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百度百科-论文格式
百度百科-参考文献
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二、[序号]专著作者。书名[M]。版次。出版地：出版社，出版年∶起止页码。
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引 言
变电站自动化是自动化的一种具体形式。它是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置，并通过信号系统和数据传输对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、协调、调节和控制，保证变电站安全经济运行和具有合格的电能质量。由于电力系统的结构复杂而庞大，电能不能储存，暂态过程非常迅速，电能对人民日常生活又非常重要，220KV变电站在电力系统中的地位越来越重要，此次设计的题目正是适应电力系统当今发展趋势的一个实用题目。目前，220KV变电站在电力系统中的重要地位更彰显出来，设计一座大型城市变电站，使设计者了解现行变电站的先进技术，培养设计者的创新能力、实践能力和独立工作能力，更使设计者把所学的专业知识有机融合，由此，应运而生了此次毕业设计。
概 述
变电站是以变换电压，交换功率和汇集、分配电能为主的电能设施。在电力系统中，变电站介于发电厂和电力用户之间的中间环节。变电站由主变压器、母线、断路器、隔离开关、避雷器、互感器等设备或元件集合而成。它具有汇集电源、变换电压等级、分配电能等功能。电力系统内继电保护装置、自动装置、调度控制的远动设备等也安装在变电站内，因此变电站是电力系统的重要组成部分。
此次设计所述变电站为一大型城市变电站，位于地区电网的枢纽点上，以高压侧和中压侧接受电能，但以高压侧为主，中压侧还肩负着向地区供电的任务，低压侧则直接向邻近负荷供电，并以此来选择变压器、进行短路计算，和设备选择。
在此次设计的最后一部分，进行了变电站的监控系统设计，把微机技术加入到变电站中，利用微机的人工操作性和电气量在电力系统运行中的变化，完成电力设备的信息采集，使一次设备信息中模拟量和开关量数字化，上送测量和保护信息，接受站控层下传的控制命令和参数。
电气主接线的设计
电气主接线是发电厂、变电站设计的主体。采用何种接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变、电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，而且对电气设备选择、配电装置布置和控制方式的拟订都有较大的影响。
因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。
电气主接线概述
变电站电气主接线是电力系统接线的主要部分，它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济、运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
主接线设计考虑的因素
（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用；② 考虑近期和远期的发展规模；③ 考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；④ 考虑主变台数对主接线的影响；⑤考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。
主接线的设计原则和要求
（1）接线方式
在本次设计中，220KV线路有6回架空线，根据接线原则应选择双母线带旁路接线方式；110KV线路有5回架空线，根据设计原则应选择双母线接线方式，35KV线路有25回出线，由于出线回路多， 所以选择双母分段接线。
（2）中性点接地原则
电网中性点接地方式与电网的电压等级，单相接地故障电流，过电压水平以及保护配置等有密切关系。电网中性点接地方式直接影响电网的绝缘水平；电网供电的可靠性、连续性和运行的安全性；电网对通信线路及无线电的干扰。选择接地点时应保证在任何故障形式下，都不应使电网解列成为中性点不接地系统。
（3）断路器的配置
根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。
电气主接线设计方案的确定
按照设计任务书中所提供的变电站带负荷数及出线回路数等信息，按变电站设计技术的相关规定，“220KV配电装置出线回路数在4回及以上时，宜采用单母分段、双母线及其他接线形式”，因此在设计变电站时分别考虑了两种方案。
电气主接线设计方案1本变电站220KV侧采用双母线带旁路接线，此接法可靠性高，即使检修母线或断路器时都不会停电；运行操作方便，不影响双母线正常运行。35KV采用双母三分段接线形式，该种接线，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一条母线或母线上设备检修时，不需要停掉线路，且较方案2投资少；发电厂方案2采用的是35KV侧采用及220KV侧采用双母线的接线形式，双母四分段它是用分段断路器将一般双母线中的两组母线各分为两段，并设置两台母联断路器。正常运行时，电源和线路大致均分在四段母线上，母联断路器和分段断路器均合上，四段母线同时运行。当任一段母线故障时，只有1/4的电源和负荷停电；当任一母联断路其或分段断路器故障时，只有1/2左右的电源和负荷停电（分段单母线及一般双母线接线都会全停电）。但这种接线的断路器及配电装置投资更大，用于进出线回路数甚多的配电装置。图2-1是发电厂电气主接线设计图（方案1）。
图 2-1 发电厂电气主接线方案
变电站中主变的选择
主变的选择原则
（1）变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂（所）用电系统的额定电压相适应。
（2）联接组别的选择，宜使同一电压级（高压或低压）的厂（所）用变压器输出电压的相位一致，220KV主变压器选用三项，应根据变电站在系统中的作用和地位、可靠性要求、制造条件运输条件等选择，经技术经济比较来确定。
（3）阻抗电压及调压型式的选择，宜使引接点电压及厂（所）用电负荷正常波动范围内，厂（所）用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的±5%。
（4）变压器的容量必须保证厂（所）用机械及设备能从电源获得足够的功率，变压器容量、台数、相数、绕组数等的选择，应根据电力负荷情况及潮流变化情况而定。
主变型号的选择
变电所主变压器的容量一般应根据主变电站建成5～10年的规划负荷考虑，并且按照其中一台（组）事故停运后，其余几台变压器应保证承担该所全部负荷的（KV变电所为60%，KV变电所为70%）或重要负荷（当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时）选择，即为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设2台主变压器；枢纽变电所应装设台；地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台。
（1）根据毕业设计任务书可知220KV于110KV之间的潮流变化范围是200～400MW，可以确定220KV最大负荷为400MW，本变电站是通过220KV和110KV接受电能。
根据发电厂电气部分变电站选择原则有
根据发电厂电气部分中220KV三绕组变压器技术数据可知
表2-1 主变压器参数
型号
相数
频率
额定容量
阻抗电压
SFPS7-240000/220
三项
50HZ
240/240/120MVA
（3）负荷率计算
据电力工程电气设计200例中负荷率计算公式可知
（3-2）
1）根据式（3-2），110KV侧最大、最小负荷率计算
2）根据式（3-2），35KV侧最大、最小负荷率计算
① 近期最小
② 远期最大
根据以上负荷计算可得，110KV和35KV的最大负荷、最小负荷均不过载，所以选择的变压器满足过载要求。
变电站所用变的选择
确定主题，找相关的论文做模板，照着模板的格式和框架结构填写自己的内容，这里有一个范本：电气工程及其自动化论文范本2010-04-22 14:22论文主要内容包括 1.摘要 2.英文翻译 3.原始资料 4.计算书 5.说明书 6.参考文献 7.图纸简单区域电力网络系统的一次或二次设计毕业论文目录: 第一章. 设计依据 第二章. 原始资料 第三章 接入系统设计 第四章 地方供电系统设计 第五章 主变选择（包括抽头选择或调整方式设计） 第六章 主接线设计（包括所用电设计） 第七章 短路电流计算 第八章 设备选择 第九章 继电保护配置 [正文]: 第一章.设计依据 根据××大学电气工程及自动化专业毕业任务书 第二章.原始资料 为了满足工农业生产发展的需要，经上级批准，决定新建110KV盐北变电所。 一． 设计资料 （一） 新建的盐北变电所各电压级负荷数据，回路，同时率等见表3。 盐北变电所每年负荷增长率5％,需考虑五年发展规划 变电所总负荷 s110=K 1（s35+s10）（1+5%） （二） 新建的盐北变电所，受电方案有两种：（1）从110K 盐城东郊变受电距离30KM（本课题做）；（2）从110KV灌南变受电距离35KM（本课题不做），电力系统接线图见图1 （三） 电力系统，各厂、所、输电线等主设备技术参数见表1、2、3、4、5。 （四） 其它原始资料： 所址：地形地势平坦、土址电阻率为×10 欧•厘米，所址高于百年一遇最高洪水位。所址所在地气候，平均气温15℃，最高气温35℃，最低气温-15℃。 交通：紧靠国家二级公路，进所公路公里。 水源：变电所附近有河流供方方便，水量充足。 二．设计内容 （一） 接入系统设计： 确定接入系统输电线路回路数及导线截面。 （二） 地区供电系统设计： 根据地区负荷性质及供电距离，确定供电线路数及导线截面。 （三） 通过技术、经济比较，确定变电所主变压器台数及容量、型号、规格。 （四） 通过电压计算、选择主变分接头或调压方式。 （五） 根据所确定的主变方案和进出线回路数，通过技术分析、论证，确定待建变电所的主接线。 （六） 确定待建变电所的所用电方案（所用变压器台数、型号、容量和自用电接线型式，所用电负荷按变电所容量计）。 （七） 电气设备选择 1． 为选择电器设备和继电器保护整定需要，计算三相短路电流。 2． 选择变电所电气一次设备（断路器、隔离开关、PT、CT、母线、避雷器及中性点接地设备）。 （八） 继电保护 根据继电保护要求，确定变电所各元件继电保护配置。 ...... [摘要]: 本设计说明书是根据毕业设计任务书的要求，结合“电气设备”、“电力系统暂态分析”、“电力系统稳态分析”、“继电保护”、“电气工程专业毕业设计指南”等有关书籍而制定的，是我三年大学学习的总结。 三年中，在授课老师的指导下，学到了很多的知识，对我的学习生涯和社会实践生活有很大的促进使我不断的挑战自我、充实自己，不仅思想上有了大的收获，知识上也有质的突破。同时也注重于将所学习的知识运用与实际工作中 ，增强了处理分析问题的能力。 这次设计的新建110KV变电所本着为国民经济各个部门提供充足的电能，最大限度地满足用户的用电需要，保证供电的可靠性，保证良好的电能质量，提高电力系统运行经济性的原则进行设计。是针对接入系统设计：确定接入系统输电线路回路数及导线截面。地区供电系统设计：根据地区负荷性质及供电距离，确定供电线路数及导线截面。通过技术、经济比较，确定变电所主变压器台数及容量、型号、规格。通过电压计算、选择主变分接头或调压方式。根据所确定的主变方案和进出线回路数，通过技术分析、论证，确定待建变电所的主接线。确定待建变电所的所用电方案（所用变压器台数、型号、容量和自用电接线型式，所用电负荷按变电所容量计）。电气设备选择：为选择电器设备和继电器保护整定需要，计算三相短路电流。选择变电所电气一次设备（断路器、隔离开关、PT、CT、母线、避雷器及中性点接地设备）。继电保护根据继电保护要求，确定变电所各元件继电保护配置。 Prolegomenon This design explains is basis of graduate design assignment book, combine bear on book that《electric equipment》、《electric system steady condition analyzing》、《relay safeguard》、《electric engineering specialty enchiridion of graduate design》,this is my summarize of three years in university . In three years, depend on teachers go to supervise, acquire many knowledge, promote me that learning 、work and live, ceaseless challenge me and enrich me, not only my inwardly harvest and that go up knowledge. Likewise pay attention to in the work. This time design of 110KV substation tenet that in order to afford ample electricity of country every department, ensure power supply, ensure power supply finer quality, and promote electric system economy. This time design of running system design (fix on transmit electricity circuitry loops of running system and section of circuitry); fix on number that mains transformer of substation, and capability 、type、specification; compute voltage、choose tap place, compare economy and technology; fix on power supply blue print of substation; compute electrical current of three route short circuit ; choose electric equipment (breaker、seclusion switch、PT、CT、generatrix、arrester、grounding equipment )and relay safeguard , fix on relay safeguard configure of substation. [参考文献]: 1.《发电厂电气部分课程设计参考资料》 水力电力出版社 2.《电力系统设计设备参考资料》 河海大学出版社 3.《电力系统稳态分析》 水力电力出版社 4.《电力系统暂态分析》 水力电力出版社 5.《电力工程设计手册》 水力电力西北电力设计院 6.《发电厂电气部分》 水力电力出版社 7.《电力系统继电保护原理》 水力电力出版社 8.《电力系统课程设计及毕业参考资料》 中国电力出版社 你这个题目太宽泛了，你在网上输入电气工程概论，查找相关资料，再然后按照自己的思路合理组织和取舍材料就行了.实在是对不起，他人可不能够代替你写这么多的文字呀！只能够告诉你一个大概了，关键还得靠自己写了
电气工程及其自动化毕业论文：220KV降压变电所电气一次部分设计（220降为110和10kV），有开题报告PPT、论文、答辩报告PPT、设计图纸（CAD) 前言. 1第一章概述. 21. 待建变电所基本资料. 22. 220KV、110KV和10KV用户负荷统计资料. 110KV和10KV用户负荷统计资料见表1和表2. 系统阻抗. 23.设计任务. 3第二章 电气主接线的设计. 41.电气主接线的基本要求. 安全性. 可靠性. 灵活性. 经济性. 4
不难。变电所电气一次设计毕业论文不难，只写电气平面布置设计。毕业论文是指高等学校（或某些专业）为对本科学生集中进行科学研究训练而要求学生在毕业前撰写的论文。
浅析输电线路运行故障分析与防治方法论文
摘要： 输电线路是供配电系统中重要的环节和枢纽，一旦发生线路故障，将会引起大规模的停电事故，给国民经济带来巨大的损失。因此，深入分析输电线路的故障原因和采取针对性的防治措施格外重要。
关键词： 输电线路、运行、故障、防治方法
1输电线路运行故障产生的因素
输电线路大多裸露在空气中，受大自然恶劣环境的影响，会产生各类的故障。如雷雨天的雷击现象和闪络现象；冬天的覆冰危害；天空中的鸟害（鸟粪污闪和粪道闪络）；大雾天，雾水粘在脏绝缘子上的污闪；还有，线路自身的拉力造成的应力破坏和接触不良造成的绝缘子与线路发热烧坏，以上情况具体分述如下：
风灾因素
输电线路大多地处地形复杂处，线路长，如果周边绿化不好，没有森林遮挡御风，那么很容易被自然界的大风给吹坏，即所谓的输电线路的风偏闪络，这种故障可以说是线路故障的易发形式，对电力系统的正常供电危害相当大，而且一旦发生故障，会造成风偏跳闸，引起大面积停电。强大的风源甚至会波及低压电杆，破坏电杆之间力的平衡。由于强风的作用，而使电杆倒塌的事故也不占少数。如2011年4月17日，佛山顺德发生的风灾，致使勒流、容桂等镇街多次输电线路基塔倒塌，造成大面积停电和较大的经济损失。
雷电因素
在雷电频发的珠江三角洲地区，一旦到春、夏季，雷电造成的输电线路故障时有发生，引起变电站的事故跳闸，事故的原因就是因为雷电过电压。如2011年3月19日凌晨，在顺德龙江，雷击使佛山龙江110V变电站10KV型材线折断，造成对地短路，使龙江变电站型材线10KV间隔保护跳闸。差点造成线路负载增氧机停运，致使大量鱼缺氧死亡，后在维修队伍的努力下，挽回了经济损失。
覆冰因素
输电线路的覆冰造成的线路折断事故虽然很多，仅发生在冬季，但是从事故的结果可以看出，一旦发生覆冰事故，不但是大面积停电，而且天寒、工作强度大，维修维护的时间相对较长，不利于维修人员的维修。形成覆冰的原因是天冷且空气潮湿，当结成覆冰时，容易发生线路舞摆闪络事故。如2008年南方发生的冰灾就是一个典型的实例。
污秽的因素
输电线路的污闪事故虽然不是很多，但损害性却不小，还会造成闪络事故。引发此类事故的主要原因是绝缘子表面没有按期除尘，尤其风雨天，灰尘堆积在绝缘子和线路上，会造成污秽电离发生闪络事故。
外力破坏因素
外力破坏的形式可以说是多种多样，如大风天折断树木，大片的树木倒在线路上，增加线路的负载，发生折断；近几年，偷盗运行中的低压线路日益增多，还有频发的交通事故（如铲车司机酒后开车或不小心碰倒电线杆），也是发生这类事故的原因之一。
鸟害
（1）鸟粪污闪。鸟落在输电线路上，会产生大量的粪便和污秽，粘连在绝缘子和线路上，加上阴湿的天气和山间的雨雾，积累到一定程度时，也会产生闪络现象。在正常的干燥的天气中，鸟粪并不会很大程度上降低绝缘子的闪络电压，而在雨雾的天气，鸟粪的电阻变小加之污秽面积和路径共同的作用，提高了电力线路的电压，增加了鸟粪污闪事故的发生率。
（2）粪道闪络。许多的鸟长期在低压电杆的绝缘子和横担附近排便，部分空气将与鸟粪接壤，即使没有使鸟粪贯穿全部的通道，也可能会造成粪道闪络现象，发生事故。
2输电线路故障的预防措施
保证与提高电气设计质量
提高电气设计的`质量，最大程度地提高安全性。电气设计是各种电气设备正常工作与否和维护是否方便的重要因素。在输电线路的设计中，如杆塔、导线、绝缘子、辅助金具、防雷装置的计算与选择是很重要的。现在大部分设计人员只会机械地照抄、照搬典型设计与设计规范，如上文提到的雷击停电事故，后经事故分析，是由于设计时，设计者没有根据当地为多雷区，而采取相应的防雷措施，照搬当地的设计规范，造成雷击停电事故。后来，在杆塔上加装避雷器，事故才很少发生。同时，电力线路也必须在合理的设计下才能更好的“行使”它的职责。要想做好线路的设计工作，除了周密的计算外，现场勘测和线路路径的选择，也是设计的重中之重。需要设计人员亲自到现场细心观察地形、地貌和线路的路径。这样才能最大程度地避免各种事故的发生，保证输电线路的正常运行。
做好防雷措施
防雷接地工作是各种建筑物都必须做的保护之一，对于输电线路来说，防雷工作无疑更加重要，一般选取避雷线来进行输电线路的雷电过电压保护，它是最常用的防雷装置。
同时也可以降低杆塔接地电阻，达到防雷的目的。例如，可把接地极埋设较深一些，也可以选择在地下水比较丰富、水位比较高的地方。在进入变电所的高压侧，通常都选用各种阀型避雷器进行防雷保护。例如，在雷电多发的佛山地区，由于设计缺陷，10KV架空线路大部分不设防雷措施，当地雷击停电事故频繁发生，给经济带来了重大的损失。此后，新建的和技改的线路，要求每隔一基塔必须安装一组避雷器，实践证明，电力线路运行稳定，效果很好。
杆塔位置与杆型的正确选择
首先应该及时并且认真地调查气候条件和地形，尽量避开在不利的地形和地理位置架设杆塔，而且应加强杆塔的机械强度，尽量选用钢管杆或加强型的混凝土杆。横担可以加厚，或者选用那种不易沾冰结构的绝缘子，并涂上有憎水性能的涂料等。
污闪的预防
污闪事故的发生数量虽然不多，但影响和危害很大，污闪事故的预防，是提高电力系统供配电安全用电、持续用电的重要工作。通过增加爬距以及采用合成的绝缘子可以有效地防止污闪事故发生；或者使用防污闪涂料，进而限制泄漏电流事故的发生。
外力破坏的预防
输电线路的外力破坏，主要是大风使树木倒下压倒线路，再者是日益横行的偷盗和频繁的交通事故等。所以应该优化电气设计，输电线路尽量不要与树林离得太近，要充分考虑到树木增长速度带来的“危害”。要与道路保持适当的距离，并根据杆塔的具体位置，增设防护墩，最后涂上醒目的防护标志。
3针对输电线路外力破坏故障分析，可采取以下措施加以防范
加大电力设施的保护工作力度。做好相关电力用户的宣传教育工作和建立一套严密的巡线制度。
要掌握问题和故障的重点，把事故隐患消灭在萌芽状态中。
要不断完善电力法规，加强电力执法的力度。可以与社会的相关部门共同组织电力安全的演讲比赛和知识竞赛等活动，推广电力安全法规，让大家充分了解电的危害，使那些铤而走险的人望而生畏，知难而退。
要制定一些切实可行的方法和措施，并落实到实际工作中去。例如，在紧要和关键地段一定要多设立一些警示牌和警告的标志牌。
培养和打造一支作风硬朗，善打硬仗的专业的技术团队是保障输电线路安全的必要保证。
对鸟害采取的技术措施有：
①采用大盘径的绝缘子；
②加装防鸟粪的挡板；
③安装防鸟罩；
④安装专门防鸟的网；
⑤安装鸟刺。
结束语：通过分析，线路故障有设计的因素，更多的是自然界的因素。一方面我们要优化设计，尽量不在设计方面出问题，另外一方面要普及、完善电力知识和电力法，建立一个高效的输电线路维护队伍。
参考文献：
[1]胡毅.影响送电网安全运行的有关问题及对策[J].高电压技术.2005.
[2]武利会、张鸣、朱文滔.低气压覆冰条件下绝缘子的直流闪络特性[J].高电压技术.2006.
[3]郭秀慧、李志强、钱冠军.输电线路绕击防护的新措施[J].高电压技术.2005.
关于智能技术在变电站中应用探究论文
在日复一日的学习、工作生活中，大家一定都接触过论文吧，借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。写起论文来就毫无头绪？以下是我帮大家整理的智能技术在变电站中应用探究论文，仅供参考，大家一起来看看吧。
随着科技的不断创新、改革，当前电力企业当中，智能技术有了突飞猛进的发展，具备智能化、集成化、标准化等特点。智能技术在变电站中的应用非常广泛，能够应用在设备层面、间隔层面以及站控层面，智能技术的合理应用不仅能够降低变电站对人工的依赖性，还能够显著提升变电站数据的收集、数据正常性判断的准确性等。本文主要分析变电站中智能技术的应用。
近些年，智能化技术在不断的创新，越来越多的先进技术在各个行业当中逐渐普及。智能技术在当前已经较为成熟，在工业产业当中，智能技术本质上就是代替人工进行一些分析、操作。相关研究报道，合理应用新型设备、自动化设备、电子计算机、新技术以及新工艺等智能技术能够显著改善电力行业的经济价值，能够达成高效、高产、低能耗以及低成本的企业目标。
1、智能技术在变电站的使用现状
我国当前主要的枢纽性变电站数量大约有1000座左右，其中大部分已经基本实现自动化管理、运作。智能技术在其中有着较多的使用，并且取得的经济效益十分是显著。采用先进的智能数据整理、收集与对比系统，能够给予变电站非常多的自动化、智能化功能。在新型变电站中，主要有全部分散、局部分散以及集中配屏等多种模式，智能系统在多个模式当中具备的功能大致相同，具备基本的监控功能、保护、防误操作、事故紧急修复、经济运维处理、设备实施管理等等。传统变电站与智能技术变电站而言其体系结构全然不同，其信息的交替效率也有所不同。想要将传统变电站全面改造成为智能化变电站，在技术上、安全性上以及造价成本等方面都有相当的难度。对此，智能技术应用在变电站中的优化工作重点应当是新变电站的建设方面。
我国终端站以及受控站的数量大约有1万左右，其因为人力资源以及资金等方面的限制，当前还无法真正、全面的实现智能化。在当前，新建变电站已经能够全面完成智能化管理。而对于常规变电站而言，变电站的无人化、自动化问题仍是问题解决重点。在未来的工作中，应当尽量将变电站向无人值班转变。对此，就需要电气设备具备更加强大的自动控制功能和更高的安全性。
2、智能技术在变电站当中的应用
引入控制端
引入计算机终端，促使变电站具备自动化控制功能。计算机终端系统能够按照实际的要求检测变电站的电能转变、运输等情况，判断运输电力时的电压、时间等情况，从而判断故障的发生。此外，计算机终端还能够通过数据的实时监控，实现自动化控制的功能，从而降低突发事件所引发的变电站故障，从而提升供电的可靠性。
分级控制技术
基于电力安全运输、管理的要求所创造的分级式控制技术，在站控层、间隔层以及设备层等方面实现了基本相对应的分级控制模式，这不仅能够显著的降低中央处理设备的负荷，还能够促使设备体现较高的使用效率，从而实现集中式控制，并且消除潜在的安全风险。
光纤技术的应用以及电力装置的集成性
智能变电站能够借助光纤技术完成变电站与变电站之间的各个控制层局域网管理目的，在控制中心可以分别对站控层、间隔层以及设备层的实时信息，实现自动传播信息。与此同时，局域网当中的控制层能够借助光纤技术更加稳定、可靠的传输各类数据。电力装置的集成性配合光纤技术能够将电力装置的所有运行参数进行集成化传输、管理，从而节约数据收集的时间，节约设备的维护繁琐性。
实现全局或局部智能控制
智能设备在变电站当中的合理使用能够基本满足智能化控制的需求。通过对变电站各级设备的优化控制，能够完成电流闭锁装置、电流互感器以及控制柜等设备的智能化管控，从而实现设备半自动、全自动化管理。
智能技术在变电站中的突出应用
智能技术在变电站当中的应用能够促使变电站实现高压配电设备具备智能化，完成小范围内的智能化电网建设工作。基于智能传感器的实时监控能力，监控电力设备的运行状况，并根据监控结果进行实时的调整、控制。智能技术在变电站中能够使一次变电设备实现一体化控制、检测。对于高压设备的断路器实现一体化设计，从而实现一体化管理的目的。
智能技术在变电站中基于计算机终端，通过站控系统便可以实现全面的设备检测，并可以按照实际需求不断的完成电力设备运行数据的实时监测以及各类型智能变电装置的工作信号的监控，检测变电站的输出、输入状态。智能技术在变电站当中大量应用，能够极大程度的控制无效数据的采集量，并提升变电站的整体监控效率。
采用先进的数据采集智能系统，能够促使智能变电站具备相当庞大的信息收集能力。基于先进的数据处理技术，智能变电站便具有非常显著的信息处理效果。借鉴在线处理技术以及数据库模型技术，智能变电站能够具备基本的故障诊断能力以及状态监测能力，工作人员需要将变电站内部的设备正常工作状态时的特性、参数输入到数据库当中，系统便可以根据输入的参数、特性与当前检测到的数据是否一致来判定变电站是否处于正常工作状态，并在协议允许范围之内进行自主整改、调整，能够在一定周期之内完成变电站基本设备的实时工作状态监测、评估以及上报等工作。
3、总结
综上所述，智能技术在变电站当中的巧妙应用，不仅能够降低工作的复杂性、繁琐性，还能够极大程度的提升变电站的自动化程度，对于变电站而言有着极其重要的意义。电力企业的创新必然需要依靠智能技术，通过改善智能技术优化电力企业变电站的运维质量，从而实现智能化发展。
摘要
随着科技的发展，社会的进步，国家电网快速发展，智能变电站的建设也越来越多，智能变电站由智能设备和智能高级应用两个特征，具有多信息融合，智能化监控设备状态、智能化变电站防误闭锁等高级功能。智能变电站的普及为实现我国变电站的自动化运行和管理会带来深远的影响，具有重大的技术和经济意义。
【关键词】智能变电站防误
智能化变电站由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)以及网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建，它建立在IEC61850标准和通信规范基础上，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。智能变电站为采用先进、可靠、集成、低碳、环保智能设备，并以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，采用自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，能够实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。智能变电站体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。
1、智能变电站的智能特征
智能变电站是与传统电网相对而言的一种新型电网，其智能主要包含智能设备和智能高级应用在两个方面。
智能变电站的智能设备
智能变电站的智能设备由一次设备和智能组件有机结合而成，智能变电站系统由过程层、间隔层和站控层3层组成，
智能变电站的过程层由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端组成，能够完成变电站电能的分配、变换、传输、测量、控制、保护、计量以及状态监测等相关的功能。
智能变电站的间隔层设备一般由继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备构成，能够实现使用一个间隔的数据并作用于该一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。
智能变电站的站控层功能高度集中，能够在一台计算机或嵌入式装置中实现，同时也可在多台计算机或者嵌入式装置中实现。它主要由自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统构成，能够实现面向全站或者一个以上一次设备的测量和控制功能，能够完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。
智能变电站的智能高级应用
智能变电站的智能是与传统的变电站相对而言，传统的变电站大都也实现了自动化控制，但是这种自动化是被动式的，与现在意义上的智能变电站是有区别与差异的。智能变电站具有良好的互动功能，可以与调度机构友好互动，其采集数据信息量非常大，全景采集，经站内信息一体化平台和电站自动化系统高级应用模块，来对数据进行初步的挖掘、分析，以便实现智能告警、顺序控制、设备状态可视化、事故综合分析决策等智能功能
2、 多信息融合，智能化监控设备状态功能
智能变电站采用信息融合(数据融合)技术对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化。多信息融合技术能够从多视角进行处理及综合，可以得到各种信息的内在联系和规律。智能变电站现在已经实现了广泛的在线监测，可有效获取电网运行状态数据，掌握各种智能电子装置的故障动作信息及信号同路状态。而状态监测与诊断系统的有机结合，可以对变电站设备进行综合故障诊断：根据获得的被监测设备状态数据，利用多信息融合技术、结合被监测设备的结构特性和参数对设备进行综合故障诊断，结合其运行历史状态记录以及环境因素，对被监测设备工作状态和剩余寿命做出科学、合理的正确评估，以减少故障，确保设备安全、稳定运行。
3、智能化变电站防误闭锁功能
智能化变电站防误闭锁系统根据IEC61850标准三层架构体系构建，分为站控层防误主机、间隔层智能防误装置、过程层智能闭锁单元、机械和电气锁具、闭锁附件，及电脑钥匙等部分。其中防误主机、智能防误装置层以及智能闭锁单元之间所采用的均为IEC61850规范完成变电站内各种操作的防误闭锁，能够有效实现智能变电站防误闭锁的强制性和全面性要求，同时实现与监控系统站内模型信息共享，监控系统与防误闭锁系统信息交互免配置等功能。其主要功能特点如下：
标准统一、信息共享
智能化变电站各设备及系统之间数据采用统一的IEC61850标准进行交互，为防误闭锁装置和自动化装置互联与互操作性提供了技术上的支持，所以两者之间的数据能够好的进行交互访问，能够在误闭锁装置独立的基础上实现信息统一和共享。
全面防控、强制闭锁
智能化变电站系统根据IEC61850标准三层架构体系构建，能对五防主机和监控系统提供设备操作的所有五防功能，实现了间隔层防误。同时，为了防止过程层网络GOOSE报文错误或者监控系统未经防误系统解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操作，在过程层上设置智能闭锁单元，能够实现防误闭锁的强制性要求，智能闭锁单元同时支持就地操作时使用电能钥匙对其进行解闭锁操作功能。
顺控操作
顺控操作由间隔层智能防误闭锁装置和监控系统配合完成，顺序控制操作方式是指通过监控中心的计算机监控系统下达操作任务，再由计算机系统独立地按顺序分步骤地实现操作任务。按防误操作方式可分为：远、近控均采用逻辑防误加本间隔电气节点防误。智能防误闭锁装置具有良好的开放性以及互操作性，融合了从权限管理、唯一操作权限管理、模拟预演、实时逻辑判定、闭锁元件五个方面，能够完整的实现对设备操作的防误功能，最大限度地实现防误功能。
智能变电站是智能电网的重要基础和支撑，同时是变电站建设和发展的方向，我们要结合我国智能电网发展的情况，充分发挥智能变电站的功能，做好我国智能变电站的建设工作，为促进我国电网向自动化、信息化发展做出应有的贡献。
参考文献
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作者简介
董德永(1981-)，男，现为国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司工程师。研究方向为高电压电气设备绝缘。
作者单位
国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司辽宁省辽阳市111000
摘要：介绍智能变电站的涵义、结构、应用，分析其关键技术并提出智能变电站的一些应用。智能化变电站是在数字化变电站的基础上，根据标准的通信协议体系，考虑到智能电网中分布式电源的大量接入和与用户的互动性要求，应用数字化测量等智能技术构建的智能电网枢纽；智能变电站建设是智能电网发展的基础。
关键词：智能变电站技术功能
中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1007—3973(2012)009—042—02
1、引言
目前，国家电网公司正在大力推广智能电网的建设，作为智能电网的一个重要组成部分智能变电站正在越来越称为今后电网建设的主流，虽然关于智能变电站的相关技术、规范还处于不断的改进、修订过程中，智能变电站在实际工程中的应用已经在不断的扩大，技术、经验也已经不断的成熟。下面我们对智能变电站的一些技术、功能等方面作一简单介绍。
2、智能变电站的涵义
目前，广为认可的对智能变电站的定义是“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”。
3、智能变电站的结构
智能变电站内的设备
智能变电站内的设备按照功能的不同可分为三大类(有时常被称为三层)：
过程层：主要指一次设备，变压器、断路器、互感器、刀闸等；
间隔层：主要指二次设备，保护装置、测控装置、在线监测装置、自动装置等；
站控层：基于计算机主机的后台系统、监控系统、远动、视频安防。
智能变电站与传统变电站的区别
智能变电站与传统变电站相比一个很大的区别在于：二次设备和一次设备的功能重新定位，并且一次设备的智能化改变了传统变电站中继电保护设备的结构。
其中，一次设备的变化主要体现在一次设备的智能化：
(1)互感器方面的变化。由电子式互感器取代以前的常规互感器，这里包括电流、电压互感器。AD变换装置移入电子式互感器，并配备高速数据接口。(2)开关方面的变化。由智能化开关取代以前的常规开关，开关量输出DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。表1为常规互感器与电子式互感器优缺点的比较。
电子式互感器就其结构原理分为有源式和无源式两种类型，目前广为采用的是有源式结构。
从电压等级上区分，大体上也分为两种：
(1)110kV及以上采用数字输出的电子式互感器，需要合并单元；
(2)10kV、35kV采用模拟输出电子式互感器直接接入就地四合一智能单元。与电子式互感器配合使用的设备被称为“合并单元”，它是实现电子式互感器与二次设备接口的关键装置。它的作用主要有以下几个方面：
1)数据合并：合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号，并按照IEC60044—8或IEC61850—9—2格式输出；单间隔内IEC61850—9传输，跨间隔60044—8/FT3传输；
2)数据同步：合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号同步；
3)信号分配：智能二次设备从合并单元获取一次电流电压信息；
4)激光供能(户外支柱式电流互感器)；
5)完善的自检功能，如CT断线等。目前，真正意义上的智能开关还未得到广泛的生产及应用，在实际中应用较多的是在传统开关上，安装智能装置，提供开关量输出DO、输入DI，接收保护装置发出的命令，由一次设备的执行器来执行操作。实现此功能的设备被称为“智能终端”，通过它实现输出DO、输入DI信号的光电转化。
它的作用主要有以下几个方面：
a)给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口，接入GOOSE网络和MMS网络；
b)在开关端子箱安装智能终端：对刀闸等进行状态采集和控制，就地操作箱功能；
c)在变压器端子箱安装智能终端，实现变压器测控功能：采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态，控制风扇和档位。
可见，目前被广泛使用的“智能开关”是由一个“传统开关”，一个“合并单元”以及一个“智能终端”组成的集合体。它所实现的功能已经基本具备了真正意义上的“智能开关”的一些常用的功能了。
在电子式互感器进行采样时，涉及到同步的问题，即需要使相关的几种设备之间传输、交换的数据达到相对的同步。这有点类似于传统变电站保护测控装置中的所使用的GPS对时功能。
在这里我们采用的是在过程层构建独立的采样同步网，这里我们采用了IEEE1588精密对时协议，它的优点主要体现在以下几个方面：
(1)硬件对时精度在ns级别，满足计量需要；
(2)与数据网络合一，减少了故障点，增加了系统的可靠性；
(3)支持绝对时间；
(4)光纤纵差保护可以借助硬件1588实现与合并单元的同步；
(5)软件1588可以实现事件“打时标”的要求。
说到信息通信，我们不得不提到GOOSE网络，它与传统变电站中的通信网络系统相比有以下几个特点：
(1)GOOSE(面向通用对象的变电站事件)以快速的'以太网组播报文传输为基础，代替了传统的智能电子设备(IED)硬接线的通信方式，为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法；
(2)GOOSE服务支持由数据集组成的公共数据的交换，主要用于保护跳闸、断路器位置、联锁信息等实时性要求高的数据传输；
(3)GOOSE服务的信息交换基于发布/订阅机制基础上，同一GOOSE网中的任一智能电子设备，既可以作为订阅端接收数据，也可以作为发布端为其他设备提供数据。这样可以使得设备之间通信数据的增加和更改变得更加容易实现。
可以说，引入了GOOSE通信技术后，变电站内的信息通信系统变得更加强大了。
目前，对一次设备进行智能化改进，主要包括：断路器智能化、变压器智能化。
其中，断路器智能化方案包括：
(1)研制功能合一化的智能组件装置；
(2)合并单元+开关控制器合一的智能组件；
(3)保护+测控+开关控制器+合并单元，四方面功能合一的智能组件；
(4)监测功能组主IED；
(5)优化检测设备传感器的配置；
(6)一体化设计智能组件与机构，简化回路；
(7)使用软件联锁替代硬件联锁；
(8)研制机构控制器；
(9)简化断路器和刀闸机构；
(10)从机构到智能组件柜实现光纤替代电缆；
(11)用自动控制替代手动控制。
同时，当以GIS设备为代表的等设备的智能化方案中，GIS智能组建柜内包括：主IED、断路器机械特性在线控制IED、局部放电IED、SF6密度及微水监测IED、避雷器在线监测IED、智能终端、合并单元。
现在普遍使用的变压器智能化方案，主要是采用“传统的变压器+智能终端”的方法，实现以下几个方面：
(1)现阶段智能终端已实现的功能；
(2)档位上传与控制；
(3)中性点地刀控制；
(4)非电量及其他信号测量；
(5)主变温度等测量；
(6)冷却控制。
变压器智能组件柜内包括：主IED、控制测量IED、冷却控制IED、局放监测IED、油中气体在线监测IED、分接开关监测IED、套管在线监测IED、非电量保护、合并单元、本体保护。
保护与控制系统和传统保护控制设备的主要区别：
(1)接口。传统保护只需支持传统的5A/100V的模拟量接口，数字化保护需支持GOOSE和SV点对点模式、组网模式等多种接口，接口方式多样。(2)通讯规约。传统保护为103规约，数字化保护需支持IEC61850规约。
4智能变电站的智能高级应用
智能变电站系统除具备以上最基本的应用功能外，还包括以下方面的高级应用功能。
一体化信息平台
在实现传统综自变电站当地监控功能的基础上，利用一体化信息平台，对变电站的全景数据进行综合分析和应用，以实现支持电网的安全优化运行。一体化信息平台的主要功能包括：
(1)实时自动控制；
(2)智能调节；
(3)在线分析决策；
(4)协同互动；
(5)其他高级功能。
从而提高运行管理的自动化程度，减少系统的维护工作量，减轻变电站和调控运行人员的劳动强度。
图形化的配置工具与源端维护
其中，“源端维护”是指利用SCD文件直接生成一体化信息平台的数据库，图形可导出为SVG格式供远端系统使用，从SCD文件导出变电站一次设备连接的拓扑关系，并且从SCD文件导出符合IEC61970标准的CIM模型。
智能告警及分析决策
在目前的变电站监控系统中，告警的方式比较单一，功能也比较有限，基本上信息按照时间顺序全部显示，未作筛选和推理判断处理。一旦发生事故后，信息多，值班人员很难从大量的信息中获取到重要告警信息，影响对事故的正确判断。因此，智能告警与分析决策能够实现：分类告警、信息过滤、在线实时分析和推理变电站运行状态、自动报告变电站异常并提出处理指导等功能。
智能视频
可以实现视频系统与监控系统联动。
(1)正常遥控时。操作人员点击主接线图面上的设备进行遥控时，视频系统能够通过调度编号等信息定位显示设备现场画面，并且在监控机上显示现场的视频。
(2)事故异常时。当发生事故导致站内设备动作时，视频系统能够通过事故总和SOE告警信息主动推出动作设备的现场视频。
此功能需遥视设备厂商与监控系统厂商合作进行。
设备在线监测
采集主要一次设备(变压器、断路器等)的状态信息，进行状态可视化展示并发送到上级系统，为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。
采集的数据主要包括：
一体化在线五防
(1)五防规则在监控系统统一制定，在监控系统实现防误闭锁功能；
(2)五防规则由监控系统传递到间隔层测控装置，取消传统电脑钥匙，遥控回路采用硬接点闭锁；对于手动操作设备采用在线式锁具闭锁。
此功能需五防设备厂商与监控系统厂商合作进行。
程序化顺控
(1)可接收和执行调度/集控中心和本地后台系统发出的控制命令，经安全校核正确后，自动完成相关运行方式变化要求的设备控制，具备投退保护软压板功能，具备急停功能，可在站内和远端实现可视化操作。
(2)在顺控控制过程中，变电站可以及时向调度/集控中心反馈执行过程的信息，如当前执行步骤、遥控超时、逻辑闭锁等，以便远端系统能更全面的掌控。
5、结语
智能化变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能化变电站的相关技术及应用正在不断的成熟与积累经验的过程中，相信在不久的将来，智能化变电站的相关技术将越来越成熟、完善，能够为我国电网的建设、运行提供越来越多的帮助。
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自己好好做做吧，这东西谁能给你，没让你们算导线张力弛度还算不错了。就为了点分，谁能给你做这么一大堆东西。看这个课题应该是某个电力大学的学生吧。如果还准备做这行，自己好好研究一下，做做有好处。
唉，叫我怎么说你好呢
大哥，涉及一个高压系统的始末，还有土建部分也设略到了，网络是好，但总不是什么都可以百度一下就OK的，何况你现在有明晰的内容，实在没有办法就一条一条的解决，那样估计百度是可以帮上忙的。遇到实际的点滴问题我想大家还是能帮上忙的。 呵呵
电气化铁路中SVC负序补偿应用技术研究 摘要：随着电气化铁路的迅速发展，电铁牵引负荷产生的负序分量及高次谐波，除对牵引供电系统造成危害外，还会造成电力系统负序及谐波污染[1]，因而，电铁的负序及谐波危害已成为制约我国电气化铁路发展的重要因素。结合电气化铁路给电网带来的影响，着重探讨电铁负序补偿中SVC的使用问题。根据国外一些发达国家如日本、澳大利亚等国成功将SVC技术应用在电气化铁路的无功和负序补偿案例以及国内SVC负序补偿应用实例，对SVC负序补偿原理及运行方式进行了研究分析，对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨，以期提高电力系统运行的经济效益和社会效益。 关键词：电气化铁路；负序补偿；SVC 0 引言 世界上第一条用电力机车作为牵引动力的电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建成第一条电气化铁路———宝成铁路的宝鸡至凤州段。电气化铁路问世后发展很快，法国、日本、德国等国家已形成以电气化铁路为主的铁路运输业，大部分货运量由电气铁路完成。电气化机车上不设原动机，其电力由牵引供电系统提供。该系统由牵引变电所和接触网构成，来自高压输电线路的高压电经牵引变电所降压整流后，送至铁路架空接触网，电气机车通过滑线弓受电，牵引机车行驶。由于电力机车运营可以使铁路运输成本降低30%～40%，因此越来越成为发展的方向。电力机车是波动性很大的大功率单相整流负荷，对于三相对称的电力系统供电来说，电铁牵引负荷具有非线形、不对称和波动性的特点，将产生三相不平衡的负序及高次谐波电流注入电网[1]，使得旋转电机转子发热、电力变压器使用寿命缩短、输电线路送电能力降低，继电保护装置误动及安全自动装置不能正常投切等诸多影响电网运行的不利因素。因此，必须对电铁机车对电力系统的影响有足够的重视并采取应对措施[2-3]。目前关于电铁谐波治理的技术已经趋于成熟[4]，但对于负序的治理仍存在很多问题，传统上广泛使用的关于减小电铁负序分量的方法大多是合理安排机车及系统机组运行方式，尽量削弱电铁负序分量对电网的影响，此方法虽能在一定程度上控制电铁对电力系统的影响，但仍存在诸如列车运行方式临时变化、电力系统机组检修等问题，影响治理效果。根据电铁负荷给电网带来的负序影响，着重对SVC负序补偿基本原理及运行方式进行了研究分析；将国内外应用SVC治理电铁负序分量的案例做了综述；最后对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨。 1 电铁负荷负序分量对电网的影响 负序分量对电网的影响[2] 对旋转电机的影响 1）汽轮发电机转子为敏感部位，因为汽轮发电机转子负序温升比定子大，存在局部高温突出部位，国内曾发生过向电铁供电的汽轮发电机转子部件嵌装面过热受损的事故；另一方面，当负序电流流过发电机时，产生负序旋转磁场、负序同步转矩，使发电机产生附加振动。 2）对邻近牵引变电所而远离电源的异步电动机，其定子绕组为敏感部位。同时还将在电动机中产生一反向旋转磁场，此反向磁场对电动机转子起制动作用，影响其出力。在谐波和负序电流的共同影响下，国内曾发生多起定子绕组过热烧毁事故。 对电力变压器的影响负序电流造成电力系统三相电流不对称，使得变压器的额定出力不足（即变压器容量利用率下降）。 对输电线路的影响流过电力网的负序电流，只是降低了电力线路的输送能力，并不作功。 对继电保护和自动装置的影响对各种以负序滤波器为启动元件的保护及自动装置干扰：由于保护按负序（基波）量整定，整定值小、灵敏度高。滤波器为启动元件时，实际运行中已引起下列保护和自动装置误动。 1）发电机的负序电流保护误动。2）变电站主变压器的复合电压启动过电流保护装置的负序电压启动元件误动。3）母线差动保护的负序电压闭锁元件误动。4）自动故障录波装置的负序启动元件的误启动，导致无故障记录而浪费记录胶卷。在频繁误动时，可能造成未能及时装好新胶卷而导致发生故障时无记录。 负序分量影响的标准[5] 我国有关同步发电机承受不平衡电流允许值的规定如下：1）在按额定负荷连续运行时，汽轮发电机三相电流之差不超过额定值的10％，水轮发电机和同步调相机三相之差不超过额定值的20％，同时任何一相的电流不得大于额定值。2）在低电压额定负荷连续运行时，各相电流之差可以大于上面的规定值，但应根据实验确定数值。对于100 MW及以下汽轮发电机，当三相负荷不对称时，若每相电流均不超过额定值，且负序分量与额定电流之比不超过8％，应能连续运行，100 MW以上的发电机，一般认为负序分量与额定电流之比不超过5％。 2 SVC负序补偿基本原理及运行方式[6-8] SVC全称为“静止型动态无功补偿器”，主要用于补偿用户母线上的无功功率，其通过连续调节其自身无功功率来实现的，一般SVC由并联电感和电容两个回路组成，其中感性回路为动态回路，其感性无功功率可连续分相调整，使得整个装置无功功率的大小和性质发生变化，分相控制的依据为三相平衡原理。用Qs表示系统总无功功率，QF为用户负荷的无功功率，QL为晶闸管控制电抗器（TCR）的无功功率，QC为电容器无功功率，上述平衡过程可以用公式（1）来表达：Qs=QF+QL-QC=常数=0 （1）如图1所示，A为系统工作点。负荷工作时产生感性无功QF，补偿装置中的电容器组提供固定的容性无功QC，一般情况下后者大于前者，多余的容性无功由TCR平衡。当用户负荷QF变化时，SVC控制系统调节TCR电流从而改变QL值以跟踪，实时抵消负荷无功，动态维持系统的无功平衡。最简单的TCR装置组成和工作原理如图2所示：TCR的基本结构是两个反并联的晶闸管和电抗器串联。晶闸管在电源电压的正负半周轮流工作，当晶闸管的控制角α在90°~180°之间时，晶闸管受控导通（控制角为90°时完全导通，180°时完全截止）。在系统电压基本不变的前提下，增大控制角将减小TCR电流，减小装置的感性无功功率；反之减小控制角将增大TCR电流，增大装置的感性无功。就电流的基波分量而言，TCR装置相当于一个可调电纳。其等效电纳为：式中，α为晶闸管导通角；L为电抗器电感值；ω为网压的角频率。对于不对称负荷，应采用分相调节，根据瞬时电压和电流求出所需的补偿电纳。TCR分相调节的理论基础为司坦麦兹（STEINMETZ）理论，在此理论指导下，SVC能够将负荷补偿为纯有功的三相平衡系统。司坦麦兹（STEINMETZ）理论有多种表达形式，本文给出一种常用的补偿电纳公式：r分别为△连接的补偿电抗器电纳值；V为系统电压有效值为系统电压（线电压）瞬时值；ia(I)，ib(I)，ic(I)为系统电流瞬时值；T为采样周期，一般为10 ms。根据以上补偿理论，将一个理想的补偿网络与负荷相连就可以把任何不平衡的三相负荷变换成一个平衡的三相有功负荷，而不会改变电源和负荷间的有功功率交换，能够取得良好的电能质量治理效果。 3 SVC在电铁负序治理中的应用 国外电铁SVC应用情况 日本东海道新干线西相模牵引变，根据牵引变接入电网点检出的无功电流和负序电流，由负荷特性计算补偿电路SVC所需无功电流的数值，对TCR中的晶闸管触发信号加以控制，从而对有功功率的不平衡与负序进行补偿。澳大利亚昆士兰铁路将总容量为600 MV·A的套SVC根据需要分别装设在沿途各牵引变的低压侧，将一套340 MV·A的SVC装设在更高一级电压等级的电网。补偿后，负序电压由补偿前的下降到％。英法海底隧道采用了ABB提供的SVC以解决负荷平衡问题，通过SVC补偿后，不平衡度小于％。 国内电铁SVC应用情况 2000年10月，神朔电气化铁路（神华集团）开通，单相供电牵引所产生巨大负序电流，引起三相供电系统的不平衡，给邻近神木电厂（属神华集团）发电机组（2×100 MW）稳发、满发以及整个陕北电网的稳定和安全运行带来严峻考验。2000年11月至12月神木发电公司2台发电机组由于负序原因被迫停运，损失发电量超过1×108 kW·h。2001年330 kV神木变投运后，供电质量得到了一定的改善。根据实测，330 kV神木变2台主变并列运行时，神木发电公司单机组运行，发电机中负序电流可达到额定电流的15%（规定值＜8%，2 台机组同时运行时发电机中负序电流也可达到8%的临界值)。为保证发电公司能正常发电，330 kV主变只能采用分列运行方式，1台供神木发电公司发电进网，1台供电铁牵引站送电。在该方式下，单机组发电时，发电机中的负序电流仍时有超过8%的现象发生。由于电铁的影响，神木发电公司在运行中还经韩宏飞等：电气化铁路中SVC 负序补偿应用技术研究 常出现发电变差动保护误动、循环水泵电机过负荷等故障。2002年，经过多方考虑神华集团公司斥巨资在神朔电铁供电线路上加装静止型动态无功补偿装置（SVC）以治理电铁牵引站对电网所产生的污染，包括抑制谐波、提高功率因数、快速连续无功调节、抑制电压波动和闪变、解决三相不对称等问题。神朔SVC工程与2002年5月底投入运行，并于2002年8月10日完成竣工验收移交。其间西北电力试验研究院受用户委托对该工程进行了实际跟踪测试，证明该设备性能稳定、运行安全可靠、各项指标均为优良、补偿效果良好，完全达到并优于用户要求，方案实施后取得了预期效果。该装置在国内首次实现了110 kV电铁供电线上对多座电铁牵引负荷的整体动态实时补偿，首开电铁与电网补偿综合治理的成功先例。 4 结语 SVC装置在电气化铁道中应用的主要问题是资金问题。随着我国电网建设的进一步发展以及电气化铁路大规模的建设，对SVC在电铁中的应用提出了更高要求，迫切需要设计、生产出性能最佳、价格便宜的SVC装置。辽宁某厂家生产的SVC，于1997年通过了辽宁省科委及原国家计委重点工业性试验项目鉴定，实现了国产化；中国电力科学研究院生产的SVC于2004年在鞍山红一变投入运行，也实现了国产化；在我国冶金、煤炭、化工、电铁等行业中使用的SVC，国产的占绝大多数。国产SVC实用化程度进一步提高，国产的SVC装置除具备SVC的常规特点外，还具有无水冷却（热管自冷技术），出厂前进行全载、全压试验，运行中可以进行远程实时监控运行等特征。近10 a来，国产SVC装置的安全运行实践证明了国产SVC装置技术经济指标的优越性和先进性。经辽宁该厂家建议，由全国电压/电流等级和频率标准化技术委员会牵头制定的中华人民共和国国家标准《静止式动态无功功率补偿装置（SVC）功能特性导则》和《静止式动态无功功率补偿装置（SVC）现场试验导则》报批稿已经上报，必将促进SVC的进一步发展。目前，国产SVC的规模化生产能力不仅完全可以满足我国电力系统和各行业的需要，而且还具有出口能力。目前该厂家生产的我国第一套应用于电气化铁路的高压大功率静止无功发生器亦进入最后调试阶段，此套装置将发往上海铁路局用于电气化铁路电能质量治理。首套电铁系统专用静补装置的问世，标志着我国成为世界上少数几个掌握该技术的国家。目前国产SVC已占领了国内电气化铁路系统、冶金行业绝大部分市场份额，成为世界上SVC的主要制造商之一，2006年的装机数量更是首次超过瑞士ABB与德国西门子SIEMENS，跃居全球第一，国内厂家精心研制的高压动态无功补偿装置（SVC）已具有国际同期先进水平。可以预见，随着国产SVC技术水平的进一步成熟、性价比的进一步提高，SVC在我国电气化铁路建设中必将发挥重要作用，为促进我国铁路建设实现跨越式发展提供有力保障。 [参考文献]: [1] 林建钦,杜永宏. 电力系统谐波危害及防止对策[J].电网与清洁能源，2009，25（02）：28-31. 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城轨交通工程系统总联调及运营演练的探讨 摘要：介绍城市轨道交通工程体系的组成，阐述实施机电设备系统总联调和运营演练的重要意义，探讨联调、试运营阶段的王要内容、实施策略和工作目标，以达到建设与运营的无缝对接 关键词：城市轨道交通工程 系统总联调 运营演练 城市轨道交通工程是一项由多种先进技术集成、运营安全要求高、社会效应大的系统工程。城市轨道交通工程的实体建设过程大致可分为土建工程建设阶段、机电设备安装阶段、建筑装修阶段、机电设备调试阶段、机电设备系统总联调阶段、设备专项验收及运营演练阶段、设备最终验收及开通试运营阶段、设备维保及正式运营阶段，每个阶段的工程特点、管理模式、责任主体各有侧重。近年来，在地铁建设过程中，机电设备系统总联调阶段和设备专项验收及运营演练阶段越来越受到国内外一些城市轨道交通工程业界的高度重视。 机电设备系统总联调的功能是从系统的角度，验证机电设备之间的接口技术，整合各机电设备的技术性能和使用功能，实现各机电设备系统在同一技术水平、同一管理模式、同一安全认证平台上机一机、人一机之间有序可控、安全可靠的协调运转。运营演练是对系统总联调的功能验证，它是地铁工程实施建设与运营无缝对接的关键环节，是实现地铁工程人一机、人一人之间和谐、高效管理的外延，是关系到地铁工程能否顺利开通运营的第一步，在地铁运营环节中占据着极其重要的地位。 1城市轨道交通工程控制体系概述 地铁建设作为一项重大的综合系统工程，涉及城市规划、市政发展、工程施工、地下管道(水、煤气等)、电力供电、公交系统、工程总体规划和计划以及施工组织等诸多方面，迫切需要统筹规划.协调进度顺序，强化组织领导和保证物资、材料供应等。地铁工程自身的设备系统又包含电动客车、供电、通信、信号、售检票、环境控制、车站设备监控、防灾报警等多种技术和专项子系统设备，而子系统又各具相对的独立性和整体性，其设备配置必须满足子系统的功能要求;设备品种繁多，且来自不同的厂商，彼此衔接均有特定要求，等等。所有这一切决定了地铁设备应进行综合性的大系统联调和运营演练，其目的是确保地铁交通工程在城市交通运输体系中的主导地位，体现其良好的综合社会效益。 从目前国际国内城市轨道交通工程的现状看，其控制体系中所涵盖的机一机、人一机、人一人相互支持的8个主要支撑系统是系统总联调和运营演练的核心部分。 1 ) SCA}A(电力监控系统) 主要监控对象为高压变电系统、低压变电及供电系统、牵引变电系统等，实施对整个供电系统的数据采集、实时监控、安全控制、远程通信和供电复示，提供事故照明的备用电源。 2 ) BAS(环境监控系统) 由中央控制系统(OCC)、全线系统网络、车站控制系统、车站系统网络、现场控制机，以及监、控、测、调各设备组成。全线BAS组成两级(中央控制级和车站级)管理体系，实现三级(控制中心、车站、就地)控制功能。BAS监腔范围包括地下车站和区间隧道的空调通风及给排水、照明、电梯、扶梯等设备的控制管理，对上述设备进行全面系统的自动化监控和管理，确保其发挥最佳作用，维持地下车站和区间隧道适宜的温度、湿度，保证给排水、照明、电梯、扶梯等设备的自动、安全运行。在发生火灾、列车阻塞等事故的情况下，能够及时迅速地转入灾害运行模式，保护乘客安全，将灾害损失减到最小。BAS应能根据一年四季不同的气象条件与列车运营状况，自动按照设定的模式运行，在满足环境标准要求的前提下，尽可能降低车站设备的运行能耗。 3 ) FAS(防灾报警系统) 主要对轨道交通范围内各种建筑的火警火灾进行监控。火灾报警系统由全线「AS中央控制中心及车站控制室、电动客车段控制室的车站级FAS系统、各种车站现场设备以及网络通讯设备组成.车站现场设备包括火灾探测器、监视模块、控制模块、手动报警按钮、感温电缆、红外对射、消防专用电话和插孔、警报器、复示盘等。全线FAS控制中心与车站级FAS系统通过光纤网络进行通信，车站级FAS系统通过总线或多线与现场设备连接。 4) AFC(自动售检票)网络管理系统 AFC系统由中央计算机系统、编码系统、密钥管理系统、车站计算机系统和车站AFC终端设备、票卡、运营辅助设备、培训设备和软件系统等构成，监控/管理对象为AFC系统的各种售票机、加值机、闸机、验票机、车站主机、中心主机及网络设施。 5)信号系统 列车自动监控子系统(ATS系统)，可自动或由人工监督和控制正线(电动客车段、试车线除外)，以及向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能由完全位于OCC内的设备实现，设备包括时刻表数据库，库里存储有ATS功能要求的所有时刻表信息。列车自动防护子系统(ATP系统，包含了联锁系统)，为实现列车自动防护任务，需要与联锁和轨道空闲检测设备、各种电动客车设备(安全制动，驾驶和制动控制，车门)及列车自动监督ATS系统有众多接口。 6)通信系统 系统包括传输、无线、公务电话、专用电话、广播、电视监控、时钟、电源、光电缆等子系统，除了传输通信系统所需的语音、数据、图像等各种信息外，还可以对电力监控(SCADA)、自动售检票(AFC)、信号、防灾报警(FAS)、设备监控(日AS)等系统的信息实现透明传输，并传输其他运营管理等所需的信息，构成传送语言、文字、数据和图像等各种信息的综合业务传输网。 7 ) PIS(旅客向导系统) 系统的设备包括:LED旅客向导牌、LED发车计时器，提供旅客乘车信息、政府公告、出行参考、实时多媒体资讯信息和视频信息的旅客资讯播出设备，在行车调度中心（OCC)和正线各车站之间构建的旅客资讯系统，提供各车站LED旅客向导牌、LED发车计时器及相应的旅客资讯播出的控制器和服务器等设备。 8 ) OA(办公自动化)系统的网络管理系统 综上所述，对如此技术复杂、网络交织、互为支撑的大系统实施系统联合调试，并开展多种模式的运营演练，其必要性、现实性显而易见。 2实施机电设备总联调和运营演练的重要意义 实现地铁工程的系统性目标 地铁各子系统受专业、经验和其他因素的影响，最终往往局限于各自子系统目标的满足，或者虽在主观上预测它能满足大系统的要求但事实上达不到，需在联调中经由大系统到子系统的多次反馈与调整，方可认定子系统功能结构的完整性与合理性。地铁系统是由多个相互作用及匹配的子系统构成，是一个有机的集合体，表现出很强的关联性，其特征是各子系统设备间相互联系、相互作用或彼此制约。因此，在地铁设备中存在着多方位的接口关系，借助接口来实现各子系统的动态调整，完成大系统的综合集成。也就是说，只有经过对各子系统接口关系的动态联调，才能从整体上完成地铁设备大系统的有机集成。 2. 2实现移动设备与固定设备的最佳整体匹配 尽管地铁是由多个子系统组成的综合性大系统，但仅就地铁列车运行而言，则可以说线路工程是基础，列车和供电是关键，通信信号与网络是运行和安全的保障，三者是不可分割的整体。从动态观点上来看，三者又是移动设备与固定设备之间的有机结合，联调就是在系统目标协调下，寻求这两类设备间的最佳整体匹配。 任伺庞大而复杂的系统，都需要在设计、制定技术规范、制造、安装(或施工)及测试的各个阶段特别注意子系统之间的界面，因为子系统不单独运行，所以各子系统与其他的界面必须检查和验证，以证实其具备所需的功能并且不存在不兼容性。旅客乘坐地铁列车的安全性、舒适性及平稳性是通过地铁线路与列车的最佳匹配来实现的，线路的高平顺性及曲线半径的合理配置可减小列车的振动和轮轨间的动力作用，使行车的安全和平稳舒适性都能得到保证，轨道和电动客车部件的寿命和维修周期也随之延长;而列车的垂向、横向作用力又反过来明显地影响轨道及路基的稳定性与通过曲线的安全性，严重时将导致轨道变形、不平顺加剧直至出现严重的磨损与破坏。在现实中，没有不产生动力作用的列车，也没有不产生变形的线路，系统联调的任务就是寻求二者之间的匹配。 弓网匹配在常规电气化铁路运输中的矛盾一直比较明显，然而在低净空地铁隧道中所产生的弓网匹配问题却更加突出，除要求设计合理外，还须经联调实现弓网的最佳匹配，尽可能地降低离线率，提高受流质量，延长维修周期。 2. 3通过安全分析提高系统安全性 根据系统目标，在联调中按实际功能分析各子系统的安全性:一种是子系统故障将导致行车事故;另一种则是子系统故障仅影响大系统的局部功能，不致危及行车安全。对前一类子系统，应设定高可靠度，并据此确定系统部件的寿命期限，如线路轨道结构、电动客车走行部件、制动部件、列车运行控制系统(包括ATS,.ATO,ATP)的关键部件等;至于第二类不危及行车安全的子系统，则不必要求过高的可靠度，可采取定期检修与更换的手段，以恢复规定的功能。对故障将危及行车安全的子系统，需经联调确认其故障导向安全的性能。地铁的运行控制及行车指挥系统在发生故障时，必须以牺牲效率来换取列车的安全运行，这种特性应通过系统联调和运营演练加以检验、确定和完善。 2. 4为运营提供成熟可靠的技术系统 联调测试将是系统验证和测试过程的一个重要部分。一系列的电动客车联调测试，包括电动客车/地面通信、监督控制和数据采集系统及信号联调，都将在制造厂、实验基地、现场完成。这些测试将为其后进行的系统联调测试检验和验收过程的按时完成提供可靠的保证。 系统联调和运营演练的最后过程是系统预运营，包括:进行所要求的可维修性的预运营测试，采取所要求的日常和紧急维修措施的预运营，以及系统可用性和稳定性的预运营。通过系统的预运营，以验证系统的技术成熟性与技术可靠性。 2. 5保证国产化地铁设备的顺利开通 地铁设备国产化是一项具有深远意义的战略决策，是我国地铁建设蓬勃发展的根本出路。作为我国地铁电动客车及机电设备国产化的依托工程，地铁电动客车及机电设备国产化率要求高，有些设备是首次应用到地铁系统中。各系统设备之间或子系统设备之间，大量存在国产化产品和国外产品的组合。为实现较高的国产化率，一些技术成熟的关键设备采用国产化产品.但相对于系统而言它又是首次应用，存在着系统集成是否成功的风险。为此，必须进行系统联调和运营演练，以保证国产化设备的顺利开通。 2. 6培训运营队伍，提供解决商务争议的依据 地铁系统联调和运营演练是实现地铁建设系统目标的有效措施。通过联调和演练认证系统的运输能力，包括系统最大的输送能力、最短的运行时间及列车运行间隔;通过联调提高系统的服务质量，实现旅客乘坐的舒适性、列车运行的安全与平稳性、售检票的便捷性及车站环境的协调性;通过联调认证系统的社会经济效益，以使投入产出目标合理，社会和经济效益明显。 地铁工程系统联调和运营演练方案的指导思想是:由有经验的、合格的各专业技术人员进行规定的各系统、各项工作的测试、试验和调试，保证测试仪器和试验系统的先进性、可靠性、合法性。工作将按计划进行合理的部署，协调推进，达到工程按要求开通的最终目的。运营单位的人员也将参与此项工作及其后的测试，运营单位的管理和技术人员通过与专业化联调队伍的合作，了解各系统性能、系统之间的技术接口、系统达到使用功能的工作过程、系统易于出现的故障和解决故障的途径，并由此得到宝贵的在职实践培训。 通过系统联调和运营演练，可验证各子系统或设备是否达到与承包商约定的各项性能指标，检验在大系统工作条件下各子系统是否满足相应承包商合同所规定的要求，并指导各系统承包商和安装承包商在联调阶段的工作。通过客观、中立的检测记录和试验报告，为业主进行验收及索赔提供各项技术依据。由此可见，系统联调和运营演练是地铁建设进程中的一个十分重要而不可缺少的环节，应当认真规划和安排，使其发挥应有的作用。 3机电设备系统总联调和运营演练的任务 依据各子系统之间的相关程度与接口复杂程度，在系统联调和运营演练时，可将地铁系统划分为电动客车运行相关系统和运营相关系统两部分。电动客车运行相关系统包括电动客车子系统、信号与控制子系统、通信子系统、供电子系统、接触网子系统、轨道子系统、电动客车段子系统，运营相关系统包括售检票子系统、车站设备监控子系统、环控子系统、防灾报警子系统、电梯与扶梯子系统、给排水消防子系统。 3. 1机电设备系统总联调工作任务分析 为保证所有的子系统和各类部件充分发挥应有的作用，协调配合以提供高效的系统能力，需科学、全面地构思设备联调任务。依据各子系统之间的相关性，可将联调划分为电动客车/信号/通信设备预联调、系统冷滑试验、系统热滑试验、列车运行相关系统联调、运营相关系统联调、全系统联调、系统试运营、系统评估。在联调过程中，地铁列车的运行是核心，各子系统均应在列车运行状态下动态调整。对它们来说，满足系统目标的要求主要体现在满足列车运行的要求上。 联调可分为单系统调试、双系统接口调试、多系统联合调试、系统总联调等阶段。单系统调试、双系统接口调试任务一般涵盖在各系统承包商的供货或安装调试合同条款中，其实施主体是各系统承包商。多系统联合调试、系统总联调调试任务在各系统承包商的供货或安装调试合同条款中只明确其参与配合的责任，考虑到责任主体的管理力度和难度的要求，一般由业主或监理组织实施。主要项目应包括: (1)车站机电设备间的联调，包括FAS, BAS、气体消防、给排水及消防、冷站及环控系统、屏蔽门、扶梯、低压电器及事故照明; (2)电力监控系统SCADA与供电系统间的联调，包括与信号间的联调; (3)无线集群与信号、电动客车间的联调; (4)通信时钟、传输网与各相关系统间的联调，包括信号、AFC,FAS,BAF,SCADA、办公自动化，并模拟传输网中断时对各相关系统的影响; (5)信号系统与电动客车间的联调; (6)信号系统与屏蔽门之间的联调; (7)信号系统与车站设备监控系统(BAS)间的联调; (8)最大行车密度、低压满负荷不同运营方式时的供电能力与谐波测试(做8列车3 min间隔); (9)在最大行车密度运营条件下，对弱电系统及计算机设备的电磁抗干扰试验，结合最大行车密度、低压满负荷、不同运营方式下的供电能力与谐波测试进行; (10)电动客车与牵引供电系统间的短路试验。 3. 2运营演练工作任务分析 运营演练是验证、整合、构建整个地铁工程设计功能与使用功能的各项目标是否相互对应的关键环节，是进一步建立安全、可行、有序、高效的运营规章、行车规章、安全规章制度的前提，是实现整个地铁工程人一机可靠互控、人一人协调配合的最重要阶段，同时也是地铁工程由建设验收向运营移交的过渡阶段，可以说所有参与建设、运营的业主，设计、咨询、监理、承包商等单位都担负着各自不同的工作任务。因此，运营演练是名副其实的集团化作业，演练的决策层、指挥层、操作层、协助层必须实行强有力的组织管理、周到慎密的实施计划、动态闭环的现场控制，主要项目应包括:①运营时刻表演练(兼做信号144 h试验);②降级模式下的运营模式演练;③列车在区间的故障救援演练;④票务运作演练;⑤列车火灾紧急救援疏散演练;⑥车站火灾紧急疏散演练;⑦车站大客流演练。 4结语 通过分析，实施由业主主持、多方参与的机电设备系统联调及运营演练，既是地铁交通工程建设的客观要求，又是实现由建设向运营顺利过渡的必然过程，同时也是提高地铁工程建设水平、运营服务水平的社会需求，应得到业界足够的重视。 参考文献 [1]彭北华.城市轨道交通系统总联调技术难点分析与探讨 [M]北京:中国铁道出版社,2002. [2]张振森.城市轨道交通运输[M].北京:中国铁道出版社，2002. [3]王勇.深圳地铁一期工程电力监控系统方案简介[J].地铁与轻轨,2002 [4]郭文军，施仲衡，曾学贵，等.数字地铁系统总体框架研究[J].地铁与轻轨，2002 [5]丁赵成光.城市轨道智能交通系统框架研究[J].都市快轨交通，2004,17(6) 并不是很准确，仅供参考。 希望对您有帮助补充：提供一些作为参考吧：国内城市轨道交通(除香港外) 发展比较缓慢，除了地铁以外，几乎没有城区和近郊的地面轨道交通。而地铁交通，目前也只有北京、天津、上海和广州等城市开通运营。 供电制式 以北京和天津为代表的北方地区采用DC 750 V 供电电压制式，允许电压波动范围为DC 500 V～DC 900 V，第三轨受流；以上海和广州为代表的南方地区采用DC 1 500 V 供电电压制式，允许电压波动范围为DC 1 000 V～DC 1 800 V，架空接触网受电弓受流。 上述两种供电电压制式都是国际电工委员会推荐的，都能满足城市轨道交通供电的要求。但是，从减少城市轨道交通牵引供电系统的电能损失和电压降，延长供电距离以降低牵引变电站的数量及投资，以及从降低受流接触网的悬挂重量、降低结构复杂性及投资而言，采用DC 1 500 V 的牵引供电电压制式比采用DC 750 V 的牵引供电电压制式显然要经济得多。高耐压电力电子变流器件的不断发展，如4 500 V 的GTO 、3 300 V 的IGBT 等，为采用DC 1 500 V 供电的城市轨道交通牵引传动系统提供了可靠的技术保障。因此，今后我国的城市轨道交通牵引传动系统的供电电压制式的发展趋势应该是逐步采用统一的DC 1 500 V。
电气化铁道电能质量综合控制研究摘 要:作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不容忽视。静止无功补偿装置(SVC)是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止无功补偿器(SVC)为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行研究。关键词:电气化铁道;电网;电能质量;综合控制1 前言中国的电气化铁道总里程已经突破2·4万公里,跃居世界第二。电气化铁道具有运载能力强、行车速度快、节约能源、对环境污染小等优点,在现代国民经济发展中起着举足轻重的作用。但是,由于电气化铁道牵引负载所具有的随即波动性和不对称性,其给公共电网带来的诸如负序电流、谐波以及无功功率等电能质量问题也引起了极大的关注。研究如何利用有效手段治理电气化铁道牵引负载所带来的一系列电能质量问题,确保电网中其他电力设备的安全经济运行具有重大意义。2 电气化铁道牵引供电系统2·1 概述我国的动力供电电网电压一般为110kV或者220kV,通过牵引变压器转换为27·5kV作为牵引动力机车的供电。现在普遍流行的牵引变压器种类主要有单相牵引变压器、Y-D11牵引变压器、阻抗匹配牵引变压器、Scott变压器等。我国电气化铁道采用工频交流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有效措施加以治理[1]。2·2 单相变压器牵引供电网采用单相牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如图1所示[2]。单相接线牵引网采用单相变压器供电,供电方式又分为单相接线方式和V-V接线方式。单相接线牵引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相;副边一端与牵引侧母线连接,另一端与轨道及接地网连接。牵引变压器的容量利用率高,但其在电力系统中单相牵引负荷产生的负序电流较大,对接触网的供电不能实现双边供电。所以,这种结线只适用于电力系统容量较大,电力网比较发达,三相负荷用电能够可靠地由地方电网得到供应的场合。另外,单相牵引变压器要按全绝缘设计制造。而单相V-V接线将两台单相变压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压器次边绕组,各取一端联至牵引变电所两相母线上。而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回的回流线。这时,两臂电压相位差60°接线,电流的不对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。2·3 三相Y-D11变压器牵引供电网采用三相Y-D11牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如图2所示[2]。三相Y-D11结线牵引变压器的高压侧通过引入线按规定次序接到110kV或220kV,三相电力系统的高压输电线上;变压器低压侧的一角c与轨道,接地网连接,变压器另两个角a和b分别接到27·5kV的a相和b相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂供电,两臂电压的相位差为60°,也是60°接线。因此,在这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。3 SVC静止型动态无功补偿装置3·1 SVC的发展静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高压电网动态功率因数补偿装置。它通过提高功率因数来节约大量的电能,同时又起到减少电网谐波、稳定电压、改善电网质量(环境)的作用。20世纪70年代以来,以晶闸管控制的电抗器(TCR)、晶闸管投切的电容器(TSC)以及二者的混合装置(TCR+TSC)等主要形式组成的静止无功补偿器(SVC)得到快速发展。SVC可以看成是电纳值能调节的无功元件,它依靠电力电子器件开关来实现无功调节。SVC作为系统补偿时可以连续调节并与系统进行无功功率交换,同时还具有较快的响应速度,它能够维持端电压恒定3·2 SVC的工作原理及在电网中应用TCR+TSC型SVC的基本拓扑结构见图3。它由1台TCR、2台TSC以及2个无源滤波器组成,在实际系统中,TSC及无源滤波的组数可根据需要设置。TCR的工作原理是通过控制与相控电抗器连接的反并联晶闸管对的移相触发脉冲来改变电抗器等效电纳的大小,从而输出连续可变的无功功率。图3中两个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行,通过改变控制角α可以改变电感中通过的电流。α的计量以电压过零点为基准,α在90°~180°之间可部分导通,导通角增大则电流基波分量减小,等价于用增大电抗器的电抗来减小基波无功功率。导通角在90°~180°之间连续调节时电流也从额定到0连续变化,TCR提供的补偿电流中含有谐波分量[3]。TSC的工作原理是根据负载感性无功功率的变化通过反并联晶闸管对来切除或者投入电容器。这里,晶闸管只是作为投切开关,而不像TCR中的晶闸管起相控作用。在实际系统中,每个电容器组都要串联一个阻尼电抗器,以降低非正常运行状态下产生的对晶闸管的冲击电流值,同时避免与系统产生谐振。用晶闸管投切电容器组时,通常选取系统电压峰值时或者过零点时作为投切动作的必要条件。由于TSC中的电容器只是在两个极端的电流值之间切换,因此它不会产生谐波,但它对无功功率的补偿是阶跃的。TCR和TSC组合后的运行原理为:当系统电压低于设定的运行电压时,根据需要补偿的无功量投入适当组数的电容器组,并略有一点正偏差(过补偿),此时再利用TCR调节输出的感性无功功率来抵消这部分过补偿容性无功;当系统电压高于设定电压时,则切除所有电容器组,只留有TCR运行。4 电网电能质量综合控制与治理4·1 谐波抑止与无功补偿利用SVC动态无功补偿装置对牵引供电系统的谐波和无功进行综合治理的关键是SVC最大无功补偿量的确定和滤波器支路的设计[3]。SVC最大无功补偿量Qsvc应该和设计线路牵引负荷的大小相适应,应该按电气化铁道牵引负荷的最大有功需求以及补偿后对装设地点功率因数或在最大无功冲击时的最大电压损耗的要求来确定,具体可以按照式(1)、(2)来计算。QSVC=(tanφ1-tanφ2)Pmax(1)式中,φ1、φ2分别为补偿前后110kV电源测功率因数角;Pmax为电铁负荷最大有功需求。QSVC=Qfmax-ΔU%Xs(2)式中,Qfmax为装设地点最大无功冲击;ΔU%为装设地点最大电压损耗要求;Xs为系统阻抗。要想达到理想的谐波抑止效果,必须综合考虑FC滤波支路的设计,既要保证装置的安全运行,又要达到预计的理想效果。在实际设计中,首先需要根据供电臂中所含的谐波分量来确定FC滤波支路的组成。由于在电力牵引负荷的谐波中, 3、5、7次谐波占了很大的比重,所以FC滤波支路一般由3、5、7次单调谐滤波器构成。当最大无功补偿容量和滤波支路的组成确定后,如何将需补无功容量合理分配到各滤波支路中,这是非常重要的问题。如果各滤波支路的容量分配不合理,一方面会使设备安装总容量偏大,另一方面有可能因为某此滤波回路补偿功率偏小而发生过负荷,对设备安全运行造成影响。一些著名的电气公司采用的一些算法如下[6]:如西门子公司的无功功率补偿按式(3)分配Qc(h)=QSVCIh/h∑Ih/h(3)式中,Qc(h)是第h次滤波支路分配的补偿容量;Ih为供电臂第h次谐波电流。BBC电气公司按照式(4)分配无功功率Qc(h)=QSVC∑Ih(4)AEG电气公司则按照式(5)分配无功Qc(3)∶Qc(5)∶Qc(11)∶Qc(13)=2∶2∶1∶1 (5)式中,Qc(3)、Qc(5)、Qc(11)、Qc(13)分别为第3、5、11、13次滤波支路分配的补偿容量。4·2 负序电流补偿牵引电力机车产生的大量负序电流给电网中其他的电力设备的安全、经济运行带来极大影响。SVC静止动态无功补偿装置在补偿负序和末端电压上有着相当高的效率。工程应用上可以选择在电网系统和负荷上都安装SVC[5]。在电网系统端安装应用SVC来补偿负序电流的原则是参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws)。不管采用哪一种牵引变压器,负序补偿的实现分为如下两步:(1)电力因数修正。通过安装电容器件,使得每相负荷都为电阻性。(2)参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws),AB相的电阻性负荷G,与BC相的电容性负荷G/ 3以及CA相的电感性负荷G/ 3互相对称。电流环路图和相位图分别如图4、5所示:从图5可以明显看到线电流I·A,I·B,I·C是对称且正序的,BC相和CA相之间的阻抗负载也可以做到类似的对称,因此系统中的所有负序电流都可以被补偿而消除。现在问题的关键是如何随着牵引负荷的起伏动态地控制补偿需要的电容和电感器组。急于数字信号处理器(DSP)的固定电容(FC)和晶闸管控制的电抗器(TCR)的组合得以广泛应用,如图6所示。得益于DSP对数据信息的快速处理,补偿所需的电容和电感参数可以被快速、精确计算得到。5 结论与展望本文提出的基于静止动态无功补偿装置(SVC)的电气化铁道牵引电网电能质量综合控制与治理原理与方案具有重要的工程意义。电气化铁道的电能质量是一个突出且严峻的课题与难题,要求我们不断探求新的综合补偿方法,来综合控制与治理影响电能质量的无功、谐波、负序等因素,以提高电网电能质量,确保电网安全、经济运行。参考文献[1] 李群湛.电气化铁道并联综合补偿及其应用[M].北京:中国铁道出版社, 1993.[2] TB/10009-2005铁路电力牵引供电设计规范[S].[3] 王兆安.谐波抑止和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,1999.[4] 铁道部电气化工程局电气化勘测设计院.电气化铁道设计手册牵引供电系统[M].北京:中国铁道出版社, 1988.[5] 安鹏,张雷,刘玉田.电气化铁道对电力系统安全运行的影响及对策[J].山东电力技术, 2005, (4): 16-19.[6] 马千里.动态无功补偿装置在牵引变电所的应用[J].电气化铁道, 2008(4).