智能变电站毕业设计

智能变电站毕业设计（共8篇）

篇1：智能变电站毕业设计

华 北 电 力 大 学

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

题目： 浙江云林110kV智能变电站设计

学生姓名： ** 学 号： ********** 所在院系： 电气与电子工程学院 专业班级：******** 指导教师： ***** 职 称： 副教授

2011 年 4 月 5 日

一、选题背景和意义

变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，智能变电站离我们越来越近。

建设智能变电站（即数字化变电站）的必要性 1.电力市场化改革的需要

变电站作为输配电系统的重要组成部分，市场化改革对其也提出了新的要求：从变电站外部看，更加强调变电站自动化系统的整体信息化程度，和与电力系统整体的协调操作能力；从变电站内部看，体现在集成应用的能力上，也不同于传统的变电站自动化装置的智能。2． 现有变电站自动化系统存在的不足

1）装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但是却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；高级应用功能，如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。

2）二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享，自动化装置之间缺乏通信等原因，变电站内二次接线十分复杂，且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也增加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时，存在大量硬接线，造成CT/VT负载过重。

3）装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用，使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。

4）缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性，一方面局限了其在站内的应用，另一方面也给集控中心对信息的集成和维护带来困难。

数字化变电站是基于IEC61850标准体系上，采用了非常规互感器、智能化的一次设备、网络化的二次设备，能够实现智能设备之间的互操作和信息的共享。因为IEC61850技术的先进性，它将推动我国电力系统自动化控制的变革，为我国电力系统稳健、持续的发展奠定坚实的基础，也将产生巨大的效益。数字化变电站是智能电网发展的主要方向。

二、国内外研究现状

我国的智能变电站的发展及研究现状：

国家电网公司在《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中明确担出在‘十一五’期间要研究、实施示范智能变电站。国内各网省公司纷纷开始智能变电站试点工程的建设。

目前，智能变电站技术很多，有些已成熟，有些还在研究阶段，有的还处于概念阶段。如：

1）一次设备智能化的实践：目前已有应用，如淮北桓潭110kV智能变电站。2）二次功能网络化的实践：目前已有工程应用，如洛阳金谷园110kV数字化变电站。

3）设备状态检修的实践：智能一次设备状态检修的实践，继电保护二次设备状态检修的实践，目前正在开展研究。

4）站内智能高级应用方案研究：智能告警及分析决策经济运行与优化控制等，正在研究阶段。

5）分布协同智能控制与智能保护研究：目前正在研究阶段。6）主变压器应用新型光栅式温度在线监控系统：目前正在研究阶段。7）GIS组合电气应用SF6压力、微水在线监测系统。

智能变电站研究、建设工作尚处于赴阶段，重点工作主要集中在智能化开关设备的研究开发，尚不具备大范围推广应用的基本条件。主要问题表现在： 1）智能变电站没有相应的设计规范、验收规范、装置检验规程、计量检定规程、运行规范等，需要在实践中不断研究、摸索并制定。

2）智能变电站技术尚不成熟，在智能设备检测装置、一体化信息、平台开发等方面还存在不足之处。

3）智能变电站的投产，使得原有的检验手段已不能满足现场检验的需要，亟待研究新的检测方法，配置相应的检测仪器。

4）智能变电站与传统变电站的导致在维护界限、人员分工等方面需要重新划分。

国外的变电站自动化技术的发展：

国外的变电站自动化技术的发展是从20世纪80年代开始的，以德国西门子公司为例，该公司于1985年投运了第一套变电站自动化系统LSA-678，此后陆续在德国及欧洲投运的该型变电站自动化系统达300多套，LSA-678变电站综合自动化系统1995年在中国正式投运。LSA-678系统结构有两类：一类是全分布式系统；另一类是集中与分布式相结合的系统。这两类系统均由64MB测控系统、7S/7U保护系统和8TK开关闭锁系统三部分构成。

20世纪90年代，日本在多座高压变电站采用了以计算机监控系统为基础的运行系统，其主要特点是继电保护装置下放至开关站，并设置微机控制终端，采集测量值和断路器触点信息，通过光缆传输到主控制室的后台计算机系统中，断路器及隔离开关的操作命令也由主控制室通过光缆下达至终端执行。

总体上来看，国外变电站自动化技术的发展趋势同国内的发展趋势基本上一致，分布式变电站自动化系统已逐步成为技术发展的主流。

三、设计（论文）的主要研究内容及预期目标

主要研究内容：

1）分析智能变电站和传统变电站的区别。2）分析智能变电站需求和功能

3）了解数字化变电站三层网络的含义，在变电站内，三层网络内各智能设备的类型和特点是什么。

4）了解GOOSE、MMS、SV的组网特性。

5）以浙江110KV云林变为例，对站内的二次设备产品、网络、监控后台进行设计和配置。其中包括：

Ⅰ.完成智能变电站一次系统设计

包括变压器的选择：变压器型号及台数的确定；变压器中性点接地方式选择、变压器容量的选择等；电气主接线设计：主接线设计的原则、常见的主接线方式、主接线的经济技术方案比较、主接线的确定；短路电流计算的相关要求和规定、短路点的选取、短路电流的计算；电气设备选择的原则、主要电气设备的选择等。Ⅱ.完成智能变电站二次系统设计 包括通信方式设置，通讯系统协议等。

本文将以浙江云林110KV变电站为契机，设计出技术先进、稳定、典型的新型智能变电站。

四、工作进度安排1、3月25日——4月5日 熟悉课题，收集相关资料，了解相关背景知识，进行可行性分析2、4月5日——5月15日 学习数字化前沿技术和数字化产品测试，并在此基础上结合IEC61850理论基础，完成课题的主题设计，其中包括智能变电站的一次和二次系统的设计，分别分3周时间共计6周进行了解和设计。

3、5月15日——5月25日 完成毕业设计论文，分初步完成和最后修改两步完成。

五、参考文献

[1] 高 翔 数字化变电站应用技术 北京：中国电力出版社,2008 [2] 高 翔，继电保护状态检修应用技术，北京：中国电力出版社,2008.[3] 庞红梅, 李淮海，张志鑫，周海雁 110kV智能变电站技术研究状况 电力系统与保护控制，2010.3 [4] 易永辉 智能变电站信息采集及相关应用研究 许继集团有限公司 2011 [5] GB 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程

[6] 35～110KV 变电所设计规范 GB 50229-2006 主编部门:中华人民共和国能源部 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1993 年 5 月 1 日

[7] 《110(66)千伏～220千伏智能变电站设计规范》 国家电网公司，2010 [8] DL/T 587-2007微机继电保护装置运行管理规程 [9] 姚春球, 发电厂电气部分.北京:中国电力出版社,2008 [10]许继 Q/XJS 11.050－2001电力系统保护与监控装置通信规约[S] [11]殷志良 数字化变电站中采样值同步技术研究[J].华东电力，2008 [12]林宇锋 智能电网技术体系探讨[J].电网技术，2009

六、指导教师意见

该同学查阅了大量智能变电站相关参考文献，对论文题目认识清楚，有初步的研究思路，研究计划合理，完成了开题报告的要求。

指导教师签名：*****

2011 年 4 月 6 日

篇2：智能变电站毕业设计

1.1保护配置

保护配置主要从变压器保护、线路保护以及母线保护三个方面进行。在进行线路保护时要注意提高采样值差量和暂态量的速度。在进行变压器保护时要注意励磁涌流的影响，通常会采用广义瞬时功率保护原理来辅助差动保护。这两点都是易于实现的主保护原理。广域后备保护系统由于其具有智能决策功能，可以在进行后背保护在线整定时集中全网信息，利用最少的通信量最快的数据更新速度完成决策工作。智能变电站二次系统在进行保护时简化了原来的布线，将主保护功能由原集控室下放到设备单元内，使通信网络的负担减轻。并利用集中式母线保护和具有主站的分布式差动来实现母线主保护。

1.2通信配置

在通信配置这一方面，智能变电站与传统变电站的差别不大，但是就其发展而言，数据的更快速的传播与数据量的加大会对通信配置提出更加安全可靠的要求。1.3计量配置采用三态数据为预处理数据的计量模块，进行误差量溯源实现现场检验和远程检验。根据计量模块所具有的通信优势，促进变电站与大用户之间的互动，进行信息采集与资源的优化配置，促进各个智能化电网环节的协调运行。

2智能变电站二次系统设计方案及应用

2.1系统构成过程层、间隔层、站控层是变电站二次系统在功能逻辑方面的划分。其中站控层对间隔层以及过程层起到一个全面监测与管理的作用。其主要构成是操作员站、主机、保护故障信息子站、远动通信装置、功能站。间隔层具有独立运作的能力，能够在没有网络的状态下或是站控层失效的状态下独立完成监控，由测量、保护、录波、相量测量等组成。过程层主要进行采集电气量、监测设备运行状态以及执行控制命令的工作，由合并单元、互感器、智能终端构成。

2.2网络结构

过程网络的组网标准是电压等级。主要的网络形式有双星形、单星形、点对点等。通常要依据不同电压等级和电气一次主接线配置不同的网络形式。单套配置的保护及安全自动装置、测控装置要采用相互独立的数据接口控制器同时接入两套不同的过程层网络。双重化配置的保护及安全自动装置应分别接入不同的过程层网络。单星形以太网络适合用于110KV变电站站控层、间隔层网络。双重化星形以太网络适合用于220KV及以上变电站站控层、间隔层网络。考虑到变电站网络安全方面以及运行维护。智能变电站，特别是高电压等级、联网运行的变电站，在兼顾网络跳闸方式的同时仍保留直采直跳的方式。

2.3二次系统网络设计原则

本文以220KV变电站为例，分析站控层设备的配置。远动通信装置与主机均采用双套配置，无人值班变电站主机可兼操作员工作站和工程师站。保护及故障信息子站与变电站系统共享信息采集，无需独立配置。

1）网络通信设备配置需按一定原则进行。特别是交换机的端口数量一定要符合工程规模需求，端口规格在100M~1000M范围内。两台智能电子设备所接的数据传输路由要控制在4个交换机以内。每台交换机的光纤接入量要控制在16对以内。由于网络式数据连接中交换机起到重要的作用，为保证智能变电站的安全运行，交换机必须保证安全稳定，避免故障的发生。

2）应对独立配置的隔层设备测控装置进行单套配置，采用保护测控一体化装置对110KV及以下电压等级进行配置，采用保护测控一体化装置对继电保护就地安装的220KV电压等级进行配置。继电保护装置的配置原则与常规变电站一致，220KV变电站故障录波及网络分析记录装置按照电压等级分别配置，统一配置110KV及以下变电站，单独配置主变压器。

3）过程层的配置。对于110KV及以上主变压器本体配置单套的智能终端，对于采用开关柜布置的66KV及以下配电装置无需配置智能终端。在配电装置场地智能组件柜中分散布置智能终端。

4）合并单元的配置。110KV及以下电压等级各间隔单套配置，双重化保护的主变各侧冗余配置，同一间隔内电压互感器和电流互感器合用一个合并单元。

3结束语

篇3：智能变电站毕业设计

1 智能变电站智能视觉系统的设计及实现

1.1 设备监控子系统

设备监控子系统利用红外热像仪获取智能变电设备的红外图像, 利用光电荷耦合器件获取智能变电设备的可见光图像。红外图像可以提供运行设备的现场运行状态, 不能提供位置信息, 不能对故障、巡检设备定位;可见光图像可以提供运行设备的外观、位置、轮廓等数据。

设计时利用图像融合技术和特征匹配技术, 将智能变电设备的红外图像和可见光图像相结合, 既可以发现变电设备现场运行故障和问题, 如电动故障、外部机械故障、过热缺陷、漏油、损伤等;又可以实现对故障、巡检设备定位, 为检修人员提供故障先兆、事故隐患的有关数据, 从而实现对智能变电设备的在线诊断。特征匹配技术的内容包括: (1) 描述和提取特征。使用特征变换尺度不变算法, 描述和提取智能变电设备红外图像和可见光图像的特征点。在提取特征阶段, 采用空间尺度极值检测算法建立空间尺度, 初步确定特征点的尺度和位置, 计算出空间尺度的特征点, 特征点的信息包括方向、尺度和位置。 (2) 使用EMD相似性度量函数对描述提取的特征选择相应的度量函数, 进行匹配。 (3) 几何变换。通过随机采样一致性算法选取几何变换模型, 利用匹配向量对几何模型的变换参数进行估计。

1.2 环境监控子系统

由于远观距离的图像质量较差、室外环境较复杂、背景和目标存在变化等, 传统的监控环境系统跟踪算法和目标检测精确度较低, 误报和漏报现象较多。智能环境监控子系统设计时, 运用机器学习算法和视觉跟踪技术, 提高智能变电站运行的安全性。智能环境监控子系统能在智能变电站的运行范围之内自动跟踪、识别移动物体, 如自动预警、跟踪、识别小动物和非法入侵人员。

粒子滤波算法基于对密度概率点团的描述, 将视觉跟踪作为空间状态估计问题, 利用算法进行处理, 这类问题聚焦于设备动态下的特征向量, 便于向量处理大量的多维数据, 使用融合后的数据描述相关信息。在粒子滤波算法的应用中, 粒子退化现象严重阻碍粒子滤波算法的发展。设计时应当采用高斯过程回归模型作为粒子滤波算法的建议分布, 减少粒子退化现象, 提高鲁棒性。

在视觉跟踪技术的基础上, 增加对人的异常行为分析技术和视频摘要技术, 可以实现对检修人员现场行为的在线监控和自动识别, 保证视频摘要的完整性, 减少数据存储压力, 便于用户检索和查询。

1.3 门禁子系统

电网中传统的身份识别方法如身份证、密码和钥匙等, 具有局限性, 易被破解、易被伪造、易丢失, 不能满足智能变电站关于安全性的要求。智能视觉系统中的门禁子系统是利用人的行为特征或心理特征识别技术, 对个人身份进行鉴定, 作为进入智能变电站、接地变室、电容器室、高压室和主控室等的重要凭证。智能门禁子系统主要利用人体生理特征, 如虹膜、人脸和指纹。

虹膜识别技术对人产生的干扰较少, 每个人有各自的虹膜结构, 没有遗传性, 因此虹膜识别极易适用于生物识别。人脸识别技术是通过比较、分析个体人脸视觉信息特征进行个体身份识别, 包括面部认证、面部识别、图像预处理、人脸定位、图像摄取等, 能够实现高精度、快速的个体身份认证。指纹识别技术是通过比较、分析个体指纹不同的特征进行个体身份鉴别, 如指纹曲率、方向、短纹、分叉点、结合点、终点和起点等, 广泛应用到安全防卫、电子商务、银行、军队和政府等多个领域。智能门禁子系统可以通过各种识别技术提高智能变电站的安全性和可靠性。

1.4 系统信息平台

智能设备监控子系统、环境监控子系统和门禁子系统都通过一个系统信息化平台实现智能化联动。系统信息化平台与远方控制之间可以实现数据传输, 支持远方智能控制。系统信息平台的主要功能是整合智能设备监控子系统、环境监控子系统和门禁子系统等子系统的资源, 从而对智能变电站设备的正常运行和环境状态进行实时、在线监控, 以此实现智能变电站的可靠、稳定和安全运行。

2 结束语

智能变电站为智能化电网提供可靠的支撑节点, 采用先进的传感采集技术和数据高级分析处理手段, 实现对变电站内各个设备的智能化管理[2]。为了进一步加强智能变电站运行时的可靠性、稳定性和安全性, 本文从智能视觉系统的三大方面分析设计技术及实现, 智能视觉系统其他方面的研究仍值得广大学者深入探讨。

摘要：为了提高智能变电站日常维护和运行的可靠性、稳定性和安全性, 学者们发和研究出套智能视觉系统, 用于监控智能变电站设备的正常运行和环境状态。智能视觉系统主要包括智能设备监控子系统、环境监控子系统和门禁子系统, 将机器模式学习识别、图像处理、视频监控等领域技术进行改进和集成, 对智能变电站设备的正常运行和环境状态进行实时、在线监控。文章主要研究智能变电站的智能视觉系统的设计技术及实现。

关键词：智能变电站,智能视觉系统,环境监控

参考文献

[1]洪鸣.基于智能变电站的继电保护分析[J].中国电业 (技术版) , 2012 (14) .

[2]董磊超, 潘良煜.智能变电站联调测试方法研究[J].电工技术, 2012 (21) .

篇4：智能变电站二次设计探析

一、虚回路的表达方法

常规变电站开关量是通过电信号接点、交流电流电压信号通过模拟电量信号来实现。智能变电站以网络化信息共享替代了传统的二次回路，导致原有的设计图纸难以指导变电站的二次施工调试。“虚回路”以IEC 61850标准为依据，设计出一整套适用于网络化时代的回路表达和工程实施办法，通过网络自动配置和系列工具软件，可有效解决智能化变电站逻辑回路的“可设、可校、可配、可用”问题。是智能/数字化变电站的开关量及采样值信息通信的表达方式。在智能变电站，因为开关量及采样值已经就地数字化，开关量以GOOSE报文来表达，交流电流电压信号以采样值报文实现（按DL/T860-9-2或FT3格式）。保护测控装置的信息交换均是基于发布/订阅机制，快速和可靠交换数据集中的GOOSE和SV对象和服务，以及这些模型对象和服务到ISO/IEC8802-3帧之间的映射。

1.1 表达虚回路配置的文件

智能变电站反映虚回路配置的4个文件分别是SSD、ICD、SCD、CID文件。SSD文件描述变电站的一次系统结构以及关联的逻辑接点。该文件系统集成商工具设计提供的一次主接线图来编制。ICD文件描述IED提供的基本数据和服务，不包括IED实例和通信参数。ICD文件应包括模型自描述信息。SCD文件描述所有IED设备之间实例配置和通用参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构，由系统集成厂商完成，SCD文件及其配置工具应能完成GOOSE、SV等信号连接信息的配置。CID文件是IED实例配置文件，每个装置有一个CID文件，由装置厂商根据SCD文件中本IED相关配置生成。

1.2 虚端子

GOOSE、SV输入输出信号为网络上传递的变量，与传统屏柜的端子存在着对应的关系，为了便于形象地理解和应用GOOSE、SV信号，将这些信号的逻辑连接点称为虚端子。表达方式虚端子图，以CAD文件表示。GOOSE和SV配置用EXCEL表格表示。

二、智能变电站二次系统设计表达方法

针对智能站二次设备间逻辑关系和物理联接的施工图设计，笔者利用“SV/GOOSE 信息流图+SV/GOOSE 信息逻辑配置表+装置光缆联系图”来阐释设计理念。图纸按间隔划分，先参照间隔设计方案来统一智能变电站二次施工工序安排。为了清晰表达设备间逻辑关系，需要在分析设备类型、保护原理及自动化方案的基础上，对SV信息流图及GOOSE信息流图进行绘制。类似常规变电站的保护原理图、电流电压回路图及控制信号回路图，设备之间电流与电压数据流的关联方式可通过SV信息流图表示出来，信号传输条件、设备控制原理等则通过GOOSE信息流图来表示。下一步是绘制SV/GOOSE信息逻辑配置表和装置光缆联系图，这就需要以SV/GOOSE信息流图为基础，根据IED制造厂商提供的具体设备虚端子图及原理接线图进行绘制。其中，SV/GOOSE信息逻辑配置表与设备输入输出的确定数据模型相结合，通过表格来体现上述逻辑关系，厂商将以此为完成全站数据模型配置及工程调试的依据。装置光缆联系图则根据具体的设备物理端口配置，反映设备间光缆接线，直接指导施工接线。

2.1 SV/GOOSE信息流图

信息传输回路图、信息流向表这两部分共同组成了SV/GOOSE 信息流图。其中，SV以及GOOSE信息的实际传输路径连带着中间环节交换机主要通过信息传输回路图反映出来，同时能清晰反映出信息流向以及信息集编号代表A、B两个装置的数据资料。信息流向表能反映信息内容，而且能明确标示信息集编号的发送方和接收方。将信息传输回路图和信息流向表结合起来，则同时涵盖了保护原理、自动化信息以及网络信息的传输路径。通过110kV线路SV信息流图不难发现，本间隔线路CT电气单元电流、VT电气单元电压、母线VT合并单元电压均经线路间隔合并单元数据汇总后接入线路过程层交换机。交换机主要为电能表和保护测控装置提供计量电流、电压和保护测量电流电压等相关数据，而与过程层交换机级联的110kV过程层中心交换机则分别为故障录波器及母线保护装置、网络记录分析仪提供相应的保护电流数据和全部电流电压。

2.2 SV/GOOSE信息逻辑配置表

保护装置和自动化方案可通过SV/GOOSE信息流图直观地表示出来。而输入信号与输出信号之间的连接方式可通过SV/GOOSE信息逻辑配置表反映出来。分析虚端子图，掌握了保护装置开入虚端子与开出虚端子之间的关联形式后，才能形成变电站数据模型文件。SV/GOOSE信息逻辑配置表明确表示了二次回路中模拟量开入、开关量开入开出的分类，利用表格反映智能设备虚端子之间的连接关系。表格所包含的内容包括：信息集编号、信息内容、起点设备和终点设备的名称、虚端子号及数据属性。

2.3装置光缆联系图

二次设备之间的光缆连接关系可通过装置光缆联系图表示出来，但该图表必须包括网络方案和设备光接口配置。利用柜内光配单元来完成设备光缆配线，参照SV/GOOSE信息流图，以屏柜为单位，先理清光缆配型和光缆连接方向，然后按照站内智能设备装置插件及光接口配置，完成光配单元配置图，连接好相应的信息集。110kV线路间隔光缆联系图，大都在就地智能控制柜上连接二次设备，所以最好根据控制柜对光缆联系进行绘制。用1根光缆设置1个方向，按SV/GOOSE信息流图所要求的收发条件选用相应类型的光缆，然后根据纤芯套管颜色给纤芯逐个编号，并对接入的光配单元端子号进行分配；再对实际接入柜的设备进行配线，并注明装置的名称、插件/端口号、尾纤编号；使用说明需明确标示纤芯对应的信息集编号和信息内容，SV/GOOSE 信息流图或信息逻辑配置表与使用说明要一一对应。

三、结束语

智能变电站是未来变电站发展的方向，智能变电站以网络化信息共享替代了传统的二次回路，使原有可见的二次回路变得不可见，这无疑给二次设计和施工带来不便。本文提出了“SV/GOOSE信息流图+SV/GOOSE信息逻辑配置表+装置光缆联系图”的二次系统设计方法，实施结果表明，施工图方案表述清晰，正确指导了厂商对设备及全站数据模型的配置、工程施工及调试。

参考文献

[1]胡道徐，沃建栋.基于IEC61850的智能变电站虚回路体系[J].电力系统自动化.2010（17）.

[2]修黎明，高湛军，黄德斌，唐毅.智能变电站二次系统设计方法研究[J].电力系统保护与控制.2012（22）.

[3]任翔，周心亮.基于IEC61850的变电站系统配置工具设计与实现[J].江苏电机工程.2012（01）.

篇5：变电站智能巡检机器人设计说明书

一、变电站人工巡检现状分析

1、人工巡检的内容、方式、周期和要求 根据《国家电网公司变电站管理规范》、《无人值守变电站管理规范(试行)》、《安徽省电力公司变电设备管理维护标准》的意见和要求，目前，某供电公司集控站巡视管理规定如下： 1.1变电站设备巡视，分为正常巡视（含交接班巡视）、全面巡视、熄灯巡视和特殊巡视，各类巡视应做好记录。

正常巡视(含交接班巡视)：除按照有关要求执行外，有人值守变电站还应严格执行交接班设备巡视，必须在规定的周期和时间内完成。无人值班变电站：集控站所辖站每日1次；其它集控站所辖站每2日1次。

熄灯检查：应检查设备有无电晕、放电、接头有无过热发红现象。有人值班变电站，无人值班变电站每周均应进行1次。全面巡视（标准化作业巡视）：应对设备全面的外部检查，对缺陷有无发展作出鉴定，检查设备的薄弱环节，检查防误闭锁装置，检查接地网及引线是否好。无人值班变电站每月进行2次，上半月和下半月各进行1次。

特殊巡视：应视具体情况而定。下列情况时应进行特殊巡视：大风前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、雾天；设备变动后；设备新投入运行后；设备经过检修、改造或长期停运后重新投入系统运行后；设备异常情况；设备缺陷有发展时；法定节假日、重要保电任务时段等。在法定节假日、重要保电任务时段，各无人值班变电站每日至少巡视一次。1.2迎峰度夏期间除正常巡视外，增加设备特巡和红外测温。无人值班变电站每日巡视1次。红外测温分为正常红外测温、发热点跟踪测温、特殊保电时期红外测温三种。正常红外测温周期为各变电站每周不少于一次，晚高峰时段进行。主要针对长期大负荷的设备；设备负荷有明显增大时；设备存在异常、发热情况，需要进一步分析鉴定；上级有明确要求时，如：特殊时段保电等。

发热点跟踪测温应根据检测温度、负荷电流、环境温度、气候变化等进行发热值的比对，分析设备发热点变化，确定发热性质。其周期为有人值守变电站每日1次，晚高峰时段进行。无人值班变电站每个巡视日1次或值班长视发热情况每日1次。

特殊保电时期、迎峰度夏期间应进行全面测温、重点测温及发热点跟踪测温。

测温记录应记录全面，主要应包含发热设备运行编号、发热部位具体描述、发热点温度、该台设备其它相相同部位温度（或同类型设备相同部位温度）、负荷电流大小、测温时间、天气状况、环境温度等信息。

2、人工巡检有效性分析

变电站值班员进行人工巡检，对运行设备进行感观的简单的定性判断，主要通过看、触、听、嗅等感官去实现的。人工巡视对设备外部可见、可听、可嗅的缺陷能够发现，例如：油位、油温、压力、渗漏油、外部损伤、锈蚀、冒烟、着火、异味、异常声音、二次设备指示信号异常等。

人工巡检受人员的生理、心理素质、责任心、外部工作环境、工作经验、技能技术水平的影响较大，存在漏巡，漏发现的可能性。且对于设备内部的缺陷，运行人员无专业仪器或者仪器精确度太低，通过简单的巡视是不能发现的，比如油气试验项目超标，设备特殊部位发热、绝缘不合格等缺陷；还有一类缺陷只能在操作的过程中才能发现，如机械卡涩、闸刀分合不到位、闸刀机构箱门损坏等。

另一方面，由于无人值班变电站增多，许多变电站的距离也较远，在站内出现事故或大风、大雪及雷雨后因集控站无法出车不能及时巡视时，造成集控站值班员不能及时了解现场设备状态，及时发现隐患，危急电网的安全运行。特别是无法及时了解出现问题的变电站情况，失去优先安排处理的机会。巡视人员巡视设备时需要站在离设备较近的地方，对巡视人员的人身安全也有一定的威胁，特别是在异常现象查看、恶劣天气特巡，事故原因查找时危险性更大。

综上所述，无人值班变电站的人工巡检存在及时性、可靠性差，花费人工较多，存在较大的交通风险和巡视过程风险，巡视效率低下。

二、变电站设备巡检机器人系统结构组成

“小凡”携带红外热像仪，高清数字摄像机，声音探测器三种电站设备检测装置，以自主和遥控的方式代替人对室外高压设备进行巡检，以便及时发现电力设备的内部热缺陷及外部机械或电气问题。例如异物，损伤，发热，漏油等给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。该机器人系统的非接触式移动检测与变电站综合主动化的接触式监控结合，可以真正形成全监控方式，大大提高变电站设备运行的安全可靠性。

1、机器人系统的整体结构

该机器人的整体结构主要包括基站，移动体控制系统以及由可见光图像摄像机，红外图像摄像机和声音探测器等组成的电站设备检测系统三部分。移动体是整个机器人系统的移动载体和信息采集控制载体，主要包括移动车体，移动体运动控制系统和通信系统。对于移动体还需要进行有效的监视、控制和管理，为此建立了一个基站。基站与移动体之间通过无线网桥组成一个无线局域网。可见光图像，红外图像通过视频服务器的视频流数据和移动体控制系统信息等数据汇集到网络集线器后，经无线网桥，网络集线器一起通过电力系统内部网络传到运行监控终端，通过连接到电力系统局域网上的计算机可根据访间权限实时测览变电站设备的可见光和红外视频图像，机器人本身运行情况等相关信息，并且可以控制机器人移动体的运动等检测系统由红外测温仪和可见光摄像机等装置组成，均安装在移动体即智能巡检机器人上。该系统可以完成变电站设备外观图像和内部温度信息的采集和处理考虑到机器人的运行环境。其中机器人采用三轮轮式移动小车前2轮为驱动轮，由1个电机分别驱动，差速转向，后1轮为万向轮。机器人外形流畅，直线运动性与转弯性能好。

2、机器人控制系统

机器人系统主要包括移动体运动控制子系统和工作子系统两大部分，移动体运动控制子系统硬件由PC104主板和PMAC-104运动控制卡和电机驱动器组成，主要负责机器人在巡检过程中的运动行为的控制移动。

3、变电站检测系统

本机器人系统为变电站设备非电气信号的采集提供了一个移动载体平台，在这个平台上可以搭建不同的检测系统或装置。目前在该平台上搭建了远程在线式红外热像仪系统，可见光图像采集处理系统，声音采集处理系统。在无人值班变电站一些通过电气信号难以检测的运行状态，例如变压器漏油，绝缘气体压力变化，火灾和盗窃等可借助机器人所携带的图像来检测;变压器开关及各种电气接头内部发热可以利用机器人携带的红外热像仪来检测;变压器等设备的声音异常可以利用声音采集处理系统进行识别。3.1远程红外监测与诊断系统

本设计采取在线式红外热成像装置。本系统包括红外图像采集装置，红外图像处理模块，图像显示，存储，查询和报表生成模块。该诊断系统可根据预先设定的设备温度阈值，自动进行判断，对超出报警值的设备在基站主控计算机上给出声音和文本报警;借助可见光图像识别，能判断一些关键设备的内部温度梯度，不但可以形成某一时刻变电站的一些关键设备的设备温度曲线，也可以生成某一设备在一定历史时间内的时间—温度曲线。3.2远程图像监测与诊断系统

本系统在无人值守变电站先利用机器人基站系统对移动体发送来的可见光图像进行分析，只传输分析结果或待进一步确定的图像。首先对采集的图像进行预处理，识别出被监测的电力设备，通过将该图像与上次采集的图像进行差图像分析、累积图像分析、相关分析、区域标识、纹理描述和评判等处理。结合对应设备的参数库确定其是何设备。如有畸变发生则存储结果，向上一级传输及发出告警信号。不再传输的正常图像可由调度员人工远程调用。这就使信道的传送效率大为提高，而且调度员也不必时刻注视监视屏幕。无人值守变电站中的电力设备种类繁多，针对关键设备进行远程图像监测和状态诊断并与其他监测系统相结合使变电站运行的可靠性大为提高。3.3远程声音监测与诊断系统

噪声检测子系统是变电站巡检机器人功能的一部分，主要是对变压器的噪声进行采集和分析。通过机器人携带的声音探测器进行噪声数据采集，并将噪声数据经过无线网传回基站。本系统主要包括如下3个模块

1)噪声采集传输模块，其任务是在巡检机器人上实时采集噪声信号，经过适当的压缩，通过无线网桥传送回总控制端计算机。

O2)噪声信号检测模块，其任务是将移动巡检机器人传回的噪声与以往的数据进行比较，判断变压器工作是否正常，如果出现异常，判断是何种异常。

篇6：智能变电站毕业设计

0.引言

在我国光伏并网电站中，针对光伏并网电站设计智能监控系统，不仅可以有效监视和控制全站设备，还能够实现对高压侧设备的智能监控，还将会提高光伏并网电站的安全性，提高我国电力建设的经济效益。以下对此做具体介绍：

1.光伏并网电站监控系统的需求分析

随着我国太阳能光伏发电技术的普及，从光伏并网电站的特殊应用到民用，再到辅助能源，可见光伏并网发电技术在电网发电中的重要性。由于我国传 统的针对光伏并网电站的监控技术较为落后，多是采用单片机作为控制单元、通过RS-485 总线作为通信网络而组成的监测系统，不仅系统的生产成本高，而且系统的通用性较差。因此，为提高我国光伏并网电站的监控系统水平，应该设计出具备智 能监控性能的监控系统。基于我国当前光伏并网发电系统设计中，一般由太阳能光伏电池板、并网逆变器与防雷汇流箱等几个部分组成，因此在设计对于该光伏并网 电站的智能监控中，应该实现对光伏并网电站设备运行状态的实时监测，对每部分器件的相应参数进行测量、存储和分析，以确保每部分器件能够正常运行。

2.监控系统的结构设计

针对智能化光伏并网电站监控系统的设计中，其主要包括上位机、下位机DSP以及前端传感器采集模块、CAN 总线等几个部分，其结构设计如下图1所示：

在结构设计中，其上位机中主要是由计算机、CAN 接口卡以及监控软件组成的，CAN 接口卡可以插在上位机扩展槽中，这样就可以实现下位机同上位机之间数据的高速交换，而对于监控软件，则可以通过 CAN接口卡来接收下位机发送出来数据，并对分析、存储以及显示数据，根据向下位机发送控制命令，从而对下位机设备进行到实时监控。下位机 DSP 中，主要实现 A/D 采样功能，并采取CAN 协议与上位机进行通信，以此来保证系统的稳定运行；针对前端采集模块中，就是通过各种传感器，采集直流电压、直流电流、三相并网电压、电流、温度等参数。

3.系统的硬件设计

在针对光伏并网电站智能监控系统的硬件设计中，使用单片机为主的控制单元，采用 TI 公司的DSP 芯片以及TMS320F2407 来作为系统核心控制器，提高数据处理能力。并且在CAN 总线接口的电路设计中，使用RS-485 相比，采用SN65HVD230作为总线 CAN的 收发器，提高系统抗干扰能力，并通过总线收发器 SN65HVD230、控制器TMS320LF2407，实现对系统内部之间各单元的信号传送。在设计数据采集电路中，选择 TMS320LF2407，采用高性能静态CMOS 技术，减少控制器功耗，并同时具备低功耗电源管理模式，具有良好的性能，成本低。

4.系统的软件设计

在系统软件设计中，将会采用.NET 框架的 Visual C#.NET开发平台，提高智能监控系统人机界面的可操作性，同时也可以大幅度缩短智能控制软件的开发周期。并且在设计中，还应该利用SQL Server 2005 数据库，对监控数据进行存储分析，以便更好实时的监测逆变器、光伏阵列状态。在软件设计中，应该包括数据采集与显示的功能、数据管理的功能以及控制功能、故障报警功能。

以下就是系统数据处理中的发送与更新的程序代码：

发送数据程序：

while（UART_busy）；

ACC = dat；

if（P）

{

#if（PARITYBIT =ODD_PARITY）

S2CON &= ～S2TB8

#elif（PARITYBIT = EVEN_PARITY）

S2CON |= S2TB8；

#endif

}

else

{

#if

（PARITYBIT == ODD_PARITY）

S2CON |= S2TB8

；

#elif（PARITYBIT == EVEN_PARITY）

S2CON &= ～S2TB8 ；

#endif}

UART_busy = 1；

S2BUF = ACC；

关于更新数据的程序：

Read_Reg_Address= READ_ADRESS_PAGE0；

SetPosition（0，5）；

Int2Char2

（Modbus_REG）；

WriteWord（data_buff2，2）；

并且在软件设计中对于通信协议设计的方面，应该考虑到通信的可靠性与通信效率，因此可以采用数据帧进行通信。通信部分代码如下所示：

通信代码：文星期刊论文发表网

ipEnd = new IPEndPoint

（IPAddress.Parse（sqlutility.i-pAddress），sqlutility.port）；

listen_thd = new Thread

（new ThreadStart（lis-ten_fun））；

listen_thd.IsBackground = true；

listen_thd.Star（t）；

standard_thd = new Thread

（new ThreadStart（stan-dard_toclient））；

standard_thd.IsBackground = true；

localhost_IPSocket.Listen（1024）；

5.实际光伏并电网智能监控的应用

5.1实现本地监控

针对基于无线传感器的并网光伏电站智能监控系统设计中，不仅具有分布式数据采集的特点，同时也具有易组建、自组织的特点，可以在实际应用中实 施对电站的现场监控。在智能监控系统中，可以对光伏并网电厂现场故障采取有效的应急控制；并且还可以安装中英文LCD 显示屏，人性化的将电站设备参数通过显示屏的形式，显示出历史故障数据等信息，这样就可以使电站管理人员可以及时对电站故障进行处理。

5.2实现远程监控

在实际远程智能监控中，工作人员可以通过以太网连接本地监控室，操作人员可以随时根据用户权限，查看其管辖范围内的电网信息，对电站内实时运行的数据进行分析，远程监控电站内的信息。

5.3实现上位机监控

在实际应用中，还可以根据光伏并网电站现场设备，采取RS485 通讯接口，然后再利用MODBUS通讯协议，通过分析各种样式图形图表，把所监控的数据经RS485 总线传输到上位机中，从而实现对数据的遥测通信，实现对电站的实时监控。

6.结论

篇7：智能变电站建设概述

智能电网是电力系统的发展方向，对于其中的变电环节，在智能电网的推动下，智能变电站必将成为新建和改造变电站的主要方向。所谓智能变电站，是指采用先进、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，并可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。与常规站项目比起，智能变电站具有如下特点：

(1)一次设备的数字化、智能化。传统的电磁式互感器由电子式互感器取代，经合并单元后由光纤介质向外提供经数字化的一次电量信息；传统的变压器、断路器等一次设备加装智能组件，实现信号的数字式转换与状态监测，控制命令的数字化接收与发送，达到一次设备智能化的要求。

(2)二次设备的网络化、数字化。由以太网通过GOOSE协议标准实现间隔层与过程层设备之间以及间隔层设备之间的信息共享与传递。如测量控制装置、继电保护装置、故障录波装置、防误闭锁装置、以及在线状态检测装置等都是都采用高速网络通信连接，并具备对外光纤网络通信接口。与传统变电站信息传输以电缆为媒介不同，智能化变电站二次信号传输是基于光纤以太网实现的，除直流电源之外，传统的二次电缆全部由光纤或屏蔽网络代替，通过网络真正实现数据共享与资源共享。

(3)变电站通信网络和系统实现IEC61850标准统一化。因1EC61850标准的完整性、系统性、开放性，保证了数字化变电站内设备间具备互操作性的特征。

篇8：智能变电站毕业设计

关键词：110kV变电站,智能辅助系统,方案

0 引言

智能变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施, 衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键, 是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点。智能辅助系统以高可靠的智能设备为基础, 综合采用动力环境、图像监控、消防、照明以及安防等技术手段, 为变电站的可靠稳定运行提供技术保障。

1 概述

1.1 智能辅助控制系统概念

变电站智能辅助控制系统:以高可靠的智能设备为基础, 综合采用自动化技术、计算机技术、网络通信技术、视频压缩技术、射频识别技术以及智能控制等多种技术, 对变电站动力环境、图像、火灾报警、消防、照明、采暖通风、安防报警、门禁识别控制等实时在线监测和可靠控制。系统通过监测、预警和控制三种手段, 为变电站的安全生产提供可靠的保障, 从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”等问题。

1.2 传统变电站辅助系统所面临的问题

监控“孤岛”:视频监控、入侵报警、消防等各系统独立运行, 无法实现系统的联动, 安全性较低。无法联动和事故预防:视频全部传送到中心站, 仅依靠人力是不可能实现全部监控的。消防事件无法远程监控和预防:大多数变电站离中心站较远, 发生火灾事故时, 因不能及时打开房间大门而延误了救火时间。缺乏有效环境监控手段:没有对温、湿度、漏水等环境的实时有效监测, 无法做到危险事件的监控和预防, 不能根据温湿度调节空调温度。

目前变电站内常用的机械锁, 无记录开启时间, 安全隐患多。

2 系统构成及功能要求

智能辅助控制系统实现图像监视及安全警卫、火灾报警、消防、照明、采暖通风、环境监测等系统的智能联动控制, 实时接收各终端装置上传的各种模拟量、开关量及视频图像信号, 分类存储各类信息并进行分析、计算、判断、统计和其它处理。

2.1 智能辅助系统综合监控平台

平台主要对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境全天候的状态监视。平台采用DL/T 860标准通信, 实时接收各终端装置上传的信息, 分类存储各类信息并进行分析、判断, 并将以上信息远传到监控中心。平台具备和火灾自动报警系统、消防子系统的通信接口, 实现用户自定义的设备联动。实现变电站防盗自动监控。实现变电站内照明灯光的远程开启及关闭, 并与图像监控设备实现联动操作。自动完成空调、给排水等启停功能, 并实现联动控制。系统不设独立的后台机, 功能整合到站内综合应用服务器。

2.2 图像监视及安全警卫子系统

图像监控范围包括变电站一次设备区、各二次设备室、主控楼机房、控制室以及变电站围墙、大门等等, 能够完整地观看到主要设备的运行情况。变电站内设置1套安全防卫子系统包括周界报警系统和门禁系统。可实现智能门禁与视频监控联动。

2.3 火灾自动报警及消防子系统

主机放置于二次设备室内, 设备包括火灾报警控制器、烟感探测器、控制模块、信号模块、手动报警按钮等。

火灾探测区域按独立设备房间划分, 变压器室、二次设备室、110k V GIS室、10k V配电装置室、电容器室。

在二次设备室、10k V配电装置室、电容器室内顶棚处设置烟感探测器, 在110k V GIS室内设置红外对射感烟探测器。在照明、动力配电箱处设置控制模块和信号模块, 并在各主要出口处设置手动报警按钮和声光报警装置。

与环境监控子系统和图像监视子系统联动。

2.4 环境监测子系统

对二次设备室、110k V GIS室、10k V开关柜室、电容器室等, 安装温、湿度传感器, 实时监测环境温度、湿度, 并联动采暖通风控制系统和空调控制系统, 自动控制相关采暖通风设备、空调设备。设置水位传感器, 实时监测水位, 自动启动/关闭水泵。

2.5 空调远程控制子系统

将空调的红外遥控器处理成小的遥控发射模块, 布置在空调前端的可控范围内, 根据要求设定空调开启的温度条件, 结合环境监测子系统的温湿度信息, 实现变电站内空调设备的自动控制, 设定需要开启空调的温度区间以减少空调的反复启停。

2.6 远程灯光控制系统

智能辅助控制系统需对变电站的灯光照明系统进行智能控制, 变电站室内外照明设备可以通过本地与远程两种方式进行开启与关闭的控制。

2.7 室内SF6气体在线监测系统

配置1套SF6气体在线监测装置, 并与GIS房间内的通风装置通过后台实现联动。 (表2)

3 系统功能

3.1 总体功能

本站智能辅助系统以网络通信为核心, 完成站端视频、环境数据、安全警卫信息、人员出入信息、火灾报警信息的采集、处理和监控, 并将以上信息远传到监控中心。在视频监控子系统中采用智能视频分析技术, 从而完成对现场特定监视对象的状态分析, 并可以把分析的结果上传到综合应用服务器;通过各种安防装置完成对各种非法入侵和越界行为的警戒和告警。

3.2 联动控制

与照明系统实现联动控制;与周界报警系统、火灾报警系统实现联动报警;与通风系统实现联动, 完成自动的闭环控制和告警。

3.3 新技术应用

(1) 由综合应用服务器接收各辅助子系统的数据, 进行集中处理、分析和展示, 有利于无人值班和远程调控。 (2) 采用网络摄像机, 通过光交换机直接组网, 满足变电站资源优化配置和运维一体化的要求。

4 结束语

本文结合110k V智能变电站新建工程, 综合采用动力环境、图像监控、消防、照明以及安防等技术手段, 提出智能辅助系统配置方案、联动方案, 为变电站的可靠稳定运行提供技术保障。

参考文献

[1]国家电网公司输变电工程通用设计-110 (66) -220kV智能变电站施工图.中国电力出版社, 2013.

[2]GB 50116-98, 火灾自动报警系统设计规范[S].