220kv变电站开题报告（推荐13篇）
一、文献综述变电站的概述
随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。[1]
结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。在此我为了满足某地区的要点需要，提高电能质量。我拟建一座220KV变电站。220KV变电站电气部分部分设计的内容
变电站设计的内容力求概念清楚，层次分明，结合自己设计的原始资料，参考变电站电气设计工程规范，经过大量翻阅工作，了解设计基本过程，从而进一步指导设计内容的开展。现将自己查阅文献的工作归述为：通过查阅馆藏书籍，课本和网络资源，了解电力工业的有关政策，技术规程等方面知识，理清自己的设计思路，查询有关电气设备等最新动态价格及参数。从而为自己的设计提供有力的依据。
通过查阅文献，进行论述，提出我的设计思路和具体设计内容，以便于为设
计工作提供有理可据的参考价值。通过查阅变电站设计规程，了解发变电站设计的一般过程及相关的设计规程，明白了自己要设计一个变电站的设计内容，清楚
设计任务。如电气主接线设计，短路计算，设备的选择，防雷接地等。树立了正
确的设计思路，主要涉及以下内容；
1.电气主接线是变电站设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节，主接线的拟定直接关系着变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和
自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。结合原始资料分析，以及各种接线方式的优缺点，适用范围进行综合比较，确定出最终的接线方案；
2.在变电站的选型应根据其容量和台数、主变压器形式等进行选择；
3.短路电流计算是为了更好地选择电气设备，继电保护的配置及整定等，了解了电力系统的短路计算知识，学习了短路计算的方法，从而完成自己的设计
中的短路计算部分；
4.导体及电气设备选择是设计的主要内容之一，因电力系统中各种电气设
备的作用和工作条件并不一样，具体的选择方法也不完全相同，但是对它们的基
本要求是一致的，电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并
按短路状态来校验热稳定和动稳定；
5.高压配电装置在电力系统中起着接受和分配电能的作用，从中了解到了
电气布置知识，通过对配电的基本要求，设计原则的了解，为自己的设计做了较
合理的布置；
6.电力系统的安全性主要体现在继电保护方面，结合继电保护的作用，基
本要求（选择性、速动性、灵敏性、可靠性）主要对变压器的差动保护（主保护）、过电流保护（后备保护）、过负荷保护进行了讲解和简单介绍；
7.为了确保变电站的安全，结合防雷保护知识，防雷技术主要从两个方面:
一是雷直击于发电厂,采取了装设避雷针的方法;二是发电厂的雷电入侵波采取
装设阀式避雷器的防雷保护措施；
二论文提纲
第1章引 言
1 变电站的设计目的
现今,国家220KV的变电站的设计在技术和设备上相对比较成熟,随着经济的快速发展,其建设规模也得到了较大程度的增长,对其相应的设计要求也就更高。在设计方法和方式上,主要向规模化和集约化管理方向发展,进而满足更广大的用电需求,便于大规模的电网更好地得到建立。这就要求设计者在设计时需要参照相应的目的 :建立统一的设计标准和设备规范 ;方便设备的招标和日常的运行维护 ;提高自身的工作效率、加快评审的进度 ;实施集约化的管理 ;降低建设和运行的成本。
2 变电站的设计原则
在这方面,需要秉持可持续发展和以人为本的设计理念,认真考察具体项目建设的合理性和设备安装的可操作性。同时,还需参照相关的设计原则 :保证设备的统一标准、安全可靠、运行高效、技术先进并且具有一定的可靠性、适应性、经济型、先进性、时效性、和灵活性。做到这些就要求相关企业做到 :第一,保证设备的经济性,遵照企业的最大利益化原则,保证设备在其寿命期限内的最佳经济效益,节省工程投资和运行成本 ;第二,保证建设的统一性,秉持统一的建设标准和生产标准,着重体现企业自身的文化特征 ;第三,保证方案的可靠性,这就要求设计上的模块具有一定的可调配性和重组性 ;第四,保证设备本身的先进性,优先选取那些占地面积小且经济实用、注重环保的设备 ;第五,保证设计的灵活性,设立多种方案,合理分化各模块,方便日后规模的增减,便于资金概算的调节 ;第六,保证设计本身具有相当程度的适应性,在面对不同地区、不同环境的实际情况时,在一定时间内均能适用 ;第七,保证工程开展的时效性,成立相关的修订机制,针对不同时期的电网发展,不断更新并完善其自身的设计理念。
3 设计原理
通常在某一地区建设一座变电站时,需要事先对其区域内的用电情况做一项具体的调查,保证建设后的变电器能够保证足够大的变电容量,达到该地区供电负荷的上限要求。除此之外,变电站的建立应该在保持其占地面积最小化的基础上,尽量选取体积相对较小的相关设备,同时变电站还需配备更高程度的自动化和通信机制,采用更加灵活可靠的接线方式,在其主设备的选取上,要保证高质量和最大程度地避免产生不必要的噪声污染。
4 设计思路
4.1 电气主接线
作为整体设计中的重要组成,对电气主接线的相关设计要求越来越高。对于传统变电站较为复杂的主接线,虽然在一定程度上保证了其供电的灵活性和可靠性,但在一定程度上不可避免的增大了电站本身的建设成本。如何在保证设备自身可靠性的基础上,简化电气主接线,就成为了现在新式电站的发展趋势。新建成的变电站经过对其电气主接线的简化,很大程度上的控制了整体建筑的占地面积,从而大大减少了对于设备的使用,简化了其数量,进而有效降低了整体工程的运行成本和相关的维护费用。
4.2 电气的布置
对于电气的布置需要要求设计方综合考虑相关的实际情况,来对电站本身的出现方向、建设位置、相关维护、建筑整体的扩建和运行状况诸多方面进行较为全面和立体的分析,进而设计出最合理、最经济适用的一套方案来。一般情况下,电站的相关设备主要安装于综合楼和配电装置楼内,在对后者进行设计时,通常将其区分为3个独立的单元,各自配备一组变压器,各单元和各单元之间要保证留有5m左右的通道用来放置接地变压器和主变压器的散热器。
4.3 设备的选取
由于变电站的整体设计主要以占地面积小为基础,所以在进行相关设备的选取时,设计方也相应地选取那些体积较小的相关设备。对于整体核心的主变压器的选取上,除了体积小外,还应该尽可能地考虑其自身的稳定性、耐损耗能力和噪声情况,进而保持良好的环境和成本的合理、适合性。面对现如今新开发出的一些材料和设备,设计方要突破传统理念,敢于大胆接受,这么做不仅能够增加收益,同时还能够尽可能地控制工程整体成本的支出,方便了电站的管理。
4.4 相关的保护配置
建立相关的保护配置主要是用来保护线路和主变压器,从而保证设备整体的正常运行。在这其中就经常会用到涉及到计算机相关的技术,通过计算机的使用,来对变电站整体进行控制和管理,很大程度上地提高了事故处理和分析的能力,同时也提升了整体的服务水平。
5 变电站自身的相关经济技术指标
针对于其各项指标,主要从表1中得出。
6 通信系统的配置
建立一套完善的电力通信系统对于保障电力系统自身的安全运行有着重大的作用,现如今,随着电力管网的快速发展,对于其配套通信系统的要求也越来越高,与维持电力系统安全和稳定的系统和自动化系统并称为三大支柱,作为确保电网稳定、安全运行的一种常用手段。随着电网系统的快速发展,各种新兴的电力通信系统应运而生,在过去的几十年中,电力通信的相关技术相继依靠于电力线载波、模拟微波、数字微波一直到现如今应用最为广泛的光纤通信。
6.1 通信系统的组成
现如今的通信系统通常采用点 - 点通信的方式,如图1。
通过信源将所需要传输的信息转换为电信号,在其传播过程中经过发送设备的调制和编码将电信号转化为可在信道中进行传输的信号(信道分为有线信道和无线信道),最后还需要通过接受设备将信号进行解码、解调和译码,最终得到转换为所得消息的信宿。
6.2 通信网
所谓通信网就是有通信过程中各个节点连接其他节点所组成的传输链的一种有机结合体。通信网的建立,实现了节点和节点之间的通信联络,在硬件的角度上来看,通信网一般由交换设备、传输链路和终端设备三部分组成。
6.3 通信方式上的分类
1卫星通信
通过使用同步卫星来作为中转对电波信号进行转发,相对来说维护较困难。
2无线通信
作为可移动性的一种通信方式,运用起来更加方便和灵活,相对来说传输的信息量较小。
3光纤通信
作为现如今通信形式的主要手段,光纤通信通常以管道纤维作为媒介,具有抗干扰能力较强、不受电磁干扰、运行成本较低、保密性较好等诸多优点。
4公共通信
作为面向整体社会开放的通信系统,其内容涵盖了移动通信、互联网、数据通信等诸多领域。是一个国家公共通信的服务基础。
5音频电缆通信
音频电缆在通信中的使用通常负责距离较近的站点间的通信的连接,运行维护难度较大。
7 智能变电站的建立
面对着现如今能源危机的出现,各国相继开始进行智能电网的相关研究,相对于传统电网,智能变电站的建立是对现有变电站系统结构的整体优化和升级,其核心内容就是将通信技术和存在于电力系统中的各环节的新型信息进行整合,进而提升整体的正能水平。智能变电站的建立解决了先如今存在于电网整体系统中的经济、互动、清洁和高效等主要问题,是日后变电站在设计时的必然发展方向,我国于2009年由国家电网总公司提出建立智能变电站需要达到的一些相关指标。
7.1 研究现状
我国在智能变电站的建立领域的一些研究主要是针对于智能一次设备、电子互感器应用和智能变电站自身的网络结构展开的,并于2009年相继安排了大量的试点工程,直到2012年底,大批改建的智能变电站成功投入到生产中,在其设备研制、标准制定、建设和运营维护诸多方面都得到了长足的进步,基本实现了对于信息采集的信息共享和数字化。而与此同时,针对其功能分散和系统复杂的问题,还没有具体出台相关措施来进行处理和改善。
7.2 技术方案上的特点
随着信息技术的不断发展,应用到变电站中的自动化手段和程度也相应地得到了提升,现如今主要存在三大类 :数字化的变电站、智能的化变电站和具有综合自动化的变电站,这三者在功能和定义上均有很大的差异。这里主要针对智能化的变电站其自身的技术特点进行分析。
智能化的变电站通常将智能化与网络化设备相结合,根据需要进而达到对电网实施智能调节、协同互动、在线分析和自动监控等诸多目的。较之其他两种变电站,智能化的变电站更向自动化和智能化方向发展,在其设计、建模、施工、运行、调试和后期维护诸多领域都得到了长足的发展,其自身系统的可靠性和经济型也相应得到了提升。
7.3 功能分布
在功能分布上,智能化的变电站采用了智能设备,相比于传统的继电保护设备,其结构发生了很大的变化,智能化的电站通常用高速数据接口来代替传统的A/D变换。
7.4 典型结构
智能化的电站通常采用“三层两网“这种结构方式,即 :间隔层、过程层和站控层,站控层和过程层两种网络,通过采用这种结构,实现了信息的重复性利用,站控层设备本身具有集成性能好的特点,在配以状态的检测,实现了应用功能的高级化和丰富化,从而满足了智能化的电网在实际运行过程中的相关需要。
7.5 相关展望
智能电站作为整个电网中非常重要的管控执行点和参量采集点,其建设水平的高低严重影响着国家智能电网整体的建立,关系到电网建设的整体高度。从越来越多的变电站应用自动化技术来为其服务的现状看来,智能化的电站的建立在未来拥有广大的前景,智能化本身是一种手段,而不是一种目的,其未来的建设还需要从具体实际出发,考量多方面的影响因素,一步一步落实实施。
8 结语
综上诉述,建立220KV的变电站作为国家城镇电力管网建设的未来发展趋势,很大程度上地解决了现如今存在的一些供电矛盾。而在此基础上对于智能化的电站在今后的建设前景在现如今看来是非常巨大的,对于220KV的变电站的建立,随着现阶段国家对于电力需求不断增大还需要进一步地进行完善。
注 :“—“代表将主控制楼和配电室建设在一起,无独立面积指标
摘要：随着社会经济的快速发展,社会对于电力建设的需求越来越大,在近几年城市化建设的同时,相关的电网建设也得到了较大的开展,同时也受到了更多的社会关注度。现如今,居民生活质量普遍提高,相应地,人们对于电网建设的要求也进一步得到了提升。针对于城镇电网建设中的主体—220KV的变电站的建设,本文从以下几个角度来进行相关的分析和探讨。
关键词：220kV变电站 精益化运行 分析
就现阶段来看，我国的220kV变电站还存在着各种各样的问题，如主变压器下网能力不够、短路电流超标、220kV主送断面超限运行等等，对于其中的短路电流问题，主要使用拉停线路、限制开机、解开电磁环网的方式进行解决，对于出现输送能力不足的问题，主要使用增加送出通道與扩建主变进行实现。
但是，在这些解决方式中，常常存在供电能力不足等问题，为了提升220kV变电站运行的安全性与稳定性，必须要采取科学有效的措施让220kV变电站实现精益化运行。
1 变电站全停事故原因的分析与对策
导致变电站全停事故的原因是多种多样的，具体的原因与解决方式如下：
1.1 直流系统故障与对策
在220kV变电站直流系统运行的过程中，如果直流总铅丝出现熔断的情况，那么直流母线需要由交流整流后供电，此时，如果出现短路情况，在交流电压变化因素的影响之下，直流母线控制系统的工作就会受到极大的影响，情况严重时会导致越级跳闸致使变电站发生停电事故。除了这一因素之外，如果重要直流支路铅丝发生熔断，也可能导致变电站发生停电事故。
对于由于直流系统熔断导致的变电站系统故障问题，可以采取科学合理的措施来完善铅丝检测功能，但是，即使铅丝的检测功能得到了很好的完善，也还是会发生设备失灵现象，为了防止这一故障的发生，在变电站系统运行的过程中，管理人员必须要做好监测与管理，将管理工作层层落实到实处，认真的进行检查与巡视，将安全事故扼杀在萌芽中，防止安全事故的发生。
1.2 母差保护动作可靠性的问题与对策
为了保障变电站运行的安全性，需要保障好母差保护动作的可靠性，否则，在母联开关出现拒动问题时，也可能出现变电站停电的问题，导致这种问题出现的原因也是多种多样的，虽然故障的发生率并不高，但是与其他的故障相比而言，故障更难控制。同时，若母联开关出现保护误动时，也会导致系统发生全站停电，在系统故障时，母联开关可以将故障隔断开来，其适宜条件包括三个方面：即线路故障出现保护拒动与开关拒动的情况；主变故障出现保护拒动与开关拒动；开关失灵故障出现保护拒动与开关拒动。供电线路的故障发生率是较高的，在开关失灵越级时也很有可能发生变电站运行故障。
种种实践表明，母联开关与保护正确可靠动作是影响220kV变电站运行稳定性的关键性因素，在变电站运行的过程中，有着很多不可控制因素，为了保障系统运行的安全性，就需要采用科学合理的措施减轻变电站运行对于母联保护与开关的依靠性，让其可以尽可能的独立运行。
2 双主变并列运行特点与条件
2.1 双主变并列运行特点
在正常运行情况之下，双主变负载是均匀分配的，但是，若其中一负载发生问题，两侧的开关就会跳开，此时线路是可以正常供电的，不会导致变电站运行负载发生变化。但是，在双主变并列运行的过程中，母联开关负担较重，在该种情况下，如果开关失灵，就很容易导致变电站发生停电事故。
2.2 双主变并列运行条件
目前，我国的220kV变电站一般会设置两套66kV绝缘监察装置，在开展主变检修工作时，需要转换至单主变运行模式，在这一运行模式下，主变并列操作是在主变二次开关侧进行的，为了提升运行可靠性，就需要对具体操作情况进行分析与调查。在我国绝大多数的电网中，变电站都有分列运行条件的，但是部分变电站只有一套监视系统或者绝缘监察装置，在这种情况下，是无法进行并列运行的，在这一背景下，就需要根据变电站的运行情况对设备进行相应的改造与完善。要实现主变并列运行需要满足几个条件：
第一，设置好校验保护定值，若定值未达到标准规范，就要在第一时间进行调整。
第二，在主变并列运行之后，会出现两个独立66kV系统，对于这两个66kV系统中，需要设置好消弧线圈，对系统的电容电流进行科学的计算，对消弧线圈定值进行重新的分析与计算。
第三，要根据变电站的运行需求来对现场操作规程进行完善。
第四，在开展倒母线操作时，需要将母联开关合上再进行操作。
第五，根据变电站的运行情况来完善相应的防误装置，对于母联开关的运行需要应用万能钥匙。
第六，根据操作问题来完善相关的审批制度与万能钥匙使用制度。
只要完善相关的措施，就可以让220kV变电站能够具备双主变分列运行条件。
2.3 对主变保护实施双重技术配置方式
对于220kV变电站的保护需要遵循双重技术配置原则，实现主变套管电流互感器与独立电流互感器之间的切换，在旁路断路器开始进行时，主保护需要将旁路断路器电流切断。在主变保护运行方式的选择上，需要根据电网的运行状态以及《继电保护及安全自动装置反事故措施要点实施细则》的规范进行实施。同时，在设置时，还需要对实验数据进行分析，与控制装置共同来组成闭环系统，系统设置完成之后，需要进行测试，根据测试结果来进行调整。
此外，在进行设计时，还要遵循科学化原则与智能化原则，对调度功能进行全面的监测，220kV变电站主变保护系统控制单元是设置在开关柜之中的，因此，需要使用交流采样来测量电流互感器与电压互感器，这样既可以有效节约电量变送器的使用，还能够降低指示仪表的用量。在主变压器方面，需要采用两套不同的状态来实施主保护功能，每一套主保护设备需要控制好后备保护，在设置的过程中需要保护好主设备与后备设备回路的独立性，在正常运行状态下，两套独立保护设备可以同时投入到运行过程中。
3 结语
总而言之，220kV变电站系统的正常运行对于供电可靠性有着重要的影响，变电站的运行稳定性会受到各种因素的影响，为了给社会大众提供质量可靠的电能，必须要采取科学有效的措施提升变电站运行的可靠性。
参考文献：
[1]郭日彩，许子智，徐鑫乾.220kV和110kV变电站典型设计研究与应用[J].电网技术，2007（06）.
[2]毛文奇，李娥英，杨海平.长沙220kV芙蓉变电站开关偷跳事故分析[J].高电压技术，2005（10）.
[3]吕金明，徐江美，刘永飞.60KV变电所6KV配出双电源并列运行对继电保护影响的研究[J].鸡西大学学报，2004（03）.
一、选题目的及意义
变电站自动化自20世纪90年代以来一直是我国电力行业中的热点之一，所以成为热点，是建设的需要。日前全国投入电网运行的35-110kV变电站18000座(不包括用户变)，220kV变电站有 1000多座，500kV变电站大约有70座。而且每年变电站的数量以3%-5%的速度增长，也就是说每年都有数千座新建变电站投入电网运行。同时，根据电网的要求，特别是自上个世纪末在我国全范围内开始的大规模城乡电网改造，不但要新建许多变电站，现有将近一半以上的建设于上世纪六、七十年代、甚至还有五十年代的老旧变电站因设备陈旧老化而面临改造。二是市场的因素，采用综合自动化系统，可在远方设立集控站，通过远方遥控、遥信、遥测、遥调、遥视等五遥功能集中监控若干个变电站，变电站现场实现无人值班，节约了大量的人力；它通过SCADA系统与MIS系统结合实现了办公自动化，提高了管理效率，为管理人员的决策提供了切实有力的依据。
三、论文提纲
1、毕业设计的主要内容
（1）课题研究的意义及目的，国内外研究的现状；（2）变电站综合自动化系统的组成和主要功能；（3）变电站综合自动化系统的一次系统设计；（4）变电站综合自动化系统的二次系统设计；
（5）线路微机保护系统设计（速断、过流、零序保护设计）（6）配电变压器微机保护系统设计（7）主要电气设备选择；
（8）监控软件的设计及图形界面的设计
2.设计实现的主要功能
实时显示变电站综合自动化系统的运行参数（包括电压、电流、功率、频率、cosφ等参数）和运行趋势图，故障报警显示，建立实时和历史数据库，实现SCADA功能。实现无人值守变电站综合自动化功能。3.主要技术指标
功率因数不低于0.9，可靠性和经济性满足变电站综合自动化要求。结论
4.设计的思想及过程
（一）电气一次部分的设计
1.变电所主接线方案的设计
2．负荷的计算和主变的选择：
（1）负荷的计算和无功补偿
本变电所的电压等级为110/35/10kV，主要的负载在35kV和10kV的线路上。负荷的计算就是把35kV和10kV电压等级上的总的负载算出来。一方面，为了提高电网的有功功率，也就是降低无功功率，要对电网进行无功补偿，这样就使选择的主变压器的容量减小，降低了成本。另一方面，为使变电所的功率因数不低于0.9，要对系统进行无功补偿，也就是把10kV和35kV线路上负载的功率因数从0.8提高到0.9，而在具体的补偿中，使用并联电容器的补偿方式。
（2）主变压器的容量选择
在本设计中，为了满足运行的灵敏性和供电的可靠性，应选两台三绕组变压器，主变压气容量应根据5—10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。所以每台变压器的额定容量按Sn=0.7PM（PM上一步无功补偿后的视在功率，即供电容量）选择，同时每台主变压器的容量不应小于一、二级负荷之和，依据上述要求选择所用变压器的型号。3．短路电流的计算： 短路电流的计算主要是为了选择电气设备、校验电气设备的热稳定性和动稳定性，进行继电保护的设计和调整。对于整个电网来说，要考虑在不同地点同时发生短路时的情况，将设计的主接线按其阻抗的形式转化为电力系统界限的示意图，再根据所选主变的参数、线路的阻抗进行短路电流的计算。4．一次设备的选择与校验：
按正常运行的条件进行选择，对110kV、35kV和10kV的母线按经济的电流密度算出其截面，按照截面面积和环境的要求选择适合的母线；对断路器的选择依据其额定电压、额定电流和开断电流来选择，隔离开关按其通过的额定电流必须大于此回路的电流来选择，电压互感器和电流互感器均依据一次侧和二次侧的电压和电流进行选择；对所选的母线和电气设备要进行热稳定性和动稳定性的校验，看所选的母线和设备是否满足设计的要求，校验时遵循短路时的情况来校验。
（二）二次部分及监控部分的设计
电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行，如果设计与配置不合理，保护将可能误动或拒动，从而扩大事故停电范围，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行具有非常重要的意义。
为了安全、经济的提供电能，必须及时而准确的掌握系统的实际运行的情况，随时进行分析，做出正确的判断和决策，必要时采取相应的措施，及时处理事故和异常情况，必须对电力系统实施监视和控制。也就是说要对系统中的一些器件进行监视和控制，在这一部分中，最基本的是监视控制与数据采集系统，首先要对电器设备编号，完成模拟量和数字量的采集，然后使用组态软件对其采集到的信息进行编程，最后通过人机界面实现对电气设备的控制。
参考文献
四、论文写作进度安排
三、毕业设计（论文）工作进度安排
周 次 1 2 3 4
设 计 内 容
熟悉工艺要求和设计内容，查阅资料 熟悉工艺要求和设计内容，查阅资料
总体方案设计和硬件配置
一次系统图设计
完 成 情 况
教 师 检 查
二次系统电气原理图
二次系统电气原理图
控制程序软件设计与调试
控制程序软件设计与调试
监控组态软件和通讯软件设计
监控组态软件和通讯软件设计
绘图，整理说明书
220kV变电站直流系统设计依据是DL／ T5044—95《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》，本规定适用于采用固定型防酸式铅蓄电池。近年来，随着电力系统对直流电源可靠性要求的进一步提高，虽然直流系统在接线方式、网络布置及充放电设备性能要求等方面进行了完善和加强，但现行规定不能满足目前 220kV变电站对提供高可靠性直流电源的要求，对掌握蓄电池工作状态及运行、维护不利，在交流失电状态下，可能因蓄电池电源瓶颈问题，而扩大事故。湖北省1997年黄石局220kV石板路变电站因10kV事故，而导致控制和操作直流电源丧失，乃至损坏主变压器，而制定颁发的鄂电生 [1997]49号文湖北省电力工业局“关于直流系统反事故措施的通知”中，第六条明确规定：“凡新建220kV及以上变电站和改建枢纽变电站及装有调相机的变电站，必须配置两组独立运行的蓄电池组，设计容量应满足单组合环运行的要求。”自该反措颁发以来，我省新建220kV变电站直流系统均按两组蓄电池设计，故此，本文总结一下220kV变电站直流系统配置两组蓄电池方案的必要性及优点。
l 要求220kV变电站具备高可靠性直流电源的原因
1．1 部分变电站建设规模为主变容量3X 150MVA或3X180MVA，且为枢纽站。
1．2 220kV变电站主保护亦实现双重化，采用两套不同原理、不同厂家装置；断路器跳闸回路双重化；且均要求取自不同直流电源。1．3 线路的两套纵联差动保护、主变压器的主保护和后备保护均分别由独立的直流熔断器供电。
1．4 所有独立的保护装置都必须设有直流电源故障的自动告警回路。1．5 变电站综合自动化水平提高，监控系统高可靠运行要求。2 目前单组蓄电池运行、维护存在的主要问题
2．1 事实证明：要掌握蓄电池运行状态，做到心中有底、运行可靠，必须进行全容量核对试验；然而直流系统配置一组蓄电池，给运行维护造成了极大困难。
2．2 现有220kV变电站蓄电池只对蓄电池组进行部分容量试验，检测出损坏严重的蓄电池；因进行全容量试验工作繁琐因难，部分单位回避容量试验，而不能完全掌握蓄电池的实际运行状态。
2．3 就对各发供电单位已运行的各型式蓄电池统计表明，使用寿命一般为7年到10年；且这期间尚需对个别落后电池维护处理才能够保证整组蓄电池使用年限。对于仅一组蓄电池而言，整个更换期间同样要承担风险运行。2．4 蓄电池组由106只-108只(无端电池)或118只一12O只(有端电池)单体电池串联组成，若其中一只电池容量下降后，则表现为内阻增大、严重者相当于开路．也就是说：一只电池损坏，祸及整组电池不能发挥作用。目前检测的最佳方法是将浮充机停运，直流负荷由蓄电池组供电；对于仅有一组蓄电他的直流系统，若存在有开路情况．则造成全站失去直流。2．5 整流设备的好坏也影响蓄电池的寿命。新近入网交流整流设备，虽然具有充电、均衡充电、浮充电自动转换功能，但功能还不完善。如浮充电缺少温度补偿，温度低时充电容量不足、温度高时容易过充电，造成电池漏液鼓肚现象，缺乏单体电池端电压测量，当有2—3只电池充容量不足不能发现时就影响整组电池寿命。
2．6近2—3年间投运的变电站蓄电池大多采用全密封阀控式铅酸电池，因不能象原固定防酸式铅酸蓄电池正常远行中能够通过测单体电池电压、量其比重、观其外观而综合分析判断电池运行状态。其日常仅能靠测量单体电池进行监视，运行状态好坏难以充分把握。2．7 对蓄电池容量的在线监测现在仍是一大难题。对阀控式全密封蓄电池能否依据某—指标数据判断或多项指标数据综合判断运行状态尚处于探索时期。3 220kV变电站直流系统配置两组电池的必要性及优点
3．1 正在编写制订的《阀控式铅酸蓄电池运行、维护导则》国家标准，明确要求蓄电池必须进行容量试验。
3．2 220kv变电站内通信用直流系统按有关规定均配置二组48V蓄电池。而220kV变电站控制、保护、信号、安全自动装置等负荷同样需要高可靠的直流系统。
3.3 由于单组蓄电池不能很好的满足22kV变电站运行可靠性要求，且运行维护困难,故此 220kV变电站直流系统配置两组蓄电池是必要的。
3.4 220kV变电站直流系统配置两组蓄电池，完全满足运行要求，并符合部局有关继电保护反措对直流供电的要求，采用该系统对增加控制保护设备运行的可靠性有较重要的意义。3．5 220kV变电站配置两组全容量蓄电池组或两组半容量蓄电池组后，从简化母线结构、减少设备造价、节约能源、避免降压装置故障开路造成母线失压，扩大为电网稳定事故和更大设备事故出发，可考虑直流动力，控制母线合一，去掉端电池及调压装置，使直流系统进一步简化、可靠。
220kV变电站直流系统配置两组蓄电池方案
4．1 为了保证两组蓄电池能够独立工作，相互间不影响，保持自身特性，采取不完全并联运行方式，即两组蓄电池充、放电独立，相互间不互充放。
4．2 根据变电站的建设规模、负荷地位和负荷水平，可选择采用下列不同的配置方案： 4．2．1 采用两组全容量蓄电池组、三台充电机、直流负荷母线分段接线。此方案是完备的方案，在各种运行方式下，能够保证提供可靠直流电源。接线图见图1。图中两组蓄电池的电源刀开关，分别为该两组蓄电池的联络刀开关，通过联杆实现机械闭锁，防止两组蓄电池并列运行。
4．2．2 采用两组全容量蓄电池组、二台充电机、直流负荷母线分段接线。接线图见图2。4．2．3 为进一步降低工程费用，可采用两组半容量蓄电池不完全并联运行，配置二台充电机，直流母线分段。但因该方案我省一般不采用，本文不再赘述。5 结束语
户外220 kV变电站噪声环境影响预测研究
摘要：依据<环境影响评价技术导则-声环境>的`规定和要求,对220 kV户外变电站的平面布局进行假设和简化,并参照<声导则>推荐的计算公式,预测和分析站外不同高度、不同距离的噪声水平及变化趋势.同时结合湖北省220 kV户外变电站竣工验收的噪声实际测量结果,研究变电站噪声对周围环境的影响情况.作 者：吴高强 程胜高 黄磊 郭峰 WU Gao-qiang CHENG Sheng-gao HUANG Lei GUO Feng 作者单位：中国地质大学,环境评价研究所,武汉,430074 期 刊：噪声与振动控制 ISTICPKU Journal：NOISE AND VIBRATION CONTROL 年，卷(期)：, 27(3) 分类号：X121 关键词：声学 220 kV户外变电站 噪声 理论预测 竣工验收1220 k V变电站接地设计的基本原则
因为220k V变电站的电压母线接地的故障电流很大, 而我国规定接地电阻值不得大于0.5Ω, 所以这很难符合现在的规程要求。为解决此类问题, 现在的规程要求提到在满足相应情况的条件下可以将电阻值提高到5Ω, 但是这并不代表只要接地电阻达到5Ω就合格, 而是要满足相应的条件。在接地标准中做了以下规定:其一, 为防止转移电位引起的危害, 要采取必要的隔离措施;其二, 接地电网会受到短路电流非周期分量的影响, 所以当电位增大时, 尽量不要挪动3~10 k V避雷器, 如果一定要挪动也要保证其在挪动后无损坏。为确保接触电位差以及跨步电位差满足要求, 在接地的过程中要采取均压措施并进行相应的计算。同时在接地故障电流较大时, 要尽量地降低接地电阻值, 以满足接地规程要求。
2 传统的接地方式分类
2.1 接地方式———扁钢地网
扁钢地网可以分为两类:一类是方孔地网:由于都是设计者根据自身的经验设计、确定方孔地网尺寸, 这就使其设计方案不是很细腻。由于中心导体部位的导体散流量仅为接地网周围1/2左右, 致使中心部位的电场强度低于周围, 所以电场分布存在着较大的差异。从成本的角度来考虑, 方孔地网的建设会使用很多的钢材, 导致投资过大。扁钢地网适用于电压较低的变电站, 当电压在220k V以下时, 电网接地故障电流小, 接地地网面积有限时, 其缺点不容易体现。然而一旦电压超过550k V, 这种接地方式就不再适合。另一类是不等间距地网:接地网中部与地面接触的面积较大而周围与地面接触面积较小, 这是因为使用了不等间距的设计。此地网有效地改变了地网的接地设置、可以更好地保护变电站工作人员, 这是源于其很大程度地降低了由于电势梯度过高引起的危险。
2.2 接地方式———在接地极周围添加降阻剂
为了降低接地电阻, 我们还可以在接地极附近使用降阻剂, 从而增加电极的接地面积。降阻剂是一种化学试剂, 它的导电性能非常突出。其降阻原理是通过减小接地网周围土壤的电阻率, 达到间接减小接地电阻的目的。由于降阻剂的设计、施工较为成熟, 而且在降阻方面很有成效, 所以在220k V变电站的设计中经常使用。
2.3 接地方式———深井接地
由于深井接地具有占地面积小、不受外界条件干扰、不影响环境、不改变地貌, 并且施工可以在220k V变电站内完成, 所以在深层土壤电阻率较低时多采用此类接地设计。但是深井接地方式也有其局限性, 只有在地下水丰富、深层土壤电阻率低的区域, 才能具有较好的降阻效果。由于深井接地极受到场地的限制, 所以在深层土壤电阻率较高的情况下, 使用情况不是很好。
3 新型辅助接地方式
3.1 降阻模块
降阻模块又称接地模块。作为新型辅助接地方式, 由非金属制作的降阻模块拥有以下特性:其一, 体积小、导电性好、稳定性高;其二, 在添加特殊的材料后其抗腐蚀能力也显著增强;其三, 能长时间的负载大电流;其四, 无污染且使用寿命较长。如需在工程中使用此模块, 必须要大量降阻模块一起使用才有效果。
3.2 置换土壤
通过更换变电站周围的土壤、人工处理原有土壤两种方法, 我们可以有效地减少接地网附近的电阻, 这种方法的效果非常明显。为提高变电站周围土壤的导电能力, 常常通过将无机盐、木炭灰、电石渣等矿物质混合到变电站接地柱周围。这样可以通过增加导电体来增强土壤的导电能力, 这种方法极大程度地降低了土壤的电阻, 同时花费较少。但却改变了土壤的热稳定性, 使其热稳定性降低, 这会增加接地极的腐蚀速率, 直接减少接地极的寿命。
3.3 爆破接地
在岩石区域使用最多的一种接地方式是爆破接地, 这种接地方式可以大幅降低岩石区域的接地电阻。运用爆破制裂方式, 为增加变电站周围土壤的导电性, 使用压浆机将降阻剂注入到裂缝内。爆破裂缝同岩层自身的一些节理裂隙能够自由贯通联系, 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, 使得电流可以经过裂隙中的降阻剂进行分流。在雨水以及地下水等自然因素的作用下, 降阻剂逐步向外渗透扩散, 进一步增加了接地极的分流能力。
4 结论
通过上述分析, 可以知道变电站的接地设计是否合理安全, 将直接影响到变电站的安全平稳运行, 甚至关系到整个电网的安全, 传统、新型的接地方式在220k V变电站设计的过程中都有一定的帮助。针对我国的现状, 220k V变电站的设计还有较大的上升空间, 通过电力设计人员的共同努力, 一定可以使我国220k V变电站的设计上一个新台阶。
参考文献
[1]张春华, 王雪梅.220k V变电站接地系统设计[J].东北电力技术, 2010, (05) :27-28.
[2]朱永海.220k V庙岭变电站综合自动化系统的设计[J].科技资讯, 2012, (17) :82-83.
【关键词】无人值班；当地监控机；保护信息；一体化装置
0.引言
110kV及以下变电站的无人值班工作的顺利开展及变电站自动化技术的飞速发展，为220kV变电站无人值班工作的实施提供了大量实际借鉴经验和技术支撑。目前黑龙江省电网220kV变电站的无人值班改造工作正在如火如荼的进行之中。文章结合齐齐哈尔地区电网的实际情况，论述了220kV变电站的无人值班改造工作中需注意的有关问题。
1.改造模式
220kV老旧变电站采用何种模式进行改造，选用何种类型变电站自动化系统是改造前必须要明确的问题。当前变电站系统的类型主要有两大类，即RTU型自动化系统和计算机监控系统。RTU型自动化系统设计思想面向功能，集中组屏，其结构简单，功能单一。计算机监控系统设计思想面向对象，采用分层分布式结构，既可集中组屏又可分散布置，功能多样。
采用RTU方式改造时，一般只需考虑对原自动化系统进行升级或更新，对原有的遥测、遥信功能进行完善并增加遥控功能且仅限于断路器分合闸操作，保留原有的控制屏和测量信号回路，一般不要求对一、二次设备进行大规模更换，当地监控机也可不配置。此改造模式较简单，涉及面小，工作量也较小。采用计算机监控系统方式改造时，不但自动化系统需彻底更新，而且要求一、二次设备作较大的更换，如进行电动闸刀更换和保护进行微机化改造等，采集的信息更多，功能也更齐全，取消原来的控制屏及信号测量回路，由当地监控系统和测控单元实现站内的监视和操作功能。此改造模式较复杂，涉及面广，工作量也较大。
一般认为对电动刀闸有遥控要求，采用集中监控、少人（留守） 值班模式的变电站应采用计算机监控系统方式改造；而只对开关有遥控要求，采用集中监视、少人值班模式的变电站则推荐采用RTU方式改造。
2.当地监控机
无人值班改造中经常会出现自动化系统是否需配置当地监控机的争论。有人认为变电站将最终变成无人值班形式，故无需再配置当地监控机。诚然，配置当地监控机一方面增加了投资同时也加重了安装调试任务。但保留当地监控机还是有以下几方面的理由。首先，目前不论是集中监控、少人（留守） 值班模式还是集中监视、少人值班模式的220kV变电站都应有人留守在变电站。因此，配置当地监控机便于现场运行人员监控和管理，同时也便于系统的安装和调试。其次，便于今后系统的运行维护、检修及设备巡视。当采用计算机监控系统方式改造时由于取消了控制屏，不便于检修运行人员了解掌握全站设备的运行状况，因此当地监控机是解决该问题的最佳方案。
3.保护信息采集
3.1 保护信息采集方式
目前计算机监控系统对保护信息的采集的方式也主要有两种：即硬接点方式和串行通信方式。对于常规继电器保护只能采用硬接点方式。而对于微机保护则除了硬接点方式外还有串行通信方式。
3.2 串行通信的方式
由于220kV变电站规模较大，保护装置的种类和数量较多，而监控系统公用信息工作站的通信接口数量是有限的，不可能实现与各保护装置进行直接通信。此外，各保护装置直接接入监控系统的公用信息工作站，监控系统需装有各类保护的通信规约，并需与每种保护进行通信调试，因此，监控系统和保护厂家间的调试配合工作量十分繁重。正是由于直接通信有如此多的弊端，才引入了保护信息管理机方式。保护信息管理机负责与各类不同保护装置的通信，然后转换成统一规约与公用信息工作站通信。保护信息管理机一般由保护厂家提供，更容易实现与各保护的通信，尤其和自家生产的各类保护更不存在通信规约配合问题。
3.3 保护信息处理方式
对于保护通信信息处理方式目前主要有两种选择：一是将保护报文转换为遥信处理，二是直接进行报文解释。如将保护通信信息作为遥信上传，不但增加调试工作量，也受通信规约的限制。过多的信息会造成系统各种实时性能指标下降，走入舍本逐末的误区。如作为报文处理，则集控站工作站需安装相应的保护报文解释程序，对监控站SCADA系统提出更高的要求，而且各种保护告警信息也将大量增加，包括运行人员不需了解的信息会经常出现，干扰运行人员的正常监视。
4.保护测控一体化装置
4.1 保护功能问题
采用保护测控一体化装置是因为35kV、10kV出线的保护配置要求相对较简单，一般只要求具备三段式电流保护即可。然而，随着电网的不断发展，35kV线路的供电半径的缩短、供电容量的增大，故障时的短路容量增大了许多，普通的三段式电流保护已不能满足保护配置要求。因此，对35kV线路的保护配置也提出了更高的要求，如需具备距离保护功能等提上了议程。
4.2 装置安装问题
35kV、10kV电压等级的设备配置的保护测控一体化装置的安装方式主要有两种，即就地安装于开关柜和集中组屏安装于继电保护小室。就地安装可以节省大量二次电缆，简化二次回路，减少了施工和设备安装工程量，改造期间间隔问相互影响小等优点，此外还可以减少屏位布置；但同时就地安装也存在需对原有开关柜进行开孔改造等问题，并且对保护测控装置的抗干扰、抗震动性能及环境方面等提出了更高的要求。因此，保护测控合一装置是否就地安装应根据变电站继电保护小室屏位、开关柜等的实际情况综合考虑而定，不宜强作要求。
4.3 电气防误问题
35kV、10kV低电压等级设备的防误要求有其特殊性，如对柜门、网门位置均有要求。而目前大多保护测控一体化装置均不具备内部防误闭锁功能，且其开入量一般较少，对柜门、网门位置等信号一般不采集，因此，操作的正确性只能靠独立的微机防误系统来保证。为了真正发挥计算机监控系统的防误功能，就需要保护测控一体化装置增加开入量完善本间隔相关信息采集，同时要求其具有内部防误闭锁逻辑，即装置要实现保护、测控、防误功能的一体化。
5.结束语
以上问题都是220kV变电站无人值班改造工程中经常面临且必须解决的问题。220kV变电站无人值班改造是一项十分复杂的系统工程，具有改造难度大，涉及范围广，技术要求高等特点。由于我国电网220kV变电站的无人值班改造尚处于起步阶段，改造的模式、功能要求等都暂时无法完全统一，需要不断地在工程实践中探索，积累有益的经验，以利于实现220kV变电站无人值班改造工作的规范化、标准化。
【参考文献】
[1]牟媛.适用于变电站的全站闭锁式监控系统[J].电力系统自动化，2001，25（19）：55-27.
同志们根据验收报告和二次回路传动方案逐条进行，对于在验收传动中发现的缺陷和问题逐一进行记录，当时能处理的立即进行处理，需要联系厂家或设计部门的积极帮助协调处理。凡是影响到系统安全运行和不符合继电保护反措要求的责令施工单位必须进行处理，并进行跟踪检查和技术监督。
这次验收的保护装置有4条220kV出线、8条110KV出线、2号主变保护、3号主变保护、220kV母线及失灵保护、110kV母线保护和所有10kV出线、10kV电容器和所用变保护，以及2245和145等共计40台开关、45套保护装置及其所有二次回路。我们对每一套保护均进行了模拟故障通电试验，每套保护都传动到开关跳闸，对于每一个压板和保护回路的唯一对应关系以及保护与开关的对应关系均进行了非常仔细地传动检查，以确保不存在寄生回路。
下面把在验收中发现的问题和处理情况汇报于下：
1、全部接线不应有双压存在。检查并确认双压线是否线径一样，若一样可允许双压，经检查双压线线径一样。
2、压板无标签，保护屏后面空开、按钮无标签，必须双重标识。已处理。
3、保护屏屏体接地线松或未接，已处理。
4、保护屏屏体有污痕，必需清洁。已处理。
5、经抽查发现保护屏及端子箱的接线个别不牢固，必需将接线全部拧紧一遍，已处理。
6、部分保护屏内有灯座无灯泡，凡是有灯座的保护屏和端子箱必须安装灯泡，已处理。
7、220kV线路保护RCS-931装置没有设计A、B、C相跳位开入，经与设计协商已处理。
8、220kV线路保护RCS-931装置没有设计低气压闭锁重合闸回路，经与设计协商RCS-931装置可不设计此回路。已处理。
9、远传命令不应该和三跳启动重合闸短接，经与设计协商拆除此短线，已处理。
10、110kV线路司家营I保护开入插件有问题，-4刀闸,-5刀闸切换不返回，厂家来人已处理。
11、2202 断路器三相不一致保护跳第一组跳闸线圈不出口，已处理。
12、2214 JFZ-12F操作箱跳闸时内部有异响，已处理，经过再次传动已无异响。
13、102开关无位置，已处理
14、所有保护屏、端子箱线号均应为打印，不应有手写，所有线号必须正确并与图纸相符，交流电源线应有正确线号，已处理。已处理。
15、145机构箱远方就地转换把手坏,已处理。16、502、503断路器设计防跳功能，应取消断路器防跳，采用保护操作箱防跳，已处理。
17、220kV4母和5母零序电压极性接反，导致送电时220kV4母和5母零序电压有200V，已处理。
18、电流互感器二次绕组变比经调试人员确认是按照定值单整定，2202和2203断路器母差保护用绕组应为2500/1。送电后发现两套220kV母差保护有差流，通过观察采样和相量检查确认2202和2203断路器母差保护用绕组变比实际接线为1250/1。经过停电已将2202和2203断路器母差保护用绕组变比改为2500/1。再次送电通过相量检查确认正确。
19、2215qq二线送电后，通过装置采样和相量检查发现CSC-103保护A相电流相比B相、C相小一半左右。检查测量绕组A相电流相比B相、C相小一半左右。其他绕组通过相量检查和观察装置采样没有问题。2215qq二线停电后，通过检查发现测量绕组A相已与CSC-103保护绕组的未用抽头搭接在一起。充分说明送电前未进行绕组间绝缘检查。处理后经过绝缘检查无问题。再次送电通过相量检查确认正确。
国家电网公司部门文件
基建技术〔2006〕18号
关于召开国家电网公司220kV和110kV 变电站典型设计实施方案审查会议的预通知
各有关单位：
按照国家电网公司220 kV和110kV变电站典型设计工作计划安排，经研究，定于2006年3月中旬召开实施方案审查会议。为做好实施方案的报送工作，并为审查会议做好准备，现将有关事宜通知如下。
一、本次审查的内容
本次审查的内容为华北电网公司以及各省（自治区、直辖市）电力公司的220kV和110kV变电站典型设计实施方案。
二、关于实施方案的报送
请各有关单位于3月6日前报送实施方案，具体包括以下两
个部分：第一，各有关单位组织召开的实施方案评审会议纪要；第二，实施方案的简介本。
评审会议纪要应以文件形式报送国家电网公司基建部。实施方案的简介本应按220kV和110kV分别编制，其内容应包括总论部分和具体方案简介。总论部分主要论述实施方案采用推荐方案的情况，实施方案的组成（技术条件一览表），地区特色模块、方案，采用地区特色模块、方案的必要性和合理性。具体方案简介是各方案设计说明的缩写，章节目录可参照推荐方案，每个方案简介不宜超过10页（A4版面）。各方案简介后面应附电气主接线简图，电气总平面布置简图和典型的平断面布置图。
请各有关单位将实施方案的简介本（2份，纸质文件）和相关电子文件报送国家电网公司基建部。
三、关于审查会议的准备工作
在各有关单位完成报送工作后，基建部将组织专家对实施方案进行审查。审查的重点是实施方案采用推荐方案的情况，实施方案的组成以及采用特色方案、模块的合理性。
请各有关单位按照审查的重点，准备审查会议用介绍幻灯片，各单位的介绍时间不超过30分钟。
审查将按区域（华北、东北、华东、华中和西北）在3月中旬开始，具体时间、地点另行通知。
四、联系人
徐鑫乾，电话：010-66597741，邮箱：xinqian-xu@sgcc.com.cn，地址：北京市西城区西长安街86号，邮编：100031。
二○○六年二月二十八日
主题词：变电站 典型设计 审查会议 预通知
抄送：中国电力工程顾问集团公司。
在电力系统中，变电站是非常重要的组成部分，主要负责对电力系统中的高压电流进行配变电工作，直接关系着供电的质量。因此，做好变电站电气设备的安装工作，保证电气设备安装质量，是电力工作人员需要重点研究的问题。针对现阶段变电站电气设备安装中存在的问题，技术人员应该明确电力设备安装技术要点，确保施工的顺利进行，以适应电力系统的发展要求。
1、变电站电气设备安装中存在的问题
在经济发展的带动下，社会对于电力的需求不断增加，变电站工程的建设速度也在不断加快，其电气设备的安装中暴露出了一些不足和问题，影响了变电站工程的整体质量。当前，变电站电气设备安装中存在的问题主要表现在几个方面，一是缺乏合理的现场勘察和设计，导致各个电气设备在实际安装过程中，相互之间无法有效配合，留下了很大的质量和安全隐患；二是缺乏高素质的电气安装队伍，施工人员的专业素质偏低，不能很好的掌握电气设备安装技术要点，导致电气设备安装过程中，许多细节无法达到可靠性和安全性的相关要求；三是缺乏对于变电站电缆的有效防护，管理人员对于线缆的日常管理重视不足，导致电缆很容易受到各种外界因素的影响和破坏。
2、220kV变电站电气设备安装技术要点
2.1变压器
在变电站中，变压器处于核心地位，是主要的电气设备，其安装质量直接决定着变电站的安全稳定运行。在220kV变电站中，主变压器的安装应该得到足够的重视，严格按照设计施工流程、产品技术说明书以及安装技术指导文件等，对变压器安装过程进行管理和控制。在工程施工过程中，如果发现设计施工图纸与现场实际情况存在差异，则应该及时与设计单位进行沟通，做好设计变更，以确保施工的顺利进行。在变压器安装前，应该做好剧院性能的检查工作，确保其不存在明显的冲撞痕迹，对变压器各个部件的绝缘强度、密封性能等进行全面检查，以防止安全隐患的发生。
2.2断路器
在电力系统中，断路器的主要功能，是对相关电气设备进行控制和保护，能够在检测到设备故障时，及时作出反应，将设备从电网中隔离开来，确保其他线路的正常运行，进而保证整个电力系统的安全稳定运行，对故障的影响和危害进行控制。在对断路器进行安装时，应该首先做好断路器的全面检查，结合设计文件，明确其型号、性能参数等，确认合格后，才能根据其相关技术准则，对断路器进行组装，确保其回路断线控制中接线方式的合理性和可靠性。通常来讲，比较科学的接线方式，是在断路器合闸与跳闸区继电器的常闭接点处，利用窗帘构建相应的回路断线型号，同时将线路接点设置在不同的电源总回路中，以避免不同回路在跳闸是出现拒动的情况。
2.3隔离开关
在对隔离开关进行安装时，需要从变电站的整体层面进行考虑，不仅包括了高压隔离开关的安装，在一些细节部分，同样需要安装必要的开关，如架空线分支位置、电源电缆接触位置以及断路器电源侧等。因此，在对隔离开关进行安装时，施工人员应该熟练掌握相应的安装技术，把握好安装力度，确保内部的齿轮啮合能够与其他参数进行配合，同时对动静触头的接触工作进行相应的处理，确保各个触头都能够充分接触。最后，在安装完成后，应该对所有的触头进行定期检查和维护，始终保证触头的光滑和清洁，避免出现污闪的情况。对于那些存在损伤，或者磨损严重的触头，需要及时进行更换。
2.4电缆与接地装置
在变电站工程中，电缆与接地装置的合理敷设，是确保电力安全稳定输送的关键所在，在实际安装过程中，需要同时考虑施工安全问题以及环境保护、成本费用等问题。施工前，应该结合现场实际情况和设计图纸，对电缆敷设施工图纸进行设计，同时做好相应的技术交底工作，确保电气安装人员严格按照图纸进行施工。在电缆敷设过程中，需要注意几个方面的问题，一是做好电缆的质量检验工作，对电缆的型号、规格、性能参数等进行核对；二是对每一根电缆的敷设顺序和敷设位置进行明确，确保电缆走向的合理性；三是结合施工技术要求，对电缆沟、电缆支架、电缆竖井等的断面图进行设计，为电缆的敷设提供有效指导；四是在电缆敷设中，如果同一电缆沟中存在多条电缆，则应该保证电缆的整齐排列，避免出现交叉现象。在接地装置敷设中，同样需要关注几个技术要点，其一，从安全方面考虑，接地装置与建筑之间的距离应该保持在1.5m以上；其二，在主变、GIS设备等的接地装置设计中，应该采用双向接地的形式，与地网中不同的两个点进行连接；其三，所有电气设备的接地装置都必须采用单独的接地线，同时埋设于地网中，而不是单纯的与电缆沟连接。
2.5GIS设备
由于GIS设备属于精密设备，对于周边环境的洁净度有着较高的要求，因此，在安装过程中，需要对设备安装的环境进行控制。安装人员应该穿戴相应的防尘措施，同时确保作业范围内不会产生粉尘和金属微粒。在对设备进行组装前，应该拆开临时密封盖，对设备内部的毛刺等进行清理，并使用吸尘器对内部的灰尘进行清除，确保设备具有较高的清洁度。
3、结语
总而言之，在经济发展的带动下，我国的电力工程不断增加，变电站电气设备的安装受到了越发广泛的关注。相关技术人员应该对当前变电站电气设备安装中存在的问题进行分析，明确电气设备安装的技术要点，做好施工管理工作，保证电力系统的稳定高效运行。
关键词：变电站,消防设计,水喷雾灭火系统
1 概述
通惠220kV变电站位于北京市大兴区亦庄开发区东部边缘地带，通黄路北侧，经海一路与科创十街交叉路口的北侧。建设变电站主要是为了解决周边用户用电的问题以及为未来若干年内该区域的规划发展提供可靠的电力保障。
根据电力工艺的要求，通惠变电站为220kV变为110kV的区域性负荷变电站，属于户内型无人值班有人值守地上类型变电站。规模为单台容量为180MVA油浸主变压器，共4台。
建设场地周边地形总体较平坦，变电站站区东西宽100m，南北长102m，建设用地面积10900m2。主要建（构）筑物有1#变电楼、2#变电楼、动态无偿设备楼和事故储油池等，总建筑面积7600m2。
1#变电楼地下1层、地上2层，建筑高度约为14.95m，室内外高差0.45m，建筑面积约为3100m2。1#变电楼为220kV地上变电站包括二次设备室、GIS室、站用通信蓄电池室、控制室、微机室、电缆夹层等设备间，最多时为10人同时操作设备。
2#变电楼地下1层、地上3层，建筑高度约为14.95m，室内外高差0.45m，建筑面积为3627m2。2#变电楼为110kV地上变电站（包括10kV配电装置及站用电室、主变限流电抗器室、并联电抗器室、GIS间、电容器室等设备间）最多时为6人同时操作设备。本工程中1#楼和2#楼类别均为丙类，耐火等级均为二级。
本工程结构形式为钢框架结构；设计使用年限为50a；抗震设防烈度8度。
2 消防系统
2.1 变电站消防系统分类介绍
变电站消防系统主要分为消火栓灭火系统、水喷雾灭火系统、灭火器系统。
2.1.1 消火栓灭火系统
变电站消火栓系统需要同时满足《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称为《建规》）和《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）（以下简称为《火规》）。
1）室外消火栓系统
本工程中1#楼和2#楼类别均为丙类，耐火等级为均二级。且由于一次火灾用水量最大的建筑为1#变电楼，且1#变电楼的建筑物体积V为20 001 m3<V<50 000 m3，根据《火规》表11.5.3室外消火栓用水量不应小于30L/s,故本工程的室外消火栓用水流量为30L/s。根据《建规》中8.6.3不同场所的火灾延续时间的规定，丙类厂房的火灾延续时间为3.0h。本工程室外消火栓一次灭火用水量为30 L/s×3h×3.6=324 m3。室外消防水源为变电站场区内DN200mm的环状自来水管网，且环状管网有两路独立的市政进水。
2）室内消火栓系统
室内消火栓系统在火灾延续时间内全部水量由消防水池提供。变电站建筑室内消防用水量不应小于《火规》表11.5.6中的相应规定。本工程建筑高度≤24m，体积>10000 m3，故消火栓用水量为10L/s,同时使用水枪2支，每支水枪最小流量为5 L/s,满足要求。本工程室内消火栓一次灭火用水量为10 L/s×3h×3.6=108 m3。系统设计采用临时高压制，1#楼和2#楼共用消防水池及水泵房（设于1#楼地下室），共用一组消火栓加压泵，一用一备，水泵流量为10L/s，扬程0.55MPa。
3）消火栓泵控制
每个消火栓箱内均设消火栓水泵启动按钮，火警时供消火栓使用，水泵启动后，在消火栓处用红色讯号灯显示，并同时将火警讯号送至消防控制室；消火栓水泵也可由消防水泵房及消防控制室的启/停按钮控制。消火栓水泵设定期自动巡检装置。
2.1.2 水喷雾灭火系统
本工程室外设有单台容量为180MV·A油浸主变压器，共4台，根据《建筑》第8.5.4.规定，单台容量在125MV·A及以上的独立变电所油浸电力变压器宜设置水喷雾灭火系统。
1）水喷雾灭火系统设计参数的选取
水喷雾灭火系统还需要满足《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219-95，喷雾强度和持续喷雾时间不应小于规范中3.1.2的规定。
油浸式电力变压器、油开关的设计喷雾强度为20L/（min·m2）,持续喷雾时间为0.4h；油浸式电力变压器的集油坑的设计喷雾强度为6L/（min·m2）,持续喷雾时间为0.4h；电缆的设计喷雾强度为13L/（min·m2）,持续喷雾时间为0.4h。
2）保护面积的确定
采用水喷雾灭火系统的保护对象，其保护面积应按其外表面面积确定，应符合《水喷雾灭火系统设计规范》中3.1.5的规定。当保护对象外形不规则时，应按包容保护对象的最小规则形体的外表面面积确定；变压器的保护面积除应按扣除底面面积以外的变压器外表面面积确定外，尚应包括油枕、冷却器的外表面面积和集油坑的投影面积；
分层敷设的电缆的保护面积应按整体包容的最小规则形体的外表面面积确定。
3）系统流量的确定
系统的计算流量应按下式计算：
Qj=1/60·∑qi
式中，Qj为系统的计算流量，L/s;N为系统启动后同时喷雾的水喷雾喷头的数量；qi为水雾喷头的实际流量，L/min，应按水雾喷头的实际工作压力pi(MPa）计算。
系统的设计流量应按下式计算：
Qs=k·Qj
式中，Qs为系统的计算流量L/s;k为安全系数，应取1.05～1.10。
规范中规定水喷雾灭火系统的设计流量按计算流量的1.05～1.10倍确定。鉴于水喷雾灭火系统按同时喷雾水喷雾喷头实际流量确定的系统计算流量接近设计流量，故系统计算流量的安全系数取较小数值。
该工程水喷雾系统设计流量为120L/s，水喷雾泵设计压力为0.85MPa。
4）水喷雾泵控制
自动控制：当系统所保护的空间发生火灾时，缆式定温探测器发出火灾报警信号后，开启雨淋阀及水喷雾供水泵喷水灭火。
手动控制：手动控制设在消防控制中心，开启雨淋阀及水喷雾供水泵喷水灭火。
应急操作：如果值班人员发现火警，可开启手动开关，打开雨淋阀自动启动水喷雾供水泵喷水灭火。
消防主泵开启后，水泵的运转信号反馈至消防控制中心，并停止稳压泵。
2.1.3 灭火器的设计
变电站的灭火器设计应该同时满足国家标准《建筑灭火器配置设计规范》（GB 50140）和《火规》的相关规定。变电站应按《火规》中表11.5.17的设计。
3 设计中注意的问题
3.1 灭火系统的选择
目前，用于保护变压器的灭火系统主要有：化学粉剂、二氧化碳等气体系统、排油注氮灭火系统、泡沫喷雾灭火系统和水喷雾灭火系统。国内外对变压器灭火应用最为普遍的就是水喷雾灭火系统。其中水喷雾灭火系统的主要灭火机理是表面冷却作用、蒸汽窒息作用、乳化作用。由于水喷雾所具备的上述灭火机理，使该系统在扑灭可燃液体火灾和电气火灾中得到广泛应用。现行的消防规范《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第8.5.4条规定，单台容量在40MV·A及以上的厂矿企业油浸电力变压器、单台容量在90MV·A及以上的油浸电力变压器，或单台容量在125MV·A及以上的独立变电所油浸电力变压器，应设置自动灭火系统，且宜采用水喷雾灭火系统。现在变电站多采用油浸变压器，变压器油的闪点一般在130℃左右，水喷雾灭火系统有良好的灭火效果，可参照此规范，采用水喷雾灭火系统。
3.2 水雾喷头的选择
扑灭电气火灾应选用离心雾化型水雾喷头；腐蚀性环境应选用防腐型水雾喷头；水雾喷头的内部水流通道的截面积很小，如果长期暴露在扬尘场所，其内部水流通道很容易堵塞，导致系统不能正常工作。因此，对于处于高粉尘环境，以及易发生季节性沙尘天气的北方地区，水喷雾系统的喷头应配置防尘罩。平时防尘罩罩在水雾喷头的喷嘴上，发生火灾时防尘罩在系统给水的压力作用下打开或脱落，不影响水雾喷头的正常工作。
3.3 管材安装
管网安装前应校直管材，并应清除管材内部的杂物；在具有腐蚀性的场所，安装强应按设计要求对管材、管件等进行防腐处理；安装时应随时清除管道内部的杂物。配水管道应采用内外壁热镀锌钢管。当报警阀入口前管道采用内壁不防腐的钢管时，应在该段管道的末端设过滤器。亦可采用消防部门认可的新型管材。当水雾喷头无滤网时，雨淋阀后的管道亦应设置过滤器。过滤器滤网应采用耐腐蚀金属材料，滤网的孔径应为4.0目/cm2～4.7目/cm2。管道的连接，应采用沟槽式连接件（卡箍），或丝扣、法兰连接。报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。雨淋阀后的配水管道应设置泄水阀，管道应有不小于4‰的坡度坡向泄水阀，以及时排出因试验或消防停留在管道中的水。
3.4 水喷雾灭火系统响应时间的设计
水喷雾系统应用于火灾危险性大、火灾蔓延速度快、灭火难度大的保护对象。当发生火灾时如不及时灭火或防护冷却将造成较大的损失或严重后果，因此水喷雾系统不仅要保证足够的喷雾强度和持续喷雾时间，而且要保证系统能迅速启动喷雾。响应时间是评价水喷雾系统启动快慢的性能指标，也是系统设计必须考虑的基本参数之一，我国《水喷雾灭火系统设计规范》第3.1.4条明确规定，水喷雾灭火系统的响应时间，当用于灭火时不应大于45s。在工程设计中要选取合适的流速和管道长度，使火灾探测报警到水喷雾喷头喷水的时间控制在45s内。
4 结语
通惠220kV变电站已于2010年12月15日正式发电运行，为其周边的用户提供了可靠的电力保障。在进行变电站的设计过程中要严格执行规范中的相关要求，并结合实际情况做好变电站的消防设计，使设计做到安全可靠，经济合理。
参考文献
[1] GB 50016-2006建筑设计防火规范[S].
[2] GB 50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范[S].
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
题目： 浙江云林110kV智能变电站设计
学生姓名： ** 学 号： ********** 所在院系： 电气与电子工程学院 专业班级：******** 指导教师： ***** 职 称： 副教授
2011 年 4 月 5 日
一、选题背景和意义
变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，智能变电站离我们越来越近。
建设智能变电站（即数字化变电站）的必要性 1.电力市场化改革的需要
变电站作为输配电系统的重要组成部分，市场化改革对其也提出了新的要求：从变电站外部看，更加强调变电站自动化系统的整体信息化程度，和与电力系统整体的协调操作能力；从变电站内部看，体现在集成应用的能力上，也不同于传统的变电站自动化装置的智能。2． 现有变电站自动化系统存在的不足
1）装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但是却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；高级应用功能，如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。
2）二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享，自动化装置之间缺乏通信等原因，变电站内二次接线十分复杂，且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也增加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时，存在大量硬接线，造成CT/VT负载过重。
3）装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用，使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。
4）缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性，一方面局限了其在站内的应用，另一方面也给集控中心对信息的集成和维护带来困难。
数字化变电站是基于IEC61850标准体系上，采用了非常规互感器、智能化的一次设备、网络化的二次设备，能够实现智能设备之间的互操作和信息的共享。因为IEC61850技术的先进性，它将推动我国电力系统自动化控制的变革，为我国电力系统稳健、持续的发展奠定坚实的基础，也将产生巨大的效益。数字化变电站是智能电网发展的主要方向。
二、国内外研究现状
我国的智能变电站的发展及研究现状：
国家电网公司在《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中明确担出在‘十一五’期间要研究、实施示范智能变电站。国内各网省公司纷纷开始智能变电站试点工程的建设。
目前，智能变电站技术很多，有些已成熟，有些还在研究阶段，有的还处于概念阶段。如：
1）一次设备智能化的实践：目前已有应用，如淮北桓潭110kV智能变电站。2）二次功能网络化的实践：目前已有工程应用，如洛阳金谷园110kV数字化变电站。
3）设备状态检修的实践：智能一次设备状态检修的实践，继电保护二次设备状态检修的实践，目前正在开展研究。
4）站内智能高级应用方案研究：智能告警及分析决策经济运行与优化控制等，正在研究阶段。
5）分布协同智能控制与智能保护研究：目前正在研究阶段。6）主变压器应用新型光栅式温度在线监控系统：目前正在研究阶段。7）GIS组合电气应用SF6压力、微水在线监测系统。
智能变电站研究、建设工作尚处于赴阶段，重点工作主要集中在智能化开关设备的研究开发，尚不具备大范围推广应用的基本条件。主要问题表现在： 1）智能变电站没有相应的设计规范、验收规范、装置检验规程、计量检定规程、运行规范等，需要在实践中不断研究、摸索并制定。
2）智能变电站技术尚不成熟，在智能设备检测装置、一体化信息、平台开发等方面还存在不足之处。
3）智能变电站的投产，使得原有的检验手段已不能满足现场检验的需要，亟待研究新的检测方法，配置相应的检测仪器。
4）智能变电站与传统变电站的导致在维护界限、人员分工等方面需要重新划分。
国外的变电站自动化技术的发展：
国外的变电站自动化技术的发展是从20世纪80年代开始的，以德国西门子公司为例，该公司于1985年投运了第一套变电站自动化系统LSA-678，此后陆续在德国及欧洲投运的该型变电站自动化系统达300多套，LSA-678变电站综合自动化系统1995年在中国正式投运。LSA-678系统结构有两类：一类是全分布式系统；另一类是集中与分布式相结合的系统。这两类系统均由64MB测控系统、7S/7U保护系统和8TK开关闭锁系统三部分构成。
20世纪90年代，日本在多座高压变电站采用了以计算机监控系统为基础的运行系统，其主要特点是继电保护装置下放至开关站，并设置微机控制终端，采集测量值和断路器触点信息，通过光缆传输到主控制室的后台计算机系统中，断路器及隔离开关的操作命令也由主控制室通过光缆下达至终端执行。
总体上来看，国外变电站自动化技术的发展趋势同国内的发展趋势基本上一致，分布式变电站自动化系统已逐步成为技术发展的主流。
三、设计（论文）的主要研究内容及预期目标
主要研究内容：
1）分析智能变电站和传统变电站的区别。2）分析智能变电站需求和功能
3）了解数字化变电站三层网络的含义，在变电站内，三层网络内各智能设备的类型和特点是什么。
4）了解GOOSE、MMS、SV的组网特性。
5）以浙江110KV云林变为例，对站内的二次设备产品、网络、监控后台进行设计和配置。其中包括：
Ⅰ.完成智能变电站一次系统设计
包括变压器的选择：变压器型号及台数的确定；变压器中性点接地方式选择、变压器容量的选择等；电气主接线设计：主接线设计的原则、常见的主接线方式、主接线的经济技术方案比较、主接线的确定；短路电流计算的相关要求和规定、短路点的选取、短路电流的计算；电气设备选择的原则、主要电气设备的选择等。Ⅱ.完成智能变电站二次系统设计 包括通信方式设置，通讯系统协议等。
本文将以浙江云林110KV变电站为契机，设计出技术先进、稳定、典型的新型智能变电站。
四、工作进度安排1、3月25日——4月5日 熟悉课题，收集相关资料，了解相关背景知识，进行可行性分析2、4月5日——5月15日 学习数字化前沿技术和数字化产品测试，并在此基础上结合IEC61850理论基础，完成课题的主题设计，其中包括智能变电站的一次和二次系统的设计，分别分3周时间共计6周进行了解和设计。
3、5月15日——5月25日 完成毕业设计论文，分初步完成和最后修改两步完成。
五、参考文献
[1] 高 翔 数字化变电站应用技术 北京：中国电力出版社,2008 [2] 高 翔，继电保护状态检修应用技术，北京：中国电力出版社,2008.[3] 庞红梅, 李淮海，张志鑫，周海雁 110kV智能变电站技术研究状况 电力系统与保护控制，2010.3 [4] 易永辉 智能变电站信息采集及相关应用研究 许继集团有限公司 2011 [5] GB 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程
[6] 35～110KV 变电所设计规范 GB 50229-2006 主编部门:中华人民共和国能源部 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1993 年 5 月 1 日
[7] 《110(66)千伏～220千伏智能变电站设计规范》 国家电网公司，2010 [8] DL/T 587-2007微机继电保护装置运行管理规程 [9] 姚春球, 发电厂电气部分.北京:中国电力出版社,2008 [10]许继 Q/XJS 11.050－2001电力系统保护与监控装置通信规约[S] [11]殷志良 数字化变电站中采样值同步技术研究[J].华东电力，2008 [12]林宇锋 智能电网技术体系探讨[J].电网技术，2009
六、指导教师意见
该同学查阅了大量智能变电站相关参考文献，对论文题目认识清楚，有初步的研究思路，研究计划合理，完成了开题报告的要求。
指导教师签名：*****
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