时间：2023-06-05 09:58:33
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇变电站模块化建设，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：程序模块化；变电站建造；土建方案；电气方案
中图分类号： F407 文献标识码： A
一、引言
变电站采用模块化装配结构建筑模式，通过工厂生产预制，现场装配安装两大阶段来建设变电站，这种建设方式大大减少了变电站的占地面积，大幅缩减建设工期。随着程序模块化装配式变电站在浙江，安徽等变电站的试点成功，国内外出现了许多变电站建设的模块化产品，表明这种模块化装配式变电站将会成为今后变电站建设的主流模式。
二、传统变电站的建造方案
1、 户外型变电站
传统户外型变电站模式的高压开关设备采用户外布置形式，变压器放置在户外， 10kV设备采用户内开关柜形式布置在开关室中，各电气设备采用露天连接方式，即设备之间采用导线或母线端子排，利用户外构支架支撑进行连接。由于高压设备及其连接直接暴露在户外，对环境及绝缘配合的要求较高，变电站通常构架高耸，高压线复杂，电力设施的体积和间距较大，占用土地较多，与周边环境不相协调，建设点选置比较困难。
2、户内型变电站
为了解决与土地和环境的矛盾，出现了户内型变电站，其电气设备全部或部分安装在户内。其高压设备多选用气体绝缘封闭式设备（GIS），各电气设备之间的连接多采用电缆方式。户内型变电站需要现房建设，且安装、调试工作量较大，施工周期长，总体造价约比户外变电站高出1倍，适用于土地紧张的城市中心区域。
3、地下或半地下型变电站
这种模式接近户内型变电站，只是将所有电气设备全部或部分安装在地面以下，更为有效地节省了土地面积，但是这种模式的变电站建设及维护运行费用高，只适用于土地资源更为紧缺的发达城市。
以上变电站模式各有优劣，适用于不同场所，但均是设备分散运抵现场后，再进行安装调试的建设方式。从变电站可研立项到竣工投运，每一个变电站都需经过设计、招标、安装、调试等复杂过程。如果把变电站设计为预制装配式结构，相关设备由生产厂家按通用规范分模块在工厂内安装完毕，并且完成内部联机和调试，到现场后只需进行外部连接、整体联机和调试，则可以降低综合造价，缩短建设周期，减少维护投入。
三、程序模块化变电站建造方案
模块化装配式变电站是变电站建设的一场革命，改变了传统的变电站电气布局、土建设计和施工模式，通过工厂生产预制、现场安装两大阶段来建设变电站。模块化装配式变电站是“两型一化”变电站的具体体现，其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工，使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。模块化装配式变电站把“三通一标”作为标准化建设的主要抓手，深化通用设计、通用造价、通用设备、标准工艺，做到优化、美化、简化。针对面广量大、建设工期紧迫、安质风险加大的基建实际，寻求高效、可控、标准、节能、环保、经济的建（构）筑物建造的新模式、新方法、新途径。
1、土建方面
全面落实资源节约、环境友好，实现社会综合效益最大化，有以下三个方面。
系统策划，标准先导，改变传统电气布置型式，废除传统建筑结构形式。推广土建专业通用设计，因地制宜，美化设计，使之与城市发展、周边环境相协调，并融入自然环境中。
贯彻建筑节能、节材、节水、节地方针，土建结构安全裕度精准，建筑耐久性与变电站运行寿命相协同，力求使建筑结构轻型化。在变电站设计方面，开展创新设计，变电站采用砂石地坪，主控楼采用工业化设计，施工采用清水墙工艺和节能环保材料，体现工业设施本色。
变现场浇筑、砌筑、粉刷为工业标准化生产检验合格后，送现场按标准工艺快速拼装；变施工串联流程为并联流程；相应简化净化施工现场，减少施工期粉尘、噪音、污水污染以及水资源消耗。建筑物主体及围墙采用装配式结构，现场基础、柱、梁、板、屋架一次就位，缩短了近一半施工周期。
2、电气方面
分进线模块、主变压器模块、出线模块、综合自动化模块、无功补偿和消弧线圈模块，各模块之间的现场连接是技术难点。此外必须系统制定变电站通用设计、部件加工详图、工厂生产工艺、现场拼装工艺、建筑取费定额、装配式建造管控六大标准体系。
进线模块。各种封闭式组合电器可以作为进线模块的基础，目前国内110kV以上电压等级的封闭式组合电器需要现场制作电缆连接套管，施工工艺要求严格。而国际上出现了工厂预制的整体式电缆套管及可以插拔式电缆插接头，更加便于安装及运行维护。
主变压器模块。变压器模块需要对常规变压器的进出线端子进行改进。一次侧可以采用可拔插的电缆附件或油气套管与进线模块相连。二次侧可以考虑电缆或架空线两种出线考虑，但需要考虑绝缘封闭的要求。
出线模块。出线模块目前主要有拼装式和户外共箱式。拼装式采用常规的中置柜、手车式或固定式户内开关柜，这种开关柜体积庞大、运输、安装困难，箱体内的维修空间也比较狭窄，厂家和用户都感到不便。近几年永磁机构真空断路器的出现，生产出了紧凑型开关柜，其体积小、重量轻、维护少、吊装和运输方便，提高了出线模块拼装模式的可行性。户外共箱式是开关设备装在充气箱体内，大电流参数的电缆接头作为进出线连接并兼有隔离断口功能，再加装防护外罩。这种型式利用了开关设备免维护的优点，结构紧凑，体积小，维护工作量少，布局简单，变电站的建设和运行更加简化。以共箱式开关设备为基础的全绝缘、全封闭型设计方案灵活、占地极小，将是今后重点推广的技术。
综合自动化模块。综合自动化模块包括保护屏、交直流屏、电度表屏、通信屏等后台部分，目前采用的是常规变电站的标准设备。
无功补偿和消弧线圈模块。无功补偿和消耗线圈可以采用敞开式布置加顶罩，也可以采用户内设备安装在箱体内。目前也没有新的适用技术。
四、其他补充
程序模块化装配式建造模式需要预制件、钢构件现代化工厂作支撑，需要对传统土建工程招标及标段划分作调整，需要对采购方式与施工组织重新定义。
程序模块化变电站的建设过程，通过工厂生产预制、现场装配安装两大阶段缩短土建施工周期，减少工程建设人员，简化检修维护工作。通过探索实践，完善出设计、加工、施工、管理、定额等标准，从而有效地控制工程质量、建筑周期和工程造价。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工，使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。
结束语
程序模块化变电站建造在推广的过程中肯定会遇到很多的问题，但随着科学技术的进步与创新，随着人们发明创新意识的提高和思维的开拓，模块化装配式变电站建设应用一定会越来越广泛，在工程建设资源集约化、环保先行的社会发展大环境推动下，模块化装配式变电站的技术、产品和实施经验一定会很快成熟起来，并必将成为新形势下变电站建设的重要选择方案之一，并不断适应高速发展的城市建设过程。
参考文献：
[1] 柳国良等；变电站模块化建设研究综述[M]；电网技术；2008年32（14）
[2] 国家电网公司，“两型一化”试点变电站建设设计技术导则；2007年
关键词：模块化施工 变电站 电气
中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）006-018-02
1 前言
新喀里多尼亚镍矿项目是世界上第一个采用模块化建造的集成冶炼装置，采用异地建造，异地组装的模式，它先进、高效、新颖、独特的安装方法令人耳目一新。与传统的施工方法相比，该项目采用了模块化施工。整个镍矿项目模块化施工不只是冶炼装置，还有部分皮带廊、管廊、变电站、电气房、土建基础和墙体等都采用模块化施工。
模块化施工是一种先进的设计理念，它的最大优点是可以实现平行施工，并通过减少在现场的施工量而缩短整个项目的建设工期。同时，采用模块化后，大量的施工工作在制造工厂完成，不仅能够降低施工难度，还能够便于检查，更好的保证施工质量。
2 模块化介绍
2.1 模块的定义
本文中的模块是指由材料和设备部件组装而成的组合体。工厂制作后模块作为一个整体单元，方便和加速了现场的建造。各个模块可以同时开始制作，避免了在其最终位置进行过多的工作，同时也允许项目在前期准备阶段开始作业。为了从施工的角度对模块进行分析和研究，将镍矿项目中的模块分为四类：大型结构模块、小型结构模块、电气模块、土建模块。大型结构模块主要由钢结构组成，内部包含设备、管道、电气、仪表等各专业设施，是一个极其复杂的综合体，冶炼装置主要由大型结构模块组成。小型结构模块由各种型钢连接而成，制作比较简单，尺寸和体积大小不一，典型代表为管廊、皮带廊等。电气模块主要指变电站和电气房模块，一个变电站模块和一个电气房模块，内部含有各种高低压盘柜及配套设备。土建模块由混凝土和内部的钢筋构成，现场使用的各种土建基础和墙体都要用到它。
2.2 大型结构模块
镍矿项目的冶炼装置是镍矿项目最主要的装置之一，由多个大型结构模块组成。多个大型模块各自作为一个单元可以在工厂同时建造，然后运输到现场，利用大型起重设施安装到各个位置，最后完成各个结构模块之间的连接。大型结构模块体积都比较庞大，重量大都超过1000吨，最大的甚至有3000多吨，不太容易吊装，需要由专门的吊装公司来进行。大型结构模块在建造时需要有较高的精度和质量。一般情况大型结构模块需要设计成带有自我支撑钢结构形式，利于模块的存放和运输。
2.3 小型结构模块
小型结构模块用在镍矿项目的所有管廊结构和部分皮带廊结构，由各种型钢焊接连接而成，内部根据需要含有部分管道和桥架，制作较为简单。其重量相对较小，一般都不超过20吨，运输和吊装相对比较容易。小型结构模块在工厂预制，完成后运输到现场进行安装，取代了传统的现场安装模式，减少了现场大量的吊装作业，同时也减少了现场工作量。国内在此方面有较成熟的制作、运输、吊装技术和经验。
2.4 电气模块
电气模块是特殊的模块，主要是指变电站和电气房模块，镍矿项目的变电站和电气房均采用模块化施工方法。模块化变电站和电气房提出了一种变电站和电气房建设的新模式，它是将变电站及电气房内各种高低压开关及配套设备集中在一个钢结构做成的房间内，作为一个电气模块在工厂内建造，现场达到安装条件后，运输到现场就可以快速的进行安装，与传统的变电站和电气房全部在现场施工不同。
2.5 土建模块
土建模块指由混凝土和内部的钢筋构成各种基础和墙体，该部分材料在工厂预制，运输到现场定位安装，在其他专业设备结构等安装完成后，然后进行二次灌浆，完成最终的土建工作。其目的是减少传统的现场钢筋绑扎和模板材料支设。在项目立项后准备阶段，土建模块预制就可以开始，一旦现场达到条件，土建作业就可以快速的开展。镍矿项目的土建模块主要应用在设备结构等基础和变压器围墙，该部分体积和重量都比较小，安装较为容易。
3 模块化施工设计及管理
3.1 模块化的设计理念
随着经济全球化和科学技术的快速发展，工程建设项目的规模越来越多，工程内容越来越复杂。大型复杂项目一般都具有规模大、工期长、结
构复杂等特点，项目往往是由多项目组成的，或存在多个项目同时运行的情况。模块化设计的方法可以有效提高项目管理水平，能够化解大型复杂项目完成难度大、复杂性高的问题。
镍矿项目的模块化设计是将主要系统，包括它们的电气系统和部分土建结构，根据其组成的特点，切割成若干可以在工厂中进行加工制造的模块，如结构模块，机械模块、电气房模块、土建模块等，将这些模块在工厂完成预制，然后利用工具将其运抵现场，实施安装。
可以看出，模块化施工其实就是模块设计，模块预制，模块安装的过程。模块设计是龙头，要解决模块规模合理、划分适当、接口准确等问题。利用计算机三维数字的精确设计、精确定位以及方便切块组合的优势，可以将模块切割得很大，切割得很准，并成功解决模块和模块之间接口精确的问题，最大可能地实现模块化制造，模块化施工。
3.2 进度控制
在模块化设计的基础上，镍矿项目采用模块化施工。在立项批准后，建设单位就可以找到有生产能力的工厂签订合同，不同的工厂就可开始不同种模块预制建造工作。同时现场可开始地质勘测和挖掘工作，多种工作平行作业。
在现场部分挖掘完成，需要现场就位的土建模块预制和运输工作也完成了。以此类推，整个项目的进度由于有采用多种工作同时平行实施，施工现场只余下构件吊装、节点处理等，整个进度得到很大的提高。
同时，对资源的投入来说也很有利，因为模块化使资源的投入更扁平化，减少了高峰期资源的投入，对计划编排和执行更有利。
平行作业也会带来进度相互匹配的问题，必须将模块的场外预制进度和工程施工进度综合考虑，由于模块预制安装和现场施工活动的深度交叉，如果不能解决好这两者之间的关系，模块化将变成对整个建造工期延误的因素。
3.3 质量控制
模块化施工将原来在建造环境较差的工作，尤其是高空作业和密闭环境的作业，转移到环境较好的车间里。这样极大的改造了工作环境，对施工质量（产品质量）的改善提供了条件。
原来现场施工的大部分工作改变为工厂施工，相应的质量控制也发生改变，将施工质量的控制变为工厂产品质量的控制，必须通过质量计划等手段加强车间生产质量控制。
另一方面，模块化概念决定了模块的质量要求也是很高的，由于模块化施工增加了接口，包括模块内管道、钢结构、电气桥架、土建等之间的接口，如果车间预制精度不够，在施工现场很难调整，保证施工质量。
解决这个问题，镍矿项目在设计时已经有所考虑，就是整个现场每个点都有三位坐标，现场还有多个坐标基准点，其他的定位都是以它们来作为参考点，通过全站仪测量设备的应用，解决了这个问题，同时在制造过程中必须按照程序和图纸加工制作，可以最大程度的提高产品质量，解决模块和模块，模块和非模块物间接口问题。
3.4 工程施工管理方面
镍矿项目采用模块化施工后，大量的作业改在工厂进行，扩大了工厂作业范围；模块安装的逻辑性、严密性要求施工计划必须更准确，施工进度必须更准时，增加了施工管理的难度。
所有这些，对工程的物资供应管理、信息管理、变更管理、人力资源管理等都提出了更高的要求，一旦某个环节出现差错，必将带来一系列的连锁反应，进而影响镍矿项目的整体建造工作。
3.5 运输和吊装方面
和传统建造方式比较，模块化建造增加的模块运输环节加大了建造的风险和成本，对模块本身来说，由于要考虑到模块的支撑和吊装，设计上增加了结构和吊装设计（吊装方案），实体上增加了结构件、临时支撑和包装等，增加了施工成本。同时对于大型结构模块，运输安装时需要更有专业的运输和吊装工具。
针对模块化施工大量应用吊车，吊装的工装（平衡梁，缆绳等）多等特点，在吊车使用时要做好规划，使用时加强调度管理。
关键词：装配式结构；变电站；节约
1.装配式建筑简介
装配式建筑体系是多年来国外开发成功的建筑科技成果。目前这种建筑体系在国外得到了迅速发展，例如德国、英国、美国、日本等广泛采用装配式建筑体系中预制混凝土构件。作为一套完整的建筑技术正是因为适应建筑产业化的要求，以其独特的优势受到建筑业的关注和重视。万科在中国住宅建造方式上，采用“预制装配式混凝土结构”的建造形式，进行了尝试性的革命。如万科已在全国推广使用新里程预制装配式产业化住宅楼，作为新兴的绿色环保节能型建筑。随着建筑工业化的要求，世界发达国家都把建筑部件工厂化预制和装配化施工作为住宅产业现代化的重要标致。
那么，什么是装配式建筑呢？工地现场的建筑材料完全是由工厂半成品（预制构件），施工队在现场对地基做一定处理后，对半成品进行房屋的组装。建筑工地不再把瓦工、木工、钢筋工等工种分得那么细，建筑工人由过去那种复杂的多工种角色，转变为单一的背着射钉枪，电钻等专用工具的装配工角色。这种装配化制造房屋完全避免了传统建房的缺点，施工速度非常快，可在短期内竣工。房屋制造对企业来说，工作劳动强度大幅度减少，交叉作业方便有序；房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度，以确保房屋制造的质量；施工时的噪音降低，物料堆放场地减少，有利于环境的保护；由于工厂化的生产和现场的标准化装配，使房屋制造成本降低，并容易满足室内设备安装和装饰装修的要求。因此，装配式制造房屋的许多优点是传统房屋建造方法无法比拟的。
2007年12月国家电网公司下达文件,要求变电站在通用设计的基础上，全面推行“资源节约型、环境友好型、工业化”（简称“两型一化”)变电站建设工作。装配式变电站的建设符合了“两型一化”变电站建设的要求。装配式变电站的建设采用可回收利用材料，减少了混凝土、水泥砂浆等材料用量，节水、节材，减少变电站施工对环境的影响。装配式变电站大部分构件采用工厂加工、现场组装，减少了现场湿作业，简化施工、规范施工工艺、保障施工质量。基础施工与建筑构件加工可同时进行，有效缩短了变电站的建设周期。2007年装配式变电站在江苏省电网公司建设试点，2008年各省市电力公司陆续开展装配式变电站试点建设。
2.装配式结构变电站特点
装配式变电站改变了变电站传统的电气系统布局、土建设计和施工模式，通过工厂生产预制、现场安装两大阶段来建设变电站。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工，使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建设的道路。
1）在土建方面：改变传统的电气系统布局，贯彻建筑节能、节材、节水、节地方针，力求使建筑结构轻型化，利用现场快速拼装工艺，变施工串联流程为并联流程来缩短施工周期。
2）电气方面：划分为进线模块、主变压器模块、出线模块、综合自动化模块、无功补偿和消弧线圈模块。其中各模块之间的现场连接、不同设备厂家控制软件互相兼容是技术难点。此外，需制定变电站通用设计、部件加工详图、工厂生产工艺、现场拼装工艺、建筑取费定额、装配式建造管控六大标准体系。
3）装配式变电站建造模式需要现代预制件、钢构件工厂作支撑，需要对传统土建工程招标及标段划分作调整，需要对采购方式与施工组织重新定义。
3.500kV祯州变电站装配式变电站实施情况
3.1工程概况
500kV祯州变电站站址位于广东省惠州市惠东县稔山镇园岗村东北面的台地上，距离惠东县城约16.6km，距离稔山镇约3.4km。围墙内占地面积42530m3，站内总建筑面积1367.48m2。本期变电站新建1*1000MVA主变压器，500kV出线6回、220kV出线6回、电容器组3*60Mvar、电抗器组2*60Mvar。最终建设规模4*1000MVA主变压器，500kV出线10回、220KV出线14回、电容器组4*（3*60Mvar）、电抗器组4*（2*60Mvar）。
主要的土建工程项目：主控通信楼；中央配电室；警传室；消防泵房及水池；围墙及大门；主变及500kV高抗基础及防火墙；500kV、220kV及35kV构支架基础；500kVHGIS、200kVGIS基础；防雷接地；电缆沟道；站区供排水管道；站区道路；消防；照明、通风、空调、绿化等。本工程主要特点：根据省公司要求，突出新工艺特点，500kV祯州变电站工程主控通信楼、380V中央配电室、泵房、防火墙和围墙均改为装配式结构，也是首次广东省内500kV变电站的一个创新。
3.2装配式工程施工
3.2.1施工工艺
本工程NALC板材均采用150mm厚度板，由墙板生产厂家根据设计院提供的图纸进行专门排版设计和生产，并由厂家提供专用加固配件（管板和钩头螺栓等）和接缝材料。水平运输：到货材料按使用部位就近堆放；如需搬运，现场运输采用一个手推定制滑轮车，将板平放在滑轮车上，每头一人扶稳推运到吊装点。安装形式：NALC板安装分为竖向安装法（主控通信楼）和横向安装法（防火墙及围墙）。吊装方式：可采用移动式脚手架加卷扬机、或采用汽车吊吊装安装。
NALC板是采用水泥、石灰、砂为原料制作的高性能蒸压轻质加气混凝土板，板内配置防腐处理的钢筋网，板面可根据设计要求做刮腻子、涂墙漆、贴瓷砖等装饰；NALC板可锯、切、刨、钻，板上可以开槽，动力照明管线可以暗敷于板内，配电箱可以部分嵌入板内（配电箱厚度超过50时）。纵向开槽深度不大于1/3板厚（即50）；横向开槽时，内墙板深度不大于1/3板厚，外墙板横向开槽深度不大于20mm，槽长不大于1/2板宽，槽宽不大于30mm。
3.2.2采用装配式建筑物
建筑物采用现场装配。除基础采用现浇混凝土条基外，上部结构都由工厂制作，运到现场装配。建筑物的结构形式是门式钢架结构，工字型钢梁柱;屋面采用预制大型发泡水泥复合板，屋面防水采用平屋面上做卷材防水层，外檐沟排水;外墙板采用工厂预制木纤维混凝土复合墙体。所用的材料都是建筑市场上的成熟产品，并有公开出版的标准图集供设计选用。
建筑物材料选择环保节能产品，有较好的防水隔热性能。墙上开设的固定窗采用断桥隔热铝合金窗框，玻璃采用中空玻璃。
变电站的建筑物所用材料为不燃体，钢结构涂刷防火涂料。室内布置有火灾报警系统和监视器。主变压器和建筑物之间墙体按防火墙设计，中间加设蒸压轻质加气混凝土墙板（NALC板），整体耐火超过4 h。
变电站采用装配式的建筑是缩短工期的关键。该工程的主控楼承重采用钢框架结构，主要受力构件梁柱为钢结构，现场直接吊装，楼屋面板采用钢桁架支撑体系，减去模板支撑及拆模占用的周期。墙体采用NALC板围护，大大缩短施工工期，同时保证施工质量。因为如常规采用砌体结构，砂浆需要沉实时间才能批挡。
3.2.3采用装配式构架、围墙
配电装置的构架采用工厂预制钢结构，构支架梁和柱采用法兰螺栓连接，安装现场无焊接作业。围墙柱采用混凝土工厂预制，围墙板采用ALC板。现场施工时将预制柱吊装插入柱基础固定，围墙板插入柱间。整个变电站施工零米以上均直接装配完成。
3.3装配式施工效益
变电站的设备、材料按施工进度要求实现定时、定点配送，有效地解决了以往设备、材料占用非建设场地的问题。该施工方式节约了水资源以及污水、废水的排放。整个变电站承重结构采用螺栓连接的钢结构，减少了施工现场的噪声、废气的排放，减少了对施工作业人员健康的不良影响。
同等规模的常规变电站建筑主体施工工期约为180 d（不包括地基处理）。祯州变电站建筑主体施工工期仅为90 d，工期仅为同等规模常规变电站工期的50%。减少管理费用，可提前投产多送出电量，:该变电站社会经济效益与同等规模的常规变电站相比均大幅提高。
4工程经验总结
装配式建筑物的耐久性能。传统变电站的建筑设计使用年限为50 a，而装配式变电站的
建筑设计使用年限能否达到传统建筑水平，使用周期中维护费用是否经济等问题缺少实践验证。为此，装配式变电站在设计时，采用了建筑行业已广泛应用的材料，材料本身的耐用性能超过50 a，计算的标准也是按50 a标准规范设计;其使用周期中维护费用仅为屋面卷材的更新和钢结构表面的防锈漆更新处理。
装配式变电站在设计时，采用可回收利用材料，且复合材料的防水、保温等各项性能都优于普通的混凝土建筑。
从500kV祯州变电站运行至今的情况看，建筑物保温、防水、防潮效果较好，屋内恒温干燥，屋面没有渗漏水。
由于本站在广东省内第一个采用NALC板，省内还没有厂家生产，相应增加运输成本和造价。此站作了一个造价对比（未考虑环境、社会成本以及后期维护费用等），装配式造价高于标准常规设计20%。综合考虑构造措施、材料、半成品加工能力等因素，建议拓宽设计思路，推广新材料、新工艺的使用，做到广东本地配套材料供应和技术工艺水平提高运用，以降低工程造价。
总之，通过500kV祯州变电站装配式结构的实践探索，有效验证了其特点和优越性，明显缩短了施工工期，节约了资源，填补了广东电网在装配式变电站建设方面的空白，在同类工程的推广运用中具有重要指导意义，同时为广东电网公司深入贯彻南方电网建设“3C绿色”电网指引方向。
装配式建筑的应用与推广，使建筑科技进步对建筑产业发展的贡献率取得新成效，技术创新体系和工业化生产方式达到新水平，新型工业化建筑体系和通用部品体系实现新突破，建筑产业结构实现全面升级，争取到2020年基本实现系统完备和技术领先的现代建筑产业体系，全面实现现代建筑产业化。
参考文献：
关键词：智能变电站；建设；发展趋势
作者简介：丛雪芹（1970-），女，山东文登人，枣庄经济技术研究所土建设计室主任，高级工程师。（山东 枣庄 277101）
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）27-0170-02
智能变电站是采用先进、可靠、集成低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护计量和监测等基本功能，并根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。本文分别对规划试点阶段、全面建设阶段、引领提升阶段的重点内容进行阐述和分析。
一、规划试点阶段（2009～2010年）
近年来，智能电网的发展逐渐成为电力行业发展的龙头。为促进电网发展，我国电网提出：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网；技术上实现信息化、自动化、互动化；管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化。
2009年、2010年，按照统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进的工作方针，以及“试点先行、总结完善、稳步推进”的工作步骤，公司选取47座新建变电站开展智能变电站试点建设，覆盖66～750kV电压等级，涉及24个省公司，综合考虑选用AIS、户外GIS、HGIS设备，建设项目包括户外、户内、地下变电站等多种类型。[1]力求选取较为全面和具有各种代表性的技术方案参与试点，充分利用试点项目探索出更多的经验。
山东省按照这一要求，在黄屯110kV变电站和午山220kV变电站进行智能化设计和建设。在这两个站建设中，参建人员积极学习有关规程，执行《智能变电站技术导则》、《330kV～750kV智能变电站设计规范》、《110（66）kV～220kV智能变电站设计规范》、《智能变电站继电保护技术规范》等相关标准规范；全面采用智能化技术，包括一次设备智能化、电子式互感器、一次设备状态监测、高级应用、自动化系统网络、交直流一体化电源、辅助系统智能化等几个方面。
试点工程实现了智能变电站功能定位预期目标。通过试点，构建了公司智能变电站关键技术基本理论，建立了智能变电站技术标准体系，为智能变电站的全面推广建设提供了基础。但由于个别新设备（如电子互感器、合并单元等）处于边研发、边生产、边验证的状态，存在质量不稳定、招标模式不适应、检验标准不健全等问题。
公司对已投运的智能变电站试点工程开展了技术总结，对关键设备进行分析、评价，提出改进措施，形成智能变电站关键设备质量通报（基建技术〔2012〕289号）。认真借鉴，加强智能变电站关键设备管控，进一步提高产品质量和性能，确保工程建设质量。加快出台相关技术规范和检验标准，强化设备入网性能测试，优化设备招标分包模式和评分标准。
二、全面建设阶段（2011～2015年）
根据国家电网公司建设坚强智能电网的整体部署，“十二五”期间，国家电网将推广智能变电站建设。2011年新建变电站工程全部按智能变电站技术模式建设。截至2013年1月底，投产智能变电站141座。
1.设计依据
（1）2011年新建变电站设计补充规定（国家电网基建〔2011〕58号），2012年1月。
（2）智能变电站优化集成设计建设指导意见（国家电网基建〔2011〕539号），2012年3月。
（3）国家电网公司输变电工程通用设计智能变电站部分（2011年版），2012年8月出版。
（4）国家电网公司输变电工程通用设备智能变电站一、二次设备（2012年版），2013年3月出版。
（5）国家电网公司输变电工程通用设计110（66）kV、220kV智能变电站施工图设计（2013年版），2013年5月出版。
2.主要技术原则
（1）安全可靠、技术先进。在安全可靠、经济适用的基础上，采用智能设备，提高变电站智能化水平。建立全站的数据通信网络，数据的采集、传输、处理实现数字化、共享化。采用常规互感器配置合并单元方式实现数字化采样传输。选用电子式互感器时，需专题论证、专题评审。研究未来发展趋势，对于现阶段不具备条件实现的高级功能应用，应预留其远景功能接口。应严格遵照二次系统安全防护相关规定，进行安全分区，通信边界安全防护，确保控制功能安全。
（2）优化集成，节约环保。整合系统功能，专业间数据共享。逐步整合变电站自动化系统、一次设备状态监测系统及智能辅助系统的独立后台主机。在满足设备可靠性前提下，实现装置集成，减少装置配置数量。实现贯彻“两型一化”，严格控制配电装置尺寸和建筑面积、层高，合并功能相似房间，节材、节地、节能。提高变电站运行的自动化水平和管理效率，优化整个变电站的全寿命周期成本。
三、引领提升阶段（2016～2020年）
从2013年开始，要创新变电站工程建设模式，开展标准配送式智能变电站建设，推行“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”，全面提升电网建设能力。
1.目的和意义
一是集成应用新技术、深化标准化建设。集成应用新技术，形成电气一次、二次、土建各专业标准化技术方案，实现设计、建设标准化，提升工程技术水平及节能环保水平。二是适应“大运行”、“大检修”要求。高级应用功能模块化、标准化、定制化，深化智能化技术，实现对“调控一体、运维一体”的有效支撑，提升安全稳定供电能力。三是提高智能变电站建设效率。实现初步设计、设备采购、施工图设计、土建施工、安装调试、生产运行等环节的有效衔接，提高变电站建设全过程精益化管理和建设效率。[2]四是全面提高电网建设能力。设计达到施工图深度，技术和装备实现集成和工厂化调试，应用预制装配结构，推进现场机械化施工，减少现场接线和调试工作，提高工程建设安全质量、工艺水平。
2.技术原则
（1）标准化设计。应用通用设计、通用设备，全面实现设备型式、回路接线、土建设计标准化，形成施工图深度通用设计成果。一次设备与二次设备、二次设备间采用标准化连接，实现二次接线“即插即用”。[3]支撑“大运行、大检修”，实现信息统一采集、综合分析、智能报警、按需传送。实现顺序控制等高级应用功能模块化、标准化、定制化。
（2）工厂化加工。建、构筑物主要构件采用工厂预制结构形式。保护、通信、监控等二次设备按电气功能单元采用“预制舱式组合二次设备”。舱内接线及单体设备调试均在工厂内完成。[4]一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试。
（3）装配式建设。建、构筑物采用装配式结构，减少现场“湿作业”，实现环保施工，提高施工效率。采用通用设备基础，统一基础尺寸，采用标准化定型钢模浇制混凝土，提高工艺水平。推进现场机械化施工，减少劳动力投入，降低现场安全风险，提高工程质量。
3.特点
一是体现了“安全可靠、集成优化、模块组合、节约节资”。二是进一步实现了标准化，深化应用通用设计、通用设备，模块组合、应用灵活。三是实现施工图设计深度（设计方案、平面布置、设备选型、规范和接口、土建设计等各专业）。四是深化应用通用设备，实现“四统一”（电气参数、土建、一次、二次接口）。
四、结束语
智能变电站建设是智能电网的重要节点，从可研、设计、设备制造、施工、安装、验收到送电全过程建设工作，环环相扣，缺一不可。适应电网发展趋势要求，进一步加强并优化各环节工作是每个建设者的责任。希望本文能为同行了解智能变电站建设的趋势提供参考。
参考文献：
[1]金贵红.智能变电站建设及指标体系浅析[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2012，29（10）：740.
[2]李哲.基于全寿命周期成本的智能变电站建设分析[A].第四届智能变电站技术应用高峰论坛论文集[C].2011：81-83，88.
1.一体化电源的特点
在智能化变电站中采用的交直流一体化电源设计，在与传统的变电站电源设计相比，主要有以下几个方面的特点：
（1）电源具有显著的一体化特点。在智能变电站的一体机电源设计过程中，其作为显著的特点就是实现电源设计得高度一体化，而且不仅仅是设计外观层次的一体化，在设计的系统层次也已经实现了高度的一体化设计，降低了系统的组屏个数，对于提升电源系统的外观和性能都有着很大程度的帮助。而且一体化的设计思路还能够有效的简化电源系统后期的维护和管理。在一体化电源生产环节，可以实现各个不同部件的批量化生产，有效的缩短了电源系统的生产周期。
（2）一体化电源系统具备高度的智能化和自动化特点。在智能化变电站的交直流一体化电源设计中，集成了大量的电子设备，通过网络系统将若干子系统进行有效的整合，同时可以实现对各个子系统的有效管理，进一步实现整个智能变电站交直流一体化电源的自动化管理。同时高度的智能化和网络化对于提高电源系统的管理能力有很大的帮助，能够通过预置的传感器对相关的参数进行监测，并且可以及时的发现电源系统运行过程中存在的问题，有效的预防电源系统故障的发生。
（3）一体化电源设计具有较高的可靠性。与传统的分布组装式电源系统相比，一体化电源的设计全部通过模块化设计实现，因此系统无需进行二次接线，这样可以有效的提高系统的绝缘性，同时模块化设计为后期电源系统的维护提供了巨大的方面，可以通过更换相关的故障模块实现电源系统的快速恢复。而且交直流一体化电源系统对相关的蓄电池和开关之间都实现了较高的安全防护，以有效的降低变电站设备发生故障的概率，对于提升智能变电站的可靠性至关重要。
2.变电站一体化电源设备系统建设
通过对传统变电站的用电分析和研究，找到了其存在的一些问题，这样就针对性的站用交直流一体化的电源系统整体的设计思路。
（1）交直一体化电源系统设计思路总体设计思路：①建立交直一体化电源网络的智能平台。②提高站用电源管理水平。③消除站用电源存在的安全隐患。④深层次开发，全面的提高站用电源安全系数与智能化水平。第一，站用交直流电源一体化系统定义为：将站用直流操作电源系统、交流不间断电源系统和通信电源系统统一设计、成产、调试、监控和服务，通过优化设计、联动系统和网络通信等方法实现站用电源安全智能化、网络设计智能化（智能直流电源总系统、智能交流电源总系统、智能通信电源子系统、智能一体化监控子系统等），实现站用电源交钥匙工程和实现效益最大化目标。第二，站用交直流一体化电源系统并不是简单的把直流和交流混装在一起，它包括了多方面的技术，其主要技术特征表现在以下几个方面：①网络智能化设计：可以设计通过交直一体化监控器对站用直流电源、交流电源和通信电源进行统一的监控并且建立统一的平台，以实现信息共享，实现网络智能化。②对蓄电池进行优化设置：取消蓄电池组充电设备，转而使用转换器而采用直流母线代替。③建立智能专家管理系统：包括固定的数据库、实时数据库和专家智能管理系统。④系统联动：自动调整直流运行，应用交流进行线运行方式达到最佳方式运行管理。⑤深层次开发：一体化信息共享平台，综合整理客户的需求后进行开发，也是为了站用电源的深层开发提供了可能。
（2）一体化电源对数字化变电站的开发和应用第一，可以实现所有开关智能化，对外只有通讯线而没有二次接线。其所谓的开关智能化指的是，将智能电路板、开关及传感器集成在一个机箱内，对外只有通信接口设计模块，而全部的二次接线全在机箱内完成。对集中功能分散化，使屏柜和模块之间并无二次联线。第二，程序化电源的开发和利用包括一体化运行的协调联动和实现站用辅助设备智能化管理。协调联动指的是对站用电源负荷开关根据负荷之间的一定条件、一定的逻辑进行协调联动。实现智能化管理要求智能端就地和辅助设备连接，并且实现信息数字化传输。
3.结束语
关键词：前接线；前维护；模块化
引言
近几年，随着电力系统标准配送式变电站的试点，对直流电源系统的操作、维护、接线提出更高要求。要求柜内设备能做到前接线、前维护和模块化、智能化。前维护智能直流电源系统要系统性解决以下问题：
在屏柜位置空间和屏内部空间有限的情况下：
（1）进线和出线要能实现前接线、前维护；（2）关键器件-AC/DC高频充电模块要能实现前接线、前维护；（3）馈线开关和绝缘监测霍尔要能实现前接线、前维护；（4）一次二次电器元件及其相互间的铜排和连接线要能实现前接线、前维护。
1 智能直流系统简述
1.1 智能直流电源系统组成
一次：交流二路进线及切换单元、高频充电模块及输出、电池输入、电池、一次馈线。
二次测量及控制、管理：交流进线测量和控制、直流母线测量和控制、电池电压测量（巡检）、内阻测量、电流测量与管理、绝缘监测、馈线开关位置和跳闸监测等。
主要电器元件：
一次元器件：交流开关、高频充电模块、直流输出开关、电池输入开关（断路器或隔离开关或熔断器）、电池，馈线开关、降压硅链等。
二次元器件：交流监测及控制单元、直流监测单元、开关量监测单元、电池巡检单元、绝缘检测单元、直流监控等。
1.2 智能直流电源一次系统图
1.2.1 一组蓄电池直流电源系统（图1）
1.2.2 一组蓄电池、2套充电装置典型接线示意图（图2）
1.2.3 二组蓄电池、2套充电装置典型接线示意图（图3）
1.2.4 二组蓄电池、3套充电装置典型接线示意图（图4）
2 满足前维护智能直流系统解决方案
上述对智能直流系统的组成进行了简单的叙述，接下来就是针对前接线、前维护的功能要求进行研发思路论述和实践结果阶段性总结。
下面按功能单元进行介绍：进线和出线、关键器件-AC/DC高频充电模块、馈线开关和绝缘监测霍尔、一次二次电器元件及其相互间的铜排和连接线。
2.1 进线和出线实现前接线、前维护
进线：将原接于屏后的端子安装于前面。
出线：研发一种集馈线开关、绝缘检测和开关位置和报警（OF+SD）、馈线端子前接线和维护的模块。前维护智能馈线模块各功能区域具有独立更换、独立生产功能。见后馈线模块图示。
2.2 关键器件-AC/DC高频充电模块实现前接线、前维护
研发一种可将原充电模块（包括并联电池系统充电模块）和原需要后维护的插件一起拉出单元模块。如图5所示。
2.3 馈线开关和绝缘监测霍尔要能实现前接线、前维护
研发一种集馈线开关、绝缘检测和开关位置和报报警（OF+SD）、馈线端子前接线和维护的模块。如图6所示。
2.4 一次二次电器元件及其相互间的铜排和连接线实现前接线、前维护
所有的一次二次电器元件全部前置安装，实现前接线、前维护。相互间的铜排和连接线屏后没有过渡端子和铜搭接头，维修装拆在屏前方。如图7所示。
3 核心前接线前维护馈线模块类型及经济价值成本举例分析
目前开发的前接线和前维护直流馈线模块：DC508（8回路）、DC510（10回路）二种如图8所示以下河清项目馈线前维护模块作为分析对象。
（1）馈线支路开关：成本降低率15%。
（2）漏电流霍尔：成本降低率4%
（3）指示灯：成本降低率200%。
（4）一次线：成本降低率42%
（5）二次线：成本降低率60%
具体见表1。
4 结束语
以上是作者基于多年对直流电源供电系统设计、检验、现场维护调试经验，根据行业发展和用户的需求，现从直流系统研发设计前端着手开发新的可实现前接线、前维护的整体方案。目前已在多个预装式变电站应用，用户很满意。
因前接线、前维护还处于研发成果试用阶段，思路和实现的方法还需要不断完善改进，希望各位专家和用户提出宝贵的改进建议。为把中国的前维护智能直流电源系统产品做成世界级的精品而一起努力。
参考文献
（乌鲁木齐电业局光源电力有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830011）
【摘 要】数字化变电站是实现智能电网的重要环节。本文简述了数字化变电站的概念、特点、关键技术及其建设方法等问题。通过分析可以认为，数字化变电站必然成为未来变电站的发展趋势。
关键词 数字化变电站；数字化技术；电子式互感器；IEC61850
0 引言
数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站[1]。与常规变电站相比，数字化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口只是接口和通信模型发生了变化，而过程层却发生了较大的改变，由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。作为一门新兴技术，数字化变电站从提出开始就受到了极大的关注，目前已成为我国电力系统研究的热点之一。随着相关软硬件技术的不断发展和成熟，数字化变电站将成为变电站技术的发展方向。
1 数字化变电站的关键设备
1.1 智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替[2]。一次设备例如电子式互感器，电子式互感器(ECT、EVT)分为两大类:有源电子式互感器和无源电子式互感器。有源电子式互感器利用Rogowski空芯线圈或低功率铁心线圈感应被测电流,利用电容(电阻、电感)分压器感应被测电压。远端模块将模拟信号转换为数字信号后经通信光纤传送。无源电子式互感器利用Faraday磁光效应感应被测电流信号,利用Pockels电光效应感应被测电压信号,通过光纤传输传感信号。
1.2 网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。将IEC61850应用于变电站内的通信,以充分利用网络通信的最新技术,实现二次设备的信息共享、互操作和功能的灵活配置。数字化变电站采用低功率、数字化的新型互感器代替常规互感器，将高电压、大电流直接变为数字信号[3]。常规站与数字站结构区别如图1所示。
1.3 自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能及时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
2 数字化变电站通信规约关键技术
数字化变电站是建立于IEC61 850通信规范基础上，由电子式互感器(ECT、EVT)、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备按变电站层、间隔层、过程层分层构建而成,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。它的关键技术主要包括以下几个方面：
（1）功能建模。从变电站自动化通信系统的通信性能(PICOM)要求出发,定义了变电站自动化系统的功能模型(Part5)。
（2）数据建模。采用面向对象的方法,定义了基于客户机/服务器结构的数据模型(PartT-3/4)。
（3）通信协议。定义了数据访问机制(通信服务)和向通信协议栈的映射,如在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到MMS(IEC61850-8-I),在间隔层和过程层之间的网络映射成串行单向多点或点对点传输网络。(IEC61850-9-1)或映射成基于IEEE802,3标准的过程总线(IEC61850-9-2)(Part 7-2,Part8/9)。
（4）变电站自动化系统工程和一致性测试。定义了基于XML(Extensible Make up Language)的结构化语言(Part6),描述变电站和自动化系统的拓扑以及IED结构化数据。为了验证互操作性,Part10描述了IEC 61850标准一致性测试。
（5）IEC 61850 标准中引入了抽象通信服务接口(abstract communication service interface， ACSI)。ACSI使变电站自动化功能完全独立于具体的网络协议，因此最新网络技术可以很快被应用于变电站中[4]。
3 数字化变电站建设
数字化变电站和传统变电站相比实现了信息采集、传送、处理、输出由模拟量到数字量的转变，并形成了相应的通信网络和控制处理系统，实现了信息的共享和互操作。从技术规律和电网特性角度看，数字化变电站推广建设是智能电网形成的基础环节，是智能电网实现数字化，信息化，自动化的技术和实践经验来源。数字化变电站的基本结构继承了分层分布式的特点，如图 2所示。
其功能在逻辑上被分配到 3个不同的层(即过程层、间隔层和变电站层)中。过程层是一次设备和二次设备的结合处，其主要功能是:进行电气量的检测、运行设备的状态参数在线检测与统计、操作控制的执行等任务。间隔层的主要功能是进行本间隔过程层实时数据信息的汇总，并对一次设备实施保护控制功能，具有承上启下的作用。变电站层主要任务是汇总全站的实时数据信息，将有关数据信息送往调度或控制中心并接受调度或控制中心有关控制命令，转发间隔层、过程层执行等功能。相对于常规变电站，数字化变电站具有很多先进技术和功能特点。
3.1 基于数字和光纤的信号采集系统
电子式互感器(ECT、EVT)和光电互感器的应用使得数字化变电站实现了站内信息的数字化采集和光纤传递，大大简化了二次回路，解决了电缆老化问题，减少了运行人员的误操作，系统可靠性得到提高。智能电网的数字化程度要求更高，将有各种先进的智能传感器要运用到一次设备中去，包括发、输、变、配、用户等个个环节，用以监控电网设备健康状态和全网电气信息，形成庞大的智能监控系统。数字化变电站的硬件设施和建设过程中的相关经验，在智能电网建设中有重要的作用和价值。
3.2 信息交互网络化
数字化变电站内设备之间通过高速以太网进行信息交换，二次设备不再出现功能重复的I/O接口，常规的功能装置变成了逻辑功能模块，变电站内实现了真正的数据集资源共享。和智能电网高速、动态互动、实时信息共享的超级网络构架的目标方向一致。
3.3 全站统一的标准平台
IEC61850确立了电力系统建模标准，为变电站定义了标准的信息模型和信息交换模型。采用对象建模、抽象通信服务接口（ACSI）、以及设备自我描述规范，解决了不同厂商产品互操作问题，形成了全站设备功能和信息共享的统一标准平台。
3.4 信息同步与安全性
数字化变电站与传统变电站相比，一次设备及一次设备与二次设备之间连接，由电缆被电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤所代替，这为采样数据的共享提供了条件，同时也带来了电子式互感器间采样同步问题。IEC 61850采用SNTP(sim plenetwork time protoco1)实现不同设备间的同步采样，以UTC(universal time coordinated)作为时钟同步源[5]。IEEE1588[协议为消除或削弱网络测控系统各个测控设备的时钟误差和测控数据在网络中的传输延迟提供了有效路径，只要按照这个规范去设计网络化测控系统，则系统的测控精度可控制在亚微妙级，从而可以有效解决分层分布式测控系统的实时性问题IEC 61850 采用 SNTP( simple network time protoco1) 实现不同设备问的同步采样， 以UTC( universal time coordinated) 作为时钟同步源。IEC61850协议的开放性和标准性带来了电力系统运行的安全性问题，IEC在制订了IEC61850之后，开展了安全标准IEC62351的编制，其中IEC62351-6定义了IEC61850的安全性[6]。
3.5 智能化一次设备不断成熟
以往制约数字变电站发展的主要是因为IEC61850技术不成熟，2005年的IEC61850互操作实验[3]极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究应用，目前变电站层与间隔层技术已经成熟，间隔层与过程层技术也在不断成熟。国内的智能化一次设备质量提升的飞快，从已经运行变电站的反馈情况来看，智能化一次设备已经从初期的不稳定到了现在基本能满足现场应用的水平，这为智能电网建设打下了基础。数字化变电站系统结构如图3所示。
4 结论
由于其具有信息充分共享、通信系统能可靠实时的交换所有设备的完整信息、降低变电站整个生命周期的费用等优点。数字化变电站必然会成为未来变电站发展的趋势。建设以光电式互感器、智能化集成开关、智能变压器等数字化一次设备和其他智能电子设备为基础的新型变电站自动化系统。实现数字化变电站站内各层间的无缝通信。最大限度地满足信息共享和系统集成的要求。则是数字化变电站技术的发展方向。可以预期。一个系统分布化、结构紧凑化、模型标准化、通信网络化、信息集成化、检修状态化、操作智能化的完全数字化变电站将作为未来“ 数字化电网”的功能和信息节点展示在人们面前。
参考文献
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［5］马临超,倪艳荣,齐山成．数字化变电站浅析[J]．河南机电高等专科学校学报,2009(3):6-8．
摘 要：随着我国电力建设的不断加快，电力设计水平也需要不断加大力度，例如：110～220 kV的设计和建造就需要对电气布置、结构形式等土建工程加以规划和设计，需要不断在先进性、经济性、实用性、安全性上加大研究力度。
关键词：变电站建站 土建设计 方案优化
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0072-02
随着经济建设的不断加快，持续稳定的发展需要电力能源的支持，电力建设得到了前所未有的发展机遇，同时也面对着巨大的压力。为了加快建设，配合城市化建设步伐和改善城市化建设环境，给予城市化建设巨大的能源支持，需要不断地对变电站的建设进行规划和设计，确保变电站的快速扩建的同时，不会影响到周边居民的正常生活。因此，该文对110～220 kV变电站的土建设计是具有一定代表性，研究好设计的原则、选择阶段的可行性研究等工作，对设计和施工类似工程具有重要的意义。
1 变电站土建设计之站址选择
做好变电站土建设计的原则首先是以人为本，然后是可持续发展。110～220 kV的土建设计理念，对每个方案进行模块化设计，是起始的工作，应该得到重视。首先对设备的选择进行设计，包括尺寸的布置、方案的设计等。对站址的设计要利用经济技术的手段加以论证，特别是可行性建设的问题，避免出现重复性建设，造成浪费，最终达到最佳站址的设计目的。对变电站站址的选择，决定了日后系统人员在线路出线的方便操作、合同的合理执行等工作能否顺利开展，因此，要注意做好以下几个方面的工作。
第一，φ局返难褚获得政府的许可，符合政府规划的设计要求。在进行选址的前期要与当地的规划和设计主管部门进行意见沟通和收集，特别是对城市规划和土地利用总体规划的资料要得到一手的材料，将拟建的变电站的情况及时与上级主管部门进行沟通。按照国家土地规划的要求进行电网的规划和设计，本着资源节约、环境友好的原则，充分利用土地，避免侵占耕地的情况发生，还要兼顾经济效益，对劣质地和荒地充分利用，保护农田水利基础设施，通过国土部门的总体规划的调整后，得到站址的最佳选择结果[1]。
第二，站址的选择要考虑周边的环境，了解环境中与选址是否有冲突的地点和设施，如军事、通信、机场、导航设施等，还有风景游览区等，也是要考虑的范畴。如果有这些设施存在，就要按照国家有关规程规范的要求，进行合理的规避，做好安全防控，保持干扰距离，等待相关部门协议后再进行施工，尤其是遇到有矿产资源或者历史文物的时候，更要注意站址的选择要与上述地点错开和规避。
第三，对于客观因素的影响，如水文、气象、地质等条件，特别是进行站址的现场勘察，勘察的内容涉及站区的供水、电源供应、防洪排水、设备运输，还有对站址区域内的拆迁情况的了解以及补偿费用的计算等。设计人员选择的地形一般为平坦、进站道路无障碍、拆迁量少的区域，而且水源的利用要保证充足和合理，尤其是220 kV等级以上的变电站，对于防洪的要求较高，110 kV以上的变电站对洪水位的年限要求等方面都要进行全面的分析，保证站址的选择具有可行性、可持续性[2]。
2 变电站土建设计之可行性研究
对110～220 kV变电站的可行性研究，包括对土建设计的工作重点，如占地面积、站址、拆迁赔偿、地基处理、地下设施的施工技术等众多内容。
第一，站址位置的主变台数、总平面布设、出线回数等，都是可行性研究的重要内容。以南方电网公司的标准化模块组合的设计标准来刊，对室外的配电装备以及建筑物关系的合理调配，首先要考虑的是先进设备和布置工艺的方式，如空间发展如何能不侵占土地面积，建筑的建造如何能够对环境不造成破坏，同时又要具有相应的功能等；在单体建筑和综合建筑的建设上如何能够在保证规范建设的基础上又能适合变电站的功能建设要求等。另外，对于变电站建设中涉及到的双层出线问题、挡土墙和围墙的建设问题、场地的平整问题等，都要考虑施工的环节、技术以及支出的费用等。
第二，在可行性研究上，同样要充分结合国土规划部门的要求，尽量在站址的建设和周边环境的建设投资方面进行充分的调研，尽量选择靠近能够利用水源、道路连接短、地形平坦等方面有优势的位置进行建站。
第三，是土建设计的重要关注点，还包括对不利于建站的地质条件进行建设，例如：对于地质构造稳定性、边坡等做出合理性评价，还要对岩土的物理性质等进行勘测，把溶洞、土洞、地下暗河等具有不良影响的地形地貌考虑在内，分析危害的后果或者可能带来不良后果的概率，并提出合理的、有效的防护措施，因此，土建设计人员担负的职责是十分繁重而重要的，提出的方案应包含对于土层的物理条件以及站址挖填区的合理化分析等方面[3]。
3 变电站土建设计之设计阶段
对于变电站的设计阶段的土建设计，包括的内容众多，如平面的布置、建筑结构的设计、水工消防的设计等，应在经济合理的基础上加强设计方案的布设、经过多方验证后方能进行方案的确定。
第一，是总平面的布置，要考虑电气的布设、进出线的布设、电气的安全距离、消防设施的优化等。
第二，是竖向的布设，包括电压等级、设计规范，防洪设施等，利用现有的地形条件，对变电站的排水、场地、边坡等选择合理科学的布置方式加以布设，尤其是防洪防涝的工作，应对站区内土石方的平衡方式、技术施工环节等进行合理的设计，充分利用防洪墙的功能，将之纳入到设计思路中，例如：边坡的高度设计，就是竖向设计中的重要内容，将边坡的高度经过稳定性计算后与挡土墙等结合，进行高边坡的设计，编制出专题的报告，保证边坡稳定，而且能够防止水土流失带来的危险。
第三，是建筑结构的设计。根据变电站的规模进行模块化组合设计，这是南方电网标准设计的先进经验，不仅满足了变电站的功能要求，也符合电网的标准化设计要求，例如：在抗震能力和空间扩大方面，采用了混凝土框架设计的方法，同时也找到了电气设备安装的合理性原则[4]。
第四，是施工图设计。经过初步审查后，找相关的规程规范，对设备的尺寸、概算投资数额等加以整理和计算后，得到了土建的总图设计方案和建筑设计方案。场地采用绿化设计方案，使用碎石铺设，操作小道铺设了地面砖，电缆沟的设计使用了内嵌式角钢包边的盖板设计等。建筑的设计考虑到了220 kV户外变电站建筑面积的限制，对通信机房的面积采用了国际标准的建设要求，建筑外墙的颜色统一为蓝、灰、白，外墙门统一采用不锈钢防盗甲级防火门等。另外，在结构、给排水、暖通、节能降耗的设计上，也进行了专业化的设计。
4 结语
变电站的土建设计拥有规范化的设计阶段，每个阶段都有相关的内容。随着技术的不断进步，可以说现代的土建设计的难度系数在下降，但是土建设计人员依然要树立严肃、严格、高效的意识，对标准化设计进行深入的思考，多积累设计经验，有针对性地开展设计工作，力争多出合格的优秀的设计产品。
参考文献
[1] 陆峰.110～220kV变电站土建设计探讨[J].军民两用技术与产品，2014（19）：179.
[2] 唐斌.浅谈220kV变电站构架选型及优化[J].电子世界，2014（21）：49-50.
[关键词]GIS，断路器，隔离器开关，接地开关，模块化系统
[中图分类号]C931.6 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0216-02
1、前言
近年来，由于城市建设的规模急剧扩展，昂贵的土地费用和复杂的审批手续，对于一个新建的变电站来说，土地面积的需求已成为关系到整个变电站的造价的主要因素。
GIS是一种HIS系统。2004年在大连市的城市改造供水项目中选用了德国西门子公司的HIS气体绝缘组合电器，该供水项目规模为80万吨/日，设计中选用HIS气体绝缘组合电器，该66KV/10KV变电站很有代表性。
2、GIS方案间隔、电器产品技术指标
8DN8-Ⅲ型HIS为用户的开断功能提供了一个富有创造性的方案，基于GIS技术，是紧凑型、费用低、模块化、可以应用于室内和户外，安全、可靠的运行。
现代化的工艺使得外形更美观大方
8DN8-Ⅲ-HIS型组合电器采用了三相共体的结构，它的紧凑设计减少了设备本身所占有的空间；该设备大部分模块清晰地布置在一个水平面上；铝合金做外壳材料，可以提高防腐蚀性能且重量很轻；通过采用最新的结构和铸造技术，优化了外壳的电场分布和机械性能。
六氟化硫气体被用做绝缘和灭弧介质，所有的模块都通过法兰连接，靠精密的加工工艺和高质量的O型密封圈来保证设备的气密性，这已在多年的使用中得到证明；绝缘盆子将间隔分隔几个独立的气室，每一个气室装备了一套独立的气体监测设备、放暴膜和过滤材料，气室中固定的过滤器可以吸收水分及SF6分解物。
防暴膜是防止气室内气体压力的突变，防暴膜上面的气体导向喷口，保证了防爆膜在打开时，气体喷向一个限定的方向而不会伤害到运行人员；户外使用的操作机构箱内安装了加热器；所有紧固件都是防腐材料制成。
模块包括断路器模块、互感器模块、终端模块（含电缆终端模块、空气终端/避雷器、变压器终端模块）延伸模块，重点介绍断路器模块及互感器模块。
2.1 断路器模块
8DN8-Ⅲ型HIS开关的核心部分是三相共箱的断路器模块，由两个部分组成：灭弧室；操作机构。
2.2 灭弧室
灭弧室是采用自能式的原理在断路器操作时进行灭弧，由于所需的能量很小，相应发生的机械功能就小，这样就使断路器传到外壳和地基上的应力也很小。
2.3 电流路径
自能式断路器的电流路径是由静触头支座，主触头，活动触头管、气压缸等组成的，弧触头是与主触头并联的。
2.4 开断工作电流
在分闸过程中，主触头首先打开，电流转移至仍是闭合的弧触头，这样，主触头就可以避免烧灼，随着开断的进行，电弧在弧触头之间发展，活动触头管向下运动，压缩气压缸中的气体，压缩的灭弧气体流经触头管进入触头间隙并灭弧。
2.5 开断故障电流
如果短路电流很大，在弧触头周围的灭弧气体被电弧的能量充分地加热，从而导致触头管中的气压上升，在这种情况下，产生灭弧气压所需的能量不必由操作机构提供。在操作过程中固定的弧触头打开，高压灭弧气体从灭弧喷嘴喷出，吹灭电弧。
2.6 操作机构
弹簧储能机构为断路器的分合提供能量，它安装在一个紧凑的防腐蚀铝合金外壳中，合闸弹簧和分闸弹簧布置在易于观察的操作区内。整个操作机构完全和SF6气室隔离开。防摩擦轴承和免维护储能机构的应用保证了可以可靠运行数十年。
2.7 操作机构的优点
即使在电站电源故障时，保持确定的分合闸位置；无论合闸弹簧的状态如何，断路器最终可完成分闸操作；可进行大量的机械开断操作；最少数量的活动部件；结构紧凑。
2.8 隔离开关和接地
隔离开关和接地开关的功能是综合在一个三位置开关单元内。活动触头可以闭合隔离断口或将高压导体与接地开关的固定触头相连。在中性位置，无论是隔离开关还是接地开关的触头都不是闭合的，由一个电动操作机构驱动壳体内的绝缘转轴，实现三相触头的联动。
2.9 快速接地开关
快速接地开关是插入式接地开关。接地开关的动触头插入接地位置的静触头，其操作机构是电动机带动的弹簧储能机构。
2.10 互感器模块
电流和电压互感器是为了测量和保护而设计的模块。根据不同用户需求，可提供常规的互感器或最先进的电流和电压传感器，例如充电型的数字互感器。
2.11 电流互感器模块
通常采用的是功率强大的感应式电流互感器，这种电流互感器可以放在本体或布置中的任何位置。
2.12 电压互感器模块
采用了功率强大的电压互感器，电压互感器可以布置在出险隔离开关的任意一侧，通过密封的绝缘板将二次连接引出壳体外。
2.13 终端模块
终端模块通过架空线、变压器和电抗器、电缆方式将GIS间隔和设备连接起来，因而，它们实现了把壳体内的SF8气体绝缘向其它绝缘介质的转换。
2.14 延伸模抉
在间隔内通过延伸模块完成各种方案的间距要求
3、控制与检测
可靠并且美观的组合电器控制系统也是非常可靠的先进的
间隔内所有控制、监视对象与集成式控制柜的电缆连接在出厂前也已完成，这样不但能最大限度地减少现场调试时间，而且能降低出现故障的范围和几率。
根据标准设计，控制及监视系统由电动机械部分整合而成同时也能提供集控制与保护于一体的SICAMHV数字化控制方案，数字化模块拥有自诊断及监控等功能。可以通过远程监控了解到变电站中开关设备更多详细的信息。从长远的角度上说，能够降低变电站的运行成本。
由于选用的变压器均在8000KVA至30000KVA，所以均要差动保护，综合保护器也为德国西门子公司产品。
3.1 变电站控制
控制和保护系统配置在各个控制柜中。
可以根据用户要求提供满足用户特定需要的高压开关设备。并提供标准化的设计方案。通常提供的组合电器控制方案是智能化的支持标准网络协议的数字化控制以及保护系统，并附以监视和自诊断功能。基于西门子控制与保护设备广阔的适用范围，能提供为用户度身定制的解决方案。
3.2 气体监视
气密性的绝缘盆子将每个间隔分割成功能独立的多个气室（如断路器，隔离开关，电压互感器等等）。每个气室都始终处在带有显示装置的密度继电器的监视状态中，在气室压力发生任何异常变化时，密度继电器将立即报警。如在使用SICAM控制的设备上加装传感器，则还能对个气室的气体压力变化趋势进行预报。
4、GIS系统的优点
4.1 投资成本低
4.2 运行更节省、安全、可靠
4.3 免维护
4.4 保护环境
4.5 适应各种环境
4.6 经济性和多用性
[关键词]变电站；新技术；应用
中图分类号：TM63；TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0381-01
一、数字化变电站的系统组成
数字化变电站是在IEC61850通信协议技术上分层构建智能化的一次设备、网络化的二次设备，在智能设备之间实现了信息共享，以及互操作。对于数字化变电站的系统来说，通常情况下其组成主要包括：
1、IEC 61850
在《变电站通信网络和系统》系列标准中，IEC 61850是在基于网络通信平台的变电站自动化系统的基础上，国际电工委员会TC57工作组制定的唯一的国际标准，在IEC 61850中对测控装置的模型和通信接口进行了明确的规范和保护，同时对数字式EVCT、智能化开关等一次设备的模型和通信接口进行了相应的定义。通常情况下，IEC 61850将变电站通信体系分为站控层、间隔层、过程层三层。采用统一的协议对变电站内的IED，测控单元和继电保护等智能电子设备进行处理，使得信息交换通过网络得以完成。
2、智能化的一次设备
通常情况下智能化的一次设备主要包括光电及电子式互感器，以及智能化断路器等。输出低压模拟量和数字量信号在光电及电子式互感器中是光电及电子式互感器的最大特点。通常情况下，在微机保护、电子式计量等设备可以直接使用智能化的一次设备，进而不断满足电子系统数字化、智能化、网络化的需要。由于智能化的一次设备动态范围比较大，所以在保护和测量方面能够同时满足应用。另外，良好的绝缘性能、较强的抗电磁干扰能力、测量频带宽等也是光电及电子式互感器具备的特点。
3、变电站内的二次设备
通常情况下，继电保护装置、安全自动装置、测量控制装置等共同构成二次设备，这些设备的设计和制造通常情况下是基于标准化、模块化的微处理器而展开，同时在二次设备中不会存在常规功能装置中重复出现的I/O现场接口，通过高速的网络在它们之间进行连接，进而实现了数据和资源的共享。
二、变电站数字化建设过程中的几个关键问题分析
智能化的一次设备是建设数字化变电站的关键之一。目前主要有两种：一是在传统一次设备上安装智能终端，就地智能化；二是替换为新型的智能化设备。
1、光缆的敷设、光裕度试验
采用尾缆、光缆代替传统的二次控缆，敷设时存在光纤易折损坏，并且尾缆的两头接头受施工现场环境较大，施工现场粉尘较大会不利于尾缆接头制作。改善措施：（1）加装光缆槽盒给尾缆提供保护作用。（2）在敷设过程别注意光缆的最小弯曲半径是光缆直径的10倍，如果从管道中拉出光缆最小弯曲半径为光缆直径的20倍，对于4芯光缆其最小安装弯曲半径必须大于5.08cm。（3）全站内光缆采用PVC阻燃胶带包扎作防火处理。（4）全站光缆敷设完毕后需要对光缆的光裕度进行校验，验证光纤功率和衰减率要满足要求，排除光纤损坏影响数据的传输、交换。
2、关于合并单元
合并单元是对来自二次转换的电流或或电压数据进行时间相关组合的物理单元，包括：电子式互感器合并单元和常规采样合并单元。对于数字话变电站而言，在变压器保护、进线线路保护、进线间隔，先将所有的传统互感器的模拟量接入至合并单元，然后再通过IEC60044.8规约实现合并单元数据分发。因此，实现合并单元数据采样、传输的同步，是这次数字化站建设过程中碰到的首要难题。合并单元除了本身需要同步信号外，不同合并单元之间也需要同步信号。
3、电子式互感器（ECVT）
电子式互感器由传感模块（远端模块）和合并单元两部分构成。传感模块安装在高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字量。合并单元安装在二次侧，负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。与传统站不同的是，电子式互感器的校验需要通过大电流发生器将标准互感器与被测电子式互感器形成回路，通过电子式互感器校验仪取得被测电子式互感器输送到合并单元采样数据。
4、主变保护注意点
数字化变电站的主变与110kV进线保护不同，没有采用ECVT而是采用传统的套管CT、中性点零序CT和间隙零序保护，加上主变低压侧也采用常规互感器，对于A套主变保护：需要考虑模拟量和数字量同时存在的问题。将模拟量和数字量同时输入保护装置，在装置内部进行判断分析。为了便于今后改造、扩建，数字化变电站可将模拟量接入智能采集装置内转化为数字量后同主变高压侧合并单元一起接入A套装置。
5、GOOSE网络的分析
变电站内110kV侧断路器、隔离开关位置状态、告警信息等可以通过智能终端用GOOSE服务传输。各间隔电流逐步从各间隔合并单元通过光纤引至相关保护装置；各间隔刀闸位置通过光纤从各间隔智能单元接入，通过GOOSE网络输入主变保护装置；差动保护、后备保护动作信息，通过GOOSE网络传给相应的智能单元、保护测控装置；跳闸输出通过GOOSE网络连接至GIS各间隔汇控柜的操作箱实现。
三、数字化变电站建设中新技术的应用
1、网络化信息通信技术
在利用网络化信息通信技术时，会优化分层组网技术，提高了二次系统的快捷性。在数字化变电设备互联中，采用高速通信网络，在实现数据和资源高度共享目的时，可以利用局域网进行实现。数字化变电站功能模块在使用网络通信技术时，从而使数字化变电站能够实现跨变电站和自动化协调控制功能，同时也可以进行跨区域保护工作。在数字化变电站中有效地利用光纤环网，以此实现变电站信息的高速连接。在对变电站内部主保护、测量装置和电量计费系统等进行信息汇总时，主要是通过变电站高速以太网交换机。变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制以及在线状态检测装置等具备着标准化和智能化特点。设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/0现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享。
2、自动化的运行管理技术
数字化变电站在进行自动化运行管理时，当变电站运行发生故障后可以及时地对故障进行分析，并可以及时地提出故障处理意见，并将故障原因指出。在记录电力生产运行数据时能够实现无纸化，能够准确地将数据信息进行分层，实现数据分流自动化。另外，在运用智能化设备时，可以对设备信息直接处理，并且不用与其他控制系统进行连接，能够独立地执行本地功能。在自动化管理系统中具备着自检功能，能够及时发现系统出现故障，并及时报警。
在数字化变电站中的倒闸操作，其本身具备着非常高的自动化程度，尤其是在进行程序化操作后，在很大程度上提高了工作效率以及操作准确性。在进行倒闸操作时，通常是需要保证电力设备的稳定，有着正确的五防，并可以进行正确的操作。
关键词：装配式变电站特点装配式结构设计
500kV祯州装配式变电站是广东电网公司第一座装配式变电站，于2011年5月份投产，其投产标志着广东电网公司在建设标准化、简约化、装配化的绿色变电站方面迈出了重要的一步。与以往的变电站相比，500kV祯州变电站在土建设计方面进行了大胆的创新，全站建（构）筑物按装配式建筑安装工艺进行设计，站内的主要建筑物及围墙、主变防火墙等构件均在工厂预制完成，然后运输到施工现场组装而成。装配式变电站缩短了建设总工期，简化了施工工艺，同时也保障了施工质量。
1 装配式变电站特点
1.1 设计施工周期短
传统的变电站设计采取先进行项目的设计，待施工图设计结束后再在现场进行施工, 土建的现场施工采用“湿法”，在现场浇筑、砌筑、粉刷，施工串联流程，因此工期较长。
装配式变电站设计基本出发点是借鉴了民用、工业建筑装配生产的经验，实现变电站设计、施工过程的组织集约化，克服了由于设计与施工的分离致使工期增加，以及克服了由于设计和施工的不协调而影响建设进度等弊病[3]。利用工厂预制，现场快速拼装工艺，并联施工流程，大大缩短了建设周期。
1.2 工厂化生产、配送式施工
传统变电站建设工程质量的好坏在很大程度上取决于施工单位的管理水平及施工技术水平。
装配式变电站内建构筑物的构配件通过标准化设计施工，模块化组织、工业化生产、集约化施工，工程质量得到了保证，而且资源消耗低。[2]
1.3 工程效益好
传统变电站内大部分的建构筑物均在现场施工生产，所以现场投入的人工、材料、施工机械成本较大。人工日、材料损耗、施工机械台班的成本控制难度较大。
装配式变电站建构筑物的构件在生产过程，建筑材料规模式采购，工厂化生产，人力需求少，材料损耗少，施工机械需求量少，从而大大节约了施工成本，对施工预算成本的实现有保证。
1.4 绿色环保
传统的变电站在生产过程中产生较多的建筑垃圾，污水及废水。
装配式变电站的施工方式节约了水资源以及减少了污水、废水的排放。[1]减少了施工现场的噪声、废气的排放, 环境污染少，减少了对施工作业人员健康的不良影响，更符合现南网推广的绿色变电站设计的理念。
1.5 组织协调工作量少
传统变电站工程大部分的作业均在现场完成，现场工程建设人员多，施工机械多，现场的管理人员的管理、组织协调能力任务重，现场容易混乱，影响施工的质量及进度。
装配式变电站内的大部分建构筑物由工厂预制生产，现场组装，科技含量高，减少了工程建设人员，简化了检修维护工作，减轻了管理、组织协调工作量。
2 500kV祯州装配式变电站的工程实例
2.1 工程概况
500kV祯州变电站站址位于广东省惠州市惠东县稔山镇，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g，建筑场地类别划分:开挖区为Ⅰ类，回填区为Ⅱ类。设计基本风压（50年一遇10m高最大风速）：0.75kN/m2。地基处理：填土区采用强夯处理，处理后地基承载力180kPa。采用平坡布置。本工程最终规模4x1000MVA，本期上#3主变；500kV出线本期6回，远期10回，分别从站址东、南、北三侧架空出线；220kV出线本期6回，远期14回，分别从站址西侧架空出线。本站500kV配电装置采用HGIS设备、悬吊式硬管母线；220kV配电装置采用GIS设备，围墙内占地面积为43076.75m2。
2.2建（构）筑物概况
站区内采用钢结构装配式方案的生产建（构）筑物为：两层主控通信楼一座、单层380V中央配电室一间、辅助生产建（构）筑物泵房一间、围墙、主变防火墙、高压并联电抗器防火墙。
2.3建（构）筑物装配式结构设计
2.3.1 主控通信楼结构
主控通信楼共两层，钢结构装配方案为主体框架采用钢梁、钢柱，楼板采用钢筋桁架支撑式现浇混凝土，建筑墙体均采用150mm厚蒸压轻质加气混凝土板(ALC)。
主控通信楼设计使用年限50年，建筑结构的安全等级一级。主控通信楼的钢柱采用箱型截面，钢号Q345B。钢梁采用H型钢，钢号Q345B。楼板及屋面板采用钢筋桁架现浇楼板，混凝土强度为C30。楼板的底模及主要钢筋工程均在工厂预制，现场只需要作简单的钢盘工程便可浇注混凝土。外墙采用压型钢板加ALC板，内墙采用ALC板。大门雨篷采用钢筋桁架现浇楼板，其它小雨棚采用角钢支架加ALC板。室内外楼梯均采用钢楼梯，做法为钢板踏步加钢板梁，上浇混凝土并砂浆找平。
计算模型为：柱脚刚接，梁柱刚接，梁梁铰接。考虑到楼板大量开洞，不采用刚性楼板假定，楼板及屋面板均按弹性膜计算。所有楼板按铺设方向设置为单向板。
2.3.2 水泵房及380V中央配电室
水泵房及380V中央配电室均为单层建筑物。钢结构装配方案为单跨双坡门式刚架结构体系。屋面采用双层压型钢板复合保温隔热屋面（檩条暗藏型），墙体采用双层压型钢板复合保温隔热墙体（竖向排版）。基础采用柱下独立钢筋混凝土基础形式。
钢结构合理使用年限50年,建筑安全等级二级,屋面板使用年限20年。
计算模型：采用门式刚架模块进行整体分析计算。柱脚刚接，屋面设置刚性系杆和斜支撑，由于立面门窗限制，在中间跨设置一道刚接梁代替柱间支撑，形成不变体系。
2.3.3 围墙
混凝土柱装配式围墙方案为：混凝土柱内嵌ALC板材，柱距为5.2米，独立扩展基础。
围墙板材采用ALC板材，现场装配施工。每个柱距布置4块ALC板材，顶部一块为装饰板，其宽度为600mm，最下面一块ALC板底部高于站内场地设计标高100mm，各块ALC板材宽度均为600mm。ALC板围墙两面现场处理：用ALC嵌缝剂作板缝处理，涂丙乳密封液一道，护防水腻子一道，刷外墙防水弹性涂料两道，颜色现场确定。
围墙柱采用钢筋混凝土柱，柱留有槽口，用于围墙板卡入安装，围墙板与槽口的缝隙采用细石混凝土填缝处理。基础采用现浇混凝土基础，基础间设连梁。
2.3.4主变防火墙、并联电抗器防火墙
主变防火墙、高压并联电抗器防火墙装配式方案为：混凝土柱内嵌ALC板材，基础采用现浇混凝土条形基础。
防火墙板材采用ALC板材，现场装配施工。每个柱距布置ALC板材的块数根据防火墙的高度而定，顶部一块ALC板用预制混凝土梁压顶。ALC板围墙两面现场处理：用ALC嵌缝剂作板缝处理，涂丙乳密封液一道，护防水腻子一道，刷外墙防水弹性涂料两道，颜色现场确定。
防火墙柱采用钢筋混凝土柱，柱留有槽口，用于围墙板卡入安装，围墙板与槽口的缝隙采用细石混凝土填缝处理。
2.4 钢结构防腐
钢结构防锈防腐做法为：所有构件最低除锈等级Sa2 1/2级。螺栓连接摩擦面不进行除锈处理。采用“冷喷锌＋面漆”防腐：喷涂ZD96－1冷喷锌一道60μm，ZS43－40可复涂聚氨酯面漆一道40μm。要求冷喷锌层锌含量在96％以上，喷锌层耐盐雾考核1800小时以上。采用有气喷涂或无气喷涂施工方式。防腐要求满足30年免维护使用寿命。埋在地下的钢构件外包至少50厚混凝土。
3 结束语
500kV祯州变电站作为广东电网公司的第一个装配式变电站的试点工程，设计理论创新，技术先进可靠，投运以来，运行情况良好，其建设及运行实践证明了：装配式设计施工，能有效地缩短工期，节约资源，降低工程成本。500kV祯州变电站的实践经验对以后变电站建设推动新材料和新技术的应用积累了宝贵的经验。随着科学技术的发展，预制装配式变电站的技术、产品及实施经验定会很快成熟起来，将会成为变电站建设的重要方案之一。
参考文献
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关键词：PLC；变电站变压器；自动化应用
前言
随着电子技术和自动化技术的快速发展，自动化应用于各个行业.电力行业是国家的基础性行业，近些年来随着经济的快速发展，电力行业的装机容量与电气容量逐年增加，如果采用原有的管理方式将极大的增加管理的难度，通过引入自动化技术能够有效的提高电力行业的管理效率，降低管理成本。PLC是一种在电力行业自动化中应用较为广泛的技术，通过将其与变电站变压器管理相结合，能够使得管理更为简单、方便与安全。
1 PLC在变电站管理中的应用
PLC是在上世纪60-70年明的一种可编程逻辑控制器，其经过多年的应用及改进，现今已经演变成了一种功能强大、性能稳定、性价比极高的一种控制方式。通过应用PLC能够在提高设备的自动化率的同时减少电缆的使用量，同时PLC所具有的实时数据监控能力能够使得变电站的自动化控制更为简单、高效。随着科技的进步以及提高效率的需要，PLC已经在电力行业广泛应用，PLC在变电站中的使用，使得在变电站的管理中能够做到精细化控制，相较于传统的人工管理能够做到准确率更高、可靠性更强。同时随着PLC的不断演化，其强大的实时通讯及信息传递能力使得其能够构建大范围的变电站管理网络。同时其小巧的体积与强大的功能使其成为变电站变压器自动控制的不二选择。
2 变电站自动化系统的特点
2.1 变电站一次设备的智能化改进
传统的变电站自动控制采用的是继电器控制模式，此种控制模式体积庞大且结构复杂，使得操作的复杂性及不可靠性都大为增加。通过使用PLC对原有变压器控制的改进使得原有的控制线路得以大为简化，将原有的继电器控制改为通过使用PLC进行数据处理及信号输出，其信号来自于信号回路的监测和驱动回路的控制，输入输出信号由原来的模拟信号转变为数字信号。
2.2 变电站二次设备的网络化
在变电站一次设备智能化改造的基础上需要对变电站内的常规二次设备进行改进，使得变电站的二次设备（如继电保护装置、防误闭锁装置、测控控制装置以及一些电压无功控制等的装置）全部基于模块化、标准化的微处理机进行设计制造，并在这些装置之间建立起控制网络，使得各种数据能够实时、高效的继续传输，并依靠PLC的处理使得数据得以实时传递且能够数据信息共享。
2.3 建立起合理高效的控制系统
在完成了以上硬件处理后，需要建立起变电站的自动控制系统，其中变电站的运行管理系统能够在运行的过程中对传感器以及电流回路所采集到的数据进行自动记录、分析并处理，并与系统中所编制的程序进行对比，从而选择相应的功能进行执行。同时，能够在变电站变压器发生故障时根据系统的信号分析故障发生的原因并提出处理意见，从而为故障的快速处理提供良好的依据。且自动管理系统能够自动对变电站中的变压器设备进行状态的检测与检修，此种状态检测是实时的。
3 PLC在变电站变压器自动化控制中的应用
3.1 PLC变压器自动化屏在变压器中的使用
当变电站的中变压器及其相关配套部分没有进行智能化改造时，仅需要将变压器的空指屏用PLC作为变压器的自动化屏，就可以使得变电站构成较为完备的变压器自动化系统。通过此种改造，可以使得PLC控制作用于变压器及其配套设施，两者之间的连接可以采用电缆作为连接的介质，从而实现数据的传递与交换。同时，通过使用PLC变压器自动化屏可以实现对于变电站变压器的状态监控。PLC作为工业现场的自动化控制单元，其与上位机的信息通信可由上位机中的IPC与变压器自动化屏中的PLC通过Profibus等工业现场总线来进行通信与控制。这种变压器自动化屏由于结构简单，改造方便，多应用于一些规模较小的新站中作为控制单元的中枢或者是一些较老的变电站自动化改造中。而当变电站的中变压器及其相关配套部分在建设的过程中进行了一定的智能化应用并预留有相应的计算机接口，这是再应用PLC变压器自动化屏作为变电站变压器的控制单元可以较为容易的组成功能强大且结构简单的变电站变压器自动化系统，从而方便的实现对于变电站内的变压器的自动化控制，对于站控室内的上位机与PLC变压器的自动化屏之间可以使用工业现场总线来实现两者之间的通信网络的的建设，从而更好的实现信息传递与控制。由于此时的变压器及其配套设备本身就具有一定的智能化，因此，通过加装PLC变压器自动化屏来实现对于变压器及其配套设备的监控及控制时无需使用较多的线路进行连接，仅需要通过其预留的接口进行连接即可，这样就使得两者之间的连接较为简单和清爽，仅需要极少的电缆进行连接即可。PLC变压器自动化屏的硬件组成主要是由以下几部分构成：PLC、状态指示灯、按钮、输入输出信号的光电隔离器、相应的通信接口以及油温巡检仪等组成，整个通信网络依靠工业通信总线以及上位机的通信硬件以及PLC变压器自动化屏中的通信单元组成，能够较为方便的实现信息的传递与变压器的控制。
3.2 PLC在变电站变压器管理中的应用
PLC经过多年的发展与演化已经成为了一种能够在各种场合进行设备运行状态检测、运行监管以及控制的自动化设备，对比与传统的继电器控制系统，其自动化程度更高，其控制程序通过外部编制完成后的导入或者是直接在PLC中进行编制即可，如果需要改变控制程序仅需要通过改变PLC中的程序即可，无需像继电器控制进行复杂的改动，同时PLC控制单元的体积更小、功耗更少，从而使得PLC控制更为简单、高效。根据变电站规模的不同可以选用不同大小的PLC作为控制单元，同时可以添加相应的控制模块来实现对于变压器的控制，通过传感器及各种监控设备实现数字信号的输入，从而实现了对于变压器状态的有效监控。
同时在控制功能方面，通过PLC控制装置的应用，在实现软件在内部应用的基础上还充分的拓展了变电站变压器在数据通讯中的有效传输。例如在变电站变压器的冷却系统的控制中，通过使用PLC连接冷却系统，将冷却单位的控制进行了模块化的控制与管理，从而当变压器冷却单元中的某一冷却机组出现问题时能够及时对其进行跳跃处理，启动备用机组进行冷却工作。同时在冷却单元的启动控制中，需要在变压器的油温达到45%时才进行节点的导通，通过使用PLC进行控制，在原有的控制基础上强化了对于变压器的控制。通过使用PLC控制使得原有的变压器跳闸模式也发生的变化，在原来的变压器跳闸中加入了负荷闭锁功能，只有当变压器中的任何一侧的负荷达到80%的额定负荷时，才会跳闸。
4 结束语
变电站变压器的PLC自动控制是现今广为采用的一种控制方式，通过采用此种方式能够有效的简化控制模式，通过其在变电站变压器控制中的应用能够有效的强化对于变压器硬件的监控及管理。文章主要针对PLC在变电站变压器管理中的应用进行了介绍。
参考文献
[1]宋明远，宋媛媛，王凡.PLC在变电站变压器自动化中的应用研究[J].商情，2012，27.
