第一篇：基于智能變電站二次設備模塊化設計探討論文

摘要：模塊化二次設備對國內廠家生產技術水平的提高具有重要的作用，其能夠避免社會資源的浪費，顯著提高經濟效益和社會效益。本文從二次設備集成化思路及關鍵技術入手，進而探討了模塊化二次設備設計方案，智能化變電站電氣二次模塊化設計，以其為相關設計人員作理論依據和重要的參考。

關鍵詞：模塊化設計;二次設備;變電站二次設備集成化思路及關鍵技術

1.1需求分析

二次設備整合和集成是實現新一代智能變電站最終目標的首要任務及重要途徑。從技術和產業發展需求的角度來分析，二次設備按面向間隔配置，每個間隔部署保護、測控、PMU、計量、錄波等裝置，各裝置功能相互獨立，可靠性高，維護方便。隨著計算機技術發展及芯片集成化處理能力不斷提高，在保障電網安全運行可靠的前提，將現有成熟應用的功能、設備進行集成或整合。

1.2整合方案

針對新一代智能變電站新技術的提出，可以采用面向多間隔進行同類功能集成;面向單間隔進行不同類的多功能集成;智能化變電站系統在邏輯上可分為站控層，間隔層和過度層三個層次，站控層設備集成則采用一體化業務平臺。對站控層進行優化整合，設置兩套本地功能監控主機，一臺集成監控主機，操作員站，數據服務器，保護故障信息子站功能，另一臺集成監控主機，操作員站，數據服務器，工程師站功能，其余功能獨立設置。

間隔層設備集成方式采用多功能測控裝置、多合一集成裝置、保護測控裝置、站域保護控制裝置、集中式保護;例如將故障錄波裝置和網絡記錄儀一般獨立配置和組屏，實現兩者大部分采集單元的共享。35KV線路、并聯電容器、電抗器、站用變在保護測控一體化的同時，增加計量插件即可實現計量功能。在間隔層實現全站打印機優化配置。

過程層設備集成方式采用合并單元智能終端集成裝置，就地柜安裝;完成與一次設備相關的功能，包括實時運行電氣量采集，設備運行狀態監測、控制命令的執行等。.1.3關鍵技術

新型二次設備的關鍵技術有：

(1)集成化二次設備硬件平臺化技術，采用通用一體化硬件平臺和插件式功能板件設計，達到“插件易更換，裝置易互換”的應用效果;模塊化的二次設備由不同的功能單元組成，包括保護、測控、故障錄波、網絡分析儀、同步時鐘、服務器、交換機j輔助控制設備、交直流饋線單元、交流ATS、直流充電模塊、數據網設備、二次安防設備、光端機、PCM等等、通過不同類型、數量的功能單元進行排列組合，來形成適用于不同電壓等級不同規模變電站的模塊。同進采用模塊化的多CPU硬件架構加速內部總線統一高效的數據采樣、數據處理、數據存貯、數據傳輸處理。

(2)二次設備功能模塊化和配置組態技術，通過裝置支撐軟件提供接口，將應用功能與硬件平臺解耦;選配不同的插件和功能模塊組建合適的應用裝置;應用功能模塊支持可視化編程和配置組態;具有結構清晰、集成度高、擴展性好、適應性強等特點。

(3)二次設備運行狀態采集和監視技術，由自檢信息擴展至物理板件、通信端口以及邏輯鏈路等監測;采用嵌入式采集方式;為二次設備可視化運維、健康評估和狀態檢修提供數據支持。

(4)時間同步狀態監測技術，閉環時間同步狀態管理，監測量包括對時狀態測量數據和設備狀態自檢數據，前者對二次設備外部進行對時同步偵測，后者對于二次本身故障進行快速偵測，如對時信號狀態等。采用SNTP問答機制進行時間同步狀態監測;以告警直傳上送時間同步狀態給調度。

2二次設備模塊化設計

二次設備采用模塊化設計，解決傳統建設模式存在的現場施工量大、施工周期長、建設質量難以掌控、二次設備接線工作量大的問題。采用預制電纜，實現一次設備本體與智能控制柜間的標準化“即插即用”連接;減少現場接線、調試工作量，最終實現一次設備與二次設備、二次設備間的標準化“即插即用”方案。

模塊的安裝如搭積木玩具一樣，將模塊組裝在相應的位置上。便于現場施工，提高施工進度與質量。首先需要將模塊接口標準化能夠同時實現多個模塊之間的機械拼接，電氣拼接與網絡拼接。機械方面拼接是指模塊的安裝、固定。電氣方面拼接是指多個模塊的裝置電源，外部強弱電開入等接口進行整合;網絡方面拼接是指將多個模塊的以太網、現場總線等網絡通信方式進行整合。

2.1模塊化設計方案

2.1.1組合二次設備的模塊式設計

結合變電站標準配送式理念，針對組合式二次設備的特點，在現有硬件系統及生產丁藝不需大改的基礎上，設計組合式二次柜體，集成多個功能模塊設備(后臺、服務器、電源等)，在廠家生產、拼裝、調試后，以整體形式發往現場，減少現場施工量及施工周期。組合柜內采用固定模塊式設計，方便后期更換及運維。

2:1.2組合二次設備的即插即用

由廠家在柜內設置集中接線區，將柜間裝置的輸入輸出信號及電源在集中接線區進行航空插頭配置，通過與柜外的預制光纜和預制電纜直接連接，達到與系統溝通的功能。建議采用裝置加標準件的模式安裝于模塊安裝于本體上，盡量不用或少用緊固件，支持功能單元的在線更換。組合柜與外部預制線纜在現場可進行快速對接，實現即插即用。

2.2模塊化組屏及內部接線方案

二次設備室組屏采用模塊化組屏方式，模塊柜內通過采用一體化底座完成屏柜固定及預制線纜儲纖功能;通過屏間側壁開孔，完成模塊內部走線，減少現場安裝接線。

2.3模塊柜組合二次設備的即插即用方案

各模塊間及與各一次設備之間，采用航空插頭實現電氣設備本體與匯控柜間的標準化連接，采用預制光纜等“即插即用”連接方式替代現場熔接，減少現場接線、調試工作量，最終實現一次設備與二次設備、二次設備間的標準化連接方案。

參考文獻

[1]曹楠，王芝茗，李剛等.智能變電站二次系統動態重構初探[J].電力系統自動化，2014(5).[2]郭鑫.智能變電站二次設備仿真測試技術研究[D].華北電力大學2015.

第二篇：關于智能變電站設計的畢業設計(論文)開題報告

華 北 電 力 大 學

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

題目： 浙江云林110kV智能變電站設計

學生姓名： ** 學 號： ********** 所在院系： 電氣與電子工程學院 專業班級：******** 指導教師： ***** 職 稱： 副教授

2011 年 4 月 5 日

一、選題背景和意義

變電站作為輸配電系統的信息源和執行終端，要求提供的信息量和實現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，實現信息共享，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的發展新方向。隨著計算機應用技術和現代電子技術的飛速發展，智能變電站離我們越來越近。

建設智能變電站（即數字化變電站）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的整體信息化程度，和與電力系統整體的協調操作能力；從變電站內部看，體現在集成應用的能力上，也不同于傳統的變電站自動化裝置的智能。2． 現有變電站自動化系統存在的不足

1）裝置功能獨立，且部分內容重復，缺乏高級應用。雖然獨立的裝置實現了智能，但是卻沒有真正意義上的變電站系統智能，由于功能獨立，裝置間缺乏整體協調、集成應用和功能優化；高級應用功能，如狀態估計、故障分析、決策支持等尚未完全實現。

2）二次接線復雜、CT/VT負載過重由于測量數據和控制機構不能共享，自動化裝置之間缺乏通信等原因，變電站內二次接線十分復雜，且系統內使用的通訊規約不統一，不同的廠家使用不同的通訊規約，在系統聯調的時候需要進行不同程度的規約轉換，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）裝置的智能化優勢未得到充分利用。由于站內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揮，從而降低了自動化系統的使用效率和投資價值。

4）缺乏統一的信息模型。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。

數字化變電站是基于IEC61850標準體系上，采用了非常規互感器、智能化的一次設備、網絡化的二次設備，能夠實現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自動化控制的變革，為我國電力系統穩健、持續的發展奠定堅實的基礎，也將產生巨大的效益。數字化變電站是智能電網發展的主要方向。

二、國內外研究現狀

我國的智能變電站的發展及研究現狀：

國家電網公司在《國家電網公司“十一五”科技發展規劃》中明確擔出在‘十一五’期間要研究、實施示范智能變電站。國內各網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）二次功能網絡化的實踐：目前已有工程應用，如洛陽金谷園110kV數字化變電站。

3）設備狀態檢修的實踐：智能一次設備狀態檢修的實踐，繼電保護二次設備狀態檢修的實踐，目前正在開展研究。

4）站內智能高級應用方案研究：智能告警及分析決策經濟運行與優化控制等，正在研究階段。

5）分布協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控系統：目前正在研究階段。7）GIS組合電氣應用SF6壓力、微水在線監測系統。

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，尚不具備大范圍推廣應用的基本條件。主要問題表現在： 1）智能變電站沒有相應的設計規范、驗收規范、裝置檢驗規程、計量檢定規程、運行規范等，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、平臺開發等方面還存在不足之處。

3）智能變電站的投產，使得原有的檢驗手段已不能滿足現場檢驗的需要，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展：

國外的變電站自動化技術的發展是從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LSA-678，此后陸續在德國及歐洲投運的該型變電站自動化系統達300多套，LSA-678變電站綜合自動化系統1995年在中國正式投運。LSA-678系統結構有兩類：一類是全分布式系統；另一類是集中與分布式相結合的系統。這兩類系統均由64MB測控系統、7S/7U保護系統和8TK開關閉鎖系統三部分構成。

20世紀90年代，日本在多座高壓變電站采用了以計算機監控系統為基礎的運行系統，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，通過光纜傳輸到主控制室的后臺計算機系統中，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行。

總體上來看，國外變電站自動化技術的發展趨勢同國內的發展趨勢基本上一致，分布式變電站自動化系統已逐步成為技術發展的主流。

三、設計（論文）的主要研究內容及預期目標

主要研究內容：

1）分析智能變電站和傳統變電站的區別。2）分析智能變電站需求和功能

3）了解數字化變電站三層網絡的含義，在變電站內，三層網絡內各智能設備的類型和特點是什么。

4）了解GOOSE、MMS、SV的組網特性。

5）以浙江110KV云林變為例，對站內的二次設備產品、網絡、監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設計

包括變壓器的選擇：變壓器型號及臺數的確定；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設計 包括通信方式設置，通訊系統協議等。

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 學習數字化前沿技術和數字化產品測試，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 完成畢業設計論文，分初步完成和最后修改兩步完成。

五、參考文獻

[1] 高 翔 數字化變電站應用技術 北京：中國電力出版社,2008 [2] 高 翔，繼電保護狀態檢修應用技術，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] GB 14285-2006 繼電保護和安全自動裝置技術規程

[6] 35～110KV 變電所設計規范 GB 50229-2006 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范》 國家電網公司，2010 [8] DL/T 587-2007微機繼電保護裝置運行管理規程 [9] 姚春球, 發電廠電氣部分.北京:中國電力出版社,2008 [10]許繼 Q/XJS 11.050－2001電力系統保護與監控裝置通信規約[S] [11]殷志良 數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 智能電網技術體系探討[J].電網技術，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。

指導教師簽名：*****

2011 年 4 月 6 日

第三篇：電力二次設備狀態檢修和變電站的標準化管理論文

論文摘要：隨著我國國民經濟的快速發展，國家重點要害部門提高了對供電質量的要求，所以電力設備狀態檢修顯得越來越重要。據《繼電保護和電網安全的自動裝置檢驗條例》的要求，常見的繼電保護，在于可保證繼電功能、安全自動裝置、保護元件正常運行，保證回路的定值和接線準確的功能。但是如果保護裝置在兩次校驗中都發生了問題，那么只能等到該保護裝置功能的徹底失效時并且需要在以后的校驗中方可發現原因。倘若與此同時，電力系統偶爾發生了一些故障，那么保護裝置就不可能準確地運行。為了解決這方面的問題，本文對變電站二次設備檢修的工作進行了探討并提出了相關的一些注意事項。

論文關鍵詞：變電站二次設備；狀態檢修；管理

一、變電站二次設備的狀態檢修

1.設備檢修就是為了保持或恢復設備完成規定功能的能力而采取的技術活動

管好、用好、修好設備，保證現代化設備在使用過程中經常處于良好的技術狀態，以滿足生產需要，并使檢修費用降到最低，是檢修工作要求達到的目的。變電站二次設備狀態檢修的簡單步驟包括：首先通過設備狀態監控測量，然后由檢測最終結果，嚴謹地分析結果，最后合理地安排檢修項目和該項目的時間。通俗地講，就是在第一時間去了解設備當前的工作情況，用先進的設備監控儀器開展狀態監測（可充分運用通信技術、微電子技術等），再綜合各方面因素去判斷設備的目前狀況。在線監測、診斷都在狀況檢修的范圍之內，其檢修內容還包含了設備管理、驗收和設備的檢修、故障記錄等多方面。長期以來，電力系統主要的檢修機制為實施的防范性計劃檢修。改革開放幾十年來，隨著我國實施科教興國戰略，綜合國力迅速提升，科學技術水平不斷提升，變電站二次設備檢修正在由預防性計劃檢修朝著預知性狀態檢修的方向過渡。

2.由各種不同的功能，可將變電站準確地分為一次、二次設備

繼電保護的監控系統、遠程及自動裝置作為二次設備的三大組成部分，任何一部分出現故障，都將導致電力系統及設備無法正常運行。在實際工作狀況下，由二次設備引起的事故偶有發生，包括不正確運行的結果，往往影響到運行設計人員、產品保障部門等許多方面。由于微型計算機在繼電保護上的投入使用，有效提高了斷電保護系統高效可靠地運行，降低了成本，提高了檢修準確率。

3.監測內容

設備狀態檢測是變電站二次設備狀態檢修的主要基礎。變電站二次設備的主要監測對象是：交流測量系統、直流操作、信號系統、邏輯判斷系統、通信系統、屏蔽接地系統等。其中在交流測量系統內包含著TA、TV良好二次回路絕緣、完好的測量元件、完整的回路；直流系統則包含了操作和信號回路絕緣良好以及完整的回路。

4.監測方式

變電站二次設備依賴傳感器進行狀態監測。由此看來，變電站二次設備狀態監測無論是在技術上、經濟上等方面都更容易實現，在不增加多投入狀況下，充分利用當前測量方式，這是一般保護狀態監測難以實現的。例如二次保險絲的熔斷報警裝置、直流回路的絕緣監測、CT、PT斷線的監測等。微機保護、微機其自身自診斷裝置技術的高速發展，為變電站二次設備狀態監測成為電站故障診斷的完善系統夯實了堅實的基礎。

二、關于變電站二次設備狀態檢修應注意的幾個事項

1.變電站的二次回路的監測問題

由二次設備相互連接，構成對一次回路設備進行測量、控制、調節、保護和監視運行狀況、開關位置等信號的電氣回路稱為二次回路。變電站的二次回路包括三個回路：斷路器的控制回路、變電站的信號回路、變電站的同期回路。其中，斷路器控制回路的作用是運行人員通過回路的控制開關發出操作命令，要求斷路器分閘或合閘，然后經過中間環節將命令傳送給斷路器操動機構，使斷路器能夠分閘或合閘，當斷路器完成操作后，由信號裝置顯示已完成操作。連接保護裝置的二次回路包括交流電流回路、交流電壓回路、直流操作控制回路和信號回路及測量回路。目前，隨著保護裝置的微機化，很容易實現狀態監測。但是由若干繼電器及連接的各個設備的電纜組成的二次回路有一個很大的缺點，即分散并且點多。在監測各個繼電器觸點的工作狀況中，如果要以在線的方式監測回路接線的準確性與否，不但成本高、不經濟，而且很難做到。所以若要監測該問題，應從設備管理方法這一關鍵點著手，比如設備驗收管理，最好的方法是可以離線監測資料管理。2.二次設備對電磁抗干擾性的監測問題

目前，變電站二次設備對電磁干擾產生越來越強烈的敏感性，主要是由于大量微電子元件以及高集成電路的廣泛使用。采樣信號失真、元件損壞、自動裝置異常都是電磁波對二次設備產生干擾的表現。在二次設備狀態檢修中及其重要的一項內容是：對二次設備進行關于電磁兼容性的考核試驗。電磁兼容是相對電磁干擾而言的。從電磁能量的發射和接受而言，電氣和電子設備在其運行中可同時起發射器和接收器的作用。當不希望的電壓或電流信號出現在敏感設備上并影響其性能時，則稱之為電磁干擾。所謂電磁兼容就是指設備或系統在包圍它的電磁環境中能不因干擾而降低其工作性能，它們本身所發射的電磁能量也不足以惡化環境和影響其他設備或系統的正常工作，相互之間不干擾，各自完成各自正常功能的共存狀態。為了實現良好的電磁兼容，需要從控制干擾源、降低干擾源與敏感設備間的耦合程度和提高易受影響設備的抗干擾能力3個方面協調地采取措施。對于設備的電磁發射、抗干擾能力應符合相應的考核及試驗標準。對各個不同廠站的敏感器件、干擾源進行必要的監測管理。例如檢查二次設備的屏蔽接地狀況，關于在微機保護裝置旁違規使用移動通訊設備的管理等等。

3.一、二次設備兩者在狀態檢修方面的相互關系

電氣一次設備是指直接用于生產、輸送和分配電能的生產過程中的高壓電氣設備，包括發電機、電壓器、斷路器、隔離開關、自動開關、接觸器、刀開關、母線、輸電線路、電力電纜、電容器、電抗器、電動機等。二次設備是指對一次設備的工作進行監測、控制、調節、保護，以及為運行、維護人員提供運行工況或生產指揮信號所需要的低壓電氣設備，如測量儀器、檢查裝置、信號裝置、熔斷器、控制開關、繼電器、控制電纜等。大多數情況下，只有在一次設備停電檢修時，二次設備才可以設備檢修。也就是說要首先考慮電氣一次設備的情況，然后再對二次設備狀態檢修進行決策分析，保證二次設備運行可靠，從而縮減停電檢修時間，降低檢修成本。

4.二次設備檢修與設備管理信息系統的關系

設備管理信息系統可以實現計算機管理設備的運行情況，記錄歷次檢修實驗，從而實現信息共享。因此，許多供電企業開始建立了該系統，以此來保證在狀態檢修中做出正確有效的決策。

三、開展狀態檢修過程中需要注意的一些問題

1.需要更新觀念

事物是在不斷運動的、變化的，檢修工作人員應該解放思想，用變化的思維觀念去解決一些設備檢修問題，改變傳統的預防性設備檢修的思考方式。在變電站二次設備檢修過程中，要保持冷靜，不能急功近利，要有耐性，切忌尋找一種快速的檢修方法，要記住不可能在短期內完成這樣的系統工程，要養成循序漸進，腳踏實地的工作作風。

2.需要創新體制

國家及企業建立了電力設備檢修的一些制度。電力工作人員在只有了解現行專業制度后，才可以更好地做好檢修設備的工作，擬好可靠有效地實施方案。比如執行相關專業規定的技術標準、工藝原則等，改進檢修內容及方法，合理客觀地追究事故責任。總之，要在實踐中不斷完善變電站二次設備檢修制度，不斷創新體制，總結探索先進的檢修方法，把理論應用到實踐中。

3.需要提高檢修工作人員專業技術素質

在任何一個大型企業，都需要各類專業工作人員的協調配合工作。狀態檢修任務艱巨，影響甚大，更需要各類專業人員協同工作，尤其在大型變電站設備的檢修過程中，更需要專職人員的密切配合，才能保證檢修工作的質量。同時，提高電力工作人員的素質，可以減少不必要的事故發生，因為在電力生產中，許多事故的發生都跟運行人員自身素質有很大關系。同時，隨著高電壓等級變電站的增多、帶電作業的增多、狀態檢修的推行等，對人員素質提出了更高的要求。因此，加強對工作人員的素質技術培訓，提高檢修專職人員的素質迫在眉睫，只有這樣，才能適應不斷增多的高風險作業的要求。

四、結論

變電站的二次設備進行狀態檢修是電力系統部門發展的必然需要。隨著微機保護以及微機自動裝置自我診斷技術的大范圍地應用，變電站的二次設備狀態監測無論在經濟方面還是在技術上都是可以解決的。隨著科學技術水平的快速發展，變電站二次設備狀態檢修將有力促進變電站向著綜合自動化的方向發展。同時提高檢修人員的檢修技能，保證運行設備的健康水平，已成為電網安全穩定運行的重要條件之一，也是各供電企業的一項重要工作。

第四篇：變電站智能巡檢機器人設計說明書

“小凡”智能機器人設計說明書

一、變電站人工巡檢現狀分析

1、人工巡檢的內容、方式、周期和要求 根據《國家電網公司變電站管理規范》、《無人值守變電站管理規范(試行)》、《安徽省電力公司變電設備管理維護標準》的意見和要求，目前，某供電公司集控站巡視管理規定如下： 1.1變電站設備巡視，分為正常巡視（含交接班巡視）、全面巡視、熄燈巡視和特殊巡視，各類巡視應做好記錄。

正常巡視(含交接班巡視)：除按照有關要求執行外，有人值守變電站還應嚴格執行交接班設備巡視，必須在規定的周期和時間內完成。無人值班變電站：集控站所轄站每日1次；其它集控站所轄站每2日1次。

熄燈檢查：應檢查設備有無電暈、放電、接頭有無過熱發紅現象。有人值班變電站，無人值班變電站每周均應進行1次。全面巡視（標準化作業巡視）：應對設備全面的外部檢查，對缺陷有無發展作出鑒定，檢查設備的薄弱環節，檢查防誤閉鎖裝置，檢查接地網及引線是否好。無人值班變電站每月進行2次，上半月和下半月各進行1次。

特殊巡視：應視具體情況而定。下列情況時應進行特殊巡視：大風前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、霧天；設備變動后；設備新投入運行后；設備經過檢修、改造或長期停運后重新投入系統運行后；設備異常情況；設備缺陷有發展時；法定節假日、重要保電任務時段等。在法定節假日、重要保電任務時段，各無人值班變電站每日至少巡視一次。1.2迎峰度夏期間除正常巡視外，增加設備特巡和紅外測溫。無人值班變電站每日巡視1次。紅外測溫分為正常紅外測溫、發熱點跟蹤測溫、特殊保電時期紅外測溫三種。正常紅外測溫周期為各變電站每周不少于一次，晚高峰時段進行。主要針對長期大負荷的設備；設備負荷有明顯增大時；設備存在異常、發熱情況，需要進一步分析鑒定；上級有明確要求時，如：特殊時段保電等。

發熱點跟蹤測溫應根據檢測溫度、負荷電流、環境溫度、氣候變化等進行發熱值的比對，分析設備發熱點變化，確定發熱性質。其周期為有人值守變電站每日1次，晚高峰時段進行。無人值班變電站每個巡視日1次或值班長視發熱情況每日1次。

特殊保電時期、迎峰度夏期間應進行全面測溫、重點測溫及發熱點跟蹤測溫。

測溫記錄應記錄全面，主要應包含發熱設備運行編號、發熱部位具體描述、發熱點溫度、該臺設備其它相相同部位溫度（或同類型設備相同部位溫度）、負荷電流大小、測溫時間、天氣狀況、環境溫度等信息。

2、人工巡檢有效性分析

變電站值班員進行人工巡檢，對運行設備進行感觀的簡單的定性判斷，主要通過看、觸、聽、嗅等感官去實現的。人工巡視對設備外部可見、可聽、可嗅的缺陷能夠發現，例如：油位、油溫、壓力、滲漏油、外部損傷、銹蝕、冒煙、著火、異味、異常聲音、二次設備指示信號異常等。

人工巡檢受人員的生理、心理素質、責任心、外部工作環境、工作經驗、技能技術水平的影響較大，存在漏巡，漏發現的可能性。且對于設備內部的缺陷，運行人員無專業儀器或者儀器精確度太低，通過簡單的巡視是不能發現的，比如油氣試驗項目超標，設備特殊部位發熱、絕緣不合格等缺陷；還有一類缺陷只能在操作的過程中才能發現，如機械卡澀、閘刀分合不到位、閘刀機構箱門損壞等。

另一方面，由于無人值班變電站增多，許多變電站的距離也較遠，在站內出現事故或大風、大雪及雷雨后因集控站無法出車不能及時巡視時，造成集控站值班員不能及時了解現場設備狀態，及時發現隱患，危急電網的安全運行。特別是無法及時了解出現問題的變電站情況，失去優先安排處理的機會。巡視人員巡視設備時需要站在離設備較近的地方，對巡視人員的人身安全也有一定的威脅，特別是在異常現象查看、惡劣天氣特巡，事故原因查找時危險性更大。

綜上所述，無人值班變電站的人工巡檢存在及時性、可靠性差，花費人工較多，存在較大的交通風險和巡視過程風險，巡視效率低下。

二、變電站設備巡檢機器人系統結構組成

“小凡”攜帶紅外熱像儀，高清數字攝像機，聲音探測器三種電站設備檢測裝置，以自主和遙控的方式代替人對室外高壓設備進行巡檢，以便及時發現電力設備的內部熱缺陷及外部機械或電氣問題。例如異物，損傷，發熱，漏油等給運行人員提供診斷電力設備運行中的事故隱患和故障先兆的有關數據。該機器人系統的非接觸式移動檢測與變電站綜合主動化的接觸式監控結合，可以真正形成全監控方式，大大提高變電站設備運行的安全可靠性。

1、機器人系統的整體結構

該機器人的整體結構主要包括基站，移動體控制系統以及由可見光圖像攝像機，紅外圖像攝像機和聲音探測器等組成的電站設備檢測系統三部分。移動體是整個機器人系統的移動載體和信息采集控制載體，主要包括移動車體，移動體運動控制系統和通信系統。對于移動體還需要進行有效的監視、控制和管理，為此建立了一個基站。基站與移動體之間通過無線網橋組成一個無線局域網。可見光圖像，紅外圖像通過視頻服務器的視頻流數據和移動體控制系統信息等數據匯集到網絡集線器后，經無線網橋，網絡集線器一起通過電力系統內部網絡傳到運行監控終端，通過連接到電力系統局域網上的計算機可根據訪間權限實時測覽變電站設備的可見光和紅外視頻圖像，機器人本身運行情況等相關信息，并且可以控制機器人移動體的運動等檢測系統由紅外測溫儀和可見光攝像機等裝置組成，均安裝在移動體即智能巡檢機器人上。該系統可以完成變電站設備外觀圖像和內部溫度信息的采集和處理考慮到機器人的運行環境。其中機器人采用三輪輪式移動小車前2輪為驅動輪，由1個電機分別驅動，差速轉向，后1輪為萬向輪。機器人外形流暢，直線運動性與轉彎性能好。

2、機器人控制系統

機器人系統主要包括移動體運動控制子系統和工作子系統兩大部分，移動體運動控制子系統硬件由PC104主板和PMAC-104運動控制卡和電機驅動器組成，主要負責機器人在巡檢過程中的運動行為的控制移動。

3、變電站檢測系統

本機器人系統為變電站設備非電氣信號的采集提供了一個移動載體平臺，在這個平臺上可以搭建不同的檢測系統或裝置。目前在該平臺上搭建了遠程在線式紅外熱像儀系統，可見光圖像采集處理系統，聲音采集處理系統。在無人值班變電站一些通過電氣信號難以檢測的運行狀態，例如變壓器漏油，絕緣氣體壓力變化，火災和盜竊等可借助機器人所攜帶的圖像來檢測;變壓器開關及各種電氣接頭內部發熱可以利用機器人攜帶的紅外熱像儀來檢測;變壓器等設備的聲音異常可以利用聲音采集處理系統進行識別。3.1遠程紅外監測與診斷系統

本設計采取在線式紅外熱成像裝置。本系統包括紅外圖像采集裝置，紅外圖像處理模塊，圖像顯示，存儲，查詢和報表生成模塊。該診斷系統可根據預先設定的設備溫度閾值，自動進行判斷，對超出報警值的設備在基站主控計算機上給出聲音和文本報警;借助可見光圖像識別，能判斷一些關鍵設備的內部溫度梯度，不但可以形成某一時刻變電站的一些關鍵設備的設備溫度曲線，也可以生成某一設備在一定歷史時間內的時間—溫度曲線。3.2遠程圖像監測與診斷系統

本系統在無人值守變電站先利用機器人基站系統對移動體發送來的可見光圖像進行分析，只傳輸分析結果或待進一步確定的圖像。首先對采集的圖像進行預處理，識別出被監測的電力設備，通過將該圖像與上次采集的圖像進行差圖像分析、累積圖像分析、相關分析、區域標識、紋理描述和評判等處理。結合對應設備的參數庫確定其是何設備。如有畸變發生則存儲結果，向上一級傳輸及發出告警信號。不再傳輸的正常圖像可由調度員人工遠程調用。這就使信道的傳送效率大為提高，而且調度員也不必時刻注視監視屏幕。無人值守變電站中的電力設備種類繁多，針對關鍵設備進行遠程圖像監測和狀態診斷并與其他監測系統相結合使變電站運行的可靠性大為提高。3.3遠程聲音監測與診斷系統

噪聲檢測子系統是變電站巡檢機器人功能的一部分，主要是對變壓器的噪聲進行采集和分析。通過機器人攜帶的聲音探測器進行噪聲數據采集，并將噪聲數據經過無線網傳回基站。本系統主要包括如下3個模塊

1)噪聲采集傳輸模塊，其任務是在巡檢機器人上實時采集噪聲信號，經過適當的壓縮，通過無線網橋傳送回總控制端計算機。

O2)噪聲信號檢測模塊，其任務是將移動巡檢機器人傳回的噪聲與以往的數據進行比較，判斷變壓器工作是否正常，如果出現異常，判斷是何種異常。

3)用戶交互模塊，其任務是根據檢測的最終結果給出提示信息或者交互方式，輔助工作人員完成儀表檢測監控的任務，并可根據工作人員的需要檢測通過其他途徑錄制的噪聲數據。

第五篇：淺談智能變電站的二次運行維護與檢修

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淺談智能變電站的二次運行維護與檢修

淺談智能變電站的二次運行維護與檢修

[摘要]：本文通過比較傳統變電站與智能變電站二次設備構建上的不同，闡述了智能變電站在二次運行維護與檢修方面所要掌握的方法和注意點。

[關鍵詞]：智能變電站 二次設備 運行維護與檢修

中圖分類號：TM411+.4文獻標識碼： A

1引言

基于IEC61850標準的智能變電站是以數字化變電站為依托，通過采用先進的傳感、信息、通信、控制、人工智能等技術，建立全站所有信息采集、傳輸、分析、處理的數字化統一應用平臺，實現變電站的信息化、自動化、互動化。它以全站信息數字化、通信平臺網絡化、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、計量和監測等基本功能。智能變電站的二次設備的構造和功能與傳統變電站存在很大的差異，因此智能變電站的發展變革了傳統變電站的二次運行及檢修模式。

2智能變電站設備組成

過程層由互感器、合并單元、智能終端等構成，完成對一次設備的監測、控制等相關的功能，包括實時運行電氣量測采集、設備運行狀態的監測、控制命令的執行等。

間隔層由保護、測控、計量、錄波、相量測量等若干個二次子系統組成，在站控層及網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。

站控層由主機、操作員站、遠動通信裝置、保護故障信息子站和其他功能站構成，提供站內運行的人機聯系界面，實現管理控制間隔層、過程層設備等功能，形成全站監控、管理中心，并與遠方監控/調度中心通信。

3裝置之間的聯系方式

智能變電站用光纖以網絡通信代替了傳統的電纜硬接線，GOOSE、最新【精品】范文 參考文獻

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SV輸入輸出信號為網絡上傳遞的變量，智能變電站中的GOOSE相當于傳統變電站中的二次直流電纜，SV相當于傳統變電站中的二次交流電纜。層與層之間的聯系通過SV網和GOOSE網進行，SV網主要是交流采樣數據的傳輸，GOOSE網是用來傳輸控制及信號數據。與傳統變電站二次設備相比，智能變電站的交流采樣部分增設了合并單元，而直流操作及信號采集部分又增設了智能終端設備，同時徹底改變了變電站內二次設備之間的聯系方式，傳統變電站內二次設備之間傳輸的主要是接點及模擬信號，用控制電纜進行傳輸，智能變電站內二次設備之間傳遞的是數字信號，靠光纖傳輸，同時還需配置大量的數據交換設備。

4智能變電站與傳統變電站的二次設備運行與檢修的不同

4.1裝置的檢驗與故障查找

傳統變電站二次交流及直流回路通過控制電纜連接，其原理與接線關系可以通過二次圖紙直觀體現。變電站的裝置檢驗，主要根據裝置具體功能，經交流輸入端子、直流端子提供相應的故障模擬量或開關量信息，檢驗裝置的各種邏輯功能及開入開出信號是否符合現場運行需要。智能變電站用光纖以網絡通信代替了傳統的電纜硬接線，因此智能變電站裝置的檢驗無法通過外加故障模擬量或開關量信息進行，只能通過計算機與裝置的調試接口連接，直接向裝置輸入相關數字量信號檢驗裝置的各種保護動作邏輯及輸入輸出地正確性。在運行維護與檢修中，以往的查點對信號的工作變成了對配置文件參數與配置的核對，因此檢修人員需學會查看配置文件及掌握配置方法。傳統變電站的日常運行維護中，萬用表和鉗形電流表是二次檢修人員不可或缺的儀表，交流電流回路故障主要通過鉗形電流表測量回路電流與裝置采樣值比較，從而判斷交流電流回路的故障點，交流電壓回路及直流回路故障則通過萬用表測量相關接點電位查找故障所在。在智能變電站中由于裝置與裝置之間的聯系完全靠網絡通信維系，一旦發生故障除了通過裝置本生地各種告警信息判斷故障外，二次檢修人員還必須掌握利用計算機進行信息報文的收發，以便更有效地判斷故障點。當然，由于在智能變電站中，網絡交換機等通信設備大量使用，因此二次檢修人員應具備對相關通信設備進行運行維護的技能。

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4.2帶負荷試驗

帶負荷試驗是檢驗具備方向保護功能或需采集多路電流回路保護裝置的電流、電壓間極性關系的一項試驗。傳統變電站引起電流、電壓極性關系錯誤主要是由于流變、壓變二次輸出反接或連接錯誤，如果接線錯誤，則在帶負荷試驗中相位關系反映非常明顯。智能變電站中保護的數據采集模塊前移至合并單元，所有二次交流數據必須通過合并單元處理后再通過光纖傳送至保護、測控裝置，由于各間隔二次數據的采集處理環節相互獨立，且在傳變過程中存在延時，因此處理不好就會使各間隔輸出數據失去同時性，導致裝置誤發信號甚至誤動作：

110kV某變站是一座110kV／10kV兩個電壓等級的終端變電站，2011年11月該變電站進行數字化改造，該變電站的110kV系統電流、電壓互感器全部使用電子式互感器，10kV系統互感器仍是電磁式互感器。該變電站改造完成之后，運行中發現隨著供電負荷的不斷提高，主變差動保護差流也在增大，甚至大過差流越限值，導致差流越限告警。由于高壓側電流采樣使用光纖信號傳輸，我們無法檢測二次電流值，而低壓側電流測試結果與裝置顯示相當，無異常。查看差動保護電流采樣值發現差流有時高達0.32A，并且高、低壓側角差異常，正常運行高、低壓對應相相差應在150°左右（主變為星／三角-11點接線），但裝置顯示對應相相差140°左右。經過多方現場排查，終于找出了原因：由于本變電站主變高壓側是電子式互感器、低壓側是電磁式互感器，導致兩側的電流采集存在差異。高壓側電流的采集：①由電子式互感器的傳感模塊負責采集、調理并轉換成數字信號通過光纖傳給合并單元。②合并單元負責將各相遠端模塊傳來的數字信號進行同步合并處理后傳給保護裝置。低壓側電流只需經過合并裝置將模擬信號轉成數字信號就可以傳給保護裝置。由此可以看出，高壓側電流經過兩次采樣后才能到達保護裝置，而低壓側電流只需經過一次采樣。所有裝置采樣都會存在一個固有延時約0.75ms（廠家提供數據），這樣高壓側兩次采樣延時約1.5ms，低壓側采樣延時約0.75ms，兩側相差0.75ms，導致采樣不同步。可以計算出一個周波的角度差為：（0.75／20）*360=13.5° 廠家現場對差動保護程序經行了升級

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處理，對所差角度進行了補償，補償后差流降至0.1A左右。數字式互感器對我們來說是一個全新的事物，但檢修人員沒能從根本上去認識它，對于電磁式互感器，差動保護帶負荷試驗時，檢修人員首先關注的是差流，總認為一旦接線錯誤，角度差會非常明顯。對于小的角度差通常認為負荷較小形成的測量誤差。

4.3設備的運行維護

4.3.1傳統變電站通信系統的組成：

1、保護及自動裝置與總控之間的通信；

2、總控與主站及后臺機的通信。通信中斷不會影響保護及自動裝置的功能，也不會影響在變電站內對一次設備的操作。因此，通信中斷對運行中的一二次設備不會造成太大的影響。

4.3.2智能變電站通信系統的組成：

1、站控層與間隔層之間的通信；

2、間隔層與過程層之間的通信。其中站控層與間隔層之間的通信相當于傳統變電站的總控與主站及后臺機的通信。間隔層與過程層之間的通信則是取代了傳統變電站控制電纜的傳輸功能。一旦間隔層與過程層之間的通信中斷，則該間隔的二次部分完全癱瘓，對一次設備的保護、監控等所有功能全部喪失。

4.3.3運行維護注意點：日常的運行維護中，運行檢修人員應及時更新觀念，傳統變電站中在運行維護中往往存在“重裝置輕通信”的弊病，在智能變電站中，如果裝置通信中斷，則保護控制裝置就成了無本之木，失去作用。另外，智能變電站中將原來110kV及以下保護測控一體化裝置的交流采樣部分劃歸至合并單元，而直流操作及接點輸入輸出部分劃歸至智能終端，對于一臺斷路器而言，保護及自動裝置的跳、合閘信號通過GOOSE網傳至智能終端。在智能終端處，分別設計一塊跳閘、合閘壓板。對于傳統變電站，一次設備運行，本間隔部分保護及自動裝置檢修時，只需退出該套保護及自動裝置的跳、合閘壓板就不會對運行中設備造成影響。但在智能變電站中，一臺斷路器只對應一組跳、合閘壓板，因此智能通過斷開GOOSE網的方法來斷開檢修設備與運行設備的聯系。

5結束語

智能電網的興起，幾乎顛覆了原有對二次系統的認識，在二次運行維護與檢修方面需要掌握更多的知識點，許多新設備、新名詞不斷

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涌出，運行維護人員只有不斷加強自身學習，在平時的工作中勤于探索，更新自己的思維方式，才能順應現代技術發展的潮流。

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