送变电电气工程设计研究

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送变电电气工程设计研究:送变电电气工程设计措施

送变电电气系统和GOB之间通过SSI串行同步接口进行连接,SSI由四根逻辑线组成:时钟(clock)、帧同步(framesync)、数据接收(datasend)、数据传输(datareturn)。送变电电气系统与GOB之间的所有通信数据反复的在SSI总线上面传输,不仅包括在送变电电气系统和GOB之间相互交换的逻辑的命令序列流,而且包括所有的经过编码和处理的数字格式的语音流,不论是在模拟还是在数字模式。

数字格式的语音流要依赖于语音的类型和射频的操作模式。在可选电气板的协议栈中,串行同步接口是物理层的接口,送变电电气系统和可选电气板之间通过4线的SSI总线进行时分多址的通信。送变电电气系统的SSI串行同步接口是基于德州仪器的多通道缓冲串行口技术,支持信道全双工通信,拥有两级缓冲发送和三级缓冲接收数据寄存器,可以连续不断的进行数据流的传输,并且可以为数据的发送和接收提供独立的帧同步脉冲和时钟信号,而且还支持外部移位时钟或者内部频率可编程移位时钟。需要发送的数据必须被传输方放在SSI总线时钟的上边沿,从SSI总线时钟的下边沿接收数据,SSI帧同步信号被标识为每一个帧的开始。因为每一个Slot的长度是16比特,并且SSI帧同步信号的宽度是一个时钟周期。所以只有在SSI帧同步信号之后才会收到第一个数据位,从SSI帧同步信号开始到真正需要的第一个有效的数据会有一个时钟周期的延时,并且数据被加载到时钟信号的上边沿。

送变电电气系统软件设计

在系统的软件设计中采用层次化和模块化相结合的设计思想,低层为高层提供服务,每一层都提供一些服务,各层的程序员只需要关心与其工作相关的那些层,在接受低层服务的同时,为高层提供服务,从而让各个模块更加独立,各个模块之间的依赖关系更加明确。

在以前使用TOB等可选电气板的时代,每一块新的可选电气板在出工厂时都已经被初始化好,可以直接使用。但是当我们需要开发新的测试用例时,就需要对可选电气板的内部程序进行相应的修改来适应新的测试需要,在用AVR32Studio编译、调试以后,还需要使用与AVR32Studio相配套的JTAGICEmkII仿真器通过可选电气板上面的JTAG接口来对可选电气板内部程序进行相应的更新。但是可选电气板与JTAGICEmkII仿真器的连接并不是很稳定,经常出现烧写到一半就失败掉的案例,而且可选电气板被安装在送变电电气系统的内部,如果仍然通过这种烧写方法来实现可选电气板的系统更新,就需要打开送变电电气系统的外壳,暴露出其中的JTAG接口,烧写很不方便。况且,在烧写过程中还需要让送变电电气系统进入boot模式,从而为可选电气板提供恒定的弱电流,否则在可选电气板的烧写过程中,送变电电气系统将检测不到可选电气板的“心跳信号”,然后重启可选电气板,烧写过程无法正常进行。综上所述,通过这种依靠JTAGICEmkII仿真器来完成可选电气板软件更新的方法已经越来越不能满足项目的需要,急需寻找一种新的解决方案。

送变电电气工程设计研究:送变电电气工程设计措施

送变电电气系统和GOB之间通过SSI串行同步接口进行连接，SSI由四根逻辑线组成：时钟（clock）、帧同步（framesync）、数据接收（datasend）、数据传输（datareturn）。送变电电气系统与GOB之间的所有通信数据反复的在SSI总线上面传输，不仅包括在送变电电气系统和GOB之间相互交换的逻辑的命令序列流，而且包括所有的经过编码和处理的数字格式的语音流，不论是在模拟还是在数字模式。

数字格式的语音流要依赖于语音的类型和射频的操作模式。在可选电气板的协议栈中，串行同步接口是物理层的接口，送变电电气系统和可选电气板之间通过4线的SSI总线进行时分多址的通信。送变电电气系统的SSI串行同步接口是基于德州仪器的多通道缓冲串行口技术，支持信道全双工通信，拥有两级缓冲发送和三级缓冲接收数据寄存器，可以连续不断的进行数据流的传输，并且可以为数据的发送和接收提供独立的帧同步脉冲和时钟信号，而且还支持外部移位时钟或者内部频率可编程移位时钟。需要发送的数据必须被传输方放在SSI总线时钟的上边沿，从SSI总线时钟的下边沿接收数据，SSI帧同步信号被标识为每一个帧的开始。因为每一个Slot的长度是16比特，并且SSI帧同步信号的宽度是一个时钟周期。所以只有在SSI帧同步信号之后才会收到第一个数据位，从SSI帧同步信号开始到真正需要的第一个有效的数据会有一个时钟周期的延时，并且数据被加载到时钟信号的上边沿。

送变电电气系统软件设计

在系统的软件设计中采用层次化和模块化相结合的设计思想，低层为高层提供服务，每一层都提供一些服务，各层的程序员只需要关心与其工作相关的那些层，在接受低层服务的同时，为高层提供服务，从而让各个模块更加独立，各个模块之间的依赖关系更加明确。

在以前使用TOB等可选电气板的时代，每一块新的可选电气板在出工厂时都已经被初始化好，可以直接使用。但是当我们需要开发新的测试用例时，就需要对可选电气板的内部程序进行相应的修改来适应新的测试需要，在用AVR32Studio编译、调试以后，还需要使用与AVR32Studio相配套的JTAGICEmkII仿真器通过可选电气板上面的JTAG接口来对可选电气板内部程序进行相应的更新。但是可选电气板与JTAGICEmkII仿真器的连接并不是很稳定，经常出现烧写到一半就失败掉的案例，而且可选电气板被安装在送变电电气系统的内部，如果仍然通过这种烧写方法来实现可选电气板的系统更新，就需要打开送变电电气系统的外壳，暴露出其中的JTAG接口，烧写很不方便。况且，在烧写过程中还需要让送变电电气系统进入boot模式，从而为可选电气板提供恒定的弱电流，否则在可选电气板的烧写过程中，送变电电气系统将检测不到可选电气板的“心跳信号”，然后重启可选电气板，烧写过程无法正常进行。综上所述，通过这种依靠JTAGICEmkII仿真器来完成可选电气板软件更新的方法已经越来越不能满足项目的需要，急需寻找一种新的解决方案。

作者：边凤杰 单位：天津市钱桦电力工程有限公司

送变电电气工程设计研究:浅析送变电电气工程设计

摘要：现如今，电力已经成为社会主义现代化建设以及人民日常生活中所不可或缺的重要的能源。同时，电力工业在我国的国民经济中也占据着十分重要的地位，通常情况下，电能是由发电厂产出供给的，由于考虑到经济成本的原因，我国绝大多数的发电厂都建立在劳动力资源相对比较丰富的地区，然而廉价劳动力丰富的同时却不可避免的远离了经济相对发达，电力资源需求巨大的大中型城市以及工厂企业，这时，发电厂就需要对电能进行远距离的输送，发电厂经过升、降压变电所的转接和变压，才能进一步的将电能分配到广大的用户以及生产企业当中，促进生产建设的进步发展，变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响着整个电力系统的安全与经济运行。

关键词：送变电；电气工程；设计；研究

1 送变电电气工程设计所遵循的原则

任何工程建设的过程都必须遵循一定的原则问题，送变电电气工程更是如此，在工程设计过程中，首先务必使得所设计的变电所能够长期可靠为其负荷供电，因为变电所的运转周期相对较长，同时设计过程中必须遵循国家的相关法律条文及其相关规定制度、以国家经济建设方针为指向，深入贯彻落实国家的经济政策和基本的建设程序，综合运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，加快实现资源的综合高效利用，节约能源和土地资源，对电力生产工艺、变电所主要变电器设备和主题工程都要务必保证其可靠性、适用性以及先进性。设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。

2 主变压器的选择

2.1 变压器容量的确定

在各个等级不同的变电所当中，变压器其最重要的电气设备之一，其担负着网络电压转换、远距离电力传输的重要工作，因此选择合适的变压器容量对送变电电气工程的整体进展以及长久平稳运行有着至关重要的作用和切实可靠的物质保障。一般情况下在进行送变电电气工程设计的时候药成分考虑建成投产之后的5～10年内的规划负荷变化情况，并且适当考虑长期10～20年内的负荷变化情况，当然，这要根据具体的变电所规模来具体考虑其运行周期及变电器的容量，规模越大的考虑的周期就要越长变电器容量也越大。

2.2 书变压器数量的确定

对远距离电力输送起着主要影响的主要有变电器的容量和主变压器的数量，在变压器容量选择确定之后就要对主变压器的数量进行分析设计，一般的发电厂或者变电所的主变压器的数量和电压的级别、接线方式、传送容量等有着密切的关联，一般情况下和系统具有强烈联系的规模较大的发电厂或者枢纽变电所主变电器数量不应该少于2台，相反，对于那些和系统联系不是很强的规模较小的发电厂或枢纽变电所的主变电器只安装1台即可；另外，对地区性孤立的一次变电所或者大型工业专用变电所可以设置3台主变电器。

2.3 主变压器型式的选择

我们通过主变压器的相数的选择原则可以得出：当不受输送条件限制的时候，330kV及以下变电所，均应该选择三相变压器，所以笔者最终确定选用三相双绕组电力变压器。我国规定，35kV以上的要采用Y连接其中的中性点可以通过消弧线圈的方式接地，35kV以下的则采用连接。

3 电气主接线的设计确定

在我国相关部门颁布的《变电所设计技术规程》SDJ2-79当中，有着这样明确的说明：“变电所的主接线要根据变电所在电力系统的地位、回路数、设计特点以及负荷性质等条件确定，并且应当满足运行可靠、简单灵活、操作方便以及节约投资等要求。

3.1 主接线的设计原则及其基本要求

电气主接线是由多种主要电气设备按照一定的顺序要求连接而成的，是分配和传送电能的总电路，把全套电路中的各个电器设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成电气连接图，就被称作电气主接线图。变电所或者发电厂的电气主接线是电力系统接线的主要部分，主接线的设计会对变电所的安全稳定运行、灵活程度等产生一定的影响。现实中，发电、变电以及输配电和电能消耗是同步的，所以主接线方式的设计好坏不仅仅对电力系统和变电所本身产生影响，同时也会影响到工农业的生产以及人民的正常生活，更严重的将会威胁到社会稳定与国民经济的发展。所以主接线方式的设计要做到严谨科学，具体应当满足：①必要的供电可靠性；②一定程度的灵活性；③经济合理。

3.2 主接线的选择

110～220kV配电装置中出线一回时，采用不分段单母线或者变压器一线路单元接线，当出现为2回时，一般情况下采用桥形接线，当出线不超过4回时，一般采用单母线分段，当出线回数较多时，连接的电源较多，负荷较大或者环境污秽的时候，则采用双母线接线的方式。

4 变电所设备的选择与校验

4.1 电气设备选择的一般问题

在高压电器的选择问题上主要应该注意以下几点：高压电器要满足正常工作状态下的额定电压和额定电流的要求；高压电器要满足安地点和使用的环境条件要求；要满足在短路条件下的热稳定和动稳定标准；务必将操作的频繁程度和开断负荷考虑进去；校验电抗器在正常情况时的电压损失和短路时的母线残压值。

4.2 高压电器选择的一般要求

电气设备的选择是发电厂和枢纽变电所电气部分设计的重要组成部分之一，怎么样科学合理的选择电气设备，将会对电气主接线以及配电装置的安全及其经济运行产生直接的重大影响。因此，在进行设备的设计选择时，务必严格执行国家的相关技术经济政策，在保证设备安全可靠运行的前提下，相关研究设计人员要努力做到技术勇争一流、并且留点适当的发展余地，以满足电力系统安全、经济运行的需要。

5 高压配电装置的设计

5.1 高压配电装置设计的总原则

发电厂以及枢纽变电所的建设微观上影响着当地居民的日常生活，宏观上也会对国民经济的增长产生着巨大的影响，因此，高压配电、送变电电气设备的设计选择务必要深入贯彻落实国家相关部门制定颁布的技术经济政策，以上级机构颁发的相关章程、技术规定等为工作方针，并且根据具体的电力系统条件，自然地理环境以及高压配电装置的运转、维修等方面的要求设计制定科学合理的布置方案并且选定设备，积极慎重的对电气设备进行新布置，调整新结构，踊跃创新，努力做到技术先进、运行高效。

5.2 工程设计要求

屋外电气设备外绝缘体最低部位距地不应该小于2.5m，必须安装固定装置遮拦。屋外配电装置使用软导线的时候，带电部分至接地部分和不同的带电部分之间的最小电气距离应该采用其中最大数值。屋内电气设备外绝缘体最低部位距地不应小于2.3m，必须安装固定装置这蓝配电装置中的相邻带电部分。

5.3 施工设计要求

配电装置的结构在满足安全运行的前提下应尽量予以简化，并应充分考虑构建的标准化和工厂化，减少构架类型，以达到节省三材，缩短工期的目的。配电装置的设计要充分考虑安装检修时设备搬运及起吊的便利。屋内配电装置应该考虑设备的搬运的方便。工艺布置应该考虑土建施工的误差，切实保障电气安全距离的要求，一般要留有余度，这在屋内配电装置的设计中要引起足够的重视。配电装置的设计必须考虑到分期建设和扩建过渡的便利。

5.4 运行设计要求

各级电压配电装置之间，以及它们和各种建筑物之间的距离以及相对位置，应当按照最终规模统筹规划设计，充分考虑运行的安全和便利。配电装置的布置应该做到整齐清晰，各个间隔之间要有明显的界限，对同一用途的同类设备，尽可能不知在统一中心线上，或处于统一标高。

5.5 检修设计要求

在送变电电气工程设计过程中，要考虑到建成投产之后的维修问题，为了给检修工作人员提供过硬的人身安全保障，因此，断路器的两侧隔离开关以及电气设备线路隔离开关的线路旁侧，应当安装布置一台接地闸刀；同时每一段的母线之上也要安装两组接地闸刀或者接地器，这其中包括了母线电压互感器隔离开关上的接地闸刀。

6 防雷保护设计

雷电可以通过电线、天线、电话线传导，使与之相连的电器设备受到损害，所以在送变电电气设备的设计过程中也要充分考虑道雷电对电气设备的影响和损害，变电所的屋外配电装置包括组合导线和母线廊道，应该装设直击雷电保护装置，表1为变电所必须进行防雷保护对象和措施。

7 结束语

对送变电电气工程设计进行深入的研究分析，将会使得我国的远距离输电能力得到质的提升，同时促进我国变电所等大中型基础设施得以进一步的完善，满足居民以及工厂企业的生产生活需求，提高生活水平和生活质量，这对于我国国民经济的快速发展，社会主义现代化建设都将起着至关重要的作用。

送变电电气工程设计研究:送变电电气工程设计解析

摘要：送变电工程是电气工程的重要组成部分，电能在到达千家万户之前，由于输电的需要，要有多次升压降压的过程，送变电工程的设计和建设直接关系到人民和国民经济的用电问题，送变电工程在设计阶段确定的各种问题更是电能使用保障的前提，本文对送变电工程设计进行解析，有一定的参考价值。

关键词：送变电工程；电气工程；工程设计

1主变压器的选择

1.1主变压器数量的确定

对远距离电力输送起着主要影响的主要有单台变压器的容量和主变压器的数量，在变压器容量选择确定之后就要对主变压器的数量进行分析设计，一般的发电厂或者变电所的主变压器的数量和电压的级别、接线方式、传送容量等有着密切的关联，一般情况下和系统具有强烈联系的规模较大的发电厂或者枢纽变电所主变电器数量不应该少于2台，相反，对于那些和系统联系不是很强的规模较小的发电厂或枢纽变电所的主变电器只安装1台即可；另外，对地区性孤立的一次变电所或者大型工业专用变电所可以设置3台主变电器。

1.2主变压器型式的选择

我们通过主变压器的相数的选择原则可以得出：当不受输送条件限制的时候，330kV及以下变电所，均应该选择三相变压器。330kV及以上电压等级的变电站，由于受变压器制造工艺问题和运输问题，一般选用单相变压器。

2电气主接线的设计确定

在我国相关部门颁布的《变电所设计技术规程》SDJ2-79 当中，有着这样明确的说明：“变电所的主接线要根据变电所在电力系统的地位、回路数、设计特点以及负荷性质等条件确定，并且应当满足运行可靠、简单灵活、操作方便以及节约投资等要求。

2.1主接线的设计原则及其基本要求

电气主接线是由多种主要电气设备按照一定的顺序要求连接而成的，是分配和传送电能的总电路，把全套电路中的各个电器设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成电气连接图，就被称作电气主接线图。

变电所或者发电厂的电气主接线是电力系统接线的主要部分，主接线的设计会对变电所的安全稳定运行、灵活程度等产生一定的影响。现实中，发电、变电以及输配电和电能消耗是同步的，所以主接线方式的设计好坏不仅仅对电力系统和变电所本身产生影响，同时也会影响到工农业的生产以及人民的正常生活，更严重的将会威胁到社会稳定与国民经济的发展。所以主接线方式的设计要做到严谨科学，具体应当满足：①必要的供电可靠性；②一定程度的灵活性；③经济合理。

2.2主接线的选择

110~220kV配电装置中出线一回时，采用单母线或者变压器-线路单元接线，当出线为2回时，一般情况下采用桥形接线，当出线不超过4回时，一般采用单母线分段，当出线回数较多时，连接的电源较多，负荷较大或者环境污秽的时候，则采用双母线接线的方式。

3变电所设备的选择与校验

3.1电气设备选择的一般问题

在高压电器的选择问题上主要应该注意以下几点：高压电器要满足正常工作状态下的额定电压和额定电流的要求；高压电器要满足安地点和使用的环境条件要求；要满足在短路条件下的热稳定和动稳定标准；务必将操作的频繁程度和开断负荷考虑进去；校验电抗器在正常情况时的电压损失和短路时的母线残压值。

3.2高压电器选择的一般要求

电气设备的选择是发电厂和枢纽变电所电气部分设计的重要组成部分之一，怎么样科学合理的选择电气设备，将会对电气主接线以及配电装置的安全及其经济运行产生直接的重大影响。因此，在进行设备的设计选择时，务必严格执行国家的相关技术经济政策，在保证设备安全可靠运行的前提下，相关研究设计人员要努力做到技术勇争一流、并且留点适当的发展余地，以满足电力系统安全、经济运行的需要。

4高压配电装置的设计

4.1高压配电装置设计的总原则

发电厂以及枢纽变电所的建设微观上影响着当地居民的日常生活，宏观上也会对国民经济的增长产生着巨大的影响，因此，高压配电、送变电电气设备的设计选择务必要深入贯彻落实国家相关部门制定颁布的技术经济政策，以上级机构颁发的相关章程、技术规定等为工作方针，并且根据具体的电力系统条件，自然地理环境以及高压配电装置的运转、维修等方面的要求设计制定科学合理的布置方案并且选定设备，积极慎重的对电气设备进行新布置，调整新结构，踊跃创新，努力做到技术先进、运行高效。

4.2工程设计要求

屋外电气设备外绝缘体最低部位距地不应该小于2.5m，当不满足时必须安装固定装置遮拦。屋外配电装置使用软导线的时候，带电部分至接地部分和不同的带电部分之间的最小电气距离应该采用其中最大数值。屋内电气设备外绝缘体最低部位距地不应小于2.3m，当不满足时必须安装固定装置遮拦配电装置中的相邻带电部分。

4.3施工设计要求

配电装置的结构在满足安全运行的前提下应尽量予以简化，并应充分考虑构建的标准化和工厂化，减少构架类型，以达到节省三材，缩短工期的目的。配电装置的设计要充分考虑安装检修时设备搬运及起吊的便利。屋内配电装置应该考虑设备的搬运的方便。工艺布置应该考虑土建施工的误差，切实保障电气安全距离的要求，一般要留有余度，这在屋内配电装置的设计中要引起足够的重视。配电装置的设计必须考虑到分期建设和扩建过渡的便利。

4.4运行设计要求

各级电压配电装置之间，以及它们和各种建筑物之间的距离以及相对位置，应当按照最终规模统筹规划设计，充分考虑运行的安全和便利。配电装置的布置应该做到整齐清晰，各个间隔之间要有明显的界限，对同一用途的同类设备，尽可能布置在统一中心线上，或处于统一标高。

5防雷保护设计

雷电可以通过电线、天线、电话线传导，使与之相连的电器设备受到损害，所以在送变电电气设备的设计过程中也要充分考虑道雷电对电气设备的影响和损害，变电所的屋外配电装置包括组合导线和母线廊道，应该装设直防击雷电保护装置，例如避雷针、避雷线、避雷带及避雷器等。

6送变电电气系统软件设计

在以前使用 TOB 等可选电气板的时代，每一块新的可选电气板在出工厂时都已经被初始化好，可以直接使用。但是当我们需要开发新的测试用例时，就需要对可选电气板的内部程序进行相应的修改来适应新的测试需要，在用 AVR32Studio 编译、调试以后，还需要使用与 AVR32 Studio 相配套的 JTAGICE mkII 仿真器通过可选电气板上面的 JTAG 接口来对可选电气板内部程序进行相应的更新。但是可选电气板与 JTAGICE mkII 仿真器的连接并不是很稳定，经常出现烧写到一半就失败掉的案例，而且可选电气板被安装在送变电电气系统的内部，如果仍然通过这种烧写方法来实现可选电气板的系统更新，就需要打开送变电电气系统的外壳，暴露出其中的 JTAG 接口，烧写很不方便。况且，在烧写过程中还需要让送变电电气系统进入 boot 模式，从而为可选电气板提供恒定的弱电流，否则在可选电气板的烧写过程中，送变电电气系统将检测不到可选电气板的“心跳信号”，然后重启可选电气板，烧写过程无法正常进行。综上所述，通过这种依靠 JTAGICE mkII 仿真器来完成可选电气板软件更新的方法已经越来越不能满足项目的需要，急需寻找一种新的解决方案。

7结束语

对送变电电气工程设计进行深入的研究分析，将会使得我国的远距离输电能力得到质的提升，同时促进我国变电所等大中型基础设施得以进一步的完善，满足居民以及工厂企业的生产生活需求，提高生活水平和生活质量，这对于我国国民经济的快速发展，社会主义现代化建设都将起着至关重要的作用。