电气工程师变电站相关知识分析.docx

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电气工程师变电站相关知识分析

电气工程师:

变电站相关知识

变电站定义

变电站，改变电压的场所。

为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。

变电站的主要设备是开关和变压器。

按规模大小不同，称为变电所、配电室等。

组成分类

变电站（Substation）是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。

变电站主要组成为：

馈电线（进线、出线）和母线，隔离开关，接地开关，断路器，电力变压器（主变），电压互感器TV（PT）、电流互感器TA（CT）,避雷针。

变电站主要可分为：

枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站（27.5kV、50Hz）;1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等电压等级的变电站;10kV开闭所；箱式变电站。

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。

变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。

变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。

变电站在特定的环境中；是将AC—DC-AC转换过程。

像海底输电电缆以及远距离的输送中。

有些采用高压直流输变电形式。

直流输电克服交流输电的容抗损耗。

具有节能效应。

工作原理

变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低

压绕组的出线的变压器。

电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。

变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。

前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。

变压器的电压需与电力系统的电压相适应。

为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。

按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。

有载调压变压器主要用于受端变电站。

电压互感器和电流互感器。

它们的工作原理和变压器相似，它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。

在额定运行情况下电压互感器二次电压为IOOV，电流互感器二次电流为5A或1A。

电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路，请注意：

绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。

开关设备。

它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等。

变压器

都是断开和合上电路的设备。

断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路；故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。

在中国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。

隔离开关（刀闸）的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。

它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。

在停电时应先拉断路器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。

如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。

负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。

为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器（GIS）。

它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。

这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765kV已在变电站投入运行。

目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。

其它相关

变电站还装有防雷设备，主要有避雷针和避雷器。

避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。

在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站，产生过电压。

另外，断路器

操作等也会引起过电压。

避雷器的作用是当过电压超过一定限值时，自动对地放电降低电压保护设备放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。

目前，使用最多的是氧化锌避雷器。

工作流程

1、交班前准备：

值班长检查本值以来的运行工作，各站一次、二次设备运行状况与实际是否符合，检查整理“两票”，检查整理各种记录，检查整理工具、仪表；监盘人员应用传真机传报日电量；正、副值班员应协助清洁工做好清洁工作。

2、接班前准备：

接班人员着装并佩戴岗位标志进行班前分工，由班长领队进入变电站值班室，查阅各有关记录，了解设备运行状况。

3、交待运行情况：

交班值班长向接班人员交待本值内变电站一次、二次

运行情况；操作、异常和事故处理、发现和消除的设备缺陷情况；检修、

试验等工作情况；安全措施；工具、仪表情况；记录薄使用情况；上级指示命令等。

4、现场检查：

接班人员按分工对主控室二次设备及工具仪表；220kV系统和380V系统及安全用具；110kV系统；10kV系统等检查，检查完后向班长汇报，无疑问后办理交接班手续。

5、办理交接班手续：

接班人员检查无问题后，双方在值班记录薄上签字，记上交接班时间，接班值班长宣布交班人员下班。

6、常规工作：

接班后在值班记录薄上作好检查记录，值班长核对时钟，检查各通讯是否畅通，检查调度录音，并录入当日时间。

根据站内工作计划和固定工作计划安排日常工作。

7、倒闸操作：

由值班长（或当值正班）接受调度命令并录音，向本次操作人员交待操作任务，并听调度命令录音，同时监盘人作好命令记录，

由操作人填写操作票，交监护人核对，经值班长审查，得到调度立即执

行的命令后，才进行操作，操作完毕监护人向值班长报告，值班长向调度汇报命令执行情况。

&事故处理：

事故发生时，值班员跟据调度命令，检查及复归信号，观察仪表变化情况，检查出现的灯光信号及掉牌信号并作好记录，正、副值

班员检查设备情况，同时提取故障录波信息，根据信号与设备检查结果，分析事故情况，向调度详细汇报事故情况（必要时向有关上级领导汇报），按调度命令进行事故处理，事故处理过程及进行的倒闸操作项目，按时间顺序做好记录，并填写好事故报表。

9、检修配合：

遇有检修工作时，由工作许可人（正值班员）填写工作票的许可人部分，当值其它人员布置现场安全措施，安全措施布置完后，许可人与工作负责人同到现场交待现场安全措施及许可工作。

工作进行中，

正、副值班员不断检查工作人员执行安全工作情况；工作结束，组织验收，督促检修人员清理打扫工作现场，做好检修记录及缺陷记录，办理工作结束手续，办理工作结束手续后，向调度汇报。

10、工作小结：

当值工作结束后，值班长组织全班人员进行工作小结，

当值内常规工作情况、执行规程情况、“两票”执行情况、事故处理情况、检修配合情况等，总结经验，吸取教训，提出改进措施。

事故防范

心理不安全

人在工作过程中会受其心理变化的约束、支配与影响，心理变化对安全生产有很大影响，心情愉快时，工作积极、创制性高，效率也高，发生误操作事故就少或无事故，心情不愉快或受挫折时，结果则相反。

而心理的波动多发生在家庭予盾，因工作中的一些问题被领导误解，受批评后心理不平衡，竞争上岗所上岗位不如意等，而波动的情绪日积月累长此下去不安全的因素就油然而生，发生误操作的机率就大。

值班人员习惯性违章的心理表现在：

1、普遍存在侥幸从众心理。

认为从事本项工作多年，大家以前都是这样干的，没出现过问题，凭我的经验这样做也应没问题。

2、取巧心理。

贪图方便、怕麻烦，总想以较少的付出获得最好的效果，认为工作很简单几分钟即可完成，往往无票操作、使用解锁钥匙操作或不使用相应的安全工器具。

3、逞能、无知心理。

对现场设备不熟悉，对操作技能一知半解逞能蛮干，

不执行“两票”规定，凭经验、想象，自以为是，盲目操作。

4、麻痹、逆反心理。

自持有经验，明知故犯违章作业，工作中不穿工作服、安全帽不扣好安全扣、不使用绝缘工器具，更换高压保险不戴防护眼镜。

5、不负责任心理。

在日常设备巡视维护工作中贪图快，巡视不到位，设备缺陷未能及时发现；给日后的运行设备埋下事故隐患。

电气误操作

《电业安全工作规程》和《电气操作导则》规定，“两票”是允许在作业点工作的书面命令，也是明确安全责任和范围，实现安全措施的重要依据，因此正确规范填写“两票”是极其重要的，但我们在日常工作中发现

“两票”仍普遍存在字迹潦草，任意涂改，工作任务填写不明确，安全措施不具体，票面该填的项目空白等不规范问题，直接影响其正确执行。

1、运行值班人员不认真审核工作票，对工作票中的错误不能及时发现纠正，从而为后来的运行操作留下隐患。

2、使用不合的操作票。

操作票无编号，一张操作票超过一个操作任务或操作任务不明确，操作中未按规定打“"”，操作票有漏项、并项或顺序颠倒，未按规定审票签名，字迹不清楚或关键字涂改，未按规定使用调度述语，没有写明接地线安装的地点和接地线编号，装设接地线前或检查绝缘前没写“验电”或没有写明验电的地点，草稿操作票等。

3、不按规定发受倒闸操作令，由无权的值班员受令，因受令人不熟悉现场设备运行方式及规程，对操作令理解不正确，如再不进行复诵，使错误不能及时得到纠正。

4、监护人不认真进行监护，操作时不执行唱票复诵，不认真核对设备名称、编号和位置，不验电就装设接地线，甚至离开操作人去干其它工作，或为了赶时间，会同操作人一起分头进行操作。

5、模拟图与实际系统结线不一致。

扩建设备已投入运行，但模拟图上或现场设备还未标示；设备编号更改时，模拟图已更改而现场未更改，或现场更改模拟图未更改；设备检修完毕后恢复操作时，因某种原因需要暂时保留一组接地线未拆除，但模拟图上没有标示，以致在下次操作时造成带地线合闸；未按制度进行交接班；操作票填写完后，没有在模拟图上进行预演，不认真审票就签字同意操作，使操作票上的错误得不到及时纠正。

电气误操作

心理安全在企业有着举足轻重的作用，领导干部要认真深入基层，多关

心职工的生活和工作，认真听取职工的意见和建议，多与职工开展谈心活动，定期开展综合性的职工活动，帮助家庭、个人和工作中所遇到的疑惑不解进行安抚疏导，疏导职工内心情绪，帮助其走出阴影，营造良好的心理环境，以良好的心理状态保证安全生产，保证职工有旺盛的精神完成每一项工作任务；加强职工的技术培训，提高现场作业人员的工作技能；严格安全管理制度，制定可行的规章制度，使全员有章可循，真正树立我为人人、人人为我的良好职业道德。

电气运行值班员在受理工作票时应着重审查以下问题：

工作任务与实际停电范围必须一致；安全措施中要求断开的开关设备应保证各方面可能送电到检修设备的电源完全断开，而且每路电源断开后与检修设备间至少有一个明显断开点；安全措施中要求装设接地线或接地刀闸的组数和位置，应保证在工作地点能可靠地防止突然来电。

电气运行值班员在布置安全措施和设备检修过程中，应注意做好以下工作：

工作票中所列的安全措施只能由运行人员负责完成，检修人员不得参

与操作；在一经合闸即可能送电到工作地点的断路器和隔开关的操作把手上，应悬挂“禁止合闸，有人工作”或“禁止合闸，线路有人工作”标示牌；所装设的临时遮栏应采用全封闭（包括网状）的检修临时围栏，必须保证能防止检修人员误进入带电间隔；在检修过程中，检修人员需要对检修后的断路器和隔离开关进行分、合闸试验时，只能在检修人员的配合下由值班运行人员操作，禁止检修人员自行操作；应使用经检测试验合格的安全工器具和安全防护用具。

执行操作票制度中应采取的防范措施：

强化岗位培训，提高人员素质，持证上岗，经常组织各种形式的事故预想和反事故演习，提高值班人员的操作技能，彻底纠正各种习惯性违章；只允许经过批准的人员才有权发布操作令;接受操作令的人员，必须是有权执行操作令的人员，为防止将命令传达借误，其它人员均无权受令；为了防止由于发受操作令错误而造成的误操作事故，要求使用统一的调度述语和普通话，在开始发令前应先互相通报自已的单位、姓名，只有双方互相核对无误，确认发令人和受令人都是经过批准之后，方可发受命令，受令人应边听边记录，发令完后，应按照记录向发令人进行复诵，直到发令人核对无误为止；操作票填好后，审核操作票必须坚持在模拟图上进行核对无误，除了事故处理和单项操作外，严禁无票操作，在一张操作票中只允许填写一个操作任务。

在执行操作票中监护人应采取的防范措施：

监护人和操作人必须经过培训考试合格，并根据操作的复杂程度明确规定哪些人可以进行哪些操作；

在操作中，监护人必须集中精力进行监护，不允许参与操作或从事其他工作，在监护中首先核对设备位置准确无误，其次是坚持执行唱票复诵制，只有在监护人确认无误，并发出“对，执行！

”命令后，才允许操作人操作，为了防止跳项或漏项，每操作完一项后，立即在该项编号上划上“"”记号；在装设接地线或合上接地刀闸前必须坚持验电，在验电前应将验电器在带电设备上进行试验，确认良好后方可使用；操作中必须严格按照操作票中规定的顺序，逐项往下进行，不允许改变操作顺序，在操作中发生疑问时，应立即停止操作，并报告调度值班员，不允许随意修改操作票，

不允许解除闭锁装置，只有在问题查清楚后方可继续进行操作；全部操作完成后应进行一次全面检查核对，确认一切正确，并核对模拟图与实际完全一致后，方可报告操作结束.

防止误操作事故，必须从组织措施和技术措施两方面严格把关，在保证安全的组织措施中，工作票制度、操作票制度、工作许可制度、工作监护制度又是最关键的内容，必须从严要求，只要扎扎实实地按规定要求开展

工作，用实际行动落实具体安全防范措施，电气误操作事故是完全可以预防和控制的。

一般要求

1、在一经合闸即可送电到工作地点的断路器、隔离刀闸操作把手上悬挂“禁止合闸、有人工作”标示牌。

对在显示屏上进行操作的断路器和隔离

刀闸，应在其操作处设置“禁止合闸、有人工作”标记。

2、若线路有人工作，应在线路断路器、隔离刀闸操作把手上悬挂“禁止合闸、线路有人工作”标示牌。

对在显示屏上进行操作的断路器和隔离刀闸，应在其操作处设置“禁止合闸、线路有人工作”标记。

3、在工作地点设置“在此工作”标示牌。

4、严禁工作人员擅自移动或拆除遮拦（围栏）、标示牌，严禁翻越围栏。

5、对溪变中控室盘柜两侧设置围栏，并配置满足室外最高电压等级两个

间隔同时检修的遮拦网围栏，遮拦的高度不小于1.7米。

高压设备隔离措施

1、在室外高压设备上进行检修工作时，在工作地点四周装设全封闭遮拦网围栏，其出入口要围至临近道路旁边，并设置“从此进出”标示牌。

围栏上悬挂适当数量的“止步，高压危险！

”标示牌，标示牌应朝向围栏里面。

2、若室外设备装置的大部分设备停电，只有个别地点保留有带电设备而其他设备不可能触及带电导体时，应在带电设备四周装设全封闭遮拦网围栏，围栏上悬挂适当数量的“止步，高压危险！

”标示牌，标示牌应朝向围栏外面。

3、对室外高压设备进行预试时，在工作地点装设遮拦网围栏，遮拦与试验设备咼压部分应有足够安全距离，向外悬挂“止步，咼压危险！

”标示牌，并派人看守。

被试设备不在同一地点时，另一端还应派人看守。

4、室外扩建、改建施工时，采取非金属板（木板或其他板材）对施工区域进行封闭隔离，其出入口要围至临近道路旁边，并设置“从此进出”标示牌。

进入配电装置设备区至施工地点出入口处的道路两旁应设置遮拦网围

栏，围栏上悬挂适当数量的“止步，高压危险！

”标示牌，标示牌应朝向围栏外面。

5、当施工地点上方有高压配电装置运行时，应设置安全限高标志。

6、在室外构架上工作，应在工作地点临近带电部分的横梁上悬挂“止步,

高压危险！

”标示牌。

在上下铁架或梯子上，悬挂“从此上下”标示牌。

在临近其它可能误登的带电构架上，悬挂“禁止攀登，高压危险！

”标示

牌。

二次系统安全隔离措施

1、在全部停运的继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏（柜）上工作时，在检修屏（柜）两旁及对面运行屏（柜）上设置临时遮拦或以明显标志隔开。

2、在部分停运的继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏

（柜）上工作时，在检修间隔上下与运行设备以明显标志隔开。

3、在继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏（柜）上或附近进行打眼等振动较大的工作时，采取防止运行设备中设备误动作的措

施，必要时申请暂停保护。

4、在继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏间的通道上搬运、安放试验设备或其它屏柜时，注意与运行设备保持一定距离，防止误碰运行设备。

智能化

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。

智能化变电站的设计和建设，必须在智能电网的背景下进行，要满足中国智能电网建设和发展的要求，体现中国智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。

智能化变电站具有以下功能特征：

1、紧密联结全网。

2、支撑智能电网。

3、高电压等级的智能化变电站满足特高压输电网架的要求。

4、中低压智能化变电站允许分布式电源的接入。

5、远程可视化。

6、装备与设施标准化设计，模块化安装

为了加强对变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管理水平，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统，这促使了电力综合监控的网络化发展。

以IP数字视频方式，能够对各变电站/所的有关数据、环境参量、图像进行监控和监视，实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，并及时对发生的情况做出反应，适应许多地区变电站的需要。

管理要点

1.变电站设备点检管理

1及时发现变电站设备的隐患，有利于及时采取防范措施，把故障消灭在萌芽状态，防止变电站设备进一步劣化及变电站设备事故的发生。

2变电站设备点检制符合预防为主的方针，是预防维修的重要基础。

通

过点检资料积累，提出合理的变电站设备维修和零部件更换计划，不断总

结经验，完善维修标准，保持变电站设备性能稳定，延长变电站设备寿命。

3参加变电站设备的日常点检，对变电站设备的结构、性能进一步掌握、理解，提高自觉地爱护变电站设备的责任心和变电站设备保养水平均有好处。

4点检制是变电站设备运行信息反馈的主要渠道之一，变电站设备的故

障和事故停机率大幅度下降，经过一段时间的努力，可靠性逐步达到并保持较高的水平。

点检也是编制变电站设备维修计划，提高计划准确性的重要资料。

2.管理实行“三定”制度，维修要及时

实行“三定”制度，主要设备实行定机、定人定岗位制；每台机械的专门操作人员必须经过培训和考试，获得“操作合格证”之后才能操作相关的设备；此外，还要严格实行安全交底制度，使操作人员对施工要求、场地环境、气候等安全生产要素有详细的了解，确保机械使用的安全。

3.加强变电站设备的使用管理

变电站设备使用的日常管理由专人负责，即贯彻“谁使用，谁管理”的原则。

应聘任设备员，该设备员应具备变电站设备基础知识和一定的设备管理经验。

变电站设备使用应按规定配备足够的工作人员（操作人员、指挥人员及维修人员）。

操作人员必须按规定持证上岗。

变电站设备使用的

工作人员应能胜任所担任的工作，熟悉所使用的设备性能特点和维护、保养要求。

所有变电站设备的使用应按照使用说明书的规定要求进行，严禁

超负荷运转。

所有变电站设备在使用期间要按《设备保养规程》的规定做好日常保养、小修、中修等维护保养工作，严禁带病运转。

变电站设备的操作、维修人员应认真做好《设备运转当班记录》及《设备维修记录》。

各项目经理部的设备员应经常检查《设备运转当班记录》的填写情况，并做好收集归档工作。

4.变电站设备使用和维修管理优化

在变电站设备管理过程中，一般将设备的使用、保养、维修视为独立的过程，分别由不同的人员负责管理。

这样虽然有利于责任的明确，但也在无形之中切断了相互交流。

因此，要进一步提升变电站设备的管理水平、提高设备的工作效率、降低设备费用，有必要加强机械操作、保养和维修人员相互之间的信息反馈，同时将设备的保养纳入机械的预防性维修的体系。

通过与设备操作人员交流设备操作的过程，维修人员可以快速准确的找出问题所在，提高维修效率和准确性；在与维修人员的交流过程中，操作人员可以避免犯相同的操作错误，降低因操作不当而造成的机械故障，同时能逐渐掌握一些变电站设备的养护和维修方面的技能，进行简单的设备维修工作。

另外，也要培养维修人员具有完成抢修任务和应急修理的能力，做“一专多能”的人才，通过对设备操作和维修人员的管理，以达到良好的变电站设备管理效果。

在工程施工过程中，必须克服“重生产轻维修”的错误观念，坚持预防性维修在机械维修工作中的主导地位，以降低

施工过程中变电站设备的故障率，减少维修费用，提高作业可靠性和劳动生产率，给维修工作带来主动性，为施工生产带来良好的经济效率。

但由于诊断人员的技术素质和实践经验有限，往往因判断不准确，而造成对机械部件或总成件的错误拆卸，有可能造成对某些零部件的过早更换，从而造成不必要的经济损失。

自动化

简介

变电站综合自动化系统［3］是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。

变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。

变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。

结构和模式

1）集中式系统结构

系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构，由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。

目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：

前置管理机任务繁重、引线多，是一个信息‘瓶颈’，降低了整个系统的可靠性，即在前置机故障情况下，将失去当地及远方的所有信息及功能，另外仍不能从工程设计角度上节约开支，仍需铺设电缆，并且扩展一些自动化需求的功能较难。

在此值得一提的是这种结构形成的原由，变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发，没有从整个系统设计的指导思想下进行，随着技术的进步及电力系统自动化的要求，在进行变电站自动化工程的设计时，大多采用的是按功能‘拼凑’的方式开展，从而导致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题。

2）分层分布式结构

按变电站的控制层次和对象设置全站控制级（站级）和就地单元控制级（段级）的二层式分布控制系统结构。

站级系统大致包括站控系统（SCS）、站监视系统（SMS）站工程师工作台（EWS及