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摘要：能源是国家发展的动力。电力是一种清洁能源，逐渐将煤炭转变为国家能源。由于经济的快速增长和人们生活水平的不断提高，对电力的依赖也在增加。经过多年的探索，智能变电站的建设一直以高效、稳定的性能为基础，并显著提高了电网的传输能力，在配电方面发挥了重要作用。变电站中的终端设备将减少变电站的建筑面积，节省更多的稀缺土地资源，并降低建设成本。因此，如果我们大力推动智能变电站的建设，并寻求智能变电站的新技术和新工艺，将鼓励我国电网的快速发展。本文从智能化变电站的概念与特征入手，对智能化变电站电气安装进行了分析，希望能为相关的工作人员提供一定的参考。

关键词：智能化变电站;电气安装;思考

引言

智能化变电站的概念始于欧洲，并于1980年代引入。德国的汉诺威变电站使用西门子变电站自动化系统。从那时起，欧洲的ABB和GE以及美国的通用电气也开始运营自己的自动化系统。日本在1990年代尝试操作基于计算机监控系统的系统。断路器的测量数据和联系信息是通过计算机终端收集的，控制室发出断路器和断路器操作命令以完成控制。当前，在欧洲和美国，我们正在进行与智能变电站相关的研究，并且研究方向也有所不同。

我国的智能变电站采用国际IEC61850标准。根据我国电网的实际情况和发展经验，正在逐步制定适合于国家环境的DL / T860标准。国家电网公司凭借在电网设计，建设和运营方面的丰富经验，于2010年发布了一套智能变电站规划规范。此后，智能变电站规划和建设技术逐渐成熟。今天，中国国家电网公司新建的变电站都是智能变电站，我们的智能变电站大楼也实现了其卓越学习的目标。

1 传统变电站、数字化变电站缺点及智能变电站网络结构

1.1传统变电站自动化系统中的缺点

在以往传统的变电站中自动化系统中还是有一些不足的地方，以下是总结的一些缺点，如下表1-1所示：

传统变电站的设计在节约资源方面不好，所以需要不断改进与进步。

1.2存在于数字化变电站中的问题

数字化变电站是比较进步的变电站，但是在其中也是存在着一些问题，如下表1-2所示：

1.3智能变电站的概念以及网络结构

根据“智能变电站技术准则”的定义，智能变电站由低碳环保设备组成。基本要求是通信和交换平台网络的站点范围数字化和标准化。完整的基本功能，例如数据收集、测量、控制、保护、测量和监视，并将其转变为高级应用程序功能，例如，自动实时电网控制，智能自适应，在线分析和交互，决策和协作支持位置在必要时。500kV变电站的网络拓扑可分为三个级别：变电站级别，竖井级别和过程级别。各个级别的通信取代了高速网络的通信模式。智能变电站自动化网络是通过高速以太网实现的，通信协议必须支持IEC61850标准，传输速率必须为100Mbit / s或更高。

智能变电站的网络结构如下表1-3所示：

星型网络结构图如图1.1所示

2 主接线设计

2.1主接线方案拟定

基于对原始数据的分析，显示并优化并优化了每种电压水平的最佳解决方案，以形成最相似的解决方案。

（1）500kV额定电压，其电压容量较大，对其进行主接线设计的时候，应尤为注意，是一个比较重要的电压等级。经过定性分析和考虑，考虑到操作的灵活性和长期可靠性的舒适性，最可靠的接线方法是1.5倍断路器接线。

（2）220kV电压等级，出线回路为八条。由于电路很多，因此有必要验证电源的可靠性和灵活性。经过定性分析和验证，选择的主接线方案是双母线接线。

（3）110kV电压等级，其有6个出线回路，负载相当大。因此，必须确保电源的可靠性和灵活性。根据类型，有几种可用的接线方法。经过定性分析和验证后，可以使用以下选项：单母线分段带旁路或者双母线接线。

根据以上分析，筛选组合，可保留两种接线方案： 表2-1 两种主接线方案的比较

2.1.1各种接线方式的特点

（1）一台半断路器：

几个断路器连接在两个母线之间，每串包含三个断路器，中间的那一个作为联络的断路器，两台之间有一条回路，一共两个回路，每一个回路差不多有一台半的断路器，所以被叫做一台半断路器，另一个名字叫做二分之三接线。

它非常适合220kV以上的超高压级别的，高容量系统，但是许多设备具有复杂的布线，以使用需要大量投资的断路器和电流互感器来保护次级控制回路和继电器。母线和断路器故障不会引起电源故障。如果两组母线严重同时发生故障（或如果一组在检修另一组故障），也是可以继续供电。操作方便且易于使用。断路器在维护期间用作电气绝缘设备。如今，半断路器接线已广泛用于大容量发电厂。                                                （2）双母线接线就是工作线，通过一个断路器和两个隔离开关组合而成。

（3）单母线分段带旁路母线主要用于带有架空线回路（输电线路）的交流变电站，主要运用于100kv-220kv进出线回路数相对来说比较多的交流式牵引变电站。

其中三种接线的优点对比如下表2-2所示：

2.1.2两种方案的经济比较

两种方案所选断路器及主变压器型号、参数以及投资500kV侧：

主变压器型号为：OSFPSZ-360000/500 单台费用：454.5（万）

2.2.1站用电源数量及容量

电源的数量我在这里主要总结了三种，如下表2-5所示：

2.2.2站用变压器低压侧接线                                                                         （1）低压一段常常采用的是单母线接线的主要形式，如果有两台所变压器的时候，常常采用的是单母线分段接线，这样可以大大的提高了供电方面的可靠性。                                                          （2）500kv那个变电所设置不间断的供电装置，从而向通讯的设备以及监控的计算及负荷进行供电输入，其可以不装设呗用电源自投的那种装置，避免浪费。

2.2.3站用电接线

考虑到整个工厂的发展计划以及积极实施集成技术和新设备，站点布线在经济上可行以执行操作，维护和建设要求，这在技术上可能是可行的。其安全，经济。

变电站电源是确保正常运行的基本电源，通常为两个或更多。有两种类型的连接。一个从母线侧连接，另一个从主变压器的低压侧连接。由于该站点上没有特别说明，因此我们将通过低压侧的断路器和隔离开关使用安装方法。

2.2.4备用电源

备用电源用于在由于故障或维护而使工作电源掉电并充当备用角色时替换电源。备用电源具有独立性和足够的容量，最好与电源系统紧密连接，并且在整个工厂停电的情况下仍可以从系统中获取备用电源。备用分为公开备用和秘密备用。采用暗待机模式，两台变压器互为待机，当一台不工作时，另一台承担负载。

3 短路电流计算及电气设备选择校验3.1短路电流计算

短路电流计算时，需要对500kV、220kV、110kV分别计算短路。在计算短路电流之前，我们提前需要做的是需要用变压器的等效阻抗，所以我们优先对变压器的型号进行选择，这样才可以确定相关的一些参数值。通过参考资料，我选择了如下表3-1所示的型号：变压器阻抗计算：

由于该三绕组变压器高中低容量比为100/100/100，在求绕组阻抗时需要进行折算，段在做阻抗电压百分数时， 已经折算到各绕注中通过对应于变压器额定熔点的电流时的只，因此，对于三绕组变压器，其短路电压不再需要进行折算，金算个绕组的短路电压：

取基准值容量为100MWA，基准电压为各母线的电压等级，则需要求出其基准量为所对应的标幺值：

4 智能变电站电气二次部分设计

4.1 智能变电站网络架构设计

站控制层，过程层和智能变电站井架均通过以太网连接。网络设备和附件是智能变电站的显着特征。这次设计的500kV变电站使用了国家电网公司常用的DL / T860协议进行联网，以量化和执行控制，监视和控制等功能。 称重，智能检测和故障记录，根据中国国家电网公司的有关规定，用于大多数变电站保护的500kV跳闸设计是直接采矿和直接行进。

4.1.1智能变电站网络架构分类及选型

智能变电站的站控层、过程层、间隔层通常由“一网”或“两网”连接，即所谓的“三层一网”和“三层两网”。表5-1是“三层一网”与“三层两网”构架的优缺点分析。

（1）“三层一网”是指智能变电站站控层的MMS网与过程层的GOOSE、SV网融合为一个网络，整改变电站只有一个网络，该网络与变电站内所有的设备相连接。站控层、间隔层和过程层所有的设备通过该网络进行数据交换。

（2）“三层两网”是指将智能变电站的站控层MMS和过程层的GOOSE、SV分开组网，过程层网络负责在间隔层与过程层直接传输信息，MMS网负责在站控层各设备间传输信息，这样降低了在网络上的信息传输量。

从功能的角度来看，“三层和两层网络”更加强大和可扩展。 从投资角度来看，“三层一网”使用的设备更少从投资角度来看，“三层一网”比“三层两网”要好。 在发展中，网络设备的可靠性相对较高，国家智能变电站。电网公司在500kV或更低电压下通常具有“三层，220kV及以上的单网架构网络”，通常使用“三层和” 网络的“两网”架构，因此选择了智能变电站。 东500kV。

4.1.2智能变电站通信网络结构

一般来说，智能变电站通信网络的拓扑结构可以分为总线型，星形型和环形型三种类型。5000kV变电站采用网络架构。 因此，设计“网络”非常重要，确保智能变电站的稳定运行是当务之急。

（1）总线拓扑由级联交换机和网络总线组成，每个通道中的智能电子设备均已连接到交换机，如图4-1所示。

（2）星型结构由一个公用交换机分别与各交换机连接，各交换机呈星型分布，见图4-2。

（3）环形结构由各交换机前后连接成闭环形，见图4.3。

4.2.1电力系统概况

预期规模：500kV变电站计划安装三台带双绕组和63MVA输出，额定电压为500 / 10kV的负载绕组变压器。在500kV上总共有三个带有电缆的插座。在桥和变压器之间延伸的内部，有42条10kV的电路，线路简单。母线连接到四个部分。安装了3个（4.8 + 4.8）MVar固定VAR补偿电容器。

此步骤的规模：在此阶段，一个500kV变电站将创建两个具有双绕组，容量为63MVA，额定电压为500 / 10kV的负载绕组变压器.500kV线路输出具有一个用于220kV变电站的电路和一个电路。对于T线，在10kV输出线内部使用一个桥，共有28条电路，主连接器使用单轨分体连接，2个固定VAR补偿电容器（4.8   +4.8），MVar安装。

4.2.2系统继电保护配置

系统上继电保护配置要求如下表5-3所示：

4.2.3备用电源自动投切装置

500kV变电站采用电子式电流（电压）变压器+组合单元方式。根据500kV变电站常用的运行方式，提供500kV进线备用自动切换功能和500kV桥备用自动切换功能，并实现了独立的自动切换装置。这些部分安装在10kVI和II母线之间以及III和IV母线之间。保护测试与自投资功能设备集成在一起。智能终端可以从GOOSE网络接收用于断开和闭合断路器和开关的命令;具有跳闸和合闸的自锁功能;它可以输入设备的位置信号。

4.3 系统调度自动化

4.3.1远动系统

（1）配置与功能

500kV变电站的控制数据设计为由集成监控系统的测控单元完成，因此可以将远程控制系统配置与站内的集成监控系统结合使用，并且数据网关机器可以冗余配置以直接使用将数据发送到彩信网络，实现对站点控制层的直接控制。直接交货。

（2）调控数据内容与传输

与数据信息分发的法规有关的法规要求设置收集量，并根据每个调度程序的需要相应地增加或减少。与地面调度的通信采用了主通信网和备用通信网的结合。主数据网络通信采用DL / T634.5104协议;备用遥控器数字专线采用DL / T634.5101协议。

4.3.2调度数据通信网络接入设备

控制数据网络应采用双重独立设计，因为500kV变电站遥控系统配有2个路由器，2个交换机和1个数据柜。在保留远程专用线的前提下，使用光纤分别通过两个路由器连接到地面数据网络。

4.3.3二次系统安全防护

（1）安全分区和保护原则：

500kV变电站生产控制的设计分为安全区I和安全区II。安全区I是最先进的区域，划分为该区域的系统与电力运行直接相关，主要包括：智能变电站综合监控系统、保护装置、测控装置、区域I网关机器、工程师站、操作员车站。安全区域II是仅在变电站中仅次于区域I的子区域。划分为该区域的系统不能直接控制变电站的运行。它主要包括：集成应用服务器、计量、状态监视、视频监视等系统。根据国家电网公司的安全法规，应在安全区域I和II中安装防火墙，并在与调度数据连接的位置安装垂直加密设备。

（2）安全区域配置方案：

根据上述设计，需要为500kV变电站的安全区域配置2个垂直加密设备、2个隔离设备和1个防火墙。

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