数字化变电站设计应用与研究 卫波

Bentley软件在变电站三维数字化设计方面的应用与探讨三维数字化设计是未来变电工程设计的趋势，通过精细化协同工作，能够大幅提高设计质量和效率。

通过工程应用中的实际经验，总结了三维精细化设计的特点。

同时，Bentley软件在变电站三维数字化设计中具备特有的优势，随着三维模型的积累以及软件的不断改进，将会引领未来变电工程设计、建造和管理等全寿命周期的数字化革命。

关键词：Bentley软件；变电工程；三维数字化；协同设计；应用Discussion on the Application of Bentley Software in Substation 3DNumerical DesignRAN Rui-jiangState Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute，Beijing100095，China）Abstract：3D Numerical Design is the trend of the future substation design. Through elaborate and coordinated work, the quality and efficiency of design has been greatly improved. With the practical engineering experience, the characteristics of the 3D Numerical Design are summarized. Besides, the Bentley software has special advantages in the 3D Numerical Design. With the accumulation of 3D models and improvement of the Bentley software, it will definitely guide the 3D Numerical revolution of design, construction and management in the substation whole-life cycle span. Key words：Bentley software; substation engineer; 3D Numerical; coordinated design; application引言目前，变电工程的设计普遍采用的是二维设计手段，是依赖设计者的空间想象力和制图技能完成空间设计的，对工程总体空间布置的经济技术比较和优化缺乏控制，很难适应坚强智能电网的要求[1]。

数字化在变电站中的应用技术摘要:本文从设计技术应用的角度,说明数字化变电站的优越性,为今后数字化变电站的普及和智能电网的推广打下了坚实的基础。

关键词:数字化光电式互感器光纤通信智能电网1 数字化变电站的优势及实践意义110kV数字化变电站配置全数字化保护装置和光电式互感器,通过光缆传输数字信息,实现主变压器保护和断路器控制室的监视、控制及信息采集。

它具有以下优势,一是变电站传输和处理的信息全数字化;二是过程层设备智能化;三是统一的信息模型:数据模型、功能模型;四是统一的通信协议:数据无缝交换;五是高质量信息:可靠性、完整性、实时性;六是各种设备和功能共享统一的信息平台,大大减少了故障环节,降低工程造价。

2 建设方案架构及其论证110kV系统在实施时采用光电电流电压互感器,开关加装智能终端来实现开关数字化。

站控层网络采用单网或双网通信。

变压器间隔如图1所示。

数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类,即智能化的一次设备和网络化的二次设备;逻辑结构上可分为三个层次:“站控层”、“间隔层”、“过程层”。

其主要功能有:通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;具有站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警、图像、声音等多媒体功能;具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能。

间隔层设备主要包括保护装置、测控装置等二次设备。

其主要功能有:汇总本间隔过程层实时数据信息,实施对一次设备保护控制功能,和本间隔操作闭锁、操作同期及其他控制功能;对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。

必要时,上下网络接口具备双口全双工作方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。

数字化变电站技术研究及实际工程应用摘要：随着电子科技的快速发展，智能化开关、iec61850以及电子互感器技术的逐步完善，数字化变电站技术在各个领域中的应用也变得越来越广泛。

本文将针对数字化变电站技术在各个领域的应用现状以及它在工程实例中的实际应用问题进行简单的分析探讨。

关键词：数字化变电站；实际应用；工程实例中图分类号：k826.16 文献标识码：a 文章编号：一、关于数字化变电站的概述传统的数字化变电站只有间隔层与控制层中的设备实现了数字化，因此它并没有实现整个变电站的数字化。

传统变电站的自动化系统中的二次设备在某种程度上是相对独立的，因此各设备间的协调性相对较差，不能进行互相操作。

近年来，智能化开关、iec61850以及电子互感器技术的快速发展，数字化变电站正在逐步的实现智能化。

数字化变电站的有关功能是通过以下几个不同的层面来实现的。

（一）站控层该层主要由远动通讯设备、操作员站、主机这三部分构成。

站控层的主要功能就是为运行中的变电站提供人机联系的界面，让过程层与间隔层的管理控制得以实现，同时，它还具有与调度中心通信的功能。

站控层是整个数字化变电站的管理以及监控中心。

（二）间隔层间隔层的主要设备有：故障录波、保护装置、计量类的智能化电子设备、测控装置等。

该层的主要功能就是对各个设备间的信号进行采集以及对其信息进行测量，同时它还可以对一次设备进行控制、保护、同期操作。

该层还是过程层与站控层的连接桥梁，同时它还可以对过程层与站控层的信息进行交换处理。

（三）过程层该层主要由智能控制单元、电子互感器等设备组成，该层是二次设备与一次设备之间的连接口。

该层的主要功能就是在电力系统运行的过程中，对控制命令执行的情况、设备运行的状态以及电气量的采集进行实时监控、管理。

在数字化变电站中，过程层是其运行过程中的重点。

二、数字化变电站技术的研究（一）电子互感器技术互感器的主要功能就是为二次设备中的保护装置、仪表以及测量工具提供电压信号、电流信号的关键设备。

数字化变电站及数字计量的应用与研究摘要：在未来变电站发展过程中，数字化变电站作为其中的代表性智能化表现，在世界各地其建设数量都在随年不断上涨，目前人们的生活随着现代化城市的发展，其生活质量和生活水平都在不断地呈上升趋势。

目前智能电网和小家互联网技术在公众视野中逐渐走入万家。

我国的数字化变电站作为电站智能化走向的代表基础，成为了目前智能化一次设备和数字化通讯技术发展实践的重要关键点。

随着数字一体化智能电站的建设，IEC61850标准的数字化变电站构建已不是难事，数字计量方式正通过光纤通道不断地进行数字量传输，在此时不存在二次压降以及模拟电能表的AD采集误差的。

所以从宏观意识上来讲数字计量会成为未来电能计量专业的重要发展方向。

目前山西地电离石分公司经过大量的实践和调查证明，我国目前相关机构和制造商已经能够在数字化技术相对成熟的情况下建立全系的数字化变电站。

在此通过对离石高家山110KV变电站进行数字化变电站技术的投入使用，在2013年以正式进行运营，截止到目前为止，该电站的运行情况一直较为稳定。

变电站中的信息和控制过程完全符合数字化发展要求，通过较为系统化的传输运行，能够更完整的将电站运行命令输送到各个环节，在根本意识上增强了电站的运行可靠性，这也是全数字化变电站建设的一大进步。

关键词：数字化变电站：IEC61850标准：智能电网：数字计量方式1 数字化变电站的基本特征数字化变电站就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。

它的基本特征体现在设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等方面。

2光电式互感器技术特点光电式互感器指输出为数字信号的电流、电压互感器。

光电式互感器有绝缘结构简单、精度不受负载影响、无饱和、二次设备不产生附加误差和不易受电磁干扰等优点，而且信号输出采用比电缆廉价的光缆降低了成本。

3、数字化变电站的优势3、1智能变电站运维控制应用在进行数字化变电站管理过程中，通过创新管理模式，各个部门能够更好的引进相关的科学技术和经济组织措施，实现全过程的现代化运维综合管理模式。

智能变电站数字化三维设计研究与应用摘要：本文针对智能变电站数字化三维设计关键技术进行深入研究，创新思考智能变电站数字化三维设计发展方向，积极引领智能变电站数字化三维设计新技术应用，为智能变电站工程数字化三维设计工作开展，推动智能变电站的建设与运行提供了借鉴和宝贵经验。

关键词：智能变电站三维设计协同0 引言智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，变电站设计作为电网建设的源头，是电网全寿命周期数据创建的重要环节，需要具备整合各种信息，保持其唯一性、正确性、指导性的能力。

电网工程应用三维设计技术是建设数字化电网，提高电网全寿命周期管理的必然要求。

因此迫切需要进行智能变电站数字化三维设计技术研究，以满足变电站设计三维化、信息协同化、移交数字化的要求。

1 智能变电站数字化三维设计概述变电站三维协同设计是以三维数字化设计系统为支撑的，通过借助三维设计手段将变电站设计中涉及的建筑、水工、以及电气、基础设施结构和暖通等多专业设计工作共同集中到数字化设计平台中，平台通过设计数据驱动与共享实现设计流程的自动化，借助三维技术实现设计成果的精细化，进而实现全专业模型级的协同设计。

2.智能变电站数字化三维设计基本思路和流程2.1智能变电站数字化三维设计基本思路智能变电站数字化设计以三维可视化模型为基础，借助强大型网络数据库，通过图纸和数据的智能参考机制，实现同一工程下的多专业协同设计。

现阶段数字化设计主要实现以下内容：（1）碰撞检查。

协同设计允许许多用户在同一个三维空间工作，实现不同专业间的碰撞检查，解决碰撞问题，这对降低成本，缩短施工工期，都有重要意义。

（2）安全净距校验。

数字化设计技术在一个虚拟三维空间“建造”一个真正的变电站，可对出线集中、空间受限等关键区域进行准确设计。

数字化设计技术可准确模拟实现情况，结合参数化模型信息，可快速完成静态和动态下的安全距离校验。

（3）协同设计。

采用数字化设计技术，打破各专业的独立设计模式，实现多专业在同一个虚拟的三维空间中“建造”一个变电站。

探讨新技术在数字化变电站建设的应用随着科学技术的快速发展，数字化变电站建设得到较快的发展。

在变电站建设中，进行数字化发展，有效地运用数字化信息技术，使变电站在采集、传输、处理和输出信息数据时，都可以有效地实现数字化。

在数字化变电站建设中，要全面实现通信网络化、模型设备智能化、通信协议统一化和运行管理自动化。

因此，在建设数字化变电站建设中，必须要对新技术的应用进行全面的分析，以此促进新技术在数字化变电站中的有效应用。

1 数字化变电站特征1.1 数字化数据采集数字化变电站主要是利用数字化电气测量系统，进行各种数据的数字化采集，能够有效地实现网络通信、信息集成和数据共享。

在数字化变电站工作中，在进行监视、保护、控制、量测和故障录波工作时，很大程度上能够相互连接，实现了信息共享目的，并且可以在很大程度上降低投资成本，减少硬件的重复配置。

1.2 系统分层分布化数字化变电站发展的过程中，逐渐在变电站系统中具备了分布式特征，在很大程度上提高了变电站自动化水平。

在数字化变电站自动化系统中选用开放式的互连规约和网络通信技术，能够全面有效地记录变电站的数据信息，并可以在很大程度上提高变电站系统的工作效率。

在数字化变电站建设过程中，将一次设备和二次设备有效地联系在一起，能够进行广泛的信息交互。

数字化变电站系统结构更加完整。

在数字化变电站系统结构中，通常重量非常轻，并且体积较小，可以进一步优化和组合变电站的设备。

在数字化变电站建设中，智能设备主要包括故障录波、测控装置和保护装置。

智能设备可以有效完善变电站系统结构，并优化了变电站系统的配置、维护和实施工作。

2 数字化变电站建设中新技术的应用2.1 网络化信息通信技术在利用网络化信息通信技术时，会在一定程度上优化分层组网技术，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。

数字化变电站的应用研究【摘要】目前电网正向智能电网阶段发展，技术要求越来越高，要求实现更高水平的自动化、信息化和互动化。

传统变电站已经不能满足电网发展的需要，唯有通过现代科学技术手段，即数字化技术的充分应用才能满足上述需求。

【关键词】数字化变电站应用研究数字化变电站目前通常的定义是：变电站内一次电气设备和二次电子设备均实现数字化通信，并具有全站统一的数据模型和通信平台，在此平台基础上实现智能装置间的互操作性。

它的特点主要是：一次设备数字化，二次设备网络化，数据平台标准化。

一次设备数字化主要体现为带数字输出的电子互感器和智能开关；二次设备网络化体现在二次设备对上和对下通信均通过网络；数据平台标准化体现为IEC61850 标准。

一、数字化变电站自动化系统的特点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,光纤传输的网络取代了传统的导线连接,电脑监测代替了大量光字牌和告警系统.换言之,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、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、资源共享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。

3、运行管理系统自动化现在我国变电站已基本普及综自系统，监控、保护、自动安全装置等二次设备基本采用数字技术，在此基础上采用自动故障分析、设备健康状态监测和程序化控制等系统，进一步提高站内设备的互操作性、信号的光纤传输、网络通信平台的信息共享等方面的自动化管理水平。

数字化三维设计在变电站设计工作中的运用摘要：随着智能化电网理念的不断深化，对设计立体化的要求越来越高，数字化三维技术因其三维立体和智能先进的技术优势，逐步被应用于变电所的设计。

这是智能电网发展和数字化建设发展的必然趋势。

随着信息技术的飞速发展，计算机技术朝着更加高效的方向发展，利用数字化三维设计技术来推进变电站的设计工作，将会在一定程度上完善变电所设计工作，使整个系统资源得到充分的利用。

关键词：数字化三维设计；变电站设计；运用分析1.变电站建设的现状随着我国电网建设高品质发展的需要，变电站的信息化建设已经势在必行。

近年来社会发展对电力系统的建设工作提出了更高的需求，而目前，我国变电站在建设过程中，依然存在许多的局限。

主要体现在三方面：一是设计的效率不高。

过去在变电站平面设计中，传统的二维图纸设计精度不高，而在图纸上进行繁杂的图形制作更是要花费很多的时间和精力。

在人力资源方面，进行了设计更改后，将会使设计工作负荷成倍增加，从而降低了变电站的设计效率；二是施工矛盾多。

在变电所设计中，涉及到很多的专业领域，而这些专业工作是相对独立的。

加上二维图纸所能呈现的空间有限，更常有图纸数据更新不及时等情况，造成了施工中，各个专业领域存在冲突。

在开展施工时存在着互相干扰或损坏的状况，进而对整个工程的进度、质量和成本产生一定的不利作用；三是难以推进电网高质量建设发展。

目前我国变电站的建设需求、施工信息、设计数据、运行维护等信息相对分散，存在着信息理解偏差、信息传递不及时、信息分类混乱等问题，很难支持数字化变电站建设的高品质要求。

1.数字化三维设计的特有优势三维设计与传统的设计有很大的区别，那就是在设计的各个阶段，传统设计手段将大量的信息固化到图纸和说明中，从而形成了大量的离散数据。

在后续的建设阶段，只能依靠施工人员来对图纸进行数据辨识和说明分析来开展施工，由于基础资料的数量庞大、冗余，造成数据信息缺乏完整性与延续性，不利于施工的顺利开展。