配置。其中包括：
Ⅰ.完成智能變電站一次系統(tǒng)設計
包括變壓器的選擇：變壓器型號及臺數(shù)的確定；變壓器中性點接地方式選擇、變壓器容量的選擇等；電氣主接線設計：主接線設計的原則、常見的主接線方式、主接線的經(jīng)濟技術方案比較、主接線的確定；短路電流計算的相關要求和規(guī)定、短路點的選取、短路電流的計算；電氣設備選擇的原則、主要電氣設備的選擇等。
Ⅱ.完成智能變電站二次系統(tǒng)設計
包括通信方式設置，通訊系統(tǒng)協(xié)議等。
本文將以浙江云林110KV變電站為契機，設計出技術先進、穩(wěn)定、典型的新型智能變電站。
四、工作進度安排
1、3月25日——4月5日熟悉課題，收集相關資料，了解相關背景知識，進行可
行性分析
2、4月5日——5月15日學習數(shù)字化前沿技術和數(shù)字化產(chǎn)品測試，并在此基礎上結合IEC61850理論基礎，完成課題的主題設計，其中包括智能變電站的一次和二次系統(tǒng)的設計，分別分3周時間共計6周進行了解和設計。
3、5月15日——5月25日完成畢業(yè)設計論文，分初步完成和最后修改兩步完成。
五、參考文獻
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[2]高翔,繼電保護狀態(tài)檢修應用技術,北京:中國電力出版社,2008.[3]龐紅梅,李淮海,張志鑫,周海雁110kV智能變電站技術研究狀況電力系統(tǒng)與保護控制,2010.3[4]易永輝智能變電站信息采集及相關應用研究許繼集團有限公司2011[5]GB14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程
[6]35～110KV變電所設計規(guī)范GB50229-2006主編部門:中華人民共和國能源部批準部門:中華人民共和國建設部施行日期:1993年5月1日
[7]《110(66)千伏～220千伏智能變電站設計規(guī)范》國家電網(wǎng)公司,2010[8]DL/T587-2007微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程
[9]姚春球,發(fā)電廠電氣部分.北京:中國電力出版社,2008[10]許繼Q/XJS11.050－2001電力系統(tǒng)保護與監(jiān)控裝置通信規(guī)約[S][11]殷志良數(shù)字化變電站中采樣值同步技術研究[J].華東電力,2008[12]林宇鋒智能電網(wǎng)技術體系探討[J].電網(wǎng)技術,2009
六、指導教師意見
該同學查閱了大量智能變電站相關參考文獻，對論文題目認識清楚，有初步的研究思路，研究計劃合理，完成了開題報告的要求。
變電站設計開題報告 3
一、選題的依據(jù)及意義
（一）選題的依據(jù)：
通過本設計使我掌握了35kV變電站電氣主接線設計的基本步驟和方法，并在分析、計算和解決實際工程能力等方面得到訓練，進一步鞏固了電力生產(chǎn)的專業(yè)知識，掌握了工程繪圖方面的一些知識、方法，掌握了科技論文寫作的一般知識及科技文獻資料的查找技巧，為以后從事設計、運行和科研工作，奠定必需的知識基礎。35kV變電站電氣一次部分初步設計的過程，是對所學知識進行的一次檢驗和實踐，從而使電力專業(yè)知識得到鞏固和加深，逐步提高了分析問題和解決問題的能力。
在設計的過程中，查閱了大量的文獻資料，積累了豐富的第一手材料，在主接線設計、電氣設備選擇等具體設計任務中進行了大量的比較、計算、優(yōu)化有效的培養(yǎng)了自己分析問題、解決問題的能力，并使專業(yè)知識得到鞏固和升華。
我對變電站的生疏，到了解，再到深入研究，最終完成了35KV變電所電氣部分的設計。其中包括了電氣一次部分主接線的設計和各種電氣設備的選擇，也有二次繼電保護方面的簡單介紹，最后加上了一些防雷措施。本次設計基本是按照變電所設計基本步驟做下來的，因此也能達到一般變電所的性能要求。其中還對新設備進行了選擇，適應于目前的趨勢。
（二）選題的意義：
電能是現(xiàn)代社會中最重要、也是最方便的能源。發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配合用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設，就尤為重要。
變電所作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。對其進行設計勢在必行，合理的變電所不僅能充分的滿足當?shù)氐墓╇娦枨螅�能有效的減少投資和資源浪費。
本設計包括對35KV變電站設計的優(yōu)化對未來電網(wǎng)的合理規(guī)劃有著一定的參考意義。
二、國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
變電站是變換電壓和交換電能的場所，由電力變壓器和配電裝置組成。變電站能否安全、可靠的運行，對工礦企業(yè)、醫(yī)院、國防、交通都有著重要意義。而變電站的安全、可靠運行卻在很大程度上取決于它的二次設備。近些年來，計算機軟硬件技術、網(wǎng)絡通信技術以及控制技術的發(fā)展迅猛，被越來越多的應用在工業(yè)控制的各個領域。變電站綜合自動化系統(tǒng)就是將這些技術應用在變電站，實現(xiàn)對變電站供電網(wǎng)絡的在線數(shù)據(jù)監(jiān)測、開合閘控制、線路保護以及運行歷史數(shù)據(jù)存儲。同時變電站系統(tǒng)對這些新技術的渴望也越來越強烈，如變電站的操作對于實時性的要求越來越高，發(fā)生異常時應該立即做出動作采取相應措施，這就要求數(shù)據(jù)通信傳輸速度越來越快；再有對于經(jīng)常出現(xiàn)的故障以及設備服役到年限的一些情況應作出預判，這就要求計算機軟件系統(tǒng)有強大的數(shù)據(jù)庫以及更加人性化的人機界面設計，同時也要求計算機硬件配備更高速運算的CPU；現(xiàn)有的變電站都在相對偏遠的郊區(qū)而且大多數(shù)需要工作人員24小時值守，運行成本較高，無人值守站變電站需求越來越迫切。
近年來，“智能電網(wǎng)”一詞已成為一個流行的專業(yè)術語，代表了當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向，被認為是21世紀電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，滲透到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電各個環(huán)節(jié)。在上述這些環(huán)節(jié)中，智能變電站無疑是最核心的一環(huán)。作為智能電網(wǎng)的重要基礎，智能變電站為智能電網(wǎng)提供標準的、可靠的節(jié)點(包括一次、二次和系統(tǒng))支撐。智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。智能變電站的建設能夠實現(xiàn)設備信息、運行維護策略與電力調度全面互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化管理，實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的全面采集和實時共享，支撐電網(wǎng)實時控制、智能調節(jié)和各類高級應用，保障各級電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
變電站綜合自動化是將變電站的二次設備(包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等)應用計算機技術和現(xiàn)代通信技術，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設計，對變電站實施自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調，以及與調度通信等綜合性的自動化系統(tǒng)。實現(xiàn)變電站綜合自動化，可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段。計算機技術、信息技術和網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，帶動了變電站綜合自動化技術的進步。近年來，隨著數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)(如光電式互感器或電子式互感器)、智能電氣設備以及相關通信技術的發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)正朝著數(shù)字化方向邁進。變電站自動化系統(tǒng)在我國的應用已經(jīng)取得了非常顯著的效果，對提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行水平起到了重要作用。目前隨著新技術的不斷發(fā)展，數(shù)字化變電站正在興起。與傳統(tǒng)變電站相比，數(shù)字化變電站具有以下優(yōu)勢:減少二次接線，提升測量精度，提高信號傳輸?shù)目煽啃裕苊怆娎|帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題，解決設備間的互操作問題，變電站的各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺，避免設備重復，自動化運行和管理水平進一步提高。數(shù)字化變電站是變電站自動化技術的發(fā)展方向。
自從1987年清華大學研制成功第一套變電站綜合自動化系統(tǒng)投運十多年來，由于技術水平的不斷提高，體系結構也在不斷改進。根據(jù)綜合自動化系統(tǒng)設計思想和安裝的物理位置的不同，綜合自動化系統(tǒng)硬件結構形式可以分成很多種類。其結構形式有集中式、分布式、分散（層）分布式；從安裝物理位置上來劃分集中組屏、分層組屏和分散在一次設備間隔設備上安裝等形式。典型的35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)采用分布式結構，裝置分成管理層、變電站層和間隔層，利用現(xiàn)場總線技術信息上傳，保護功能完全獨立，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層，利用現(xiàn)場總線技術信息，保護功能完全獨立，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層信息采集裝置，達到了分布式RTU技術標準。間隔層按一次設備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和斷電保護部分。間隔層本身是由各種不同的'單元裝置組成，這些獨立的單元裝置直接通過總線接到站控層。站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理和保護管理，擔
負著上傳下達的重要任務。管理層由一臺或多臺微機組成，這種微機操作簡單方便，界面漢化，使運行值班人員極易掌握主要功能包括：數(shù)據(jù)處理、畫面顯示、打印和諧波分析計算等。對已建成的35kV變電站進行綜合自動化改造時，宜采用集中組屏的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)，可以充分利用已有的二次電纜進行綜合自動化改造，縮短施工周期，且綜合自動化系統(tǒng)由于置于室內(nèi)，運行環(huán)境穩(wěn)定，維護方便。對新建35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)我們推薦采用分散分布式與集中組屏相結合的綜合自動化系統(tǒng)，該結構采用“面向對象”，即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計的，間隔層中各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和保護單元做在一起，并將這種機箱就地分散安裝在開關柜上或其它一次設備附近。這樣各間隔單元的二次設備相互獨立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡由站控機對它們進行管理和交換信息，最大限度地壓縮了二次設備及其繁雜的二次電纜，節(jié)省了投資，又可減少二次回路調試工作量。
對10kV及以下變電站實現(xiàn)綜合自動化及無人值班已成為電網(wǎng)自動化的發(fā)展方向。其設備選型:(l)大型變壓器宜選用低磁密、低損耗變壓器;(2)開關選擇應遵循“無油化”原則，首選SF6和真空開關;(3)直流系統(tǒng)所用交流電源采用雙電源自動投切;直流系統(tǒng)一般采用智能高頻開關電力操作電源系統(tǒng)，它具有交流過欠壓報替、電池過電壓、交流停電報警、自動均充等一系列功能，具有很高的可靠性，同時提供有通訊接口，便于遠方監(jiān)控直流系統(tǒng)的運行情況。(4)變電站自動化系統(tǒng)是此類變電站的中心系統(tǒng)，該系統(tǒng)集控制、保護、監(jiān)視功能于一體，裝置采用高性能處理器、高精度的A/D轉換器，系統(tǒng)配里靈活，具有多種安裝模式，即可采用分散安裝，亦可進行集中組屏。通訊總線不但可以采用電氣方式，也可采用抗干擾能力強的光纖方式。系統(tǒng)結構整體上分為三層:變電站層、網(wǎng)絡通信層和間隔層。變電站層主耍由總控單元、監(jiān)控主機;遠動工作站及其他工作站組成，其他工作站可根據(jù)需要任意增減。變電站層可為調度、運行人員提供友好的人機文互窗口.以圖形顯示、語音報替、報表和信息打印的方式對現(xiàn)場狀況進行實時監(jiān)測，并可對一次設備實現(xiàn)遠方調控。網(wǎng)絡通信層采用標準規(guī)約，可與其它廠家的設備互聯(lián)。間隔層采用工D系列硬件，可在惡劣環(huán)境下運行。軟件系統(tǒng)，采用基于面向對象的設計原理。開放式模塊化結構，可實現(xiàn)與通用應用，軟件和用戶程序想結合。保證了系統(tǒng)的通用性。實現(xiàn)35kV變電站無人值班，可以采用調度自動化系統(tǒng)與遠動RTU來實現(xiàn)，也可以在變電站裝備綜合自動化系統(tǒng)。如果用遠動裝置來實現(xiàn)變電站無人值班，應是幾個站同時實現(xiàn)才更具意義。布局緊湊，控制室小，不建生活設施，少站土地，節(jié)約了投資，是電網(wǎng)自動化發(fā)展的方向。
從適應增容擴建，升壓的角度選擇設計方案。35kV電壓登記在我國電力網(wǎng)中是一個重要的電壓等級，35kV變電站在我國縣級電力網(wǎng)中將長期使用。隨著產(chǎn)品不斷更新，相應的新型設備層出不窮，設計方案應力求結線簡單、清晰、操作方便，提高可靠性，限制工程造價，節(jié)約土地，減少生產(chǎn)和生活辦公設施建筑物的土建面積。發(fā)展方向應是向小型化、綜合自動化和無人值班方向發(fā)展。在實際設計工作中，必須按照負荷的性質、用電容量、環(huán)境條件、工程特點和地區(qū)供電條件及用戶的經(jīng)濟承受能力，安裝、運行、維護、檢修的技術力量，備品備件購置是否方便，搶修、操作、交通是否便利，將來是否升壓擴建，與調度自動
化配合等方面的因素。從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，選擇出最佳設計方案。變電站電氣主接線是變電站電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線是由高壓電器設備通過連接組成的接受和分配電能的電路，反映各設備的作用、連接方式和各回路間相互關系，從而構成變電站電氣部分的主體。它直接影響運行的可靠性、靈活性，并對配電裝置的布置、繼電保護的配置、自動裝置和控制方式的選擇，起決定性作用。因此，在確定主接線時，電氣主接線要滿足必要的供電可靠性、經(jīng)濟性、保證供電的電能質量，另外主接線應能適應各種運行方式，具有發(fā)展和擴建的可能性。
變電站自動化技術在我國電力行業(yè)有著廣泛的應用。智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態(tài)檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟，以及計算機高速網(wǎng)絡在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應用，變電站中所有信息的采集、傳輸和處理全部數(shù)字化。變電站綜合自動化、數(shù)字化已經(jīng)是變電站建設的主流，隨著2009年9月能變電站技術導則通過評審，變電站智能化將成為變電站建設的必然趨勢。IEC61850的提出對變電站技術而言有里程碑式的意義，但從2005年左右推出并在不斷修訂以來，至今已有5年時間。變電站技術從傳統(tǒng)變電站、自動化變電站、數(shù)字化變電站至今，技術的進步與發(fā)展日新月異。自動化變電站是對傳統(tǒng)RTU的功能擴展和變電站二次系統(tǒng)的計算機化升級，IEC61850是對變電站自動化技術的總結和規(guī)約，在此基礎上發(fā)展了數(shù)字化變電站，將一部分一次設備(如:電壓、電流互感器等)納入數(shù)字化的范疇。國家電網(wǎng)公司提出了建設智能變電站的目標。智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設備組合而成，以高速網(wǎng)絡通信平臺為信息傳輸基礎，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能。智能變電站分為設備層、系統(tǒng)層。設備層主要由高壓設備、智能組件和智能設備構成，實現(xiàn)IEC61850中所提及的變電站測量、控制、保護、檢測、計量等過程層和間隔層的功能。系統(tǒng)層相當于變電站的站控層，實現(xiàn)信息共享、設備狀態(tài)可視化、智能告警、分析決策等高級智能應用，包含智能變電站系統(tǒng)級的先進功能。隨著高壓設備智能化的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的一、二次設備間的界限也將逐漸模糊，一次設備通過安裝和集成智能組件，將成為智能設備。可見，智能變電站對數(shù)字化、自動化變電站有向上、向下兩個方面的拓展。向上，加入并強調自動分析和決策的智能控制功能;向下，將更多一次設備數(shù)字化、智能化。為了實現(xiàn)智能變電站的目標，緊密結合智能變電站建設的實施原則和技術路線，開展智能裝備研發(fā)及裝備智能化改造，開展智能變電站綜合信息分析，探索全新的變電運行管理模式，推動國家變電站的技術革新和電力事業(yè)的發(fā)展。
變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用微機技術，將變電站的控制、測量、信號傳輸處理、繼電保護、故障錄波、遠動等功能溶為一體的多機共享系統(tǒng)。由此可見，它能夠減少硬件，提高設備的利用率，簡化二次接線，使變電站主控室面積和成本降低，大量節(jié)省投資，克服以往計算機技術在變電站單一功能的缺點和不足。
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