箱式变电站精编5篇

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箱式变电站范文1

关键词：变电站箱式变电站接地方式

中图分类号：TM6文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)03(a)-0000-00

随着我国现代化建设的深入和社会经济的持续发展，为提高生产率和经济效益，供电企业引进了很多西方先进技术，如采用在很多方面有优势的无人值班的箱式变电站。如何选择箱式变电站相对可靠接地方式，更好地发挥箱式变电站的强大功效，成为当前需要解决的一个问题。

1 箱式变电站及其特点

箱式变电站，又称户外成套变电站或组合型变电站，是一种高压开关设备、低压配电器和配电变压装置，实行全封闭运行和机电一体化。对城市电网的建设与改进尤其适用，是近年来迅速崛起的新型变电站。 随着城市现代化和市场化建设的推进，供电半径日渐缩小，城市变电站向节能、节地、小型化和无人管理发展，这些都为箱式变电站的产生和发展提供了广阔的空间。

箱式变电站具有结构紧凑、占地面积少、组合方式灵活、供电质量高、损耗较低、通用性强、选址便捷、易与环境相协调、自动化程度高、操作安全可靠以及供电周期短见效快等一系列显著的优点。不仅可以广泛安装到住宅小区、车站、港口、人行道等人口密集的场合，而且能与周围环境融为一体，起到点缀和美化的作用。但是，箱式变电站也存在一些不足之处，如散热性不够、容易发生箱内腐蚀和凝露、存在火灾隐患以及操作系统易受干扰等。解决这些问题需要很多方面的努力，选择可靠适用的接地方式就是其中一项有效措施。

2 变电站基本接地方式

按照实际用途来分，变电站的基本接地方式有工作接地、防雷接地、防静电接地以及保护接地四种，因此变电站的接地方式是否合理至关重要。这四种接地方式的布局是否科学合理，对人身设备乃至整个区域电网都会产生影响。

工作接地方式

工作接地，又称配电系统接地，是指在TT和TN-C-S系统中能够使电路和设备符合既定的运行要求的接地方式。工作接地的主要形式包括主变压器中性点和站用变压器中性点的接地。中性点直接接地形式通常被类似110RV―H220kV的大电流接地系统所采用，系统中的变压器中性点往往存在直接接地运行和不直接接地运行的情况。如果系统遭遇雷电或者电压超过频率，变压器中性点会运行不接地模式。而对于系统内中、低压侧有电源上网的情况，变压器中性点则采用直接接地的运行方式。220kV系统变压器中性点采用直接接地和间隙避雷针保护相结合的运行方式。

防雷接地方式

变电站中的防雷接地，是指当变电站遭遇雷电袭击时，把雷电通过装置引入大地，从而保护系统不被损害的方式。原理是避雷器的其中一端与变电站的设备相接，另一端垂直连接地装置。一旦发生雷击，避雷器直接吸收大量雷电，电流经过接地网和接地装置流入大地。变电站的接地网铺设取决于水平接地体。水平接地体和垂直接地体存在互相干扰的情况， 110kV―220kV的变电站可使接地网与垂直接地极相连接。

防静电接地方式

防静电接地是变电站静电防护的关键一环。变电站现有的微机装置抗静电干扰能力较弱，因此设计适用于变电站的防静电接地至关重要。在防静电接地方式中，所有防护设备都处于同一个相等的电位接地网上。

保护接地方式

保护接地，也称安全接地，就是将平时不带电的绝缘金属结构部分通过导线与接地装置可靠相连接的一种安全接地方式。保护接地一般适用于中性点不直接接地的配电变压器系统中，确保设备因为绝缘失败而产生漏电时不会引入或危及整个电网。根据保护对象的性质来划分，变电站内部的设备可分为一次保护接地和二次保护接地。一次保护接地设备包括变压器中心，高压配电设置以及高压电缆外皮等；二次保护接地设备包括二次绕组互感器、低压配电装置、控制屏、二次配置箱以及低压配电金属外壳等。

3 箱式变电站主要接地方式的对比分析

箱式变电站内部包含高压柜设备、变压器和低压柜设备，这些设备的工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地与变压器的中性点通常是采用同一个接地网共同接地的。有一些特殊情况如台架变压器，将高压避雷器接地系统、变压器以及低压接地系统分开，分别连接到两个独立的接地网中；而有的地方将高压避雷器接地系统、变压器以及低压接地系统连接到同一个接地网。下文将主要从技术角度比较分析、从经济投资角度选择，得出箱式变电站相对可靠的接地方式。

技术的角度

以上两种不同的接地方式主要是从保护接地的原理出发的，从技术的角度来进行比较分析：第一种是连接两个接地网的常规接地方式。其目的是为保证一次设备保护接地的安全性，对箱式变电站的一次保护接地设备如变压器中心，高压配电设置以及高压电缆的金属部分均实行两个不同方向的主网接地点和双向接地引入进行接地。如果在室内楼层布置时采用空芯电抗器，应当用绝缘橡皮将影响范围内的钢板连接点隔开，以防止台架变所在楼层的钢筋发生电磁环流。这种接地方式属于传统接地，由于分散到两个接地网，会影响箱式变电站的稳定性。第二种是连接同一接地网的共用接地方式。主要是针对箱式变电站中二次设备保护接地的可靠性，这些二次设备连接在不同的接地网中，形成的电位差会导致动作误设。因此所有互感器在二次回路时必须采用同一地点接地，即将高压避雷器接地系统、变压器以及低压接地系统连接到同一个接地网。这种接地方式技术含量要求更高，性能较稳定。

经济的角度

从经济角度来分析，建设连接同一接地网的共用接地方式或者连接两个接地网的常规接地方式时，二者的经济指标可以在工程设计人员的指导下根据工程实际情况进行具体优化安排。总体来说前期经济投入水平相当，但是从长远考虑连接两个接地网的接地方式会遇到更多维修状况，对变电站周围环境的影响也较大。而连接同一接地网的共用接地方式返修率低、环保性和可持续性强。

综上比较分析表明，连接同一接地网的共用接地方式比连接两个接地网的常规接地方式更占优势。其中共用一极的接地方式对选址要求较高，但条件一旦符合要求，其对跨级电压等电磁环流的影响程度小于共用二极的接地方式；共用一极和共用二极接地方式的建设经济投资处于相当水平，需根据工程的具体情况而定，长远来看，还是共用一极的接地更有效益。

4 结语

综上所述，无论从入地电流、接地电阻、地电位角度，对周围环境的影响角度还是技术经济角度，连接同一接地网的共用接地方式比连接两个接地网的常规接地方式更占优势。箱式变电站将成为我国电网很长一段时期的发展方向，箱式站必将与时俱进，进一步完善自身的各项功能。

海纳百川，有容乃大。上面就是山草香给大家整理的5篇箱式变电站，希望可以加深您对于写作箱变的相关认知。

箱式变电站范文2

关键词铁路；变电站；箱式；应用；发展；

Abstract: With the social development and progress, more and more attention to the application and development of the railway box-type substation, railway box-type substation and development of great significance for real life. This paper describes the application and development of the railway box-type substation.

Keywords railway; substation; box-type; application; development;

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：

引言

箱式变电站是社会经济发展和城市建设的必然产物。随着近二十多年的经济发展，城市供电的格局发生了较大的变化，过去那种集中降压、长距离配电的方式已经大大制约了城市供电，并降低了供电企业的经济效益。原因是供电半径过大，线路损耗随着用电负荷的增加而大大增加，同时供电质量也大大降低。要减少线路损耗，保证供电质量，就得提高供电电压，这是众所周知的事实。为此，国家在城网建设中，要求高压直接进入市区，深入负荷中心。有资料显示，将供电电压从380V上升到10kV，可以减少线路损耗60％，减少总投资和用铜量52％，其经济效益相当可观。要实现高压深入负荷中心，箱式变电站是最经济、方便、有效的设备之一。

1、铁路供电的概述

铁路是国民经济的大动脉，电力是铁路运输生产的主要动力之一，铁路电力部门担负着对铁路指挥系统、自动化系统、牵引系统及铁路各行业供电的任务。随着铁路运输事业的发展和自动化、电气化程度的不断提高，需要供电的部门越来越多，对铁路供电可靠性的要求也越来越高。铁路负荷的特点是：1)负荷沿铁路分布，且容量较小；2)要求不间断供电的多为一级负荷。由于以上两个特点，对于10 kV和35 KV电力线路的供电半径，铁路系统较电力系统长。铁路较早建成的配电设施均为传统的土建变电房及杆上变电站，设备陈旧落后，容量小，维护工作量大，已不能适应目前用电负荷增长的需要，由于箱式变电站具有成套性强、体积小、占地少、能深入负荷中心、提高供电质量、减少线路损耗、缩短送电周期、选址灵活、对环境适应性强、安装方便、运行安全可靠及投资少、见效快等一系列优点，所以箱式变电站在铁路供配电系统中是一个值得推广使用的新型变配电设备。

2、箱式变电站的主要技术参数

额定电压12kV，调压范围±2×％，联接方式D／Yn11，雷电冲击耐压(峰值全波)75kV，lmin工频耐压35kV，额定频率50Hz，后备保护熔断器额定电流100A，额定短路开断电流40kA，插入式熔断器额定电流40A，低压侧lmin工频耐受电压(相间及相对地)主回路，控制及计量回路，防护等级根据安装场所确定。

3、箱式变电站的结构及功能特点

3．1箱式变电站的结构

箱式变电站是由高压电气设备，配电变压器和低压配电装置按一定接线方案排成一体的工厂预制紧凑型的变配电成套设备(以下简称箱变)。箱内一般分为高压室、低压室及变压器窀。箱变的高压室一般由高压负荷开关、高压熔断器和避雷器组成，可进行停送电操作，并且有过负荷和短路保护功能；低压室由低压断路器、电流互感器、电流表、电压表等组成；变压器室一般采用在四周肇填加隔热材料、采用双层夹板结构、顶板采用带空气垫等措施来防日照辐射，并采取自然通风和机械强制通风来保证电气设备的散热。另外还设置了一些去湿、调湿、防凝等保护装置。

3．2箱式变电站的功能特点

4、箱式变电站在站场供电的应用

车站信号、通信等一、二级负荷为双路电源供电，设计为独立的箱式变电站为之供电，箱式变电站两路电源引入，分别接引自铁路电力贯通电源和铁路电力自闭电源，设计的箱变专用于10 kV铁路信号电源系统的产品。它将高压环网开关柜、变压器、低压开关柜、双电源监测装置和电力线路故障自动切除系统等组合在一起。在铁路线路附近安装，能够有效避免干扰，并能对电源实时监控和高压线路故障分段，车站的信号电源及户外真空开关的参数均通过集成在箱变内的远程终端"RTU'’接人远动系统受到监控。利用2M专用铁通光缆作为通信数据通道，调度站与被控站间的通信采用“环引”方式，将各个配电所及各站信号负荷主要开关状态、电流、电压、功率等参数值传输至调度端的主控站，由供电段调度统一调度监控。

车站综合箱式变电站的变压器容量在100 kVA左右，作为车站生产房屋照明、各种设备供电以及站场夜间货运作业的照明等三级负荷的供电，高压侧接引自铁路电力贯通电源；综合箱变及信号专用箱变的高压系统方案一致，如图1所示。

5、箱式变电站的发展前景

我国箱变行业虽然从引进到生产已经有近二十年的历史了，但箱变的应用率仍然很低，不足配变的％，距世界发达国家的70～％还相去甚远，因而其具有很大的市场潜力。

在社会发展和城市化进程中，负荷密度越来越高，城市用地越来越紧张，城市配电网逐步由架空向电缆过渡，杆架方式安装的配电变压器也将越来越不适应人们的要求了。因此箱变特别是小型化、环保型箱变将会成为主要的配电设备之一。

箱变由于采用普通油和难燃油作为绝缘介质，使之即可用于户外，又可用于户内，适用于住宅小区、工矿企业及各种公共场所，如机场、车站、码头、港口、高速公路、地铁等，有着非常好的发展前景。

再者，为提高供电的可靠性，高压环网及双电源供电的自动化、低压格式网、低压网自动投切、网络优化等，发达国家目前已经采取的先进技术势必影响到我国今后的经济发展，甚至到逐步被采用。因此箱变除小型化、免维护、节能外，自动化控制技术的应用将是发展的整体趋势，我们今后的配电设备恐怕将会朝着这个方向发展。

结束语

我国在新的世纪对铁路建设进行了跨越式的大发展，大力建设客运铁路专线和高速铁路，将铁路运输的能力提高到了一个新的台阶。而在铁路供电系统中广泛采用箱变是现代化发展的必然结果，箱变所具有的优点是土建变电站及杆式变电站都不能比拟的。相信箱式变电站在铁路供电系统改造和新建铁路供电系统中将继续大有作为，为国家铁路建设发展及运营所需要的可靠连续供电能力做出重要的贡献。

参考文献

[1] 刘 欣，张军洁．城市电网中箱式变电站的特点及应用[J]．电气应用，2006(7)：8．9．

箱式变电站范文3

一、引言

箱式变电站(简称箱变)适用于住宅小区、城市公用变、繁华闹市、施工电源等。其自问世以来，发展极为迅速，在国外已普遍使用，在国内已兴起，在欧洲发达国家箱变已占配电变压器的70%，美国已占90%。在国内，城市现代化建设正在飞速发展，城市配电网不断更新改造，箱变得到了广泛的应用。同时，随着国内配网自动化技术的日益成熟以及智能小区不断崛起，电力用户对供电质量提出了更高的要求，以前的站前操作、监测、读表等传统功能已不能满足现代电力设备管理和运行管理的要求，广大用电部门迫切需要箱式变电站能满足当今市场的需求，智能型箱式变电站应势而生。

作为箱式变电站、开闭所RTU等电力系统装置，要做到无人值守，首先要做到四遥(遥测，遥信，遥控，遥调)，而在智能化的处理上，主要是内部某个功能模块依据各种现场数据通过特定算法完成某种操作的判断和执行。

二、箱变自动化功能需求

1、具有四遥和在线统计功能

柜箱变自动化设备应能够实现对箱变进、出线及变压器的电流、电压、有功、无功、有功电度、无功电度、频率、相位等参数的检测；对配电变压器的运行情况进行统计，如电压合格率、各个电参数出现的峰值及时间；实现对开关分合位、有载调压档位等状态量的监视；实现对开关的远方控制；实现对变压器的油温检测及远方遥调。

2、具有FA功能

对于接在环网中的箱变，自动化设备应能够实现进出线的故障识别、故障隔离及非故障区自动送电功能。能够灵活配置三段式电流保护、一次重合闸及多次重合闸等保护功能，能够捕捉过流脉冲，能够实现电流型或电压型分段器功能。能够通过其他设备(如手机、笔记本、掌抄器)或装置操作界面灵活配置各种保护功能和查看实时数据。

3、具有微功耗特点

自动化设备应具有微功耗设计，这样可以减少对后备电源的要求，甚至取消后备电源，减少日常工作的维护量。

4、具有备自投功能

箱变自动化设备能够实现双电或多电源进线的备自投功能，可靠保证供电质量。备自投功能应根据接线方式可以进行多种备投方案的选择，以实现只要进线有电，则保证负荷有电为原则。

5、具有故障定位和及时报告功能

能够根据现场故障电流的流经通道，判断故障点，并通过手机短消息等渠道将故障信息发送给相关运行人员，便于运行人员及时赶到故障现场，对故障进行处理，减少了运行人员的寻线工作量，提高了工作效率。

6、具有无功补偿功能

在电力持续紧缺，节能要求日益迫切的今天，无功补偿功能具有非常现实的意义。箱变自动化设备应能够实现变压器出线的无功补偿功能，控制安装在配变低压侧的电容器进行动态无功补偿，减少通过配电变压器的无功电流，可以改善低压电压质量和降低功率损耗。

7、具有箱变安全防护功能(可选)

箱变自动化设备应能够实现温度、湿度、烟雾、盗警等信号的检测，实现就地报警及远方传送，根据检测到的信息，自动启动温控、湿控、灭火等功能。实现防盗、防火、防凝露等功能，确保箱变的安全运行，提高箱变的使用寿命

8、具有视频监控功能(可选)

箱变实时视频信息通过摄像头接入到自动化设备并远传到调度中心，实现对箱变实时的图像监控，从而实现对箱变的实时运行的监视。

三、智能箱变自动控制功能介绍

本节介绍根据箱变的不同结构和不同的开关类型，实现故障的智能处理和其他自动化功能的方案。智能箱变系统采用智能化的配电终端控制器，不仅实现了传统的SCADA系统中的远方“四遥”功能，并且由分布式智能配电终端实现了配电网故障自动检测、自动清除、自动隔离和自动转移供电等FA功能。

该系统采用分布式配电网保护和环网控制方案，由配电终端智能化地实现配电网保护和实时故障处理功能，故障处理过程不依赖主站，其故障处理速度也提高了数倍。

智能箱变系统的主要自动控制功能包括：

1、负荷开关的故障自动检测、指示和记录功能

当箱变的进、出线采用负荷开关时，控制器可以自动检测开关的电流、电压状况，记录故障电流脉冲并做出指示和告警。

2、断路器的继电保护和重合闸功能

对于箱变中的断路器开关，控制器配置有继电保护和重合闸功能(可投退)，并可通过内部通信网络实现箱变内断路器之间的保护快速配合，以及箱变之间的网络式保护配合，使距故障点最近的开关快速跳闸。

3、在终端用户时的备自投功能

多数时候，箱变是为终端用户供电，为提高供电的可靠性，采用双电源备用的方式。智能箱变控制器具有电源备自投功能，当一侧电源失电或发生故障时，自动隔离故障并投入备用电源。

假设S1常开，为备用电源一侧，S2侧外部故障或电源失压时，S2会自动断开，S1自动合闸，投入备用电源。

4、在SCADA系统中的远方四遥功能、由主站实现的配电自动化功能

除以上自动化功能外，智能箱变系统的监控装置完全按照FTU功能设计，因此可以完成SCADA系统中的四遥功能，即遥测、遥信、遥控、遥调(远方调整参数)。控制终端将本地测量数据、开关状态、故障信息等数据通过GSM或其他通信方式发送给主站，主站将综合分析和监控系统状态，并在线路发生故障时，综合整个系统状况，可以给出更加精准的故障处理方案。智能箱变的网络自动重构功能可以由用户选择投入或退出，或仅作为主站的故障处理方案的后备。

四、智能箱变的控制系统结构

智能箱变的控制系统利用现代高性能微处理器技术、交流采样技术、数字信号处理技术和网络拓扑技术等，对现场的电流、电压和开关状态进行采集、计算、判断，执行相应的自动控制功能，同时，通过适当通信通道，可与上级控制中心通信。系统采用面向对象的模块化结构设计，每个开关、装置或功能对应配置一个监控模块，模块的功能可以根据用户的不同需求进行灵活配置和扩展，从而减小用户的初期投资和定货风险。

在该系统中，通信管理单元属于系统核心处理部分，它通过内部通信总线收集每个开关控制器/控制模块采集到的电流、电压、开关状态及过流信息等，对这些信息进行分析处理，将处理结果通过远动口(101协议或104协议)送给上级主站，上级主站下发的遥控命令经通信管理机处理后下发给相应开关控制器/控制模块，由这些模块控制相应的开关动作，从而完成SCADA功能。同时，通信管理单元可以与远方保护子站通过高速信息交换口进行通信，交换系统故障信息，判断故障类型和故障位置，从而实现故障的快速清除和隔离。总的来看，该控制系统具有以下特点：

1、模块化结构

每个控制模块对应于一个开关、设备或功能对象，不同的对象可以配置不同的功能模块，但采用的是相同的硬件平台，便于维护。所有模块通过系统内部通信总线交换信息，简化了系统的构成逻辑，便于系统将来的升级和扩展，减小单元间的相互影响。

2、可以根据应用场合自动配置功能

根据开关类型和进出线的不同，可以通过软件配置不同的功能。

3、灵活的电源和通信系统

系统可以利用直流屏供电，也可以直接利用现场交流供电，并可自配后备电源。系统提供多种内部和外部通信方式。内部通信总线主要采用RS-485或CAN总线，可以根据模块的多少、类型及系统对数据实时性要求的高低，确定内部通信总线的个数，通常选用2组通信总线，特殊要求时可以选用2组以上内部通信总线。外部通信提供多种通信接口方式(RS232和以太网接口)，支持多种通信协议(IEC870-5-101和104等)和多种通信媒介(光纤、GSM、有线等)。

4、适合各种使用环境

系统可以在户内使用，也可以全户外运行。与全户外箱变配套时，采用箱式、插拔式模块化结构。箱体采取了防雨、防潮等各种措施，适应各种恶劣环境。在户内使用时，可以将各单元模块分散、就地安装在不同的开关柜上，通过通信总线互联。也可以集中组屏，或直接采用柜式的插拔式结构。

5、智能箱变控制器的具体实现

多功能测控模块主要负责采集所管辖的电力对象运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心下发的控制和调度命令。

硬件上采用现场总线技术，支持模块热插拔。采用模块式结构设计，由各自独立的CPU处理模块组成，系统内模块间使用CAN网通信，摒弃传统的并行总线结构，从根本上解决了插件接触不良的问题。所有板与板之间进行了完全的电气隔离，没有任何电的联系，从而使得任何插件故障时保证不会影响其他插件的正常运行，在维护故障插件时，可以任意带电插拔插件而无须关掉整机电源，这样就克服了由于开关整机电源所造成的一些错误信息。

软件方面主控模块采用了嵌入式实时操作系统，同时在此操作系统上构建了针对电力系统装置的二次平台，所有的应用程序将基于该二次平台上开发，使得项目开发人员可以不需要了解较深的软硬件知识，便可以开发出专业的功能软件，嵌入到该系统中，从而使得该系统的可靠性和快速开发性能得到很大的提高。

(1)模块的硬件设计

主控模块采用了高性能的32位单片机模块，1M的SRAM，512KFLASH，并能提供4个RS422/485/232接口，1个以太网接口，1个CAN口，支持在线直接更新FLASH，主控模块主要完成和调度通讯，以及和下面智能仪表的通讯，存储所有的现场数据供各个智能模块使用。

智能模块则根据功能的不同的分别采用了INTEL的80C196KC和TI的DSPTMS320F206。每个智能模块主要完成遥信，遥测数据的采集，遥控的执行，无功补偿电容的投切，同样适用于保护，故障诊断等多种功能的运行。

主控模块以及各个智能模块的通讯采用了现场总线CANBUS，该现场总线的主要特点是：

CAN总线属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计，CAN总线越来越受到人们的重视。全球很多大的汽车公司都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。同时，由于CAN总线本身的特点，其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN已经形成国际标准，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。

CAN总线采用了CSMA/CD的载波侦听多路访问冲突检测机制，同时CAN本身提供了循环冗余校验，加之CAN协议本身使得每个报文帧非常短小，又有出错重发机制，使得CAN具有非常好的健壮性。比较适合于电力系统这种需要高可靠性和数据量小的场合。另外CAN具有非常优秀的广播和组播机制，对于数据的共享带来很大的便利。甚至当主控单元失控的时候依然可以保证功能模块得到正常的执行。

由于以现场总线方式通讯，所以各个模块可能实现热插拔，当某个智能模块需要维修的时候，可以直接拔下来而不会影响其他模块的正常运行。由于采用双绞线的介质，使得系统的电磁兼容性大大增强。同时由于模块之间完全通过CAN来完成所有的联系，每个智能模块的独立性增强，可能很容易的完成单个模块的升级。另外可以很容易的挂接新的功能模块。只要每个功能模块遵守CAN网通讯规约即可。

(2)模块的软件设计

①主控模块的软件设计

装置的软件设计中，主控单元采用了嵌入式实时操作系统，其他智能模块根据实际情况决定是否使用操作系统，因为智能模块往往功能单一，无需使用操作系统，同时可以节约很多资源。本文介绍的软件设计主要针对于最为复杂的主控单元的软件设计。

装置中采用原码公开的uC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统，该操作系统是全球十大嵌入式实时操作系统之一。该操作系统需要大约20KB的FLASH和的RAM。对系统资源需求较少。和正常的商业实时操作系统一样，该系统采用了抢占式的调度方式。根据任务优先级的不同来决定哪个任务可以优先得到执行权。相比于以前的循环过程控制方式，系统的实时性得到了很大的提高。该操作系统是多任务操作系统，支持多线程的调度方式。在我们的设计中，可以让每个功能的执行为一个单独的线程加以执行。由于各个线程都是独立执行的，这使得项目的组织规划比较容易，项目组成员的目标明确，而且可以不受相互进度的干扰。

uC/OS-Ⅱ操作系统有一个很重要的特点就是它是开放源码的，同时是不收取版权费的，使得这款操作系统的性价比比较高。

②力装置的二次平台

由于电力系统装置的很多共性，我们开发了电力装置的二次平台，使得整个系统更加富有层次感，程序更加模块化，同时使得编程更加简单，错误更容易排查，开发人员可以更加专注于自身专业软件的开发。该二次平台由内存实时数据库和通信协议函数库构成：

内存实时数据库

我们设计的内存实时数据库就是数据以一个规定的方式常驻在内存中并能实时更新的内存区。同时它能够将数据根据它的重要性进行分类，并能根据内存实时数据库的配置文件及时通知需要这些数据的应用程序。这样应用程序可以无需去不停的查询它所需要的数据，而只需要等待内存数据库的通知即可。使得系统资源的利用率得到大大的提高。内存实时数据库由一个具有特殊数据结构的缓冲区，一个配置文件，和数据接口三块构成，其中缓冲区的大小是根据配置文件来确定的。配置文件中则决定该内存数据库应该包含哪些数据。这些数据的优先级别。从而使得该内存实时数据库具有相当的主动性，使实时性能得到更好的体现。由于内存数据库中缓冲区的开辟是根据配置文件得出的，不需要在使用是时进行内存分配，既可以使整个系统的运行更加稳定，而且使得内存的使用能够得到量化。

通信协议函数库

箱式变电站范文4

关键词：箱式变电站 城网改造 应用

1 概述

随着城市电网改造的不断升级与改造领域的不断扩大，原有的蛛网式的架空电网已经不能够满足现代化对城市建设所提出的要求，甚至还会起到阻碍城市供电更好、更快、更高效发展的作用。现在的城网建设改造要求是高压直接进入市区，变电设备深入负荷中心，电能通过地下电缆传输，配电设备与周围环境协调一致，这就要求变配电设备具备安全、可靠、高效的特点。而箱式变电站恰恰就是这样的一种新型的配电设备，它体积小、安装方便，便于维护，已经迅速的在城网改造中应用开来，其用途广泛，可以大量的应用在人行道旁、绿化区、道路交叉口、生活小区、生产厂地、高层建筑等处。对提高城市经济运行效率，美化城市社会环境都有积极地意义。

2 箱式变电站的特点

所谓的箱式变电站，也就是一种把高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定接线方案排成一体的工厂预制型户内、户外紧凑式新型配电设备，其相对于普通的土建变电站来说，具有以下特点：

变电站的制造方法不同。箱式变电站是由制造厂家在厂内完成设计、制造并安装等一系列工序的，设计独特，结构紧凑、体积小、安装运输方便，壳体是通过骨架拼装而成的，机械性能优越，方便灵活。

箱式变电站经过规定的型式试验考核。箱式变电站由于其独特的设计风格，其外壳材料一般采用不锈钢或优质冷轧板，针对变电站的不同使用环境采取不同的防热、防潮、防腐措施，并通过规定的箱式实验考核系统，使箱式变电站具备完备的监测、报警和保护功能。

箱式变电站的通风散热系统优越。考虑到箱式变电站的实用性，在设计之初就使其具备了良好的通风散热功能，箱式变电站的通风散热系统是由自然通风道和自动投切的风机组成的，并在中间设置了隔热层，耐高温。虽然由于箱式变电站的体积小、占地少、运行与维护安全可靠、安装简单等特点，迅速的在大规模的城网改造中占领了市场，在促进经济效益的增长，优化城市环境方面都有积极地贡献，但是也存在一些问题，如：对突发火灾的防御能力比较差，再加上长时间的运行后，元器件老化现象也比较严重。除此之外，还由于箱式变电站的箱体结构过于紧凑，致使在维修时看不到明显的断点，给维修造成很大的不便。

3 箱式变电站在城网改造中的应用

箱式变电站的选型比较。如今市场上生产的箱式变电站主要有欧式和美式两种，欧式箱变是组合式的，体积不较大，但是造价低；美式箱变是预装式的，体积小，结构紧凑，但是造价较高。虽然美式箱变造价高，但是由于其外形美观、供电可靠、方便安装、操作简单等特点在市场的应用中占尽了优势，其既可以应用于户外，也可应用于户内。两种箱变最主要的不同在于美式箱变是将变压器铁芯、高压负荷开关、保护用熔断器等设备统一设计，放在同一注油箱中。

箱式变电站安装位置的选择。城网改造中，箱式变电站的安装位置应该是逼近负荷中心的，且地点不允许有强烈的震动和冲击，也不得有爆炸危险的物质以及可以腐蚀金属与破坏绝缘的气体和导电介质。靠近负荷中心既可以缩短供电半径，又可以减少基建投资，经济效果明显。另外，箱变在安装时的垂直倾斜角不应超过5度，并在箱体及主变周围设置避雷针。

对供电的可靠性提供了保障。由于箱式变电站的出线路数比较多，并且每座箱变可以单独向一个供电台区供电，如果将几座箱变通过低压线路连接起来的话，就会形成环网供电，当其中一座箱变出现故障或者停电检修时可以由另一座箱变供电。箱变内的电气设备不受外界环境的影响，可实现配网的自动化控制，供电可靠性较高。

对社会效益的影响。如果在城网的升级改造中，将箱式变电站合理的应用到居民住宅小区，以及街道绿化地带当中，不仅可以使供电得到可靠保障，而且还不会破坏环境的整体效果，还能起到美化城市的作用。尤其是一些新建、在建小区应用的比较明显。

对箱式变电站安全运行方面的考虑。若想使箱式变电站得到安全可靠的运行，在投入使用之前，我们就应该要对箱体内的开关、隔离开关等设备进行调整，充分做好各项检查工作，检查设备的操作是否灵活，设备的接线是否牢固，外壳的接地线是否安全可靠等。同时，还应对配变开关等设备进行交接试验，确认全部合格后方能投入使用。并安排好定期巡查，加强平时的巡视管理工作，以此来保障箱式变电站的可靠运行，从而保证电力系统的安全。

4 结束语

综上所述，箱式变电站以其良好的外观、优越的性能、占地面积小、安全实用等特点正逐步在市场上得到广泛的应用，城网改造工程是一项系统性的工作，我们在具体的实施过程中必须根据实际情况，选择经济性能最佳的箱式变电站产品，使之能更好的为城市服务，为群众服务，从而推动社会效益、环境效益和经济效益的全面提升。

参考文献：

[1]《架空配电线路的运行与维护》.黑龙江科学技术出版社。

[2]罗福健。箱式变电站在配网工程中的应用[J].广东科技，2006年12期。

箱式变电站范文5

关键词：智能化；箱式变电站；ZigBee技术；无线通讯

中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）11-0032-04

0 引 言

随着我国智能配电网建设的不断发展，智能箱式变电站作为高压受电、低压配电的载体越来越多地被业内所关注[1-2]。箱式变电站将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，具有集成化程度高、工厂预安装、操作方便、节能、节地、安全、美观等优点而被广泛应用。如何实现箱式变电站的智能化，确保箱式变电站与主站之间通信的实时性和可靠性是其关键问题[3]。但是，智能箱式变电站一般安装在负荷密集的工矿企业、港口、机场、城市公共建筑、高速公路、地下设施和居民住宅小区等场所，要对智能箱式变电站进行远程监控、系统组网，其布线施工比较困难，一般的现场总线组网方式很难实现。本文采用工作于国际免费频段，并具有网络自组织功能的无线ZigBee技术，设计了箱式变电站的无线网络通讯系统，从而实现了箱式变电站的智能化功能，解决了现有箱式变电站所存在的问题。

1 智能箱式变电站中ZigBee技术与传统通讯的比较

智能箱式变电站采用先进、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，可自动完成信息采集、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[4-5]。智能变电站与智能电网密切相关，是智能电网的一个最重要和最关键的“终端”，承担着为智能电网提供数据和控制对象的功能。

智能变电站可实现一系列高级应用功能，因而对站内设备提出了更高的要求，比如一次设备需要智能化、一体化系统平台等。同时，大量信息需要交换，因此，智能变电站需要数字化的通信平台。数字化的通信平台，首先需要有稳定可靠的数据链路的传输技术来保证各点测试数据的获取和控制信息的可靠到达。现有箱式变电站采用有线和无线两种通讯方式。有线通讯包括光纤、电话线、RS485总线和低压电力线载波传输。有线通讯增加了箱式变电站综合布线的费用和难度，降低了系统的应用灵活性，限制了有线箱式变电站的推广和应用。无线通讯系统采用先进的无线通信技术，相对于有线通讯系统有着先天的优势。采用GSM/GPRS技术的通讯属于无线通讯系统。该系统使用电信服务商无线通信网络，覆盖范围广，能同时满足农村和城市的集中抄表，但GSM/GPRS系统的实时性及可靠性较差，可能发生信息拥塞或丢失现象，不适合在业务量大的系统中应用，同时，该技术需要支付网络接入费。另外，GSM/GPRS系统的硬件成本较高，使GSM/GPRS无线自动抄表系统费用过高，不能被市场广泛接受[6-7]。ZigBee技术，因其具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本等特点，故而在智能电网中的应用越来越广泛。

2 ZigBee技术主要特点

ZigBee是一组基于IEEE批准通过无线标准研制开发的，有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。完整的ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。网络层以上协议由ZigBee联盟制定，负责物理层和链路层标准。

ZigBee的特点突出，主要有以下几个方面[8]：

（1） 可靠。采用了碰撞免机制，同时为需要固定带宽通信业务预留了专用时隙，因而避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中可通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。

（2） 时延短。由于针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活时延都非常短，通常时延在15～30 ms。

（3） 网络容量大。可支持的节点达65 000个。

（4） 安全。ZigBee提供有数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128，具有高保密性，有64位出厂编号并支持AES-128加密。

（5） 数据传输速率低。速率只有10～250 kb/s，专注于低传输应用。

（6） 低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个ZigBee节点工作6～24个月，甚至更长。这是ZigBee相比于其他通信方式的突出优势。

（7） 成本低。ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本，且ZigBee协议免收专利费。

（8） 具有优良的网络拓扑能力。ZigBee设备具有无线网路自愈能力，ZigBee具有星状、树状和网状网络结构的能力。因此，通过ZigBee无线网络拓扑能简单地覆盖广阔的范围。

（9） 有效范围大。有效覆盖范围在10～75 m之间（通过功效可在低功耗条件下实现1 000 m以上通信距离），具体可依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通家庭或办公室环境。

（10） 工作频段灵活。使用的频段分别为 GHz（全球）、868 MHz（欧洲）及915 MHz（美国），均为免执照频段。

ZigBee典型的传输数据类型有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据。它的应用目标主要是工业控制（如无线通讯系统、自动控制设备、无线传感器网络），医护（如监视和传感），家庭智能控制（如照明、水电气计量及报警），消费类电子设备的遥控装置以及PC外设的无线连接等。

3 ZigBee技术在智能箱式变电站中的应用总体设计