变电站基本原理精选(九篇)

第1篇：变电站基本原理范文

马晋佩

2015年8月10日起，我们国网太原供电公司2015年新进员工第二小组开始了为期一月的岗位培训，让我们对变电运维工区的工作建立一个基本的认识。

我们所在培训基地是110kV亲贤变电站，由变电运维五班负责。该运维班成立于2001年2月20日，隶属国网太原供电公司变电运维室。在110kV亲贤变电站设立基地站，负责管辖9座变电站，3座220kV变电站：长风变电站、滨河变电站、康宁变电站；6座110kV变电站：亲贤变电站、丽华苑变电站、南屯变电站、恒大变电站、南畔变电站、嘉节变电站，主要负责无人值班站的巡视检查、日常维护、倒闸操作及事故处理等工作，担负着太原市中南部地区的供电任务。变电运维五班是太原供电公司变电运行专业成立的第一个操作队，采取三值一运转值班方式。变电运维五班自成立以来，在探索中前进，在创新中发展，一代代亲贤人锐意进取，不断创新；努力营造"良好人员发展环境、良好安全生产环境、良好工作生产环境、良好新年文化环境、良好班组发展环境",不断提高无人值班变电站管理水平，先后荣获全国能源化学系统和山西省电力公司"工人先锋号"以及太原市安全生产标兵班组等荣誉称号。

这些荣誉的取得都离不开全体班组成员认真、积极向上的工作态度。该工区的例行工作有：1）统计两票执行情况，整理上月各种切换卡、维护卡、出车记录卡；2）基地全站卫生清扫；3）核心小组例会；4）采集受控站电量底码；5）全月电量核算上报；6）本月各种记录闭环检查；7）进行本班组月度总结和工作考评，召开民主生活会；8）所辖分站例行巡视；9）对班组成员的培训：运行分析、反事故演习，技术讲座、政治学习、现场拷问、技术问答、事故预想、季度考试等。

师傅跟我们讲，任何工作都要把安全问题放在首位。安全是一切工作的基础，变电运行专业始终坚持"安全高于一切"的工作理念。作为新进员工，进入工区的首要工作就是学习安全规程，其中包括了高压设备工作的基本要求，保证安全的组织措施，带电作业，发电机，同期调相机和高压电动机的检修、维护工作以及在低压配电装置和低压导线上的工作，二次系统上的工作等。现场作业的任何步骤都能有规程可依托，做到标准化作业，保障人员、设备及电网的安全，确保了电网安全稳定运行。

"两票三制"是确保安全生产的基础和依据。要充分认识执行"两票三制"的重要性，做到各司其职、各负其责。依靠严格的规章制度、严厉的违章考核、严细的作业标准来约束自身行为，通过严格考核，遏制违章行为，"以零违章"确保"零事故".

滨河变电站是智能化程度较高的一个站，但是他本身却没有起到智能化程度高的作用，所以在以后的工作中要积极提升自我素质，积极参加公司培训。活到老，学到老的精神在以后的工作中显得尤为重要。

现随着设备状态检修工作的开展，变电运行的相关工作也有所变化。因此将继续加大运行人员培训力度，熟悉状态检修各项工作流程和工作标准，提高工作认识。而且目前紧密结合运行人员目前知识结构和技能层次参差不齐、智能变电站等新设备及保护不断投入运行的实际情况，作为员工应该多参加实际业务能力的培养，提高全员素质的提高，缓解紧张的压力。

第2篇：变电站基本原理范文

在供电局各级领导和人力资源部的组织下，新员工完成了为期一个星期的局培训，其中包括了公司简介、人事制度、职业道德、员工素质和拓展训练等课程的学习。自新员工到局报到，局领导就十分重视新员工，祁寿枝书记出席新员工集体会议，并致了热情洋溢的欢迎辞，提出对我们的三点希望和要求。人力资源部王伟平主任主持整个会议的过程。为了办好本次的新员工培训，人力资源部做了很多准备工作，严格要求，制定了局级培训的详细计划。广东电网公司和供电局的培训的特点是时间长，内容丰富，课程新颖。首先是由政工部的何老师给我们上职业道德课程，何老师风趣幽默的表达方式让我们这些新人们消除了紧张感，慢慢适应了上课的气氛，这堂课不仅让我知道了供电员工的职业道德操守和规范，更多的了解了我们公司的历史和现状。其后介绍公司人事制度，主要集中在劳动纪律、资薪情况、培训等方面的问题，初步了解公司的人事制度。

为期一个月的广东电网公司培训之后，我被分到了供电局变电一部，这是一个新的开始，因为我是读电力专业的，所以我十分热爱这个部门，而且部门的同事事踏实的作风和专业的素养都给我留下了深刻的印象。来到变电一部之后，部门马上为我们定下了培训计划。各个班站的老师傅为我们新人讲解了各自的工作情况和工作特点。变电一部在给我们介绍一些电力行业的基本知识时，全部使用多媒体技术，图文并茂、形象深动，以提高教学质量。在讲解中利用了大量的图片来补充，以便我们理解，尤其是详细交接了变电站电网接线方式。变电一部的同事则是全图片解释，利用从现场环境下拍下的各种变电站使用一次设备图片及给我们解释变电站里运行设备和各种运行方式。《安规》课程让我了解到在高压设备的危险和安全运行的重要性，认识到保护自己的最好措施就是学好和严守《安规》。

在变电一部只呆了一个星期，根据变电一部的培训计划,我九月初被分到了500kv横沥变电站进行为期二个月的集中培训。被安排到横沥站培训的一共有十个新同事，五男五女。培训采取参观与学习相结合的形式，变电站值班员工作的同时抽空做我们的授课老师。这次集中培训的内容有别与广东电网公司和局里的培训，我们来这的主要目的是掌握变电基础知识。由于是小班培训，加上变电站实地环境的影响，我们学得特别快。在摸清各个设备的名称、位置后，我们对变电系统的运作有了一个笼统的认识，也为接下来的培训打下了一个基矗变电一部对我们这个培训也是十分重视，早早制定了培训计划表，与横沥站的培训表相互结合，值班员正是根据这个培训日程表按部就班地为我们上课。我们的培训严格按变电站的规章进行，不可迟到早退，不可乱闯高压场地，不可乱碰设备，没有班长的批准，不能离开变电站。要求是严格的，因此我们培训之初都格外小心，生怕给横沥站添麻烦。我们的培训正是在这个大环境中开始和进行的。

由于横沥变电站采取四天一期班的工作方式，因此我们的培训也是四天一期这样开展着。第一期班由叶容慧副班长和叶洪清前辈为我们授课，介绍并让我们熟悉了本站的基本情况、结合《安规》讲述本站安全工作注意事项、介绍本站有关的规章制度、

介绍横沥站主接线图、介绍各种断路器、隔离开关的构造、作用、工作原理，简述本站现有断路器、隔离开关的型号、特点、参数及日常巡视和特巡项目，讲述各种断路器、隔离开关的常见异常及事故处理等等。自第一期班开始，我们开始每个星期都默画一张一次接线图，由于熟练了，画图的时间也就越来越快，从开始的一个上午，到后来，我们只用四十五分钟就可以画好一张图纸了。

第二期班由翟前辈为我们授课，讲了500kvhgis设备的组成，各部件的构造及工作原理、主要技术参数、巡视项目、异常及事故处理；220kvgis设备的组成，各部件的构造及工作原理、主要技术参数、巡视项目、异常及事故处理。

第三期班为我们讲横沥站的变压器。通过课堂上两位前辈精彩的讲解和课后现场的实地考察，我们对变电站这一环节学得很透，变压器（主变及站用变）的构造及各部件的作用、工作原理及巡视项目；主变主要技术参数；变压器的常见异常及事故处理……我们都一一掌握了。

接下来由陈副值班长和周前辈为我们介绍横沥站主要的一次设备，这期班学到的东西还真不少：ct、cvt、pt构造原理、作用、巡视项目、常见异常及事故处理；电抗器、电容器的构造原理、作用、巡视项目、常见异常及事故处理；避雷器、阻波器、oy构造原理、作用、巡视项目、常见异常及事故处理。为了我们更快更好掌握知识，值班的师兄也非常配合授课同事的工作，百忙中抽时间陪我们下高压区实地讲解，我们全体实习员工都非常感动。

时间过得很快，通过四期班的学习，我们基本掌握了变电站一次部分。在进入二次部分学习前，由于上面要来检查，我们利用打扫清洁的机会有幸参观了继保室和布线房，密集的线路排布使我对二次部分产生了浓厚的兴趣。进入第五期班，庚师兄为我们讲解看二次图纸的基本方法（以《如何看二次图纸》为教材，结合本站一些简单图纸），同时，亦为我们介绍主变各保护配置及原理、保护范围，主变各保护及冷却系统二次接线图。

第3篇：变电站基本原理范文

关键词：110KV智能变电站；技术研究；研究现状

中图分类号： TM63 文献标识码： A

1.引言

110KV智能变电站，信息数字化，通信网络化，采用了先进的智能设备，自动进行数据的收集、整理、控制、保护、检测等一系列流程，减少人力的使用和人为的错误。更加便捷高效的工作，提高了整体工作的效率。

2.110KV智能变电站在国外的技术研究现状

在欧美国家，许多变电站已由监控中心进行监控，实现了无人值守。国电科院(EPRI)于2002年发起了知识型电网研究;并于2004年了针对电网智能化的知识型电网体系，在评估使用寿命和维修及风险方面，采用了新的方法，实现了智能化的检测，极大地提高了电网运行的可靠性及安全性。光学原理的互感器得到了较大的推广和应用，一些大的制造商建造了很多变电站，拥有成熟的产业链，均能提供一整套合理完备的数字变电站方案。[1]

3.110KV智能变电站在我国的技术研究现状

我国的智能变电站基本实现了无人值守85%以上，输变电系统实现了实时在线监控功能，安全电网稳定控制，继电保护等已经在国际领先水平。《国家电网公司“十一五”科技发展规划》提出研究实施智能变电站国内由此开始变电站试点工程。北川110KV智能变电站是我国首个投入的110KV智能变电站，是国家电网公司完全遵循智能电网建设三统一原则（统一规划、统一标准、统一建设）建成投运的第一座智能变电站，位于新北川是灾后重建的首个变电站。是国家电网公司完全遵循智能电网建设三统一原则（统一规划、统一标准、统一建设）建成投运的第一座智能变电站，也是北川灾后重建的重要组成部分。智能变电站系统网络化的二次设备架构采用三层网络结构,包括过程层、间隔层、站控层。网络构架是设计重点，其中双套配置的设备按单套示意，单套均在A网传输数据。[2]

110KV主变各侧采用电子式互感器，以光通信信号输出，同时采用智能终端作为一次设备的智能化接口，实现智能化的工作要求。110KV变电站的自动化运行管理系统包括分流交换的自动化、数据信息的分层、状态记录统计的无纸化、电力生产运行的数据。当有故障时，可及时提供分析报告。华东电网公司准备从2008年到2030年，分3个阶段逐步建成智能电网;并于2008年和2009年先后启动了“华东高级调度中心项目群建设”和“华东多适应性智能电网规划体系”。2009年2月，华北电网公司的“华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统”通过专家组验收。[3]

科技部的“973计划”也己经提供专门资助，对高渗透率微网的复杂动态行为及其运行进行研究。近期数字化变电站的建设主要是基于IEC61850的二次设备发展，基于IEC61850的二次系统更加完善，互操作、网络技术等发展已经趋于成熟和稳定。舟山电网首座110kV智能变电站新桥变于2012年9月底顺利通过了验收组第一阶段出厂联调工作验收，标志着该智能变电站建设正式进入现场安装和调试阶段。完成了厂内验收，验收范围涵盖了该站所有的智能设备、网络设备、测控装置、保护装置及系统部分性能和功能。[4]随着舟山电力系统的不断发展，电力应用技术的不断提高，智能变电站将逐步在我局普及应用。智能变电站中电能计量的问题主要是产品认证问题，需要有关计量管理部门尽快出台针对数字化电度能表的法规和技术标准，以解决依据问题。数字化保护装置接口问题 各类型保护装置的保护原理基本上不变，但因为信号采集方式发生了变化，还是需要做修改和调整（比如闭锁判据、同步方式等）。目前，保护技术难点主要集中在母差保护和保护同步方式上（包括站内同步和站外同步）。对于线路纵差保护的站外同步问题，不同厂家的解决方案也不尽相同 。

智能变电站里最为重要的是过程层网络的出现，没有过程层网络就不可能实现智能变电站的高级应用。 电子式互感器与数字化保护装置、智能化一次设备等的数据连接主要依靠合并单元（MU）完成，合并单元同步采集多路互感器的电压、电流信息并转换成数字信号，经处理发送给二次保护、控制设备。 电子式互感器主要罗氏线圈（无铁芯）和低功耗线圈（LPCT，含铁芯）；光学互感器包括磁光玻璃和光纤等纯光学原理。国内如平高正与许继合作开发智能化隔离开关，但目前还没有成熟产品面世。 智能单元主要实现一次设备的状态监测及控制，所以在不改变电气一次设备本体结构的前提下，在间隔端子箱内安装智能单元实现对本间隔所有断路器、刀闸的集中监视与控制是目前国内数字化变电站较为通用的做法。 智能一次设备是智能电网和智能变电站的重要标志，智能一次设备的发展滞后于智能二次设备发展在国内，现有信息交换技术在变电站自动化领域的种种弊端严重限制了生产管理新技术的提高，因此，采用IEC61850实现信息交换标准化成为国内众多电力自动化专家的一致共识。 光电子传感技术、计算机数据处理技术、光通信技术、光学材料技术的发展使得电力系统电压、电流测量采用电子式互感器成为可能 在数字化变电站的基础上，智能变电站可以去实现一些更加高级的需要和应用。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。 [5]

为进一步掌握近年来智能变电站关键技术和设备工程应用情况，跟踪智能变电站最新技术发展动态，为下一步设计建设创造条件，国网公司基建部于2009年5月～7月组织相关单位和专家开展了智能变电站设计、技术和工程应用专题调研。对2008年组织开展的浙江兰溪500kV变电站、四川绵阳东220kV变电站、江西泰和220kV变电站等3座变电站试点成果和经验进行了分析和总结；同时对华北、天津、江苏、河南公司，以及国网电科院、许继、南自、新宁、南瑞航天等科研制造单位进行了实地专题调研，形成专题调研报告。 在数字化变电站的基础上，智能变电站可以去实现一些更加高级的需要和应用。 智能化变电站的实现离不开电子式互感器的应用。在电子式互感器的应用方面，需要关注以下几个问题：互感器的安装位置，各个二次设备如何共享数字信号，差动保护 变压器、母线、线路等 采样数据的同步。

4.110KV智能变电站技术的未来展望

作为关系国民经济命脉的基础产业和公用事业的电网。现代电网的发展是机遇与挑战并存的关键期。电网面临严峻的资源和环境压力，迫切需要技术及观念的提高。智能变电站的总体发展趋势是设备信息数字化，控制网络化 。用户之间协同合作，保障各级电网争产运转。智能变电站必然在现有技术的基础上不断的发展。

参考文献：

[1]刘振亚.智能电网技术[M].中国电力出版社,2010（5）.

第4篇：变电站基本原理范文

【关键词】 软土地基 沉降变形 综合治理

厚层软土在珠三角地区分布比较普遍，坐落在软土地基上的变电站往往对重要建（构）筑物采用桩基础，如配电装置楼，主变，构支架等，而其它较次要位置则往往采用天然地基，运行期间产生沉降变形的现象比较常见，严重的会影响到变电站的正常运行，而且治理起来很困难，不同部位往往要采用不同的加固纠偏措施，而且要考虑工程对周围设施的影响、狭窄场地施工的可行性、停电运行方案等等因素。

1 工程概况

某110kV变电站位于佛山市北侧，主体工程于2007年3月完成，2007年8月投入运营。站址处于万里河涌旁，建站前河涌围绕北、东、南三面流过，站址西侧为河滩淤泥地。2009年3月，由于河道治理改造，改河道从站址南侧和西侧通过，并对新河道进行了清淤、新修筑了河堤。

自变电站竣工运行开始，站址内就出现不同程度的沉降变形现象，构支架区巡视小道、电缆沟、碎石地平均出现较大程度的沉降；站址围墙西南角伸缩缝处开裂，开裂宽度达100mm；站内道路明显下沉、开裂；站外道路下沉、开裂，电缆沟变形严重；个别隔离开关导线、TYD导线、母线等因地面下沉出现明显绷紧现象。严重威胁到了变电站的正常运行。

场区在地貌上属于珠江三角洲冲积平原，地基土主要由填土、第四系冲、淤积土、风化残积土和下第三系风化基岩组成，基岩为砂岩。

2 工程治理原则和目标

（1） 评估场地沉降变形危害程度，分析造成地基沉降变形的原因，预估沉降变形的发展趋势。

（2）进行治理方案设计，造成场地沉降变形的因素得到根本遏制，倾斜的构、支架纠正到符合规范要求；变形破坏的电缆沟、地网、道路、排水管道修复至原状；建筑物散水、栏杆、挡土墙等零星工程修复。

3 岩土工程分析评价

本工程于设计前进行了岩土工程专题勘察和变形观测，分析评价结论有以下几点：

（1）场地变形以2009年3月河道整治为界，前期以竖向沉降为主，主要由软土缓慢固结造成，后期变形以水平位移为主，主要是河道整治引起淤泥层侧向移动造成；

（2）竖向沉降变形速率呈逐渐下降趋势，变形观测后期接近稳定。观测最大沉降量为622.3mm；

（3）靠近河涌方向水平位移最大，远离河涌位移逐渐变小，观测到的最大水平位移为281.6mm；

（4）水平位移变形速率逐渐下降但并未稳定。

4 方案设计

为便于说明，将站区分为A、B、C、D、E五个部分分别论述。

A区临近河涌，在围墙外布置防渗帷幕，采用高压旋喷桩帷幕，桩长12～15米，桩端进入强风化砂岩，桩径500mm，互相咬合，搭接150mm。

B区主要包括站内道路，采用高压旋喷桩复合地基，桩径500mm，桩长12米，梅花形布置，桩间距1.5米。

C区为构支架区，采用树根桩法进行基础加固，利用杯口纠偏法进行纠偏。树根桩采用小型工程钻机成孔，置Φ203×6无缝钢管；

D区为进站道路，加固处理方法同B区；

E区为电缆沟、地下排水管网、地网和零星修复。电缆沟采用高压旋喷桩复合地基，桩径500mm，桩长12米，沿走向单排布置，桩间距1.2米。地下排水管网已失去排水功能，拆除后按原设计恢复。地网仅对破损部分进行修复；

A区治理为本次整治的重点，防渗帷幕按重力式计算，计算结果见表2，计算过程略。

5 施工过程中出现的问题及对策

工程采用动态化设计和信息化施工模式，制定了详细的施工监测方案和应急预案。共布置了127个位移观测点，分布在建（构）筑物角点或基础上。

5.1 高压旋喷桩对周围构筑物的影响

施工从A区开始，自开工一周开始，监测发现周围监测点开始出现明显变形，变形以水平位移为主，竖向抬升为次。最大位移达到40mm（S27），最大抬升量20mm，影响范围达18米。后改为分段间隔跳打，提高监测频率，局部将注浆压力降低至15MPa且减小桩径增加桩数，同时放慢施工速度，多项措施并用最终完成了A区高压旋喷桩防渗帷幕施工。

5.2 进站道路

C区为路堤式进站道路，两侧地势较低，高差约3米，道路两侧为浆砌石挡土墙，挡土墙顶部为电缆沟，按设计拟采用高压旋喷桩复合地基，考虑到A区实际施工效果，进站道路四周缺乏约束条件，为避免高压水泥浆对挡土墙造成破坏，最终改用桩基础，路面采用梁板式结构，电缆沟改为全混凝土浇筑，直接连在梁上。

5.3 零星修复随时调整

由于沉降变形造成的附属设施破坏情况非常复杂，虽然这些破坏对主体结构没有大的危害，但直接影响到仪器设备的使用功能，且严重影响整洁美观，因此零星部位的修复至关重要。如维护栏杆、变电站围墙、建筑物散水和台阶、大门、绿化等，零星修复工程在主体修复工程完工后进行，并遵从如下原则：

（1）零星修复目标既要保证满足使用功能，又要兼顾方便、美观、整洁，并尽量符合原来的设计风格；

（2）轻度破损的位置以修复为主要手段；中度破损的位置以更换部分部件加修复为主要手段；严重破损的位置可考虑拆除重建。

6 治理效果

本工程于2012年11月30日完工，监测工作持续到竣工后3个月，结果反映各监测点变形逐渐减小，到完工时达到稳定，见图1。竣工运转至今状况良好。

7 结论

通过对某110kV变电站岩土工程综合治理工程实例的分析，总结得出如下结论：

（1） 准确的岩土工程分析是方案设计的基础。软土地基上变电站的沉降变形比较复杂，要设计合理的方案，必须对变形原因和变形程度及预期后果有准确的把握，应获取详尽的变形监测数据，为方案设计提供依据。

（2） 应采用动态化设计，信息化施工。由于此类工程的特殊性，使施工期间经常出现一些难以预见的问题，一个部位的加固修复常常对周围构筑物产生影响，因此需要将施工中出现的异常情况及时反馈给设计并及时调整设计、施工方案。

（3）多专业多部门有效沟通，充分全面考虑各种因素。变电站沉降造成的影响涉及到岩土、结构、电气、给排水等多个专业和多个部门，且调度运行很复杂，因此设计方案和施工时需充分考虑生产调度和施工工序的合理安排。

【参考文献】

[1] JGJ123-2000，既有建筑物地基基础加固技术规范

[2] JGJ270-2012，建筑物倾斜纠偏技术规程

第5篇：变电站基本原理范文

关键词：3D实景漫游技术 变电站培训 3D实景漫游平台

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0126-01

1 发展和现状

近些年来国内电力企业多利用变电站模拟仿真培训系统对变电站值班员进行培训。这种仿真培训系统的的应用，解决了因真实变电站现场设备不可随意操作带来的工作人员培训不便的难题。培训仿真系统以变电站为原型，测量变电站的各项场景数据和设备数据，通过几何建模和模型导入技术，利用造型软件（如3DS Studio， AutoCAD等）人工搭建3D模型，建立场景和仿真设备。营造出于与真实变电站主控室相似的环境，使受训人员尽可能达到类似于在变电站现场工作的感觉，但是这种仿真培训系统需要耗费大量人力和时间去测量现场、建立模型，工作量很大，成本也很高；另外还涉及到定位、数字化结构平面、转换现存CAD数据，对计算机的运行处理能力和存储能力要求较高；其中漫游场景是由人工建模而成，然后由计算机根据一定的光照模型绘制，色彩层次没有真实场景丰富，且带有明显的美工痕迹，不能逼真地再现真实场景，真实感不强。

基于以上情况，本文研究的变电站3D实景培训平台则是就是基于虚拟实景（境）技术的一种虚拟漫游技术，而这种技术又是通过基于图像的绘制技术设计和实现的（也称基于图像的虚拟场景漫游技术）。

2 变电站3D实景培训平台的实现

2.1 3D实景漫游技术的原理

3D全景漫游技术的重要技术组成部分是基于静态图像的虚拟现实技术，原理是将相机环360°拍摄一组照片拼接成一个全景图像，并用一个专用的播放软件在互联网上显示，让使用者能用鼠标控制环视的方向，可左可右、可近可远观看物体或场景。3D全景技术是一种桌面虚拟现实技术，并不是真正意义上的3D图形技术。3D全景技术具有以下几个特点：一是实地拍摄，有照片级的真实感，是真实场景的3D展现；二是有一定的交互性，用户可以通过鼠标选择自己的视角，任意放大和缩小，如亲临现场般环视、俯瞰和仰视；三是不需要单独下载插件，一个小小的java程序，自动下载后就可以在网上观看全景照片，或者使用quick time播放器直接观看。并且，全景图片文件采用先进的图像压缩与还原算法，文件较小，一般只有100～150 k，利于网络传输。

3D实景漫游技术主要依靠Silverlight渲染技术实现3D实景漫游平台的构建。Silverlight渲染技术是近年来兴起的一种倍受关注的场景建模和绘制技术，也是目前虚拟场景漫游领域中的主流技术，原理是基于球形环境映射原理（Spherical Environment Mapping）。球形环境映射是模拟在球体表面产生环境映射的技术，通过对普通贴图的UV坐标进行调整计算来产生在球体表面应产生的扭曲。UV的计算利用球体表面的法线来计算。计算公式如下：u=Nx/2+0.5 v=Ny/2+0.5。计算公式中的Nx和Ny是表面法线的x和y分量，除以2将区间限制在[-0.5，0.5]，+0.5将区间调整至UV坐标应在的[0，1]区间。在这个公式的计算下，当球体正中表面法线正对摄像机的地方，坐标不会有任何扭曲；周围点依次随着Nx和Ny分量的增大而产生扭曲。而球体背面的剔除面可以根据法线Z分量的正负来判断。因此这种技术实现主要通过将一张带有周围环境的贴图进行扭曲渲染，将其进行球形扭曲化以达到模拟现实的效果。基于该技术原理采用了微软推出的高级着色器语言（High Level Shader Language，简称HLSL），HLSL的主要作用为将一些复杂的图像处理，快速而又有效率地在显示卡上完成。

2.2 3D实景培训平台的构建

3D实景漫游平台系统由数据库、Web Service服务、Web端及必要的辅助工具组成。数据库负责管理和保存数据；Web端用于系统展示。系统具有以下功能：变电站内3D实景漫游、设备台账信息管理、SVG一次接线图仿真、雷达地图、地图导航、指定巡检路线、场景设备定位、热点展示、模拟操作视频&动画观看、制度管理、资料上传&下载、在线测试等多项功能。

3D实景漫游平台的构建大致可分为以下几个步骤。

（1）搭建数据库。可新购或使用原有数据服务器）上搭建一个3D实景漫游平台的数据库用于数据的存储和管理。

（2）构架Webservice服务。在服务器（与数据库同一服务器）上构建Webservice服务，为未来可能的数据的采集与通讯提供服务。

（3）构架Web程序。在服务器（与数据库、WCF服务在同一服务器）上构架Web程序，为系统和模块的人机界面和数据展示提供服务。

（4）展示插件代码的内嵌。将3D实景漫游平台的展示插件嵌入到需用于展示的门户网站的网页中，通过点击门户网站的特定模块进行展示。

（5）场景和设备信息采集。由工程人员前往变电站现场使用单反相机、鱼眼镜头及其它必要配件等设备对现场场景、设备进行取景拍摄，并保证拍摄的图片清晰美观利用合图工具将图片合成实景漫游图并上传由工程人员对所拍摄的图片进行必要的美工处理后，利用合图工具将拍摄回来一个场景的6张照片合并为一张全景图，然后通过Web端将图片上传至数据库中。

（6）Web端配置。经过上述七个步骤的操作，实现了3D实景漫游平台的构建。当用户通过浏览器打开指定的网址时，平台会利用Silverlight渲染技术将第6步骤合成的全景图经过球形渲染展现给用户，使用户可以通过鼠标操作或以自动巡游模式实现在变电站内360度全方位的虚拟实景漫游体验。

3 结语

本文深入介绍了3D实景漫游技术的发展历史和原理，并以广东电网公司汕尾供电局变电站3D实景培训平台的开发和实践经验为例，详细描述了变电站3D实景漫游平台构建的具体实践方法和步骤。变电站3D实景培训平台的建设和应用有助于提高变电站培训工作的质量和效率，同时降低供电局和变电站的培训成本，具有很好的推广意义和市场前景。

参考文献

第6篇：变电站基本原理范文

关键词：变电站；设备；改造；优化；变电所；规划

中图分类号：TM41 文献标识码：A

在变电站设备的使用中，由于受到多种因素的影响，容易出现绝缘老化的现象，这就很容易引发一系列的故障，进而不利于变电站各项工作的开展。为了最大限度的提高变电站设备的效用，提高设备的可靠性和稳定性，需要对变电站设备进行改造，进而节约变电站的成本，并结合先进的信息技术实现变电站设备的自动化改造，为其他设备的改造提供参考和依据，并为变电站工作的开展创造有利的条件。

一、优化变电站设备改造的必要性和基本原则

变电站设备改造是变电站工作中的一个关键环节，关系到变电站工作环境的安全稳定，为了确保变电站设备的安全稳定运行，需要按照一定的原则，对变电站的设备进行科学改造。

（一）优化变电站设备改造的必要性

在变电站工作中，变电站设备是关键的设备，关系到变电站工作的质量和工作的效率，对提高变电站工作环境的稳定性和安全性起到了积极的促进作用。在变电站工作中，设备在使用一段时间以后，就会面临着绝缘老化的现象，导致设备陈旧且故障率上升，安全稳定性下降的问题。再加上进行的设备和新技术的不断开发和使用，原先的旧设备难以满足变电站工作的需要，旧的设备就会被淘汰。因此需要结合变电站工作的实际特点，对设备进行改造，确保其质量符合时代以及变电站工作的需求，大大的提高设备运行的安全性、可靠性和稳定性。在信息技术和网络技术的推动下，对变电站设备的改造也开始向着自动化和智能化的方向发展。但是在实际的变电站设备改造过程中，还存在着改造效率低，资金消耗大的问题，不利于变电站的可持续发展，因此需要对变电站设备改造进行优化，在保证设备性能满足变电站工作需要的基础上，最大限度的降低设备改造的投入。

（二）优化变电站设备改造的原则

变电站设备改造是变电站的一项重要工作，不仅关系到设备运行情况，而且也影响着变电站的经济效益，因此需要对变电站设备改造进行优化，提高改造工作的便捷性，减少设备改造的投入。

首先，要坚持兼顾与提高的原则。对变电站设备的改造并不是要对所有的设备进行全盘否定，也不是简单的置换，而是在原有设备的基础上，加以利用，即在保留原有先进的、有利用价值的设备的基础上，对落后的、淘汰的、价值小的设备进行更换，这就要保证改造后的设备在性能和质量上一定高于原先的设备，保证其整体水平得到提升和改良，使有限的资金发挥到最大的价值。

其次，要坚持经济与需要相结合的原则。在对变电站设备进行改造时，要坚持经济性的原则，即用最小的投入办最多的事，不要过高的追求高性能、高指标的设备，要结合变电站的实际需要进行设备的改造，同时也不要过分的依赖国外设备，轻视国内设备，要结合变电站工作的实际需求，综合考虑经济性和实用性的原则，将资金花费在最需要改造的设备上。

此外，还需要遵循超前与适当相结合的原则。变电站设备改造受到多种因素的制约，不是人为的想改造就可以改造的，因此需要坚持超前性的原则，即不能光看到眼前利益，而是要适当的与科技前沿技术进行有效的接轨，这是因为科学技术进步的速度飞快，而设备的改造相对来说滞后，设备改造周期缩短，不进行适当的超期改造就会影响设备改造的经济性和适宜性。同时对于变电站设备的超期改造要立足于变电站的实际需求，且不可忽略实际情况，出现超前量过大的现象。

二、优化变电站设备改造的有效策略

变电站设备是影响变电站工作的一个关键因素，因此需要保证变电站设备的性能符合工作的需求，同时在设备运行的过程中，由于受到自然环境以及人为操作的影响，再加上技术更新的需求，需要对变电站设备进行改造，以便提高设备的使用性能，为变电站工作的高效开展创造有利的条件。

（一）做好规划，正确定位变电站设备改造工作

对变电站设备改造工作的有效规划是保证设备改造质量的基础和前提，也是变电站设备改造的核心问题，因此需要结合变电站设备的实际情况，进行变电站设备改造的具体规划。

首先，要对变电站旧的设备规模进行规划。在变电站设计初期，由于受到资金等方面的限制，规模较小，已经难以满足现在的需求，这就需要对旧设备的规模进行规划，进而从整体上为变电站设备改造指明方向，也为改造费用的预算提供了参考和依据。其次，要规划设备的选型和布局，不同型号的变电站设备具有不同的性能，同时也会对变电站的布局有着重要的影响，因此在对变电站设备改造时，需要对设备的选型以及布局进行科学的规划，最大限度的提高设备管理的技术水平。此外，在对变电站设备改造进行规划时，要重视对变电站自动化程度的规划，在信息技术的推动下，变电站设备的自动化逐步形成，并不断的发展和完善，逐渐向着智能化、自动化的方向发展，因此需要在进行变电站设备改造规划时，要为其自动化留有一定的余地，提高规划的适用性、先进性和拓展性。

（二）优化设计，提高变电站设备改造的科学性

首先，要优化一次设备。在变电站发展的初期，由于受到设备制造水平和材料的限制，变电站设备的体积较大且数量多，占用了较大的面积，因此在对变电站设备进行改造时，要从一次设备着手，减少一些不必要的一次设备，例如可以将两台主变换成一台主变，这样就简化了设备改造的流程，减少了操作控制量，进而为二次设备该投入使用创造了有利的条件。

其次，要对接线方式进行优化。一次设备的优化，自然要影响到接线方式的变化。变电站的一次结构设计，是受当时的电网条件和建设费用的影响，随着电网的发展变化和实际运行经验，原来的结构已在某些方面不再适应现在的电网要求或现在的实际情况，因而要从接线方式上进行优化，使其更适合现在的需要。只有更合理的接线方式，才会有更好的运行效果。

此外，要对操作控制进行优化。老变电站操作控制都是传统的一对一形式，在控制盘或模拟盘上的设备比较多，占用的空间也比较大，这样操作烦琐，闭锁功能既不完善又不安全。由于计算机监控系统的应用，它可以实现很多的功能，如：信息远传、远方监控、远方操作、远方调试、远方抄录等等。目前国产的监控系统已经很成熟，也很可靠，没有必要引进进口监控系统，而且国产的在维护和故障处理方面都比较方便。

（三）合理采购，做好变电站设备改造投资控制

在对变电站设备改造优化以后，形成设计防范，然后需要结合设备改造的需求，采购合适的设备，这是变电站设备改造的重要环节。在变电站设备改造中，设备的质量对变电站的安全运行和使用寿命有着决定性的影响，关系到设备改造的成败，因此需要选择高质量的厂家和设备。为了提高设备采购的科学性，最大限度的减低设备改造的投资，可以采用投标竞标的方式进行设备的采购，当然要选择质量好且信誉好的厂家进行招标，既要保证设备的质量符合变电站设备改造的需求，又要最大限度的降低变电站的设备改造成本。

（四）安装调试，提高变电站设备改造的有效性

变电站设备改造为变电站工作的开展创造有利的条件，提高设备运行的稳定性和安全性，进而提高变电站的经济效益，因此在变电站设备改造过程中，要减少设备改造的成本。现在设备厂家提高了制造工艺，加大设备整体组合力度，减少现场组装和调整次数，使安装过程更简单，更便利，同时还有设备厂家派人到现场指导安装、改造。单位只要有一个对电气设备一、二次都很熟悉的人，带领少数懂电气安装的人就能胜任设备安装工作。当然在施工前应做出周密计划和准备工作，特殊项目需请专业人员来做。因此在设备改造中，要充分发挥内部技术人员的带动作用，做好调试工作，进而提高变电站设备改造的有效性和经济性。

结语

变电站设备问题是影响电网正常运行的关键因素，一旦发生故障，就会对整个电网的运行产生严重的影响，在设备的长期使用中，经常会出现老化的现象，这就需要对设备进行改造，主要从两个方面着手，一方面要结合变电站的规模和经济状况购进新的设备，提高变电站设备的灵敏度和性能，为电网的持续运行创造良好的条件，另一方面要对设备进行合理的使用和管理，强化管理人员的责任意识，减少对设备的损害，最大限度的减小变电站的经济损失。目前，我国变电站设备老化和绝缘性能及智能化程度低的现象较为严重，需要进行全面改造，变电站的改造对我国电力系统的发展来说意义重大。在实际操作过程中，需要根据变电站的实际情况，结合一些成功的经验，合理运用先进的技术，选择适当的改造方案，保证改造的高效合理。

参考文献

[1]电气工程师实用手册编委会.新编电气工程师实用手册[J].北京：中国水利水电出版社，2012（11）.

第7篇：变电站基本原理范文

随着电力需求的进一步扩大，对变电站的供电可靠性的要求越来越高，原有的变电站也正在面临着更新及技术改造，怎么样解决对原有变电站进行不间断供电的同时，实施整个变电站改造成了一个新的课题。本文针对车载移动变电站的设计及设计原则进行分析。

【关键词】变电站 移动 车载变电站

车载移动变电站属于电力系统中的特殊变电站，是一种有效的应急供电设计，是“电力系统突发事件应急预案”的重要组成部分。主要由平板拖车、抗震型高压侧组合电器、抗震型低高度变压器、抗震型中开关系统以及相应的自动化控制保护系统等构成，具备运输方便、灵活可靠等特点，能在数小时内投入运行，可在事故、抢修和自然灾害等情况下，迅速替代常规变电站，发挥应急供电的作用。车载移动变电站具有非常好的灵活性、使用方便、操作简单，选址灵活、运输方便，投资成本少，见效快，可提供不间断的送电，快速性。并且具有极其重要的特殊应急意义。

1 车载移动变电站定义

车载移动变电站属于电力系统特殊变电站的制造技术领域，根据需要，车载移动变电站由两个以上车载设备组成，其中包括高压车载变电站设备、中压车载成套设备、车载电容器设备、车载自动化通信设备、移动值班车等，主要由半挂车活平板拖车、抗震型高压组合电器、抗震型低高度变压器、站用电源系统等互相连接构成。

2 车载移动变电站设计

车载移动变电站是一个集一、二次设备于一体的组合设备，他首先应当安全，可靠，其次应当使用快捷，方便，还应当便于运输和迁移。其中技术指标就是抗震，防腐，抗干扰性能。车载移动变电站的电气设备都与通常的固定设备有较大区别。很多实例证明，使用常规电气设备拼凑起来的车载移动变电站的性能远不能适应“车载”和“移动”的使用要求。

目前，我国还没有颁布车载移动变电站电气设备抗震标准规范和具体要求。因此，专业设计中对抗震的要求缺乏有力的依据。车载移动变电站设备除电站底盘和变压器在刚度计算和应力复核时考虑震动作用力外，其他设备考虑的很少，甚至根本没有考虑。经与辅机设备制造厂交流，震动设防烈度要求与设备本身设计是基本一样，重点考虑的是设备的布置，连接和防雷，抗腐蚀等方面的技术要求，特别是在车载移动变电站行驶时的震动力的影响。特别注意的是如何确保车载移动变电站运行地点更换后的立即投入电网的要求，这也是移动变电站特殊运行环境的要求。

3 车载移动变电站的抗震设计原则

车载移动变电站的制造应根据在特定的地区环境、经常行驶的道路等级和最长的运输距离作为设计条件，分为市区用车载移动变电站和野外用车车载移动变电站。所有设备保持完好状态，可以使车载移动变电站到达目的地后迅速投入电网运行。

（1）为提高车载移动变电站的整天抗震能力，变电站中所有的电气设备都需要明确相应的抗震参数。

（2）各个主设备支撑架设计应牢固，每个整体设备应尽量采用同一个支撑架，并且要与车体钢构件形成可靠的连接方式，避免采用无支撑架的安装方式。

（3）车载移动变电站中断路器的可靠动作受自动化设备的影响很大，为保证断路器的正确动作，必须使自动化装置结构、布置配线、柜体选料等方面有足够的抗震能力，从而保证经常性震动后在整提结构和机柜间连接不发生松动才能保证开关的正确动作。

（4）金属材料的力学特性决定了其有较强的抗冲击、震动等动荷载的能力，依据所采用设计规范，材料屈服强度极限和容许应力之间尚有1.5～2.0的安全系数，超设计载荷的能力较强。

（5）在车载移动变电站行驶过程中，因道路状况而受到震动时，电气设备安装的金属构架及相关的加固点不应发生变形和损坏。

（6）车载移动变电站变压器选型和布置方面，应设法降低高度，尽量减轻车辆承受载重。固定变压器的基础应当与车体连接应牢固可靠，防止震动移位。变压器、高压组合电器、中压保护控制小室于车体间均设置可靠基础的连接螺栓，并有防震脱离装置，确保在震动时不发生松动。

（7）多于高压开关设备、避雷器等，要尽量降低他们的安装位置和重心位置，改变细长比。为了防止断路器各相间及操动机构发生移动，多于断路器及其操动机构的基础，要尽量设置在同一个底板上面。

4 移动变电站的电气设备设计原则

车载移动变电站电气设备要遵循“确保安全、留有裕度”的原则，确保车载移动变电站电气设备及辅助设备子啊设计工况下满足“到达目的地时，基本完好，短时间可以投入电网”的要求。最大限度减少故障的几率。车载移动变电站长距离运输承受大震动后电气设备应具备几种情况：

（1）通过运输震动记录仪测定的实际运输承受震动大于校核震工况时，必须对所有电气设备进行全面的检查和必要的机械和电气实验，实验合格并对发现的缺陷进行处理后方可投入运行。

（2）通过运输震动记录仪测定的实际运输承受震动达到校核震工况时：车载移动变电站电气设备可以运行；但必须事先仔细对相关设备进行外观检查和安排简单的实验，确认无问题后方可将设备投入运行。

（3）通过运输震动记录仪测定的实际运输承受震动小于校核震工况时，也应该进行外观检查和必要的试验，根据检查试验情况进行必要的维护后即可恢复使用，通常情况下车载移动变电站的运输路面条件差得多，很难预料到路口环境。

（4）通过运输震动记录仪测定的实际运输承受震动小于校核震工况时，车载移动变电站电气设备自身状态基本保持完好，可以迅速投入电网。

5 结束语

近年来，车载移动变电站在国外供电系统得到了广泛应用，在我国，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，社会各界对供电质量和不间断供电的要求日益强烈，需要电力企业进一步提高供电可靠性、减少停电时间，对车载移动变电站的需求逐渐显现。

参考文献

[1]岳保良，包红旗.电气运行[M].北京：中国水利水电出版社，1998.

[2]陈化钢.电力设备一次运行及事故处理手册[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

作者简介

刘永耀（1983-），男，河南省平顶山市人。现为许继电气股份有限公司工程师，从事营N管理工作。

龙勇（1983-），男，四川省泸州市人。现为许继电气股份有限公司工程师，从事服务管理工作。

于庆先（1981-），男，辽宁省沈阳市人。现为许继电气股份有限公司助理工程师，从事电力工程技术研究及营销工作。

第8篇：变电站基本原理范文

关键字：数字化变电站；合并单元；电子式互感器；变压器保护设计

数字化变电站采样系统为变压器的保护做出了奠基，受到越来越多的关注和研究，本文首先对数字化变电站采样系统进行详细的介绍，再对实现数字化变电站采样系统映射的两个关键设备进行介绍，最后基于电子式互感器的变压器保护设计进行探讨。

1． 对数字化变电站采样系统的介绍

数字化变电站采样系统的以其安全、高效的特点深受人们的青睐，如下对数字化变电站采样系统层次进行划分，并且分析与传统的变电站采样系统相比，数字化变电站采样系统的优点。

1.1 数字化变电站采样系统层次的划分

在逻辑上数字变电站自动化系统可以划分为三个层次，分别是过程层、间隔层以及变电站层，如下对三个层次分别介绍：

（1）过程层：在电力过程中所需要的传动器以及传感器都在过程层中，在智能化电气设备中，过程层是其智能化部分，同时也是一次设备与二次设备两者的结合面。

（2）间隔层：间隔层是提供人机接口的地方，例如按钮、显示、LED以及各种工具等都是由间隔层所提供的，间隔层是为单独的间隔提供服务，这些间隔并不是互相依赖着行驶功能，而是具有完全独立的功能，所以即使外部信息一旦丢失，也不会导致其完全失灵。

（3）变电站层：远动系统接口和人机接口都是由变电站层所提供的服务，变电站层位整个变电站提供服务，换句话说，整个变电站的全部任务在都依赖和归属于变电站层。

1.2 数字化变电站采样系统和传统的变电站自动化系统相比的优点

数字化变电站采样系统和传统的变电站自动化系统两者相比，在电压、电流量的采集系统上数字化变电站采样系统更加高效、安全。不同于传统的变电站自动化系统，数字化变电站采样系统摆脱了互感器的二次接线，摒弃了传统的模拟信号输出的电磁式互感器而是用数字输出接口的电子式互感器替代，也不采用传统的复杂的二次侧电缆接线而是用过程层总线来替代，目前电力系统的发展方向是大电流高电压，所以传统的变电站自动化系统不能满足人们的需要，其磁饱和以及绝缘结构复杂等各种问题日益突出，相比之下，数字化变电站采样系统中的电子式互感器弥补了传统自动化系统的缺陷，电子式互感器的绝缘性简单且良好、更加的经济、可靠，功能更加健全、便于维护。

2. 实现数字化变电站采样系统映射的两个关键设备

数字化变电站采样系统映射的实现主要依赖于两个设备，分别是电子式互感器和合并单元，如下进行详细介绍。

2.1 电子式互感器。电子互感器也称为光电互感器，它是组合式光学互感器、光学电压互感器、以及光学电流互感器等各种光学互感器的统称，光电互感器是一种实现电力系统电流、电压测量的新型互感器，是一种集计算机技术、信息技术以及新材料技术与传统工业为一体的高科技产品，主要是利用光纤传感技术以及光电子技术来实现的，包括两种类型，分别是有源型和无源型，两者的区别在于有源型光电互感器主要是利用传统的光学传输方法和传统的电磁感应原理来运作的，而无源型广电互感器并不是采用电磁感应原理来实现电压电流的测量，而是利用光学的方法和原理来实现的。

2.2 合并单元。合并单元是用来采集控制数字化变电站采样系统电流电压考官量、汇合信息以及提供标准接口，在实现数字化变电站采样系统映射的过程中，合并单元担任一个重要角色――采样控制系统。合并单元主要有两方面的作用，一方面是对接入它的互感器测量信号采样进行控制，另一方面是将采集的数据进行数据通信，需要注意的是，在进行数据通信过程中，要按照协议中的采样值接口标准严格执行。

3. 基于电子式互感器的变压器保护设计

3.1电子式电流互感器的设计。电子式电流互感器主要分为三种类型，分别是无源型、全光纤型以及有源型，其中前两者属于无源光学电流互感器，目前相关技术不够完善，所以很难实现高精度测量的光学器件制造，而全光纤型互感器的传感头与无源型传感头相比，更好制造，更加可靠，但是全光纤型互感器的传感头造价很高，基于对电子式互感器的变压器保护设计，通常情况下选用有源光纤电流互感器，因为有源光纤电流互感器比较容易实现，成本低具有经济性，而且目前来看，基于Rogowski线圈的传感头技术已经日趋成熟，所以选择有源光纤电流互感器。

3.2电子式电压互感器的设计。电子式电压互感器主要分为两种类型，分别是非光学传感原理和光学传感原理的电压互感器，非光学型电子式互感器主要是由电容分和电阻分压器来作为传感部分，而分压器可以按照测量元件来划分为几种类型，分别为电容分压器、电阻分压器以及阻容分压器，基于对电子式互感器的变压器保护设计，通常情况下选用电阻分压原理的电子式电压互感器。

3.3 纵差保护的互感器选型与配置设计。在进行纵差保护的互感器选型与配置时，需要注意一个问题：用于同一台保护的电流互感器的测量性能要尽可能保持一致或相似。因为当发生故障时，暂态电流中的直流分量不断衰减，导致电磁式CT发生过激磁饱和现象，进而导致其测量性能衰退，而如果各CT得暂态性相差很大，变压器各绕组侧的CT在故障暂态时的性能也有很大差异，便会导致保护计算所得差流有很大偏差，所以要尽可能提供合理的互感器型号配置，使得同一应用下的互感器测量精度偏差不大，尽量保持一致。

结语：随着各种电子设备的不断完善和发展，数字化变电站采样系统在电压、电流量采集方面的优点日益付出水平面，与传统的变电站自动化系统相比，数字化变电站采样系统更加安全可靠，受到人们的青睐，而电子式互感器的绝缘性简单且良好、更加的经济、可靠，功能更加健全、便于维护，基于电子式互感器的变压器保护设计上已经取得一些成就，但仍需要不断的进步和完善。

参考文献：

[1]马辉. 数字化变电站技术丛书 设计分册[M].北京：中国电力出版社，2010.1

[2]欧郁强．数字化变电站电子式电流互感器对比研究[J]．广东科技，2011(13)，14-15

[3]王倩 华勇．数字化变电站时代关于继电保护工作的思考[J]．制造业自动化，2011(9)，16-17

第9篇：变电站基本原理范文

【关键词】实时监控；智能供电；故障定位；远程集中控制

1 设计原则

1）继承与发展相结合原则

将传统继电保护技术以合适方式平移到智能变电站中，结合智能变电站特点，在确保可靠性、选择性、灵敏性、速动性等前提下优化和集成等新技术。

2）满足保护“四性”要求原则

各保护系统的性能应满足继电保护的基本原则要求，即可靠性、选择性、灵敏性、速动性。

3）逐步推进原则

对于保护系统的管理应适应经过行业标准规范，结合智能变电站保护的特点和发展方向，逐步推进分布式保护系统新的模型系统和实现方式。

4）一致性和互操作原则

站控层接入采用DL860（IEC61850）标准，实现站控层互联互操作。

5）保持合理冗余原则

关于过程层采集、传输、执行单元和数据交换系统，基于保护的配置和通道实现在现阶段保证一定冗余配置。采用传统一次设备和互感器的变电站，通过按间隔配置分布式保护子机实现过程层功能，以此为基础按功能分别配置母线、变压器及线路等设备的保护主机，构建分布式保护系统。

6）实时性和稳定性并重原则

加强对实时网络通讯系统的应用研究和GOOSE和同步网络相关的交换机及交换系统的定时实时性、安全可靠性研究，保证系统故障时能及时的切开故障和系统稳定性。

2 设计思想

1）可靠性：具有自诊断和自治功能，做到设备故障早预防和预警，自动将供电损失降低到最小程度。

2）信息化：提高可靠、准确、充分、实时、安全的信息。除传统“四遥”的电气量信息外还应包括设备信息、环境信息、图像信息等，具有保证站内与站外信息访问安全的功能。

3）数字化：具备电气量、非电气量、安全防护系统和火灾报警等系统的数字化采集功能。

4）自动化：实现系统工程数据自动生成、二次设备在线/自动校验、变电站状态检修等功能。

5）互动化：实现变电站与控制中心之间、变电站与变电站之间、变电站与用户之间和变电站与其它应用需求之间的互联、互通和互动。

6）资源整合：通过统一标准和建模实现变电站内外信息交互和信息共享。

3 系统简介

矿山智能供电系统内设备的信息可充分共享，并通过远动通信接口实现与外部系统的信息共享。构建一个快速、稳定、可靠和富有弹性的通信网络是系统的基本要求。

智能供电系统选用光纤为基础构建通信网络，采用现场总线和光纤混合的方案。监控分站与环网通讯平台间传输介质采用光缆进行传输，监控分站井下高压防爆开关柜采用矿用阻燃信号电缆进行传输，可支持RS485/CAN等总线。变电所通讯采用IEC60870-5-103规约和IEC60870-5-104规约，IEC60870-5-103规约仅用于传送变电站继电保护信息，监控信息由IEC60870-5-104规约传送。网络传输速率为10M/100M/1000M自适应。

图1 系统构成示意图

4 系统建设方案

4.1 千兆环网升级建设

主干网络采用单模光纤传输（传输速率1000Mbps），把矿井的设备控制层各子系统连接到此系统平台上。此系统往下能对矿井内各控制子系统控制命令，监视各子系统内设备的运行状态，收集所需的生产安全参数，往上能够通过Web服务器联接信息管理网，实现生产与管理信息交换。

4.2 系统监控平台建设

（1）数据采集与统计计算：通过现场（I/O）测控单元采集有关信息，检测出事件，故障，状态，变位信号及模拟量正常，越限信息等，进行包括对数据合理性校验在内的各种预处理，实时更新数据库，其范围包括模拟量，数字量和脉冲量等。

（2）报警处理：分事故报警和预告报警。前者包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限/复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。

（3）控制操作：具备就地/间隔层/站控层/远方，多级控制，带必要的安全检查和防误闭锁。完成对开关、刀闸的控制；对主变分接头的调节；保护功能压板的投退；信号复归以及设备的启停等控制功能。

（4）时钟同步：电站自动化系统通过配置卫星时钟接收设备接收GPS标准授时信号，以对站控层各个工作站及间隔层各智能设备进行时钟同步。对间隔层设备的对时方式采用硬对时和软对时相结合的方式，整个系统各装置时差≯0.5ms，事件顺序分辨率在1ms之内。

（5）人机界面：通过显示器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视，具有网络拓扑分析功能，能对设备进行动态着色，确定带电设备的颜色。支持动态潮流和模拟仪表显示，可通过客户端脚本制作动画表示。

（6）远动功能：具有RTU的全部功能，远动信息、主要技术参数、信息传输方式和通道，符合调度自动化设计技术规程（DL5003-91、DL5002-91）。

（7）继电保护和故障信息管理功能：可对各保护装置进行操作和管理，包括保护定值的召唤和整定；保护运行定值区的召唤和切换；保护软压板和控制字的投退；保护软件版本号的召唤和查看。在接收到保护装置的保护告警和保护事故信息后，可按照预先指定的优先级进行信息显示和向远方主站转发，同时存储在当地数据库中。具备对保护动作信息进行分类查询、检索等管理功能。在本地子站提供对故障录波数据的录波分析功能。根据电网故障信息进行故障选线、故障选相、故障测距，以及谐波分析、序分量分析、装置动作评判（继电器动作轨迹分析）和电网故障诊断等。

（8）防越级跳闸系统管理功能：采用专用千兆以太网，与千兆主网互为冗余配置，增加保护安全可靠性。灵活的网络拓扑结构，不受运行方式影响。保护定值自诊断、比对功能。故障点实时推送画面。网络故障自诊断。

（9）电压无功自动控制调节功能（AVQC）：计算机监控系统根据相关的测量值和设备运行情况，结合预先设定的控制方案和各种参数指标进行综合判断计算后，实现对电抗器或电容器断路器发出投入或切除指令。实现对电网电压和功率因数的自动调节，使其在允许的范围内变化。

4.3 故障定位系统

通过数字化的采集系统，网络化的传输设备将各个通讯分站的故障信息传输到后台监控系统，监控系统的分析软件根据馈线保护装置上送的各条线路的零序基波分量的幅值和方向进行综合分析，确定单相接地线路，并可根据用户需要对接地线路进行试跳选线以消除单相接地故障。同时结合电缆故障测试仪向用户提供常用的“低压脉冲法”和“高压闪络法”来测量电缆故障，准确的定位故障点。

5 效果分析

本系统实现了实时监测井下供电系统各级电压值，负载电流值，功率值及开关的运行状态，并能查看数值历史曲线；能对各高低压开关的保护值进行整定和在线修改，通过在客户机端的操作实现远程分合闸；能够对井下电网的数据实时采集处理，对其出现的短路、过载、过压、漏电等各种系统故障进行实时告警和定位。

【参考文献】