時間：2023-06-05 09:58:33
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變電站模塊化建設，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：程序模塊化；變電站建造；土建方案；電氣方案
中圖分類號： F407 文獻標識碼： A
一、引言
變電站采用模塊化裝配結構建筑模式，通過工廠生產預制，現場裝配安裝兩大階段來建設變電站，這種建設方式大大減少了變電站的占地面積，大幅縮減建設工期。隨著程序模塊化裝配式變電站在浙江，安徽等變電站的試點成功，國內外出現了許多變電站建設的模塊化產品，表明這種模塊化裝配式變電站將會成為今后變電站建設的主流模式。
二、傳統變電站的建造方案
1、 戶外型變電站
傳統戶外型變電站模式的高壓開關設備采用戶外布置形式，變壓器放置在戶外， 10kV設備采用戶內開關柜形式布置在開關室中，各電氣設備采用露天連接方式，即設備之間采用導線或母線端子排，利用戶外構支架支撐進行連接。由于高壓設備及其連接直接暴露在戶外，對環境及絕緣配合的要求較高，變電站通常構架高聳，高壓線復雜，電力設施的體積和間距較大，占用土地較多，與周邊環境不相協調，建設點選置比較困難。
2、戶內型變電站
為了解決與土地和環境的矛盾，出現了戶內型變電站，其電氣設備全部或部分安裝在戶內。其高壓設備多選用氣體絕緣封閉式設備（GIS），各電氣設備之間的連接多采用電纜方式。戶內型變電站需要現房建設，且安裝、調試工作量較大，施工周期長，總體造價約比戶外變電站高出1倍，適用于土地緊張的城市中心區域。
3、地下或半地下型變電站
這種模式接近戶內型變電站，只是將所有電氣設備全部或部分安裝在地面以下，更為有效地節省了土地面積，但是這種模式的變電站建設及維護運行費用高，只適用于土地資源更為緊缺的發達城市。
以上變電站模式各有優劣，適用于不同場所，但均是設備分散運抵現場后，再進行安裝調試的建設方式。從變電站可研立項到竣工投運，每一個變電站都需經過設計、招標、安裝、調試等復雜過程。如果把變電站設計為預制裝配式結構，相關設備由生產廠家按通用規范分模塊在工廠內安裝完畢，并且完成內部聯機和調試，到現場后只需進行外部連接、整體聯機和調試，則可以降低綜合造價，縮短建設周期，減少維護投入。
三、程序模塊化變電站建造方案
模塊化裝配式變電站是變電站建設的一場革命，改變了傳統的變電站電氣布局、土建設計和施工模式，通過工廠生產預制、現場安裝兩大階段來建設變電站。模塊化裝配式變電站是“兩型一化”變電站的具體體現，其標準化設計、模塊化組合、工業化生產、集約化施工，使變電站建設走向科技含量高、資源消耗低、環境污染少、精細化建造的道路。模塊化裝配式變電站把“三通一標”作為標準化建設的主要抓手，深化通用設計、通用造價、通用設備、標準工藝，做到優化、美化、簡化。針對面廣量大、建設工期緊迫、安質風險加大的基建實際，尋求高效、可控、標準、節能、環保、經濟的建（構）筑物建造的新模式、新方法、新途徑。
1、土建方面
全面落實資源節約、環境友好，實現社會綜合效益最大化，有以下三個方面。
系統策劃，標準先導，改變傳統電氣布置型式，廢除傳統建筑結構形式。推廣土建專業通用設計，因地制宜，美化設計，使之與城市發展、周邊環境相協調，并融入自然環境中。
貫徹建筑節能、節材、節水、節地方針，土建結構安全裕度精準，建筑耐久性與變電站運行壽命相協同，力求使建筑結構輕型化。在變電站設計方面，開展創新設計，變電站采用砂石地坪，主控樓采用工業化設計，施工采用清水墻工藝和節能環保材料，體現工業設施本色。
變現場澆筑、砌筑、粉刷為工業標準化生產檢驗合格后，送現場按標準工藝快速拼裝；變施工串聯流程為并聯流程；相應簡化凈化施工現場，減少施工期粉塵、噪音、污水污染以及水資源消耗。建筑物主體及圍墻采用裝配式結構，現場基礎、柱、梁、板、屋架一次就位，縮短了近一半施工周期。
2、電氣方面
分進線模塊、主變壓器模塊、出線模塊、綜合自動化模塊、無功補償和消弧線圈模塊，各模塊之間的現場連接是技術難點。此外必須系統制定變電站通用設計、部件加工詳圖、工廠生產工藝、現場拼裝工藝、建筑取費定額、裝配式建造管控六大標準體系。
進線模塊。各種封閉式組合電器可以作為進線模塊的基礎，目前國內110kV以上電壓等級的封閉式組合電器需要現場制作電纜連接套管，施工工藝要求嚴格。而國際上出現了工廠預制的整體式電纜套管及可以插拔式電纜插接頭，更加便于安裝及運行維護。
主變壓器模塊。變壓器模塊需要對常規變壓器的進出線端子進行改進。一次側可以采用可拔插的電纜附件或油氣套管與進線模塊相連。二次側可以考慮電纜或架空線兩種出線考慮，但需要考慮絕緣封閉的要求。
出線模塊。出線模塊目前主要有拼裝式和戶外共箱式。拼裝式采用常規的中置柜、手車式或固定式戶內開關柜，這種開關柜體積龐大、運輸、安裝困難，箱體內的維修空間也比較狹窄，廠家和用戶都感到不便。近幾年永磁機構真空斷路器的出現，生產出了緊湊型開關柜，其體積小、重量輕、維護少、吊裝和運輸方便，提高了出線模塊拼裝模式的可行性。戶外共箱式是開關設備裝在充氣箱體內，大電流參數的電纜接頭作為進出線連接并兼有隔離斷口功能，再加裝防護外罩。這種型式利用了開關設備免維護的優點，結構緊湊，體積小，維護工作量少，布局簡單，變電站的建設和運行更加簡化。以共箱式開關設備為基礎的全絕緣、全封閉型設計方案靈活、占地極小，將是今后重點推廣的技術。
綜合自動化模塊。綜合自動化模塊包括保護屏、交直流屏、電度表屏、通信屏等后臺部分，目前采用的是常規變電站的標準設備。
無功補償和消弧線圈模塊。無功補償和消耗線圈可以采用敞開式布置加頂罩，也可以采用戶內設備安裝在箱體內。目前也沒有新的適用技術。
四、其他補充
程序模塊化裝配式建造模式需要預制件、鋼構件現代化工廠作支撐，需要對傳統土建工程招標及標段劃分作調整，需要對采購方式與施工組織重新定義。
程序模塊化變電站的建設過程，通過工廠生產預制、現場裝配安裝兩大階段縮短土建施工周期，減少工程建設人員，簡化檢修維護工作。通過探索實踐，完善出設計、加工、施工、管理、定額等標準，從而有效地控制工程質量、建筑周期和工程造價。其標準化設計、模塊化組合、工業化生產、集約化施工，使變電站建設走向科技含量高、資源消耗低、環境污染少、精細化建造的道路。
結束語
程序模塊化變電站建造在推廣的過程中肯定會遇到很多的問題，但隨著科學技術的進步與創新，隨著人們發明創新意識的提高和思維的開拓，模塊化裝配式變電站建設應用一定會越來越廣泛，在工程建設資源集約化、環保先行的社會發展大環境推動下，模塊化裝配式變電站的技術、產品和實施經驗一定會很快成熟起來，并必將成為新形勢下變電站建設的重要選擇方案之一，并不斷適應高速發展的城市建設過程。
參考文獻：
[1] 柳國良等；變電站模塊化建設研究綜述[M]；電網技術；2008年32（14）
[2] 國家電網公司，“兩型一化”試點變電站建設設計技術導則；2007年
關鍵詞：模塊化施工 變電站 電氣
中圖分類號：tu74 文獻標識碼：a 文章編號：1007-3973（2013）006-018-02
1 前言
新喀里多尼亞鎳礦項目是世界上第一個采用模塊化建造的集成冶煉裝置，采用異地建造，異地組裝的模式，它先進、高效、新穎、獨特的安裝方法令人耳目一新。與傳統的施工方法相比，該項目采用了模塊化施工。整個鎳礦項目模塊化施工不只是冶煉裝置，還有部分皮帶廊、管廊、變電站、電氣房、土建基礎和墻體等都采用模塊化施工。
模塊化施工是一種先進的設計理念，它的最大優點是可以實現平行施工，并通過減少在現場的施工量而縮短整個項目的建設工期。同時，采用模塊化后，大量的施工工作在制造工廠完成，不僅能夠降低施工難度，還能夠便于檢查，更好的保證施工質量。
2 模塊化介紹
2.1 模塊的定義
本文中的模塊是指由材料和設備部件組裝而成的組合體。工廠制作后模塊作為一個整體單元，方便和加速了現場的建造。各個模塊可以同時開始制作，避免了在其最終位置進行過多的工作，同時也允許項目在前期準備階段開始作業。為了從施工的角度對模塊進行分析和研究，將鎳礦項目中的模塊分為四類：大型結構模塊、小型結構模塊、電氣模塊、土建模塊。大型結構模塊主要由鋼結構組成，內部包含設備、管道、電氣、儀表等各專業設施，是一個極其復雜的綜合體，冶煉裝置主要由大型結構模塊組成。小型結構模塊由各種型鋼連接而成，制作比較簡單，尺寸和體積大小不一，典型代表為管廊、皮帶廊等。電氣模塊主要指變電站和電氣房模塊，一個變電站模塊和一個電氣房模塊，內部含有各種高低壓盤柜及配套設備。土建模塊由混凝土和內部的鋼筋構成，現場使用的各種土建基礎和墻體都要用到它。
2.2 大型結構模塊
鎳礦項目的冶煉裝置是鎳礦項目最主要的裝置之一，由多個大型結構模塊組成。多個大型模塊各自作為一個單元可以在工廠同時建造，然后運輸到現場，利用大型起重設施安裝到各個位置，最后完成各個結構模塊之間的連接。大型結構模塊體積都比較龐大，重量大都超過1000噸，最大的甚至有3000多噸，不太容易吊裝，需要由專門的吊裝公司來進行。大型結構模塊在建造時需要有較高的精度和質量。一般情況大型結構模塊需要設計成帶有自我支撐鋼結構形式，利于模塊的存放和運輸。
2.3 小型結構模塊
小型結構模塊用在鎳礦項目的所有管廊結構和部分皮帶廊結構，由各種型鋼焊接連接而成，內部根據需要含有部分管道和橋架，制作較為簡單。其重量相對較小，一般都不超過20噸，運輸和吊裝相對比較容易。小型結構模塊在工廠預制，完成后運輸到現場進行安裝，取代了傳統的現場安裝模式，減少了現場大量的吊裝作業，同時也減少了現場工作量。國內在此方面有較成熟的制作、運輸、吊裝技術和經驗。
2.4 電氣模塊
電氣模塊是特殊的模塊，主要是指變電站和電氣房模塊，鎳礦項目的變電站和電氣房均采用模塊化施工方法。模塊化變電站和電氣房提出了一種變電站和電氣房建設的新模式，它是將變電站及電氣房內各種高低壓開關及配套設備集中在一個鋼結構做成的房間內，作為一個電氣模塊在工廠內建造，現場達到安裝條件后，運輸到現場就可以快速的進行安裝，與傳統的變電站和電氣房全部在現場施工不同。
2.5 土建模塊
土建模塊指由混凝土和內部的鋼筋構成各種基礎和墻體，該部分材料在工廠預制，運輸到現場定位安裝，在其他專業設備結構等安裝完成后，然后進行二次灌漿，完成最終的土建工作。其目的是減少傳統的現場鋼筋綁扎和模板材料支設。在項目立項后準備階段，土建模塊預制就可以開始，一旦現場達到條件，土建作業就可以快速的開展。鎳礦項目的土建模塊主要應用在設備結構等基礎和變壓器圍墻，該部分體積和重量都比較小，安裝較為容易。
3 模塊化施工設計及管理
3.1 模塊化的設計理念
隨著經濟全球化和科學技術的快速發展，工程建設項目的規模越來越多，工程內容越來越復雜。大型復雜項目一般都具有規模大、工期長、結
構復雜等特點，項目往往是由多項目組成的，或存在多個項目同時運行的情況。模塊化設計的方法可以有效提高項目管理水平，能夠化解大型復雜項目完成難度大、復雜性高的問題。
鎳礦項目的模塊化設計是將主要系統，包括它們的電氣系統和部分土建結構，根據其組成的特點，切割成若干可以在工廠中進行加工制造的模塊，如結構模塊，機械模塊、電氣房模塊、土建模塊等，將這些模塊在工廠完成預制，然后利用工具將其運抵現場，實施安裝。
可以看出，模塊化施工其實就是模塊設計，模塊預制，模塊安裝的過程。模塊設計是龍頭，要解決模塊規模合理、劃分適當、接口準確等問題。利用計算機三維數字的精確設計、精確定位以及方便切塊組合的優勢，可以將模塊切割得很大，切割得很準，并成功解決模塊和模塊之間接口精確的問題，最大可能地實現模塊化制造，模塊化施工。
3.2 進度控制
在模塊化設計的基礎上，鎳礦項目采用模塊化施工。在立項批準后，建設單位就可以找到有生產能力的工廠簽訂合同，不同的工廠就可開始不同種模塊預制建造工作。同時現場可開始地質勘測和挖掘工作，多種工作平行作業。
在現場部分挖掘完成，需要現場就位的土建模塊預制和運輸工作也完成了。以此類推，整個項目的進度由于有采用多種工作同時平行實施，施工現場只余下構件吊裝、節點處理等，整個進度得到很大的提高。
同時，對資源的投入來說也很有利，因為模塊化使資源的投入更扁平化，減少了高峰期資源的投入，對計劃編排和執行更有利。
平行作業也會帶來進度相互匹配的問題，必須將模塊的場外預制進度和工程施工進度綜合考慮，由于模塊預制安裝和現場施工活動的深度交叉，如果不能解決好這兩者之間的關系，模塊化將變成對整個建造工期延誤的因素。
3.3 質量控制
模塊化施工將原來在建造環境較差的工作，尤其是高空作業和密閉環境的作業，轉移到環境較好的車間里。這樣極大的改造了工作環境，對施工質量（產品質量）的改善提供了條件。
原來現場施工的大部分工作改變為工廠施工，相應的質量控制也發生改變，將施工質量的控制變為工廠產品質量的控制，必須通過質量計劃等手段加強車間生產質量控制。
另一方面，模塊化概念決定了模塊的質量要求也是很高的，由于模塊化施工增加了接口，包括模塊內管道、鋼結構、電氣橋架、土建等之間的接口，如果車間預制精度不夠，在施工現場很難調整，保證施工質量。
解決這個問題，鎳礦項目在設計時已經有所考慮，就是整個現場每個點都有三位坐標，現場還有多個坐標基準點，其他的定位都是以它們來作為參考點，通過全站儀測量設備的應用，解決了這個問題，同時在制造過程中必須按照程序和圖紙加工制作，可以最大程度的提高產品質量，解決模塊和模塊，模塊和非模塊物間接口問題。
3.4 工程施工管理方面
鎳礦項目采用模塊化施工后，大量的作業改在工廠進行，擴大了工廠作業范圍；模塊安裝的邏輯性、嚴密性要求施工計劃必須更準確，施工進度必須更準時，增加了施工管理的難度。
所有這些，對工程的物資供應管理、信息管理、變更管理、人力資源管理等都提出了更高的要求，一旦某個環節出現差錯，必將帶來一系列的連鎖反應，進而影響鎳礦項目的整體建造工作。
3.5 運輸和吊裝方面
和傳統建造方式比較，模塊化建造增加的模塊運輸環節加大了建造的風險和成本，對模塊本身來說，由于要考慮到模塊的支撐和吊裝，設計上增加了結構和吊裝設計（吊裝方案），實體上增加了結構件、臨時支撐和包裝等，增加了施工成本。同時對于大型結構模塊，運輸安裝時需要更有專業的運輸和吊裝工具。
針對模塊化施工大量應用吊車，吊裝的工裝（平衡梁，纜繩等）多等特點，在吊車使用時要做好規劃，使用時加強調度管理。
關鍵詞：裝配式結構；變電站；節約
1.裝配式建筑簡介
裝配式建筑體系是多年來國外開發成功的建筑科技成果。目前這種建筑體系在國外得到了迅速發展，例如德國、英國、美國、日本等廣泛采用裝配式建筑體系中預制混凝土構件。作為一套完整的建筑技術正是因為適應建筑產業化的要求，以其獨特的優勢受到建筑業的關注和重視。萬科在中國住宅建造方式上，采用“預制裝配式混凝土結構”的建造形式，進行了嘗試性的革命。如萬科已在全國推廣使用新里程預制裝配式產業化住宅樓，作為新興的綠色環保節能型建筑。隨著建筑工業化的要求，世界發達國家都把建筑部件工廠化預制和裝配化施工作為住宅產業現代化的重要標致。
那么，什么是裝配式建筑呢？工地現場的建筑材料完全是由工廠半成品（預制構件），施工隊在現場對地基做一定處理后，對半成品進行房屋的組裝。建筑工地不再把瓦工、木工、鋼筋工等工種分得那么細，建筑工人由過去那種復雜的多工種角色，轉變為單一的背著射釘槍，電鉆等專用工具的裝配工角色。這種裝配化制造房屋完全避免了傳統建房的缺點，施工速度非?？欤稍诙唐趦瓤⒐ぁ７课葜圃鞂ζ髽I來說，工作勞動強度大幅度減少，交叉作業方便有序；房屋裝配中的每道工序都可以像設備安裝那樣檢查其精度，以確保房屋制造的質量；施工時的噪音降低，物料堆放場地減少，有利于環境的保護；由于工廠化的生產和現場的標準化裝配，使房屋制造成本降低，并容易滿足室內設備安裝和裝飾裝修的要求。因此，裝配式制造房屋的許多優點是傳統房屋建造方法無法比擬的。
2007年12月國家電網公司下達文件,要求變電站在通用設計的基礎上，全面推行“資源節約型、環境友好型、工業化”（簡稱“兩型一化”)變電站建設工作。裝配式變電站的建設符合了“兩型一化”變電站建設的要求。裝配式變電站的建設采用可回收利用材料，減少了混凝土、水泥砂漿等材料用量，節水、節材，減少變電站施工對環境的影響。裝配式變電站大部分構件采用工廠加工、現場組裝，減少了現場濕作業，簡化施工、規范施工工藝、保障施工質量?；A施工與建筑構件加工可同時進行，有效縮短了變電站的建設周期。2007年裝配式變電站在江蘇省電網公司建設試點，2008年各省市電力公司陸續開展裝配式變電站試點建設。
2.裝配式結構變電站特點
裝配式變電站改變了變電站傳統的電氣系統布局、土建設計和施工模式，通過工廠生產預制、現場安裝兩大階段來建設變電站。其標準化設計、模塊化組合、工業化生產、集約化施工，使變電站建設走向科技含量高、資源消耗低、環境污染少、精細化建設的道路。
1）在土建方面：改變傳統的電氣系統布局，貫徹建筑節能、節材、節水、節地方針，力求使建筑結構輕型化，利用現場快速拼裝工藝，變施工串聯流程為并聯流程來縮短施工周期。
2）電氣方面：劃分為進線模塊、主變壓器模塊、出線模塊、綜合自動化模塊、無功補償和消弧線圈模塊。其中各模塊之間的現場連接、不同設備廠家控制軟件互相兼容是技術難點。此外，需制定變電站通用設計、部件加工詳圖、工廠生產工藝、現場拼裝工藝、建筑取費定額、裝配式建造管控六大標準體系。
3）裝配式變電站建造模式需要現代預制件、鋼構件工廠作支撐，需要對傳統土建工程招標及標段劃分作調整，需要對采購方式與施工組織重新定義。
3.500kV禎州變電站裝配式變電站實施情況
3.1工程概況
500kV禎州變電站站址位于廣東省惠州市惠東縣稔山鎮園崗村東北面的臺地上，距離惠東縣城約16.6km，距離稔山鎮約3.4km。圍墻內占地面積42530m3，站內總建筑面積1367.48m2。本期變電站新建1*1000MVA主變壓器，500kV出線6回、220kV出線6回、電容器組3*60Mvar、電抗器組2*60Mvar。最終建設規模4*1000MVA主變壓器，500kV出線10回、220KV出線14回、電容器組4*（3*60Mvar）、電抗器組4*（2*60Mvar）。
主要的土建工程項目：主控通信樓；中央配電室；警傳室；消防泵房及水池；圍墻及大門；主變及500kV高抗基礎及防火墻；500kV、220kV及35kV構支架基礎；500kVHGIS、200kVGIS基礎；防雷接地；電纜溝道；站區供排水管道；站區道路；消防；照明、通風、空調、綠化等。本工程主要特點：根據省公司要求，突出新工藝特點，500kV禎州變電站工程主控通信樓、380V中央配電室、泵房、防火墻和圍墻均改為裝配式結構，也是首次廣東省內500kV變電站的一個創新。
3.2裝配式工程施工
3.2.1施工工藝
本工程NALC板材均采用150mm厚度板，由墻板生產廠家根據設計院提供的圖紙進行專門排版設計和生產，并由廠家提供專用加固配件（管板和鉤頭螺栓等）和接縫材料。水平運輸：到貨材料按使用部位就近堆放；如需搬運，現場運輸采用一個手推定制滑輪車，將板平放在滑輪車上，每頭一人扶穩推運到吊裝點。安裝形式：NALC板安裝分為豎向安裝法（主控通信樓）和橫向安裝法（防火墻及圍墻）。吊裝方式：可采用移動式腳手架加卷揚機、或采用汽車吊吊裝安裝。
NALC板是采用水泥、石灰、砂為原料制作的高性能蒸壓輕質加氣混凝土板，板內配置防腐處理的鋼筋網，板面可根據設計要求做刮膩子、涂墻漆、貼瓷磚等裝飾；NALC板可鋸、切、刨、鉆，板上可以開槽，動力照明管線可以暗敷于板內，配電箱可以部分嵌入板內（配電箱厚度超過50時）?？v向開槽深度不大于1/3板厚（即50）；橫向開槽時，內墻板深度不大于1/3板厚，外墻板橫向開槽深度不大于20mm，槽長不大于1/2板寬，槽寬不大于30mm。
3.2.2采用裝配式建筑物
建筑物采用現場裝配。除基礎采用現澆混凝土條基外，上部結構都由工廠制作，運到現場裝配。建筑物的結構形式是門式鋼架結構，工字型鋼梁柱;屋面采用預制大型發泡水泥復合板，屋面防水采用平屋面上做卷材防水層，外檐溝排水;外墻板采用工廠預制木纖維混凝土復合墻體。所用的材料都是建筑市場上的成熟產品，并有公開出版的標準圖集供設計選用。
建筑物材料選擇環保節能產品，有較好的防水隔熱性能。墻上開設的固定窗采用斷橋隔熱鋁合金窗框，玻璃采用中空玻璃。
變電站的建筑物所用材料為不燃體，鋼結構涂刷防火涂料。室內布置有火災報警系統和監視器。主變壓器和建筑物之間墻體按防火墻設計，中間加設蒸壓輕質加氣混凝土墻板（NALC板），整體耐火超過4 h。
變電站采用裝配式的建筑是縮短工期的關鍵。該工程的主控樓承重采用鋼框架結構，主要受力構件梁柱為鋼結構，現場直接吊裝，樓屋面板采用鋼桁架支撐體系，減去模板支撐及拆模占用的周期。墻體采用NALC板圍護，大大縮短施工工期，同時保證施工質量。因為如常規采用砌體結構，砂漿需要沉實時間才能批擋。
3.2.3采用裝配式構架、圍墻
配電裝置的構架采用工廠預制鋼結構，構支架梁和柱采用法蘭螺栓連接，安裝現場無焊接作業。圍墻柱采用混凝土工廠預制，圍墻板采用ALC板。現場施工時將預制柱吊裝插入柱基礎固定，圍墻板插入柱間。整個變電站施工零米以上均直接裝配完成。
3.3裝配式施工效益
變電站的設備、材料按施工進度要求實現定時、定點配送，有效地解決了以往設備、材料占用非建設場地的問題。該施工方式節約了水資源以及污水、廢水的排放。整個變電站承重結構采用螺栓連接的鋼結構，減少了施工現場的噪聲、廢氣的排放，減少了對施工作業人員健康的不良影響。
同等規模的常規變電站建筑主體施工工期約為180 d（不包括地基處理）。禎州變電站建筑主體施工工期僅為90 d，工期僅為同等規模常規變電站工期的50%。減少管理費用，可提前投產多送出電量，:該變電站社會經濟效益與同等規模的常規變電站相比均大幅提高。
4工程經驗總結
裝配式建筑物的耐久性能。傳統變電站的建筑設計使用年限為50 a，而裝配式變電站的
建筑設計使用年限能否達到傳統建筑水平，使用周期中維護費用是否經濟等問題缺少實踐驗證。為此，裝配式變電站在設計時，采用了建筑行業已廣泛應用的材料，材料本身的耐用性能超過50 a，計算的標準也是按50 a標準規范設計;其使用周期中維護費用僅為屋面卷材的更新和鋼結構表面的防銹漆更新處理。
裝配式變電站在設計時，采用可回收利用材料，且復合材料的防水、保溫等各項性能都優于普通的混凝土建筑。
從500kV禎州變電站運行至今的情況看，建筑物保溫、防水、防潮效果較好，屋內恒溫干燥，屋面沒有滲漏水。
由于本站在廣東省內第一個采用NALC板，省內還沒有廠家生產，相應增加運輸成本和造價。此站作了一個造價對比（未考慮環境、社會成本以及后期維護費用等），裝配式造價高于標準常規設計20%。綜合考慮構造措施、材料、半成品加工能力等因素，建議拓寬設計思路，推廣新材料、新工藝的使用，做到廣東本地配套材料供應和技術工藝水平提高運用，以降低工程造價。
總之，通過500kV禎州變電站裝配式結構的實踐探索，有效驗證了其特點和優越性，明顯縮短了施工工期，節約了資源，填補了廣東電網在裝配式變電站建設方面的空白，在同類工程的推廣運用中具有重要指導意義，同時為廣東電網公司深入貫徹南方電網建設“3C綠色”電網指引方向。
裝配式建筑的應用與推廣，使建筑科技進步對建筑產業發展的貢獻率取得新成效，技術創新體系和工業化生產方式達到新水平，新型工業化建筑體系和通用部品體系實現新突破，建筑產業結構實現全面升級，爭取到2020年基本實現系統完備和技術領先的現代建筑產業體系，全面實現現代建筑產業化。
參考文獻：
關鍵詞：智能變電站；建設；發展趨勢
作者簡介：叢雪芹（1970-），女，山東文登人，棗莊經濟技術研究所土建設計室主任，高級工程師。（山東 棗莊 277101）
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）27-0170-02
智能變電站是采用先進、可靠、集成低碳、環保的智能設備，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，并根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。本文分別對規劃試點階段、全面建設階段、引領提升階段的重點內容進行闡述和分析。
一、規劃試點階段（2009～2010年）
近年來，智能電網的發展逐漸成為電力行業發展的龍頭。為促進電網發展，我國電網提出：以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強智能電網；技術上實現信息化、自動化、互動化；管理上實現集團化、集約化、精益化、標準化。
2009年、2010年，按照統籌規劃、統一標準、試點先行、整體推進的工作方針，以及“試點先行、總結完善、穩步推進”的工作步驟，公司選取47座新建變電站開展智能變電站試點建設，覆蓋66～750kV電壓等級，涉及24個省公司，綜合考慮選用AIS、戶外GIS、HGIS設備，建設項目包括戶外、戶內、地下變電站等多種類型。[1]力求選取較為全面和具有各種代表性的技術方案參與試點，充分利用試點項目探索出更多的經驗。
山東省按照這一要求，在黃屯110kV變電站和午山220kV變電站進行智能化設計和建設。在這兩個站建設中，參建人員積極學習有關規程，執行《智能變電站技術導則》、《330kV～750kV智能變電站設計規范》、《110（66）kV～220kV智能變電站設計規范》、《智能變電站繼電保護技術規范》等相關標準規范；全面采用智能化技術，包括一次設備智能化、電子式互感器、一次設備狀態監測、高級應用、自動化系統網絡、交直流一體化電源、輔助系統智能化等幾個方面。
試點工程實現了智能變電站功能定位預期目標。通過試點，構建了公司智能變電站關鍵技術基本理論，建立了智能變電站技術標準體系，為智能變電站的全面推廣建設提供了基礎。但由于個別新設備（如電子互感器、合并單元等）處于邊研發、邊生產、邊驗證的狀態，存在質量不穩定、招標模式不適應、檢驗標準不健全等問題。
公司對已投運的智能變電站試點工程開展了技術總結，對關鍵設備進行分析、評價，提出改進措施，形成智能變電站關鍵設備質量通報（基建技術〔2012〕289號）。認真借鑒，加強智能變電站關鍵設備管控，進一步提高產品質量和性能，確保工程建設質量。加快出臺相關技術規范和檢驗標準，強化設備入網性能測試，優化設備招標分包模式和評分標準。
二、全面建設階段（2011～2015年）
根據國家電網公司建設堅強智能電網的整體部署，“十二五”期間，國家電網將推廣智能變電站建設。2011年新建變電站工程全部按智能變電站技術模式建設。截至2013年1月底，投產智能變電站141座。
1.設計依據
（1）2011年新建變電站設計補充規定（國家電網基建〔2011〕58號），2012年1月。
（2）智能變電站優化集成設計建設指導意見（國家電網基建〔2011〕539號），2012年3月。
（3）國家電網公司輸變電工程通用設計智能變電站部分（2011年版），2012年8月出版。
（4）國家電網公司輸變電工程通用設備智能變電站一、二次設備（2012年版），2013年3月出版。
（5）國家電網公司輸變電工程通用設計110（66）kV、220kV智能變電站施工圖設計（2013年版），2013年5月出版。
2.主要技術原則
（1）安全可靠、技術先進。在安全可靠、經濟適用的基礎上，采用智能設備，提高變電站智能化水平。建立全站的數據通信網絡，數據的采集、傳輸、處理實現數字化、共享化。采用常規互感器配置合并單元方式實現數字化采樣傳輸。選用電子式互感器時，需專題論證、專題評審。研究未來發展趨勢，對于現階段不具備條件實現的高級功能應用，應預留其遠景功能接口。應嚴格遵照二次系統安全防護相關規定，進行安全分區，通信邊界安全防護，確保控制功能安全。
（2）優化集成，節約環保。整合系統功能，專業間數據共享。逐步整合變電站自動化系統、一次設備狀態監測系統及智能輔助系統的獨立后臺主機。在滿足設備可靠性前提下，實現裝置集成，減少裝置配置數量。實現貫徹“兩型一化”，嚴格控制配電裝置尺寸和建筑面積、層高，合并功能相似房間，節材、節地、節能。提高變電站運行的自動化水平和管理效率，優化整個變電站的全壽命周期成本。
三、引領提升階段（2016～2020年）
從2013年開始，要創新變電站工程建設模式，開展標準配送式智能變電站建設，推行“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”，全面提升電網建設能力。
1.目的和意義
一是集成應用新技術、深化標準化建設。集成應用新技術，形成電氣一次、二次、土建各專業標準化技術方案，實現設計、建設標準化，提升工程技術水平及節能環保水平。二是適應“大運行”、“大檢修”要求。高級應用功能模塊化、標準化、定制化，深化智能化技術，實現對“調控一體、運維一體”的有效支撐，提升安全穩定供電能力。三是提高智能變電站建設效率。實現初步設計、設備采購、施工圖設計、土建施工、安裝調試、生產運行等環節的有效銜接，提高變電站建設全過程精益化管理和建設效率。[2]四是全面提高電網建設能力。設計達到施工圖深度，技術和裝備實現集成和工廠化調試，應用預制裝配結構，推進現場機械化施工，減少現場接線和調試工作，提高工程建設安全質量、工藝水平。
2.技術原則
（1）標準化設計。應用通用設計、通用設備，全面實現設備型式、回路接線、土建設計標準化，形成施工圖深度通用設計成果。一次設備與二次設備、二次設備間采用標準化連接，實現二次接線“即插即用”。[3]支撐“大運行、大檢修”，實現信息統一采集、綜合分析、智能報警、按需傳送。實現順序控制等高級應用功能模塊化、標準化、定制化。
（2）工廠化加工。建、構筑物主要構件采用工廠預制結構形式。保護、通信、監控等二次設備按電氣功能單元采用“預制艙式組合二次設備”。艙內接線及單體設備調試均在工廠內完成。[4]一、二次集成設備最大程度實現工廠內規模生產、集成調試。
（3）裝配式建設。建、構筑物采用裝配式結構，減少現場“濕作業”，實現環保施工，提高施工效率。采用通用設備基礎，統一基礎尺寸，采用標準化定型鋼模澆制混凝土，提高工藝水平。推進現場機械化施工，減少勞動力投入，降低現場安全風險，提高工程質量。
3.特點
一是體現了“安全可靠、集成優化、模塊組合、節約節資”。二是進一步實現了標準化，深化應用通用設計、通用設備，模塊組合、應用靈活。三是實現施工圖設計深度（設計方案、平面布置、設備選型、規范和接口、土建設計等各專業）。四是深化應用通用設備，實現“四統一”（電氣參數、土建、一次、二次接口）。
四、結束語
智能變電站建設是智能電網的重要節點，從可研、設計、設備制造、施工、安裝、驗收到送電全過程建設工作，環環相扣，缺一不可。適應電網發展趨勢要求，進一步加強并優化各環節工作是每個建設者的責任。希望本文能為同行了解智能變電站建設的趨勢提供參考。
參考文獻：
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1.一體化電源的特點
在智能化變電站中采用的交直流一體化電源設計，在與傳統的變電站電源設計相比，主要有以下幾個方面的特點：
（1）電源具有顯著的一體化特點。在智能變電站的一體機電源設計過程中，其作為顯著的特點就是實現電源設計得高度一體化，而且不僅僅是設計外觀層次的一體化，在設計的系統層次也已經實現了高度的一體化設計，降低了系統的組屏個數，對于提升電源系統的外觀和性能都有著很大程度的幫助。而且一體化的設計思路還能夠有效的簡化電源系統后期的維護和管理。在一體化電源生產環節，可以實現各個不同部件的批量化生產，有效的縮短了電源系統的生產周期。
（2）一體化電源系統具備高度的智能化和自動化特點。在智能化變電站的交直流一體化電源設計中，集成了大量的電子設備，通過網絡系統將若干子系統進行有效的整合，同時可以實現對各個子系統的有效管理，進一步實現整個智能變電站交直流一體化電源的自動化管理。同時高度的智能化和網絡化對于提高電源系統的管理能力有很大的幫助，能夠通過預置的傳感器對相關的參數進行監測，并且可以及時的發現電源系統運行過程中存在的問題，有效的預防電源系統故障的發生。
（3）一體化電源設計具有較高的可靠性。與傳統的分布組裝式電源系統相比，一體化電源的設計全部通過模塊化設計實現，因此系統無需進行二次接線，這樣可以有效的提高系統的絕緣性，同時模塊化設計為后期電源系統的維護提供了巨大的方面，可以通過更換相關的故障模塊實現電源系統的快速恢復。而且交直流一體化電源系統對相關的蓄電池和開關之間都實現了較高的安全防護，以有效的降低變電站設備發生故障的概率，對于提升智能變電站的可靠性至關重要。
2.變電站一體化電源設備系統建設
通過對傳統變電站的用電分析和研究，找到了其存在的一些問題，這樣就針對性的站用交直流一體化的電源系統整體的設計思路。
（1）交直一體化電源系統設計思路總體設計思路：①建立交直一體化電源網絡的智能平臺。②提高站用電源管理水平。③消除站用電源存在的安全隱患。④深層次開發，全面的提高站用電源安全系數與智能化水平。第一，站用交直流電源一體化系統定義為：將站用直流操作電源系統、交流不間斷電源系統和通信電源系統統一設計、成產、調試、監控和服務，通過優化設計、聯動系統和網絡通信等方法實現站用電源安全智能化、網絡設計智能化（智能直流電源總系統、智能交流電源總系統、智能通信電源子系統、智能一體化監控子系統等），實現站用電源交鑰匙工程和實現效益最大化目標。第二，站用交直流一體化電源系統并不是簡單的把直流和交流混裝在一起，它包括了多方面的技術，其主要技術特征表現在以下幾個方面：①網絡智能化設計：可以設計通過交直一體化監控器對站用直流電源、交流電源和通信電源進行統一的監控并且建立統一的平臺，以實現信息共享，實現網絡智能化。②對蓄電池進行優化設置：取消蓄電池組充電設備，轉而使用轉換器而采用直流母線代替。③建立智能專家管理系統：包括固定的數據庫、實時數據庫和專家智能管理系統。④系統聯動：自動調整直流運行，應用交流進行線運行方式達到最佳方式運行管理。⑤深層次開發：一體化信息共享平臺，綜合整理客戶的需求后進行開發，也是為了站用電源的深層開發提供了可能。
（2）一體化電源對數字化變電站的開發和應用第一，可以實現所有開關智能化，對外只有通訊線而沒有二次接線。其所謂的開關智能化指的是，將智能電路板、開關及傳感器集成在一個機箱內，對外只有通信接口設計模塊，而全部的二次接線全在機箱內完成。對集中功能分散化，使屏柜和模塊之間并無二次聯線。第二，程序化電源的開發和利用包括一體化運行的協調聯動和實現站用輔助設備智能化管理。協調聯動指的是對站用電源負荷開關根據負荷之間的一定條件、一定的邏輯進行協調聯動。實現智能化管理要求智能端就地和輔助設備連接，并且實現信息數字化傳輸。
3.結束語
關鍵詞：前接線；前維護；模塊化
引言
近幾年，隨著電力系統標準配送式變電站的試點，對直流電源系統的操作、維護、接線提出更高要求。要求柜內設備能做到前接線、前維護和模塊化、智能化。前維護智能直流電源系統要系統性解決以下問題：
在屏柜位置空間和屏內部空間有限的情況下：
（1）進線和出線要能實現前接線、前維護；（2）關鍵器件-AC/DC高頻充電模塊要能實現前接線、前維護；（3）饋線開關和絕緣監測霍爾要能實現前接線、前維護；（4）一次二次電器元件及其相互間的銅排和連接線要能實現前接線、前維護。
1 智能直流系統簡述
1.1 智能直流電源系統組成
一次：交流二路進線及切換單元、高頻充電模塊及輸出、電池輸入、電池、一次饋線。
二次測量及控制、管理：交流進線測量和控制、直流母線測量和控制、電池電壓測量（巡檢）、內阻測量、電流測量與管理、絕緣監測、饋線開關位置和跳閘監測等。
主要電器元件：
一次元器件：交流開關、高頻充電模塊、直流輸出開關、電池輸入開關（斷路器或隔離開關或熔斷器）、電池，饋線開關、降壓硅鏈等。
二次元器件：交流監測及控制單元、直流監測單元、開關量監測單元、電池巡檢單元、絕緣檢測單元、直流監控等。
1.2 智能直流電源一次系統圖
1.2.1 一組蓄電池直流電源系統（圖1）
1.2.2 一組蓄電池、2套充電裝置典型接線示意圖（圖2）
1.2.3 二組蓄電池、2套充電裝置典型接線示意圖（圖3）
1.2.4 二組蓄電池、3套充電裝置典型接線示意圖（圖4）
2 滿足前維護智能直流系統解決方案
上述對智能直流系統的組成進行了簡單的敘述，接下來就是針對前接線、前維護的功能要求進行研發思路論述和實踐結果階段性總結。
下面按功能單元進行介紹：進線和出線、關鍵器件-AC/DC高頻充電模塊、饋線開關和絕緣監測霍爾、一次二次電器元件及其相互間的銅排和連接線。
2.1 進線和出線實現前接線、前維護
進線：將原接于屏后的端子安裝于前面。
出線：研發一種集饋線開關、絕緣檢測和開關位置和報警（OF+SD）、饋線端子前接線和維護的模塊。前維護智能饋線模塊各功能區域具有獨立更換、獨立生產功能。見后饋線模塊圖示。
2.2 關鍵器件-AC/DC高頻充電模塊實現前接線、前維護
研發一種可將原充電模塊（包括并聯電池系統充電模塊）和原需要后維護的插件一起拉出單元模塊。如圖5所示。
2.3 饋線開關和絕緣監測霍爾要能實現前接線、前維護
研發一種集饋線開關、絕緣檢測和開關位置和報報警（OF+SD）、饋線端子前接線和維護的模塊。如圖6所示。
2.4 一次二次電器元件及其相互間的銅排和連接線實現前接線、前維護
所有的一次二次電器元件全部前置安裝，實現前接線、前維護。相互間的銅排和連接線屏后沒有過渡端子和銅搭接頭，維修裝拆在屏前方。如圖7所示。
3 核心前接線前維護饋線模塊類型及經濟價值成本舉例分析
目前開發的前接線和前維護直流饋線模塊：DC508（8回路）、DC510（10回路）二種如圖8所示以下河清項目饋線前維護模塊作為分析對象。
（1）饋線支路開關：成本降低率15%。
（2）漏電流霍爾：成本降低率4%
（3）指示燈：成本降低率200%。
（4）一次線：成本降低率42%
（5）二次線：成本降低率60%
具體見表1。
4 結束語
以上是作者基于多年對直流電源供電系統設計、檢驗、現場維護調試經驗，根據行業發展和用戶的需求，現從直流系統研發設計前端著手開發新的可實現前接線、前維護的整體方案。目前已在多個預裝式變電站應用，用戶很滿意。
因前接線、前維護還處于研發成果試用階段，思路和實現的方法還需要不斷完善改進，希望各位專家和用戶提出寶貴的改進建議。為把中國的前維護智能直流電源系統產品做成世界級的精品而一起努力。
參考文獻
（烏魯木齊電業局光源電力有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830011）
【摘 要】數字化變電站是實現智能電網的重要環節。本文簡述了數字化變電站的概念、特點、關鍵技術及其建設方法等問題。通過分析可以認為，數字化變電站必然成為未來變電站的發展趨勢。
關鍵詞 數字化變電站；數字化技術；電子式互感器；IEC61850
0 引言
數字化變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站[1]。與常規變電站相比，數字化變電站間隔層和站控層的設備及網絡接口只是接口和通信模型發生了變化，而過程層卻發生了較大的改變，由傳統的電流、電壓互感器、一次設備以及一次設備與二次設備之間的電纜連接，逐步改變為電子式互感器、智能化一次設備、合并單元、光纖連接等內容。作為一門新興技術，數字化變電站從提出開始就受到了極大的關注，目前已成為我國電力系統研究的熱點之一。隨著相關軟硬件技術的不斷發展和成熟，數字化變電站將成為變電站技術的發展方向。
1 數字化變電站的關鍵設備
1.1 智能化的一次設備
一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微處理器和光電技術設計，簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替[2]。一次設備例如電子式互感器，電子式互感器(ECT、EVT)分為兩大類:有源電子式互感器和無源電子式互感器。有源電子式互感器利用Rogowski空芯線圈或低功率鐵心線圈感應被測電流,利用電容(電阻、電感)分壓器感應被測電壓。遠端模塊將模擬信號轉換為數字信號后經通信光纖傳送。無源電子式互感器利用Faraday磁光效應感應被測電流信號,利用Pockels電光效應感應被測電壓信號,通過光纖傳輸傳感信號。
1.2 網絡化的二次設備
變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的I/O現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源其享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。將IEC61850應用于變電站內的通信,以充分利用網絡通信的最新技術,實現二次設備的信息共享、互操作和功能的靈活配置。數字化變電站采用低功率、數字化的新型互感器代替常規互感器，將高電壓、大電流直接變為數字信號[3]。常規站與數字站結構區別如圖1所示。
1.3 自動化的運行管理系統
變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能及時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。
2 數字化變電站通信規約關鍵技術
數字化變電站是建立于IEC61 850通信規范基礎上，由電子式互感器(ECT、EVT)、智能化開關等智能化一次設備、網絡化二次設備按變電站層、間隔層、過程層分層構建而成,能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。它的關鍵技術主要包括以下幾個方面：
（1）功能建模。從變電站自動化通信系統的通信性能(PICOM)要求出發,定義了變電站自動化系統的功能模型(Part5)。
（2）數據建模。采用面向對象的方法,定義了基于客戶機/服務器結構的數據模型(PartT-3/4)。
（3）通信協議。定義了數據訪問機制(通信服務)和向通信協議棧的映射,如在變電站層和間隔層之間的網絡采用抽象通信服務接口映射到MMS(IEC61850-8-I),在間隔層和過程層之間的網絡映射成串行單向多點或點對點傳輸網絡。(IEC61850-9-1)或映射成基于IEEE802,3標準的過程總線(IEC61850-9-2)(Part 7-2,Part8/9)。
（4）變電站自動化系統工程和一致性測試。定義了基于XML(Extensible Make up Language)的結構化語言(Part6),描述變電站和自動化系統的拓撲以及IED結構化數據。為了驗證互操作性,Part10描述了IEC 61850標準一致性測試。
（5）IEC 61850 標準中引入了抽象通信服務接口(abstract communication service interface， ACSI)。ACSI使變電站自動化功能完全獨立于具體的網絡協議，因此最新網絡技術可以很快被應用于變電站中[4]。
3 數字化變電站建設
數字化變電站和傳統變電站相比實現了信息采集、傳送、處理、輸出由模擬量到數字量的轉變，并形成了相應的通信網絡和控制處理系統，實現了信息的共享和互操作。從技術規律和電網特性角度看，數字化變電站推廣建設是智能電網形成的基礎環節，是智能電網實現數字化，信息化，自動化的技術和實踐經驗來源。數字化變電站的基本結構繼承了分層分布式的特點，如圖 2所示。
其功能在邏輯上被分配到 3個不同的層(即過程層、間隔層和變電站層)中。過程層是一次設備和二次設備的結合處，其主要功能是:進行電氣量的檢測、運行設備的狀態參數在線檢測與統計、操作控制的執行等任務。間隔層的主要功能是進行本間隔過程層實時數據信息的匯總，并對一次設備實施保護控制功能，具有承上啟下的作用。變電站層主要任務是匯總全站的實時數據信息，將有關數據信息送往調度或控制中心并接受調度或控制中心有關控制命令，轉發間隔層、過程層執行等功能。相對于常規變電站，數字化變電站具有很多先進技術和功能特點。
3.1 基于數字和光纖的信號采集系統
電子式互感器(ECT、EVT)和光電互感器的應用使得數字化變電站實現了站內信息的數字化采集和光纖傳遞，大大簡化了二次回路，解決了電纜老化問題，減少了運行人員的誤操作，系統可靠性得到提高。智能電網的數字化程度要求更高，將有各種先進的智能傳感器要運用到一次設備中去，包括發、輸、變、配、用戶等個個環節，用以監控電網設備健康狀態和全網電氣信息，形成龐大的智能監控系統。數字化變電站的硬件設施和建設過程中的相關經驗，在智能電網建設中有重要的作用和價值。
3.2 信息交互網絡化
數字化變電站內設備之間通過高速以太網進行信息交換，二次設備不再出現功能重復的I/O接口，常規的功能裝置變成了邏輯功能模塊，變電站內實現了真正的數據集資源共享。和智能電網高速、動態互動、實時信息共享的超級網絡構架的目標方向一致。
3.3 全站統一的標準平臺
IEC61850確立了電力系統建模標準，為變電站定義了標準的信息模型和信息交換模型。采用對象建模、抽象通信服務接口（ACSI）、以及設備自我描述規范，解決了不同廠商產品互操作問題，形成了全站設備功能和信息共享的統一標準平臺。
3.4 信息同步與安全性
數字化變電站與傳統變電站相比，一次設備及一次設備與二次設備之間連接，由電纜被電子式互感器、智能化一次設備、合并單元、光纖所代替，這為采樣數據的共享提供了條件，同時也帶來了電子式互感器間采樣同步問題。IEC 61850采用SNTP(sim plenetwork time protoco1)實現不同設備間的同步采樣，以UTC(universal time coordinated)作為時鐘同步源[5]。IEEE1588[協議為消除或削弱網絡測控系統各個測控設備的時鐘誤差和測控數據在網絡中的傳輸延遲提供了有效路徑，只要按照這個規范去設計網絡化測控系統，則系統的測控精度可控制在亞微妙級，從而可以有效解決分層分布式測控系統的實時性問題IEC 61850 采用 SNTP( simple network time protoco1) 實現不同設備問的同步采樣， 以UTC( universal time coordinated) 作為時鐘同步源。IEC61850協議的開放性和標準性帶來了電力系統運行的安全性問題，IEC在制訂了IEC61850之后，開展了安全標準IEC62351的編制，其中IEC62351-6定義了IEC61850的安全性[6]。
3.5 智能化一次設備不斷成熟
以往制約數字變電站發展的主要是因為IEC61850技術不成熟，2005年的IEC61850互操作實驗[3]極大推動了IEC61850在數字化變電站中的研究應用，目前變電站層與間隔層技術已經成熟，間隔層與過程層技術也在不斷成熟。國內的智能化一次設備質量提升的飛快，從已經運行變電站的反饋情況來看，智能化一次設備已經從初期的不穩定到了現在基本能滿足現場應用的水平，這為智能電網建設打下了基礎。數字化變電站系統結構如圖3所示。
4 結論
由于其具有信息充分共享、通信系統能可靠實時的交換所有設備的完整信息、降低變電站整個生命周期的費用等優點。數字化變電站必然會成為未來變電站發展的趨勢。建設以光電式互感器、智能化集成開關、智能變壓器等數字化一次設備和其他智能電子設備為基礎的新型變電站自動化系統。實現數字化變電站站內各層間的無縫通信。最大限度地滿足信息共享和系統集成的要求。則是數字化變電站技術的發展方向?？梢灶A期。一個系統分布化、結構緊湊化、模型標準化、通信網絡化、信息集成化、檢修狀態化、操作智能化的完全數字化變電站將作為未來“ 數字化電網”的功能和信息節點展示在人們面前。
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摘 要：隨著我國電力建設的不斷加快，電力設計水平也需要不斷加大力度，例如：110～220 kV的設計和建造就需要對電氣布置、結構形式等土建工程加以規劃和設計，需要不斷在先進性、經濟性、實用性、安全性上加大研究力度。
關鍵詞：變電站建站 土建設計 方案優化
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0072-02
隨著經濟建設的不斷加快，持續穩定的發展需要電力能源的支持，電力建設得到了前所未有的發展機遇，同時也面對著巨大的壓力。為了加快建設，配合城市化建設步伐和改善城市化建設環境，給予城市化建設巨大的能源支持，需要不斷地對變電站的建設進行規劃和設計，確保變電站的快速擴建的同時，不會影響到周邊居民的正常生活。因此，該文對110～220 kV變電站的土建設計是具有一定代表性，研究好設計的原則、選擇階段的可行性研究等工作，對設計和施工類似工程具有重要的意義。
1 變電站土建設計之站址選擇
做好變電站土建設計的原則首先是以人為本，然后是可持續發展。110～220 kV的土建設計理念，對每個方案進行模塊化設計，是起始的工作，應該得到重視。首先對設備的選擇進行設計，包括尺寸的布置、方案的設計等。對站址的設計要利用經濟技術的手段加以論證，特別是可行性建設的問題，避免出現重復性建設，造成浪費，最終達到最佳站址的設計目的。對變電站站址的選擇，決定了日后系統人員在線路出線的方便操作、合同的合理執行等工作能否順利開展，因此，要注意做好以下幾個方面的工作。
第一，φ局返難褚獲得政府的許可，符合政府規劃的設計要求。在進行選址的前期要與當地的規劃和設計主管部門進行意見溝通和收集，特別是對城市規劃和土地利用總體規劃的資料要得到一手的材料，將擬建的變電站的情況及時與上級主管部門進行溝通。按照國家土地規劃的要求進行電網的規劃和設計，本著資源節約、環境友好的原則，充分利用土地，避免侵占耕地的情況發生，還要兼顧經濟效益，對劣質地和荒地充分利用，保護農田水利基礎設施，通過國土部門的總體規劃的調整后，得到站址的最佳選擇結果[1]。
第二，站址的選擇要考慮周邊的環境，了解環境中與選址是否有沖突的地點和設施，如軍事、通信、機場、導航設施等，還有風景游覽區等，也是要考慮的范疇。如果有這些設施存在，就要按照國家有關規程規范的要求，進行合理的規避，做好安全防控，保持干擾距離，等待相關部門協議后再進行施工，尤其是遇到有礦產資源或者歷史文物的時候，更要注意站址的選擇要與上述地點錯開和規避。
第三，對于客觀因素的影響，如水文、氣象、地質等條件，特別是進行站址的現場勘察，勘察的內容涉及站區的供水、電源供應、防洪排水、設備運輸，還有對站址區域內的拆遷情況的了解以及補償費用的計算等。設計人員選擇的地形一般為平坦、進站道路無障礙、拆遷量少的區域，而且水源的利用要保證充足和合理，尤其是220 kV等級以上的變電站，對于防洪的要求較高，110 kV以上的變電站對洪水位的年限要求等方面都要進行全面的分析，保證站址的選擇具有可行性、可持續性[2]。
2 變電站土建設計之可行性研究
對110～220 kV變電站的可行性研究，包括對土建設計的工作重點，如占地面積、站址、拆遷賠償、地基處理、地下設施的施工技術等眾多內容。
第一，站址位置的主變臺數、總平面布設、出線回數等，都是可行性研究的重要內容。以南方電網公司的標準化模塊組合的設計標準來刊，對室外的配電裝備以及建筑物關系的合理調配，首先要考慮的是先進設備和布置工藝的方式，如空間發展如何能不侵占土地面積，建筑的建造如何能夠對環境不造成破壞，同時又要具有相應的功能等；在單體建筑和綜合建筑的建設上如何能夠在保證規范建設的基礎上又能適合變電站的功能建設要求等。另外，對于變電站建設中涉及到的雙層出線問題、擋土墻和圍墻的建設問題、場地的平整問題等，都要考慮施工的環節、技術以及支出的費用等。
第二，在可行性研究上，同樣要充分結合國土規劃部門的要求，盡量在站址的建設和周邊環境的建設投資方面進行充分的調研，盡量選擇靠近能夠利用水源、道路連接短、地形平坦等方面有優勢的位置進行建站。
第三，是土建設計的重要關注點，還包括對不利于建站的地質條件進行建設，例如：對于地質構造穩定性、邊坡等做出合理性評價，還要對巖土的物理性質等進行勘測，把溶洞、土洞、地下暗河等具有不良影響的地形地貌考慮在內，分析危害的后果或者可能帶來不良后果的概率，并提出合理的、有效的防護措施，因此，土建設計人員擔負的職責是十分繁重而重要的，提出的方案應包含對于土層的物理條件以及站址挖填區的合理化分析等方面[3]。
3 變電站土建設計之設計階段
對于變電站的設計階段的土建設計，包括的內容眾多，如平面的布置、建筑結構的設計、水工消防的設計等，應在經濟合理的基礎上加強設計方案的布設、經過多方驗證后方能進行方案的確定。
第一，是總平面的布置，要考慮電氣的布設、進出線的布設、電氣的安全距離、消防設施的優化等。
第二，是豎向的布設，包括電壓等級、設計規范，防洪設施等，利用現有的地形條件，對變電站的排水、場地、邊坡等選擇合理科學的布置方式加以布設，尤其是防洪防澇的工作，應對站區內土石方的平衡方式、技術施工環節等進行合理的設計，充分利用防洪墻的功能，將之納入到設計思路中，例如：邊坡的高度設計，就是豎向設計中的重要內容，將邊坡的高度經過穩定性計算后與擋土墻等結合，進行高邊坡的設計，編制出專題的報告，保證邊坡穩定，而且能夠防止水土流失帶來的危險。
第三，是建筑結構的設計。根據變電站的規模進行模塊化組合設計，這是南方電網標準設計的先進經驗，不僅滿足了變電站的功能要求，也符合電網的標準化設計要求，例如：在抗震能力和空間擴大方面，采用了混凝土框架設計的方法，同時也找到了電氣設備安裝的合理性原則[4]。
第四，是施工圖設計。經過初步審查后，找相關的規程規范，對設備的尺寸、概算投資數額等加以整理和計算后，得到了土建的總圖設計方案和建筑設計方案。場地采用綠化設計方案，使用碎石鋪設，操作小道鋪設了地面磚，電纜溝的設計使用了內嵌式角鋼包邊的蓋板設計等。建筑的設計考慮到了220 kV戶外變電站建筑面積的限制，對通信機房的面積采用了國際標準的建設要求，建筑外墻的顏色統一為藍、灰、白，外墻門統一采用不銹鋼防盜甲級防火門等。另外，在結構、給排水、暖通、節能降耗的設計上，也進行了專業化的設計。
4 結語
變電站的土建設計擁有規范化的設計階段，每個階段都有相關的內容。隨著技術的不斷進步，可以說現代的土建設計的難度系數在下降，但是土建設計人員依然要樹立嚴肅、嚴格、高效的意識，對標準化設計進行深入的思考，多積累設計經驗，有針對性地開展設計工作，力爭多出合格的優秀的設計產品。
參考文獻
[1] 陸峰.110～220kV變電站土建設計探討[J].軍民兩用技術與產品，2014（19）：179.
[2] 唐斌.淺談220kV變電站構架選型及優化[J].電子世界，2014（21）：49-50.
[關鍵詞]GIS，斷路器，隔離器開關，接地開關，模塊化系統
[中圖分類號]C931.6 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0216-02
1、前言
近年來，由于城市建設的規模急劇擴展，昂貴的土地費用和復雜的審批手續，對于一個新建的變電站來說，土地面積的需求已成為關系到整個變電站的造價的主要因素。
GIS是一種HIS系統。2004年在大連市的城市改造供水項目中選用了德國西門子公司的HIS氣體絕緣組合電器，該供水項目規模為80萬噸/日，設計中選用HIS氣體絕緣組合電器，該66KV/10KV變電站很有代表性。
2、GIS方案間隔、電器產品技術指標
8DN8-Ⅲ型HIS為用戶的開斷功能提供了一個富有創造性的方案，基于GIS技術，是緊湊型、費用低、模塊化、可以應用于室內和戶外，安全、可靠的運行。
現代化的工藝使得外形更美觀大方
8DN8-Ⅲ-HIS型組合電器采用了三相共體的結構，它的緊湊設計減少了設備本身所占有的空間；該設備大部分模塊清晰地布置在一個水平面上；鋁合金做外殼材料，可以提高防腐蝕性能且重量很輕；通過采用最新的結構和鑄造技術，優化了外殼的電場分布和機械性能。
六氟化硫氣體被用做絕緣和滅弧介質，所有的模塊都通過法蘭連接，靠精密的加工工藝和高質量的O型密封圈來保證設備的氣密性，這已在多年的使用中得到證明；絕緣盆子將間隔分隔幾個獨立的氣室，每一個氣室裝備了一套獨立的氣體監測設備、放暴膜和過濾材料，氣室中固定的過濾器可以吸收水分及SF6分解物。
防暴膜是防止氣室內氣體壓力的突變，防暴膜上面的氣體導向噴口，保證了防爆膜在打開時，氣體噴向一個限定的方向而不會傷害到運行人員；戶外使用的操作機構箱內安裝了加熱器；所有緊固件都是防腐材料制成。
模塊包括斷路器模塊、互感器模塊、終端模塊（含電纜終端模塊、空氣終端/避雷器、變壓器終端模塊）延伸模塊，重點介紹斷路器模塊及互感器模塊。
2.1 斷路器模塊
8DN8-Ⅲ型HIS開關的核心部分是三相共箱的斷路器模塊，由兩個部分組成：滅弧室；操作機構。
2.2 滅弧室
滅弧室是采用自能式的原理在斷路器操作時進行滅弧，由于所需的能量很小，相應發生的機械功能就小，這樣就使斷路器傳到外殼和地基上的應力也很小。
2.3 電流路徑
自能式斷路器的電流路徑是由靜觸頭支座，主觸頭，活動觸頭管、氣壓缸等組成的，弧觸頭是與主觸頭并聯的。
2.4 開斷工作電流
在分閘過程中，主觸頭首先打開，電流轉移至仍是閉合的弧觸頭，這樣，主觸頭就可以避免燒灼，隨著開斷的進行，電弧在弧觸頭之間發展，活動觸頭管向下運動，壓縮氣壓缸中的氣體，壓縮的滅弧氣體流經觸頭管進入觸頭間隙并滅弧。
2.5 開斷故障電流
如果短路電流很大，在弧觸頭周圍的滅弧氣體被電弧的能量充分地加熱，從而導致觸頭管中的氣壓上升，在這種情況下，產生滅弧氣壓所需的能量不必由操作機構提供。在操作過程中固定的弧觸頭打開，高壓滅弧氣體從滅弧噴嘴噴出，吹滅電弧。
2.6 操作機構
彈簧儲能機構為斷路器的分合提供能量，它安裝在一個緊湊的防腐蝕鋁合金外殼中，合閘彈簧和分閘彈簧布置在易于觀察的操作區內。整個操作機構完全和SF6氣室隔離開。防摩擦軸承和免維護儲能機構的應用保證了可以可靠運行數十年。
2.7 操作機構的優點
即使在電站電源故障時，保持確定的分合閘位置；無論合閘彈簧的狀態如何，斷路器最終可完成分閘操作；可進行大量的機械開斷操作；最少數量的活動部件；結構緊湊。
2.8 隔離開關和接地
隔離開關和接地開關的功能是綜合在一個三位置開關單元內?；顒佑|頭可以閉合隔離斷口或將高壓導體與接地開關的固定觸頭相連。在中性位置，無論是隔離開關還是接地開關的觸頭都不是閉合的，由一個電動操作機構驅動殼體內的絕緣轉軸，實現三相觸頭的聯動。
2.9 快速接地開關
快速接地開關是插入式接地開關。接地開關的動觸頭插入接地位置的靜觸頭，其操作機構是電動機帶動的彈簧儲能機構。
2.10 互感器模塊
電流和電壓互感器是為了測量和保護而設計的模塊。根據不同用戶需求，可提供常規的互感器或最先進的電流和電壓傳感器，例如充電型的數字互感器。
2.11 電流互感器模塊
通常采用的是功率強大的感應式電流互感器，這種電流互感器可以放在本體或布置中的任何位置。
2.12 電壓互感器模塊
采用了功率強大的電壓互感器，電壓互感器可以布置在出險隔離開關的任意一側，通過密封的絕緣板將二次連接引出殼體外。
2.13 終端模塊
終端模塊通過架空線、變壓器和電抗器、電纜方式將GIS間隔和設備連接起來，因而，它們實現了把殼體內的SF8氣體絕緣向其它絕緣介質的轉換。
2.14 延伸模抉
在間隔內通過延伸模塊完成各種方案的間距要求
3、控制與檢測
可靠并且美觀的組合電器控制系統也是非常可靠的先進的
間隔內所有控制、監視對象與集成式控制柜的電纜連接在出廠前也已完成，這樣不但能最大限度地減少現場調試時間，而且能降低出現故障的范圍和幾率。
根據標準設計，控制及監視系統由電動機械部分整合而成同時也能提供集控制與保護于一體的SICAMHV數字化控制方案，數字化模塊擁有自診斷及監控等功能?？梢酝ㄟ^遠程監控了解到變電站中開關設備更多詳細的信息。從長遠的角度上說，能夠降低變電站的運行成本。
由于選用的變壓器均在8000KVA至30000KVA，所以均要差動保護，綜合保護器也為德國西門子公司產品。
3.1 變電站控制
控制和保護系統配置在各個控制柜中。
可以根據用戶要求提供滿足用戶特定需要的高壓開關設備。并提供標準化的設計方案。通常提供的組合電器控制方案是智能化的支持標準網絡協議的數字化控制以及保護系統，并附以監視和自診斷功能。基于西門子控制與保護設備廣闊的適用范圍，能提供為用戶度身定制的解決方案。
3.2 氣體監視
氣密性的絕緣盆子將每個間隔分割成功能獨立的多個氣室（如斷路器，隔離開關，電壓互感器等等）。每個氣室都始終處在帶有顯示裝置的密度繼電器的監視狀態中，在氣室壓力發生任何異常變化時，密度繼電器將立即報警。如在使用SICAM控制的設備上加裝傳感器，則還能對個氣室的氣體壓力變化趨勢進行預報。
4、GIS系統的優點
4.1 投資成本低
4.2 運行更節省、安全、可靠
4.3 免維護
4.4 保護環境
4.5 適應各種環境
4.6 經濟性和多用性
[關鍵詞]變電站；新技術；應用
中圖分類號：TM63；TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0381-01
一、數字化變電站的系統組成
數字化變電站是在IEC61850通信協議技術上分層構建智能化的一次設備、網絡化的二次設備，在智能設備之間實現了信息共享，以及互操作。對于數字化變電站的系統來說，通常情況下其組成主要包括：
1、IEC 61850
在《變電站通信網絡和系統》系列標準中，IEC 61850是在基于網絡通信平臺的變電站自動化系統的基礎上，國際電工委員會TC57工作組制定的唯一的國際標準，在IEC 61850中對測控裝置的模型和通信接口進行了明確的規范和保護，同時對數字式EVCT、智能化開關等一次設備的模型和通信接口進行了相應的定義。通常情況下，IEC 61850將變電站通信體系分為站控層、間隔層、過程層三層。采用統一的協議對變電站內的IED，測控單元和繼電保護等智能電子設備進行處理，使得信息交換通過網絡得以完成。
2、智能化的一次設備
通常情況下智能化的一次設備主要包括光電及電子式互感器，以及智能化斷路器等。輸出低壓模擬量和數字量信號在光電及電子式互感器中是光電及電子式互感器的最大特點。通常情況下，在微機保護、電子式計量等設備可以直接使用智能化的一次設備，進而不斷滿足電子系統數字化、智能化、網絡化的需要。由于智能化的一次設備動態范圍比較大，所以在保護和測量方面能夠同時滿足應用。另外，良好的絕緣性能、較強的抗電磁干擾能力、測量頻帶寬等也是光電及電子式互感器具備的特點。
3、變電站內的二次設備
通常情況下，繼電保護裝置、安全自動裝置、測量控制裝置等共同構成二次設備，這些設備的設計和制造通常情況下是基于標準化、模塊化的微處理器而展開，同時在二次設備中不會存在常規功能裝置中重復出現的I/O現場接口，通過高速的網絡在它們之間進行連接，進而實現了數據和資源的共享。
二、變電站數字化建設過程中的幾個關鍵問題分析
智能化的一次設備是建設數字化變電站的關鍵之一。目前主要有兩種：一是在傳統一次設備上安裝智能終端，就地智能化；二是替換為新型的智能化設備。
1、光纜的敷設、光裕度試驗
采用尾纜、光纜代替傳統的二次控纜，敷設時存在光纖易折損壞，并且尾纜的兩頭接頭受施工現場環境較大，施工現場粉塵較大會不利于尾纜接頭制作。改善措施：（1）加裝光纜槽盒給尾纜提供保護作用。（2）在敷設過程別注意光纜的最小彎曲半徑是光纜直徑的10倍，如果從管道中拉出光纜最小彎曲半徑為光纜直徑的20倍，對于4芯光纜其最小安裝彎曲半徑必須大于5.08cm。（3）全站內光纜采用PVC阻燃膠帶包扎作防火處理。（4）全站光纜敷設完畢后需要對光纜的光裕度進行校驗，驗證光纖功率和衰減率要滿足要求，排除光纖損壞影響數據的傳輸、交換。
2、關于合并單元
合并單元是對來自二次轉換的電流或或電壓數據進行時間相關組合的物理單元，包括：電子式互感器合并單元和常規采樣合并單元。對于數字話變電站而言，在變壓器保護、進線線路保護、進線間隔，先將所有的傳統互感器的模擬量接入至合并單元，然后再通過IEC60044.8規約實現合并單元數據分發。因此，實現合并單元數據采樣、傳輸的同步，是這次數字化站建設過程中碰到的首要難題。合并單元除了本身需要同步信號外，不同合并單元之間也需要同步信號。
3、電子式互感器（ECVT）
電子式互感器由傳感模塊（遠端模塊）和合并單元兩部分構成。傳感模塊安裝在高壓一次側，負責采集、調理一次側電壓電流并轉換成數字量。合并單元安裝在二次側，負責對各相遠端模塊傳來的信號做同步合并處理。與傳統站不同的是，電子式互感器的校驗需要通過大電流發生器將標準互感器與被測電子式互感器形成回路，通過電子式互感器校驗儀取得被測電子式互感器輸送到合并單元采樣數據。
4、主變保護注意點
數字化變電站的主變與110kV進線保護不同，沒有采用ECVT而是采用傳統的套管CT、中性點零序CT和間隙零序保護，加上主變低壓側也采用常規互感器，對于A套主變保護：需要考慮模擬量和數字量同時存在的問題。將模擬量和數字量同時輸入保護裝置，在裝置內部進行判斷分析。為了便于今后改造、擴建，數字化變電站可將模擬量接入智能采集裝置內轉化為數字量后同主變高壓側合并單元一起接入A套裝置。
5、GOOSE網絡的分析
變電站內110kV側斷路器、隔離開關位置狀態、告警信息等可以通過智能終端用GOOSE服務傳輸。各間隔電流逐步從各間隔合并單元通過光纖引至相關保護裝置；各間隔刀閘位置通過光纖從各間隔智能單元接入，通過GOOSE網絡輸入主變保護裝置；差動保護、后備保護動作信息，通過GOOSE網絡傳給相應的智能單元、保護測控裝置；跳閘輸出通過GOOSE網絡連接至GIS各間隔匯控柜的操作箱實現。
三、數字化變電站建設中新技術的應用
1、網絡化信息通信技術
在利用網絡化信息通信技術時，會優化分層組網技術，提高了二次系統的快捷性。在數字化變電設備互聯中，采用高速通信網絡，在實現數據和資源高度共享目的時，可以利用局域網進行實現。數字化變電站功能模塊在使用網絡通信技術時，從而使數字化變電站能夠實現跨變電站和自動化協調控制功能，同時也可以進行跨區域保護工作。在數字化變電站中有效地利用光纖環網，以此實現變電站信息的高速連接。在對變電站內部主保護、測量裝置和電量計費系統等進行信息匯總時，主要是通過變電站高速以太網交換機。變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制以及在線狀態檢測裝置等具備著標準化和智能化特點。設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的I/0現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源共享。
2、自動化的運行管理技術
數字化變電站在進行自動化運行管理時，當變電站運行發生故障后可以及時地對故障進行分析，并可以及時地提出故障處理意見，并將故障原因指出。在記錄電力生產運行數據時能夠實現無紙化，能夠準確地將數據信息進行分層，實現數據分流自動化。另外，在運用智能化設備時，可以對設備信息直接處理，并且不用與其他控制系統進行連接，能夠獨立地執行本地功能。在自動化管理系統中具備著自檢功能，能夠及時發現系統出現故障，并及時報警。
在數字化變電站中的倒閘操作，其本身具備著非常高的自動化程度，尤其是在進行程序化操作后，在很大程度上提高了工作效率以及操作準確性。在進行倒閘操作時，通常是需要保證電力設備的穩定，有著正確的五防，并可以進行正確的操作。
關鍵詞：裝配式變電站特點裝配式結構設計
500kV禎州裝配式變電站是廣東電網公司第一座裝配式變電站，于2011年5月份投產，其投產標志著廣東電網公司在建設標準化、簡約化、裝配化的綠色變電站方面邁出了重要的一步。與以往的變電站相比，500kV禎州變電站在土建設計方面進行了大膽的創新，全站建（構）筑物按裝配式建筑安裝工藝進行設計，站內的主要建筑物及圍墻、主變防火墻等構件均在工廠預制完成，然后運輸到施工現場組裝而成。裝配式變電站縮短了建設總工期，簡化了施工工藝，同時也保障了施工質量。
1 裝配式變電站特點
1.1 設計施工周期短
傳統的變電站設計采取先進行項目的設計，待施工圖設計結束后再在現場進行施工, 土建的現場施工采用“濕法”，在現場澆筑、砌筑、粉刷，施工串聯流程，因此工期較長。
裝配式變電站設計基本出發點是借鑒了民用、工業建筑裝配生產的經驗，實現變電站設計、施工過程的組織集約化，克服了由于設計與施工的分離致使工期增加，以及克服了由于設計和施工的不協調而影響建設進度等弊病[3]。利用工廠預制，現場快速拼裝工藝，并聯施工流程，大大縮短了建設周期。
1.2 工廠化生產、配送式施工
傳統變電站建設工程質量的好壞在很大程度上取決于施工單位的管理水平及施工技術水平。
裝配式變電站內建構筑物的構配件通過標準化設計施工，模塊化組織、工業化生產、集約化施工，工程質量得到了保證，而且資源消耗低。[2]
1.3 工程效益好
傳統變電站內大部分的建構筑物均在現場施工生產，所以現場投入的人工、材料、施工機械成本較大。人工日、材料損耗、施工機械臺班的成本控制難度較大。
裝配式變電站建構筑物的構件在生產過程，建筑材料規模式采購，工廠化生產，人力需求少，材料損耗少，施工機械需求量少，從而大大節約了施工成本，對施工預算成本的實現有保證。
1.4 綠色環保
傳統的變電站在生產過程中產生較多的建筑垃圾，污水及廢水。
裝配式變電站的施工方式節約了水資源以及減少了污水、廢水的排放。[1]減少了施工現場的噪聲、廢氣的排放, 環境污染少，減少了對施工作業人員健康的不良影響，更符合現南網推廣的綠色變電站設計的理念。
1.5 組織協調工作量少
傳統變電站工程大部分的作業均在現場完成，現場工程建設人員多，施工機械多，現場的管理人員的管理、組織協調能力任務重，現場容易混亂，影響施工的質量及進度。
裝配式變電站內的大部分建構筑物由工廠預制生產，現場組裝，科技含量高，減少了工程建設人員，簡化了檢修維護工作，減輕了管理、組織協調工作量。
2 500kV禎州裝配式變電站的工程實例
2.1 工程概況
500kV禎州變電站站址位于廣東省惠州市惠東縣稔山鎮，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值0.05g，建筑場地類別劃分:開挖區為Ⅰ類，回填區為Ⅱ類。設計基本風壓（50年一遇10m高最大風速）：0.75kN/m2。地基處理：填土區采用強夯處理，處理后地基承載力180kPa。采用平坡布置。本工程最終規模4x1000MVA，本期上#3主變；500kV出線本期6回，遠期10回，分別從站址東、南、北三側架空出線；220kV出線本期6回，遠期14回，分別從站址西側架空出線。本站500kV配電裝置采用HGIS設備、懸吊式硬管母線；220kV配電裝置采用GIS設備，圍墻內占地面積為43076.75m2。
2.2建（構）筑物概況
站區內采用鋼結構裝配式方案的生產建（構）筑物為：兩層主控通信樓一座、單層380V中央配電室一間、輔助生產建（構）筑物泵房一間、圍墻、主變防火墻、高壓并聯電抗器防火墻。
2.3建（構）筑物裝配式結構設計
2.3.1 主控通信樓結構
主控通信樓共兩層，鋼結構裝配方案為主體框架采用鋼梁、鋼柱，樓板采用鋼筋桁架支撐式現澆混凝土，建筑墻體均采用150mm厚蒸壓輕質加氣混凝土板(ALC)。
主控通信樓設計使用年限50年，建筑結構的安全等級一級。主控通信樓的鋼柱采用箱型截面，鋼號Q345B。鋼梁采用H型鋼，鋼號Q345B。樓板及屋面板采用鋼筋桁架現澆樓板，混凝土強度為C30。樓板的底模及主要鋼筋工程均在工廠預制，現場只需要作簡單的鋼盤工程便可澆注混凝土。外墻采用壓型鋼板加ALC板，內墻采用ALC板。大門雨篷采用鋼筋桁架現澆樓板，其它小雨棚采用角鋼支架加ALC板。室內外樓梯均采用鋼樓梯，做法為鋼板踏步加鋼板梁，上澆混凝土并砂漿找平。
計算模型為：柱腳剛接，梁柱剛接，梁梁鉸接?？紤]到樓板大量開洞，不采用剛性樓板假定，樓板及屋面板均按彈性膜計算。所有樓板按鋪設方向設置為單向板。
2.3.2 水泵房及380V中央配電室
水泵房及380V中央配電室均為單層建筑物。鋼結構裝配方案為單跨雙坡門式剛架結構體系。屋面采用雙層壓型鋼板復合保溫隔熱屋面（檁條暗藏型），墻體采用雙層壓型鋼板復合保溫隔熱墻體（豎向排版）?；A采用柱下獨立鋼筋混凝土基礎形式。
鋼結構合理使用年限50年,建筑安全等級二級,屋面板使用年限20年。
計算模型：采用門式剛架模塊進行整體分析計算。柱腳剛接，屋面設置剛性系桿和斜支撐，由于立面門窗限制，在中間跨設置一道剛接梁代替柱間支撐，形成不變體系。
2.3.3 圍墻
混凝土柱裝配式圍墻方案為：混凝土柱內嵌ALC板材，柱距為5.2米，獨立擴展基礎。
圍墻板材采用ALC板材，現場裝配施工。每個柱距布置4塊ALC板材，頂部一塊為裝飾板，其寬度為600mm，最下面一塊ALC板底部高于站內場地設計標高100mm，各塊ALC板材寬度均為600mm。ALC板圍墻兩面現場處理：用ALC嵌縫劑作板縫處理，涂丙乳密封液一道，護防水膩子一道，刷外墻防水彈性涂料兩道，顏色現場確定。
圍墻柱采用鋼筋混凝土柱，柱留有槽口，用于圍墻板卡入安裝，圍墻板與槽口的縫隙采用細石混凝土填縫處理?；A采用現澆混凝土基礎，基礎間設連梁。
2.3.4主變防火墻、并聯電抗器防火墻
主變防火墻、高壓并聯電抗器防火墻裝配式方案為：混凝土柱內嵌ALC板材，基礎采用現澆混凝土條形基礎。
防火墻板材采用ALC板材，現場裝配施工。每個柱距布置ALC板材的塊數根據防火墻的高度而定，頂部一塊ALC板用預制混凝土梁壓頂。ALC板圍墻兩面現場處理：用ALC嵌縫劑作板縫處理，涂丙乳密封液一道，護防水膩子一道，刷外墻防水彈性涂料兩道，顏色現場確定。
防火墻柱采用鋼筋混凝土柱，柱留有槽口，用于圍墻板卡入安裝，圍墻板與槽口的縫隙采用細石混凝土填縫處理。
2.4 鋼結構防腐
鋼結構防銹防腐做法為：所有構件最低除銹等級Sa2 1/2級。螺栓連接摩擦面不進行除銹處理。采用“冷噴鋅＋面漆”防腐：噴涂ZD96－1冷噴鋅一道60μm，ZS43－40可復涂聚氨酯面漆一道40μm。要求冷噴鋅層鋅含量在96％以上，噴鋅層耐鹽霧考核1800小時以上。采用有氣噴涂或無氣噴涂施工方式。防腐要求滿足30年免維護使用壽命。埋在地下的鋼構件外包至少50厚混凝土。
3 結束語
500kV禎州變電站作為廣東電網公司的第一個裝配式變電站的試點工程，設計理論創新，技術先進可靠，投運以來，運行情況良好，其建設及運行實踐證明了：裝配式設計施工，能有效地縮短工期，節約資源，降低工程成本。500kV禎州變電站的實踐經驗對以后變電站建設推動新材料和新技術的應用積累了寶貴的經驗。隨著科學技術的發展，預制裝配式變電站的技術、產品及實施經驗定會很快成熟起來，將會成為變電站建設的重要方案之一。
參考文獻
1.葉建峰. 110 kV全預制裝配式變電站建設實踐.供用電,2010,(2):42-45
2.徐 峰.裝配式變電站的發展及土建設計.科技傳播，2010.5（上）：86-87：
關鍵詞：PLC；變電站變壓器；自動化應用
前言
隨著電子技術和自動化技術的快速發展，自動化應用于各個行業.電力行業是國家的基礎性行業，近些年來隨著經濟的快速發展，電力行業的裝機容量與電氣容量逐年增加，如果采用原有的管理方式將極大的增加管理的難度，通過引入自動化技術能夠有效的提高電力行業的管理效率，降低管理成本。PLC是一種在電力行業自動化中應用較為廣泛的技術，通過將其與變電站變壓器管理相結合，能夠使得管理更為簡單、方便與安全。
1 PLC在變電站管理中的應用
PLC是在上世紀60-70年明的一種可編程邏輯控制器，其經過多年的應用及改進，現今已經演變成了一種功能強大、性能穩定、性價比極高的一種控制方式。通過應用PLC能夠在提高設備的自動化率的同時減少電纜的使用量，同時PLC所具有的實時數據監控能力能夠使得變電站的自動化控制更為簡單、高效。隨著科技的進步以及提高效率的需要，PLC已經在電力行業廣泛應用，PLC在變電站中的使用，使得在變電站的管理中能夠做到精細化控制，相較于傳統的人工管理能夠做到準確率更高、可靠性更強。同時隨著PLC的不斷演化，其強大的實時通訊及信息傳遞能力使得其能夠構建大范圍的變電站管理網絡。同時其小巧的體積與強大的功能使其成為變電站變壓器自動控制的不二選擇。
2 變電站自動化系統的特點
2.1 變電站一次設備的智能化改進
傳統的變電站自動控制采用的是繼電器控制模式，此種控制模式體積龐大且結構復雜，使得操作的復雜性及不可靠性都大為增加。通過使用PLC對原有變壓器控制的改進使得原有的控制線路得以大為簡化，將原有的繼電器控制改為通過使用PLC進行數據處理及信號輸出，其信號來自于信號回路的監測和驅動回路的控制，輸入輸出信號由原來的模擬信號轉變為數字信號。
2.2 變電站二次設備的網絡化
在變電站一次設備智能化改造的基礎上需要對變電站內的常規二次設備進行改進，使得變電站的二次設備（如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測控控制裝置以及一些電壓無功控制等的裝置）全部基于模塊化、標準化的微處理機進行設計制造，并在這些裝置之間建立起控制網絡，使得各種數據能夠實時、高效的繼續傳輸，并依靠PLC的處理使得數據得以實時傳遞且能夠數據信息共享。
2.3 建立起合理高效的控制系統
在完成了以上硬件處理后，需要建立起變電站的自動控制系統，其中變電站的運行管理系統能夠在運行的過程中對傳感器以及電流回路所采集到的數據進行自動記錄、分析并處理，并與系統中所編制的程序進行對比，從而選擇相應的功能進行執行。同時，能夠在變電站變壓器發生故障時根據系統的信號分析故障發生的原因并提出處理意見，從而為故障的快速處理提供良好的依據。且自動管理系統能夠自動對變電站中的變壓器設備進行狀態的檢測與檢修，此種狀態檢測是實時的。
3 PLC在變電站變壓器自動化控制中的應用
3.1 PLC變壓器自動化屏在變壓器中的使用
當變電站的中變壓器及其相關配套部分沒有進行智能化改造時，僅需要將變壓器的空指屏用PLC作為變壓器的自動化屏，就可以使得變電站構成較為完備的變壓器自動化系統。通過此種改造，可以使得PLC控制作用于變壓器及其配套設施，兩者之間的連接可以采用電纜作為連接的介質，從而實現數據的傳遞與交換。同時，通過使用PLC變壓器自動化屏可以實現對于變電站變壓器的狀態監控。PLC作為工業現場的自動化控制單元，其與上位機的信息通信可由上位機中的IPC與變壓器自動化屏中的PLC通過Profibus等工業現場總線來進行通信與控制。這種變壓器自動化屏由于結構簡單，改造方便，多應用于一些規模較小的新站中作為控制單元的中樞或者是一些較老的變電站自動化改造中。而當變電站的中變壓器及其相關配套部分在建設的過程中進行了一定的智能化應用并預留有相應的計算機接口，這是再應用PLC變壓器自動化屏作為變電站變壓器的控制單元可以較為容易的組成功能強大且結構簡單的變電站變壓器自動化系統，從而方便的實現對于變電站內的變壓器的自動化控制，對于站控室內的上位機與PLC變壓器的自動化屏之間可以使用工業現場總線來實現兩者之間的通信網絡的的建設，從而更好的實現信息傳遞與控制。由于此時的變壓器及其配套設備本身就具有一定的智能化，因此，通過加裝PLC變壓器自動化屏來實現對于變壓器及其配套設備的監控及控制時無需使用較多的線路進行連接，僅需要通過其預留的接口進行連接即可，這樣就使得兩者之間的連接較為簡單和清爽，僅需要極少的電纜進行連接即可。PLC變壓器自動化屏的硬件組成主要是由以下幾部分構成：PLC、狀態指示燈、按鈕、輸入輸出信號的光電隔離器、相應的通信接口以及油溫巡檢儀等組成，整個通信網絡依靠工業通信總線以及上位機的通信硬件以及PLC變壓器自動化屏中的通信單元組成，能夠較為方便的實現信息的傳遞與變壓器的控制。
3.2 PLC在變電站變壓器管理中的應用
PLC經過多年的發展與演化已經成為了一種能夠在各種場合進行設備運行狀態檢測、運行監管以及控制的自動化設備，對比與傳統的繼電器控制系統，其自動化程度更高，其控制程序通過外部編制完成后的導入或者是直接在PLC中進行編制即可，如果需要改變控制程序僅需要通過改變PLC中的程序即可，無需像繼電器控制進行復雜的改動，同時PLC控制單元的體積更小、功耗更少，從而使得PLC控制更為簡單、高效。根據變電站規模的不同可以選用不同大小的PLC作為控制單元，同時可以添加相應的控制模塊來實現對于變壓器的控制，通過傳感器及各種監控設備實現數字信號的輸入，從而實現了對于變壓器狀態的有效監控。
同時在控制功能方面，通過PLC控制裝置的應用，在實現軟件在內部應用的基礎上還充分的拓展了變電站變壓器在數據通訊中的有效傳輸。例如在變電站變壓器的冷卻系統的控制中，通過使用PLC連接冷卻系統，將冷卻單位的控制進行了模塊化的控制與管理，從而當變壓器冷卻單元中的某一冷卻機組出現問題時能夠及時對其進行跳躍處理，啟動備用機組進行冷卻工作。同時在冷卻單元的啟動控制中，需要在變壓器的油溫達到45%時才進行節點的導通，通過使用PLC進行控制，在原有的控制基礎上強化了對于變壓器的控制。通過使用PLC控制使得原有的變壓器跳閘模式也發生的變化，在原來的變壓器跳閘中加入了負荷閉鎖功能，只有當變壓器中的任何一側的負荷達到80%的額定負荷時，才會跳閘。
4 結束語
變電站變壓器的PLC自動控制是現今廣為采用的一種控制方式，通過采用此種方式能夠有效的簡化控制模式，通過其在變電站變壓器控制中的應用能夠有效的強化對于變壓器硬件的監控及管理。文章主要針對PLC在變電站變壓器管理中的應用進行了介紹。
參考文獻
[1]宋明遠，宋媛媛，王凡.PLC在變電站變壓器自動化中的應用研究[J].商情，2012，27.
