第一篇：我国分散式中小型污水处理技术研究及应用
我国分散式中小型污水处理技术研究及应用
摘要：目前我国分散点源污水污染问题日益严重，中小型污水处理技术可以就地处理、达标排放或就地回用，在中小城镇及农村、高速公路、旅游景区等具有广阔的市场前景，但目前普遍存在建站和运行资金短缺、工艺选择缺乏针对性、剩余污泥二次污染、管理水平低等实际问题。本文根据分散污水点源规模小、水量与水质的波动大等污染特征，从工艺、运行管理、经济方面综合考虑，提出了适用于分散式污水处理的人工湿地污水处理技术、厌氧无动力污水处理技术、膜生物反应器（MBR工艺）、速分生物处理技术，并对其原理、处理效果、设计参数、优缺点及技术经济进行探讨，以期为工程应用提供有益参考。
关键词：污水处理；分散式；中小型；速分生物处理技术
随着我国经济发展，环境污染范围不断扩大，对区域环境治理提出了新的要求，对于未纳入城市市政管网覆盖范围，地处市郊或远离城镇的特定区域（如广大农村、城乡结合部、部队营区、旅游风景区、度假区、疗养院、独立别墅区、机场等），污水排放量小且分散，污水水质与水量波动大。分散式中小型污水处理技术可以对污水进行就地处理，达标排放或就地回用，具有节约管网建设和维护费用、占地面积小、环境影响较小、因地制宜、灵活多样等优点[1]。在分散点源污水治理过程中，如何根据分散式污水处理的特点，结合当地经济水平、环境目标、自然条件，因地制宜采用不同的处理技术，加快污水处理设施建设，改善生态环境是目前我们面临的新课题。
一、分散污水处理现状、存在问题
从20世纪70年代开始，美、日、欧洲等国家就采用分散式污水处理方式对乡村的污水进行治理，取得很好的成效，如日本开发用于分散式生活污水处理的净化槽技术[2]、澳大利亚针对分散式污水特点采用的“FILTER”(非尔脱)污水处理系统等[3]。我国分散式污水处理研究和应用始于20世纪80年代末[4]，南京大学研制的“地下湿地与高负荷地下渗滤技术”，出水CODCr、BOD5、氨氮、TSS等指标，均达到国家规定标准的一级A类排放标准。江苏省环境科学研究院通过采用“厌氧水解＋微动力好氧生化＋景观绿地”技术，出水水质达到一级B类标准。东南大学开发的“脱氮＋脉冲多层复合滤料生物滤池＋人工湿地”技术，使出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的二级标准。北京科净源科技股份有限公司开发的“速分生物处理技术”，出水水质达到了国标一级A类排放标准。
近年来，分散点源生活污水污染治理和生态保护取得了积极成效，但进展仍然缓慢，在规划设计、工艺选择、工程建设与投资和运行管理保障模式等方面存在一定的问题。（1）前期调研论证不够重视。设计单位不了解农村实际用水需求和排水特点，基础数据掌握不准确，照搬城市居民用水规范，造成污水处理规模偏大，设计规模与实际处理水量不匹配问题十分突出；（2）运行管护资金短缺，缺乏政策和标准支持。工艺系统和操作管理需要动力消耗，由于缺乏资金，不能保证正常运行，部分处理设施处于停产或半停产状态，设备闲置浪费严重，另外现行的环境保护法律、法规和标准尚不能完全适应分散点源污水处理的需要；（3）工艺选择缺乏针对性。目前城市污水处理技术已经成熟，但分散点源生活污水处理存在工艺流程复杂、设备设施多、投资和运行成本高、剩余污泥产量大、维护要求高等问题；（4）剩余污泥造成的二次污染问题不容忽视。目前一般采用外运填埋等方式进行处置，并未实现无害化处置，给环境带来二次污染的隐患；（5）管理水平有待加强。重建设，轻管理。管理人员（主要是村民）专业技能难以满足需要，维护管理技术人员及运行管理经验严重缺乏。
二、中小型污水设施建设必要性及市场前景分析
1、必要性分析
（1）大型污水处理厂的合理补充。根据国家环境保护部《2009年全国投运城镇污水处理设施清单》，“十一五”期间我国投运的大量污水处理厂并没有满负荷运行，其主要原因就是污水厂及配套管网的运营管理滞后于污水厂的建设。目前城市开发区的发展速度高于市政设施建设速度，造成企业已经进驻，而污水管道尚未建设的现象，此时建设分散式中小型污水处理厂，可以解决地区优先开发面临的污水处理难问题。
（2）节省管网铺设造价，经济合理。在管网建设方面来说，污水管道为重力流，并且沿流向管径、埋深逐渐增加，导致污水管网投资巨大。城市中部分地市较低区域，如小区、公园等，产生污水量小且相对集中，需提升进入市政污水管网，运行费用高，建设小型污水处理站就地处理，从长远角度看，投资合理，经济划算。
（3）符合中水回用要求。将污水送至处理厂统一处理，再通过中水管道输送回来，不仅经济不合理，而且造成不必要的能源浪费。建设小型污水处理站，就地处理、就地回用，是真正的节能减排建设。
（4）国际发展趋势。国际水质学会(IAWQ)在1995年的“小型污水处理设施”学术讨论会上提出：人口当量在2000以下或流量为200m3/d以下的污水站为小型污水站，可见小型化污水处理站的建设在国际上已经成为专题研究的科目，是发展方向。
2、市场前景分析
（1）中小城镇及农村污水处理市场规模。2009年，我国城市污水排放量为371.21亿立方米，城市污水处理率为75.3%，其中65.8%的污水在大规模污水处理厂集中进行处理，其余34.2%的污水采用分散式处理技术进行处理。按污水排放总量以每年4%的速度增长进行估算，在污水处理率和集中处理率保持不变的假设前提下，未来每年新增的污水处理规模为15亿立方米左右，其中分散式污水处理的规模在5亿立方米以上。据国家环保总局环境规划院预计，“十二五”期间我国用于生活污水治理的投资共计将达2132亿元，其中用于城镇生活污水的投资为1367亿元，用于农村生活污水的投资为765亿元。
（2）高速公路服务区污水处理市场规模。“十二五”期间我国交通运输仍处于高速发展期，到“十二五”末，高速公路总里程达到10.8万公里，根据规定，相邻收费站的间距不得少于50公里。据此估算，“十二五”末我国将建设完成高速公路服务区约2160个。我国大部分高速公路收费站没有建立完善的污水处理系统，且远离市区，且无市政管网统一收集处理，对局部环境造成了一定程度的污染。按照每个服务区规模100m3/d，投资按3000元/ m3计，预计我国“十二五”期间高速公路服务区生活污水处理设施投资需求为64.8亿元。
（3）旅游景区污水处理市场规模。我国旅游景区大部分地形为山区，污水统一收集、处理非常困难，如何才能解决好旅游景区污水处理与再生问题，已成为旅游资源和旅游经济可持续发展的关键。目前我国建有国家级风景区约227个，其他各类型风景名胜区约2222个，由于国家级风景名胜区和国家自然遗产、自然与文化双遗产景区建设规模一般较大，且近70%没有污水处理设施。按每个景区6套估算，而其他类型的风景区按每个景区4套进行估算，在旅游景区，我国共需要7175套生活污水处理装置。按照每年新建需求量70%计算，每套污水处理设施规模100m3/d，投资3000元/m3，预计我国未来三年风景区生活污水处理投资额为15.09亿元。
另外位于城乡结合部的新建住宅小区、疗养院、独立别墅区、机场以及部队营区，市政污水管网无法接入，这些区域的污水处理问题急需解决，分散式的中小型污水处理设施也是最佳方案。
三、分散式中小型污水处理适用技术探讨
1、工艺技术要求
（1）在工艺上，基于分散点源水量小、水量与水质的波动大等污染特征，分散式中小型污水处理技术应具有抗冲击负荷能力强、布置方式需灵活、产泥量小、能快速启动等要求，以满足适用环境的特殊要求。
（2）在运行管理方面，工艺应操作管理简单方便。由于各种原因，偏远地区很难配备专业维护人员进行专项管理，普遍存在运行管理维护难的问题。
（3）在经济方面，运行费用应低。对于广大农村、部队营区、疗养院等地区，大部分为非盈利性场所或经济欠发达地区，如不控制运行费用，将陷入建得起用不起的窘境。
2、分散式中小型污水处理适用技术探讨
（1）人工湿地污水处理技术
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、植物、人工介质、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。根据污水流经的方式，可分为表面流湿地(SFW)、水平潜流湿地(SSFW)、垂直潜流湿地(VFW)，小规模人工湿地设计参数见表1。人工湿地投资和运行费用低，仅为传统活性污泥法的10%-30%，运行成本主要为提升水泵所消耗的电费，约为0.05-0.10元/m3，运行中管理维护简便，同时具有景观功能。人工湿地污水处理技术在美国、德国、丹麦、英国等欧美国家应用较多，适用于地势平坦、坡地、居住相对集中的中、小村庄，主要用于处理小城镇或社区的生活污水，通过管网将各户经沼气池、化粪池、格栅井收集处理后的生活污水，通过人工湿地系统进一步处理后，直接排放或回用灌溉农田。
表1 小规模人工湿地设计参数
图1 新型装配式人工湿地构造
表2 装配式湿地填料与传统砾石填料物理参数对比
我国人工湿地应用也越来越多，国内学者在传统人工湿地实践的基础上，适应工程需要，研发了一种快速装配式人工湿地填料单元，弹性填料利用硬聚氯乙烯管外框骨架固定，弹性填料间距为100-200mm，填料与传统砾石填料对比见表2，人工湿地污水处理系统自上而下包括：土壤层、隔土层、承托层、人工填料单元层、卵石承托层、防渗层（图1）。快速装配式填料单元采用模块化设计，具有生物量大、水力停留时间短、处理效果好、系统不易堵塞、运行费用低等优点。
沈阳环境科学研究院、沈阳赛思环境工程设计研究中心开创了北方人工湿地技术，主持编制《人工湿地污水处理技术规范》，先后在新民市方巾牛村、世博园、丁香湖生态浮岛、辉山明渠河口等地建立了人工湿地示范工程；北京兰特斯福环境工程科技发展有限公司建设了北京朝阳区沈家坟人工湿地工程、清河南土家人工湿地工程。这些人工湿地工程运行出水效果良好，生态景观效果显著。
（2）厌氧无动力污水处理技术
厌氧生物处理技术是在厌氧条件下，兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程。厌氧污水处理技术具有低造价、低运行费、能回收利用能源等优点，它在分散生活污水的处理中得到了越来越广泛的研究与应用。近年来，发展了越来越多的高效厌氧处理设备和技术，如升流式污泥床反应器(UASB)、厌氧滤池(AF)、厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)等。针对分散点源污水的特点，厌氧无动力污水处理装置采用初沉池+厌氧污泥床接触池+厌氧生物滤池工艺，将全套装置埋于地下，工艺过程简单，无需专门管理，不耗能。工程实践，该污水处理装置投资约2000元/m3，处理效果较好，CODCr：50%-70%，BOD5：50%-70%，NH3-N：10%-20%，磷酸盐：20%-25%，SS：60%-70%，经处理后的污水达到二级排放标准[5]。
厌氧水解如果水解充分，有机物的去除效率比较高，但对悬浮物、氨氮和磷的去除效果差一些。人工湿地去除氨氮和磷的效果却非常好，SS、色度很容易达标。人工湿地对进水要求比较高，必须有前处理先去除生活污水中大颗粒杂质，避免引起湿地滤料的堵塞，所以厌氧水解—人工湿地处理技术在处理污水方面能够有机结合，取长补短[6]。张克峰教授对厌氧接触灌+改型潜流人工湿地进行了研究[7]，厌氧接触罐内悬挂弹性立体填料，采用水平地埋放置（图2）。潜流湿地采用分层滤料对厌氧接触池出水进行处理（图3），增强有机物和悬浮物的去除效果，湿地上部种植芦苇。研究结果表明，厌氧接触与生态组合处理工艺对水中有机物、SS、氨氮、总磷的去除率分别达到80%和、70%、15%以上、35%-45%，出水水质满足灌溉农田的要求，该技术对分散点源污水处理非常适宜。
在厌氧技术工程应用方面，山东十方环保能源、山东本源环境科技等公司多年来从事污废水的厌氧处理技术研发与应用，先后建立了金沂蒙木薯（玉米）废水治理、益海嘉里废水治理、金锣集团豆清水厌氧处理及沼气回收等示范工程，取得了良好出水效果和经济效益。
图2 厌氧接触罐示意图
图3 改型潜流湿地剖面示意图
（3）膜生物反应器（MBR工艺）
膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。该工艺主要利用沉浸于好氧生物池内的膜分离设备，截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥浓度可达到8000-10000mg/L，污泥龄达到30天以上。膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，如硝化菌，系统内其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。MBR工艺基本构造如图4所示。
图4 MBR工艺基本流程示意图
膜生物反应器充分体现了分散污水处理小型灵活和污水再生利用的特点，独立的MBR工艺对氮、磷的去除率较低，MBR通常与其他工艺进行组合，如：复合淹没式膜生物反应器(Hybrid submerged MBR，HSM-MBR)、生物移动床+MBR[8]、交替式循环活性污泥法(缺氧+二级好氧)+MBR[9]、间歇循环式活性污泥法(Intermittentlycyclic activated sludge，ICAS)+ MBR[10]、淹没式MBR(内填多孔悬浮性填料)[11]、厌氧—好氧—缺氧序批式反应器(An-aerobic-aerobic-anoxic sequencing batch reactor，AOAS-BR)+MBR[12]等，这些新工艺强化了处理效果，提高了对氮、磷的去除率，并减轻了膜污染。
膜生物反应器具有处理效果好、耐冲击负荷、出水水质稳定、剩余污泥量少、操作管理方便和占地空间省等优点，随着膜通量提高，膜费用降低及寿命延长，再生水资源日益重视的情况下，膜生物反应器在污水处理领域，尤其是分散点源污水处理与回用方面将会得到极其广泛的应用。
膜生物反应器的生产及应用企业目前有很多，如北京碧水源科技股份有限公司、天津膜天膜科技股份有限公司等，建立了一批示范工程，取得了良好的环境效益和社会效益。
（4）速分生物处理技术
在流场中存在着快速流动和慢速流动的地方，当处于流场中物体的左右产生流速差的时候，如果是理想流体，且矢量是一致的，物体只会在此方向上移动，这样就使得物体向着流速慢的地方移动和积累，这就是流离的原理。因为水有黏性，水中的物体将由流速快的方向流速慢的方向回转。流离所指的就是在流场中污水里的悬浮物质（有机物、固体颗粒、污泥）由流速快的地方向流速慢的地方聚集的原理。
根据自然界常见的流离现象，反应器内载体采用新型复合流离球多孔微生物载体，以提供捕获悬浮颗粒的流离场和多样微生物生存所需的环境，从而构建形成了新型的复合流离球多孔微生物载体和全新的污水脱氮除磷与剩余污泥减量相结合多氧化还原环境原位污泥减量耦合生物反应器。随着污水的流入，流离作用促使固液分离，使水中的悬浮物（SS）、剩余污泥自然地进入复合流离球多孔微生物载体的间隙内而积累，复合流离球多孔微生物载体可有效分离、积累合流制排水系统的高无机物原水中的无机物，积累起来的有机物或污泥（微生物细胞）经厌氧分解、低分子化，达到原位污泥消减，同时释放的碳源成为缺氧脱氮的碳源，从而在污泥减量的同时促进生物脱氮。
速分生化球多孔微生物载体比表面积大、生物量大，因而具有更大的生物量和更丰富的生物相。在空间上反应器具有厌氧、缺氧、好氧状态，同时复合流离速分球多孔微生物载体本身也具有厌氧、缺氧、好氧状态，导致形成高度的生物多样性和多样的微生物生态系统。试验研究及工程用表明，速分生物处理装置对有机物、氮有很好的去除效果，COD、TN和NH4+-N的平均去除率分别为87.8%、75.2%和98.7%，污泥平均产率仅为0.118 kgMLSS/kgCOD，结合化学除磷实现磷资源回收。同时该技术具有施工简单、管理方便、投资省、运行费用低、污泥产量少等优点。
图5 速分生化处理工艺流程
北京科净源科技股份有限公司采用“速分生物处理技术”完成了多项污水处理工程，出水水质达到了国标一级A类排放标准。这些处理工艺运行稳定，去污效果良好，先后在居民小区、学校、宾馆、军营、村镇、医院等建设一批速分生物处理、微动力地埋式、无动力地埋式等小型污水处理装置，为缓解环境污染起到重要的作用。北京奥林匹克森林公园项目中水工程采用速分生化处理工艺，工艺流程见图5。
（5）技术经济比较
对以上四种工艺进行技术经济比较，如表3所示。
表3 四种工艺技术经济比较
目前，我国分散式污水处理行业处于快速发展阶段，市场前景广阔，竞争主体数量较多，没有形成某一个或几个企业垄断或者绝对的领导者，市场集中度不高。但随着我国环保产业支持政策和相关法律法规的出台，那些以技术创新、服务优质、质量安全为核心竞争力的企业将会在市场竞争中取得优势，迅速扩大市场占有率。
四、结语
（1）目前我国在城市和城镇污水处理技术研究上已取得较大的进展，但在分散点源污水处理技术研究上进展缓慢，面临着管理水平低、建站和运行资金短缺等实际问题。
（2）分散点源污水与城镇污水不同，具有点多、面广、量小、分散等显著特点，不仅在水质、水量及建设模式上有所不同，而且在工艺选择、工程建设与投资、运行管理保障模式等方面也有较大的区别，因此分散式中小型污水处理不能照搬大、中型城市污水处理工艺及设计参数，应根据具体现状特点、自然、经济、社会条件及风俗习惯，坚持“低投入、低成本、重回用、易管理”的原则，因地制宜地进行选择。
（3）制定分散型污水处理设施的设计规范、技术规范和验收标准，加强工艺优化与技术创新研究，强化新材料、新能源、关键设备的研发，并制定分散式污水处理优惠政策，使分散点源水污染治理步入“建得起、用得起、管得起、有长效”的良性发展轨道。
（4）通过对适合分散点源污水处理的四种工艺进行技术经济比较，分析得出，速分生物处理技术具有出水水质好，耐冲击负荷强、产生污泥量少、自动化程度高、填料使用寿命长、投资省、运行费用低、占地面积小等特点，是一种较为适宜的分散式中小型污水处理技术，具有良好的工程应用前景。
参考文献：
[1] 李海明.农村生活污水分散式处理系统与实用技术研究[J].环境科学与技术,2009,32(9):177-181 [2] 王晓昌,彭党聪,黄廷林.分散式污水处理和再利用--概念、系统和实施[M].北京:化学工业出版社,2004 [3] 苏东辉,郑正,王勇,等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术,2005,(1):79-81 [4] 李无双,王洪阳,潘淑君.农村分散式生活污水现状与处理技术进展[J].天津农业科学,2008,14(6):75-77.[5] 刘大银,毕亚凡,孙公圣,等.埋地式无动力生活污水处理装置抽检与分析[J].环境保护，2002,（10）：45-47.[6] 梁嘉晋,董申伟.分散式农村生活污水处理技术[J].广东化工,2009,36(7):168-169.[7] 陈鹏.分散式污水厌氧与生态组合处理工艺研究[D].济南:山东建筑大学,2009.[8] Cao B,Wang X C, Wang E R.A hybrid submerged membrane bioreactor process for municipal wastewater treatment and reuse[A].Future ofUrban Wastewater System-Decentralization and Reuse[C].Xi’an:China Architecture& Building Press, 2005.[9] Fatone F, Battistoni P, Pavan P,et al.Application of amembrane bioreactor for the treatment of low loaded do-mestic wastewater forwater reuse[A].Future ofUrbanWastewater System-Decentralization and Reuse[C].Xi’an:ChinaArchitecture& Building Press, 2005.[10] Yu Shui-l,i Zhao Fang-bo, Liu Ya-nan.Performan valuation of ICAS-MBR for decentralized treatmen reuse of domestic wastewater[A].Future of Urban Wastewater System-Decentralization and Reuse[C].Xi’an: China Architecture & Building Press, 2005.[11] Yang Q Y, Chen JH,XiD L.Effect of porous-flexible suspended carrier particles on cake removal in sub-merged membrane bioreactor [A].Future of Urban Wastewater System-Decentralization and Reuse[C].Xi’an:ChinaArchitecture& Building Press, 2005.[12] Xiao JN, ZhangHM,DaiW C,et al.Biological nitrogen removalwith enhanced anoxic phosphate uptake in a sequencing batch membrane bioreactor[A].Future of UrbanWastewater System-Decentralization and Reuse [C].Xi’an: China Architecture & Building Press,2005
第二篇：山西省分散式及风电项目调研报告
山西省分散式及风电项目调研报告
三月份，按照公司市场营销计划，到山西省对风电项目开发建设情况及分散式风电项目在山西开发合作的可能性进行了调研，市场营销部陪同赵普文董事长拜访了华能山西省分公司王文瑞总经理，就上述关心的问题向他进行了咨询和调研，并征求了王总对我公司开展此次调研的建议。
风资源状况：
截止2010年底，山西省主管部门已经将全省的风资源全部统一规划完毕，十二五计划中，山西省风电开发计划总共1200万kW，到现在为止，已经规划到国家级的几大风电开发企业。十三五期间的风资源约1000万kW，也已经分配完毕。
现在到山西寻找风资源和搞合作开发为时已晚，2010年前来山西找机会还是时候，现在已经没有机会了。
项目合作：
央企在风电项目上与民营企业相比具有更大优势，山西当地政府不愿与民企打交道，华能山西分公司也不可能与民营企业合作搞风电场建设。建议到其他省份和地区寻找机会。
分散式风电项目：
关于国家能源局下发的开展分散式风电项目的通知，发电商已经知道了，但那是前任领导的倡议，现任领导不感兴趣。各地区企业也将分散式项目与发电商谈合作，但地方政府在分散式项目开发决策上左右不了发电商的主管领导，发电商也已经将分散式的资源圈到自己名下，何时开发，等时机成熟再说。发电商不做，也不让别的企业占用。
山西当地的特殊情况：
经过近几年与山西当地老百姓和政府官员打交道，深刻地认识到山西的当地现有文化，做任何事情与其他省份有很大的不同，外部企业不了解。主要突出表现在做风电项目很艰难，没有相当充裕的资金寸步难行，老百姓、村级、乡镇
级、县级等官员都要钱，并且明目张胆，很难对付。如果在山西只做一个5万的风电场，还不如不做，因为投入的资金要比其他省份做同样的项目大得多。这种现状可能与山西拥有很多煤老板等暴发户的做事观念有关，做任何事情先谈钱，并且太明显。
建议：
针对山西目前的风电现状和相关情况，王总建议，还是将工作重点和目标放到湖南、湖北、安徽和河南等中部地区，考虑低风速区的风电项目，这些地区的风速一般在6米/秒左右。或者到西北地区考虑做风光、太阳能项目。
建议风电设备制造企业考虑近几年网罗一批优秀的售后服务人才，等风电业再过二到三年，风电机组的质保期基本已过，发电商根本做不了维护，可以组织一个售后服务团队，做风电业的专业服务，是个不错的选择。
第三篇：全分散式户外变电站自动化系统在变电站中应用（精选）
全分散式户外变电站自动化系统在变电站中应用全分散式户外变电站自动化系统在变电站中应用
摘要：本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述，说明微机保护监控装置装于户外端子箱上是完全可行的，以全分散式微机保护监控装置为基础全分散式户外变电站自动化系统是完全可行的。通过辽宁丹东电业局白云66kV变电所设备配置运行情况分析，证明全分散式户外变电站自动化系统，特别值得在城农网中推广应用，符合变电站向小型化发展方向。
关键词：微机保护监控 户外 端子箱 变电站 自动化系统 小型化
0、引言
长期以来，我国在变电站自动化系统建设中，一直存在着一种观念，不管变电站规模如何，微机保护监控装置均集中组屏安装于主控制室，尽管目前分散式微机保护测控装置大量装于开关上，但对于开关为户外开关的保护监控装置，仍然采用集中组屏安装于主控制室；导致这一观念的原因是，大家一直担心微机保护监控装置安装于户外端子箱运行可靠性和通信网络在户外铺设运行可靠性；担心微机保护监控装置在户外运行受温度、恶劣环境等影响，微机保护监控装置不能长期运行和可靠动作；担心产品使用寿命缩短和运行维护困难等。基于以上原因，微机保护监控装置大量安装于户外端子箱上，一直没有大量推广应用；导致采用以全分散式微机保护监控装置为基础变电站自动化系统，二次电缆并未减少，电缆沟施工工作量同选用电磁型继电保护情况完全一样，主控制室面积仍未缩小甚至取消，全分散式户外微机变电站自动化系统优越性能未得到充分发挥，严重影响变电站向小型化方向发展。本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述和实际应用举例，说明满足选型原则微机保护监控装置及变电站自动化系统均可应用于户外变电站，有利于变电站小型化。
1、全分散式户外变电站自动化系统选型原则
1．1一般原则
全分散式户外变电站综合自动化系统，分为三层： 间隔设备层、通信网络层、站控监控层；间隔设备层完成线路、电容器、变压器等设备现场控制、监测及保护功能，装于户外端子箱上；通信网络层主要完成各种设备通信功能及各种智能设备、自动装置等通信接口功能；站控监控层主要完成全站数据采集与处理、断路器控制等监控功能。整个自动化系统可完成变电站遥控、遥信、遥测、遥调等功能，实现变电站无人值班或少人值班。
1． 2微机保护监控装置选型原则
1、微机保护监控装置必须为全分散式设计，即保护监控装置功能按一次设备间隔设计，保护监控装置可下放到户外端子箱安装。
2、微机保护监控装置结构必须为全密封结构，以提高装置抗恶劣环境能力（如潮湿、温度、灰尘、有害气体等）。
3、硬件标准化且完全通用，有利于运行维护。
4、微机保护监控装置独立完成各设备的保护、测量、控制、信号功能，能同调度或后台配合，完成“四遥”功能，且保护动作不依赖通信网络。
5、微机保护监控装置出口最好为独立出口、带独立信号，具有独立遥控跳合闸执行继电器，以提高保护监控装置可靠性和符合我国运行习惯。
6、微机保护监控装置交直流通用，装置电源范围宽。
7、具有事故记录、故障录波等功能。
8、由于装于户外端子箱上，显示部分最好选用数码管。
9、微机保护监控装置抗电磁干扰能力强，具有抗共模、差模、静电、辐射电磁场、快速瞬变等干扰能力。
11、微机保护监控装置具有较高绝缘水平和较高耐压水平，以保证保护监控装置长期可靠运行。
12、微机保护监控装置对变电所接地电阻无特殊要求，无需抗干扰端子。
1． 3通信网络选型原则
1、通信网络选用总线型通信网络，如CAN总线、LON总线等，满足标准规约，直接构成分布式系统；
2、通信网络具有高可靠性，抗强电磁干扰能力强，具有非破坏性总线裁决技术，即当一台保护监控装置通信故障时，不能影响整个通信网络运行，有故障保护监控装置自动切断同通信网络联系，同时将故障信息送向监控主机或调度；
3、通信网络实时性能强，即当现场发生事故时，保证在重载情况下各种数据安全可靠传输到监控系统，不死机。
4、通信网络具有很完整自检功能。
5、断路器控制必须能实现远方遥控跳合闸，遥控跳合闸执行正确率必须为100%，开关就地必须保留手动的强电控制回路。
6、通信电缆选用屏蔽双绞线。
7、通信网络对接地电阻无特殊要求。
1． 4站控监控层选型原则
1、站控监控层分为带主机模式和不带监控主机模式，带主机模式，可建一小控制室，面积为10平方。不带监控主机模式，可以不建主控制室。
2、同调度连接可通过监控主机或网络管理单元连接，最好选用网络管理单元同调度相连，监控主机只做当地监控功能。
3、监控主机或网络管理单同保护监控装置通过通信网络联络，监控主机只作日常管理和监视工作；监控主机或数据通信控制装置可通过POLLING、CDT、DNP3.0、u4F、IEC－60870－101等规约通调度相连，实现远方调度集中监控。
4、监控软件必须全部汉化，必须具有完整密码功能。
5、监控软件功能必须完整。
1． 5户外端子箱选型原则
1、采用双层结构，外层为材料为不锈钢，内层选用负离锌板材。
2、全面考虑户外端子箱的防雨、防潮、抗高温、低温能力，能达IP5级。
3、合理设计端子箱布置，合理考虑检修、运行方便性。
4、所有端子箱尽量设计标准、统一。
2、全分散式户外变电站自动化系统在白云变电所应用情况
2．1白云变电所情况
白云66kV变电所位于辽宁丹东市东港开发区内，1999年05月01日投运，现有31.5MVA主变压器1台，有载调压，17个档位,10kV出线6回。白云66kV变电所是一座小型化、户外型的综合自动化变电所，全部设备户外布置。
2．2自动化系统特点
2．2．1白云变电所自动化系统特点
白云变电所的综合自动化部分采用北京德威特电力系统自动化有限公司生产的DVPS-600F系统.该系统最显著的特点是可在恶劣的环境下(如低温、潮湿、强电磁场干扰、有害气体、灰尘等)长期可靠运行，适合东北恶劣的气候环境。
北京德威特电力系统自动化有限生产的DVPS－600F系统，是目前国内比较先进的适合恶劣气候特点的综合自动化系统，是白云变电所所有设备的核心。
DVPS－600F是专门为变电站进行成套设计的面向用户的开放式软硬件系统、分布式安装变电站综合自动化系统。该系统分为变电站层、间隔层、通信网络层；系统突出解决了变电站间隔层微机保护监控装置（DVP600系列微机保护监控装置）在恶劣环境下（如低温、潮湿、强电磁场干扰、有害气体、灰尘等)长期可靠运行问题；突出解决了变电站综合自动化系统中变电站层和间隔层之间通讯网络的可靠性、快速性和多种规约的兼容性问题。突出解决了变电站综合自动化系统同地区电网调度自动化系统之间通讯的可靠性、快速性和多种规约的兼容性问题。
白云变电站综合自动化系统主机和县调主机之间数据由调制解调器再通过光缆连接在一起；变电站综合自动化层又由主机和对应于现场间隔的微机保护监控通过实时通讯网络（CAN网）连接在一起。
整个自动化系统的基础成员是DVP－600系列微机保护监控装置和DVP－611分散式微机监控装置。微机保护装置、微机监控装置由多微机协调工作，双重化硬件配置，每台一次设备单元对应于一个独立微机保护装置，专责于设备的保护、测量、控制、信号；所有微机监控装置装于户外端子箱上，脉冲电度表脉冲数接入保护监控装置电度接口；保护监控装置动作和运行不依赖通讯网和监控主机；事故音响信号和预告音响信号由DVP－601微机中央信号监控装置独立构成，即变电站中央信号系统不依赖监控主机；变电站间隔层（微机保护监控装置和微机监控装置）通过实时通讯网（CAN网）同监控主机相连。监控主机通过CAN网从变电站间隔层微机保护监控装置、微机监控装置获取信息，监控主机只负责全变电站日常管理工作和实现变电站远方监控；改变以前必须将微机保护监控装置、微机监控装置、RTU装置集中组屏放于主控制室的传统做法，从而极大减化变电站的二次接线，缩小变电站的占地面积，节约投资，提高整个综合自动化运行情况。所有遥控、遥测、遥信、遥调均通过调度完成，实现变电所为无人值班。
2．2．2 DVPS－600F全分散式自动化系统特点 典型的分布式系统
系统纵向分为三层，即站控层、间隔层及通信网络层。间隔层设备在横向按变电站一次设备分布式布置，相互独立。仅通过屏蔽双绞线构成总线式CAN通信网相联，其功能齐全、配置灵活、具有极高的可靠性，被认为是综合自动化技术的发展趋势。
微机保护监控装置全户外安装
微机保护监控装置不集中组柜安装于主控制室，所有微机保护监控装置全部安装于户外端子箱上，取消
变电所主控制室，只设一间10平方米工具间。小间供安装通信设备及直流屏用。不用修建电缆沟，几乎没
有二次电缆，变电站土建工程大为减少，极大降低工程造价。且运行维护十分方便。
系统抗环境温度及电磁干扰能力强
系统保护监控装置装于端子箱上已经经过环境温度－30℃低温和环境温度为＋40℃高温多年运行考验，系
统稳定运行，通信网络可靠，无任何拒动和误动记录。
自动化程度高、可靠性高
采用本系统可以取消常规模拟屏、常规操作控制台。间隔层设备保护、监控及自动装置由现场就地独立完成，间隔层设备同站控监控系统仅通过通信网络连接。保护动作、自动装置动作、备用电源自投不依赖通信网络，间隔层设备同过普通屏蔽双绞线CAN网络同站控主机相连，站控制主机只做监控管理工作。
交直流两用
整个自动化系统交直流两用，既可以用交流操作电源，又可以用直流操作电源。使用十分方便。采用成熟的现场总线技术
站级层采用工业现场控制总线---CAN总线。由CAN总线构成的变电站综合自动化系统，是一种总线式网络
系统，具有扩展方便，抗强电磁干扰能力强，传输速率高，无数据瓶颈，温度适应范围宽等优点，特别适合
变电站恶劣的工作环境。
开放式、易扩展性系统设计
通过采用DVP－602微机数据通信控制装置所带国 际国内公认的标准规约及接口方式（如RS485，RS232等），可方便的与其他公司相关的智能设备相连，并进行信息交换；另外，充分考虑到变电站扩建、改造等因素，间隔层设备基于模块化设计，可根据要求任意配置，变电站层设备配置灵活。
远动信息直采直送
远动与监控系统共用间隔层的保护监控装置传送来的信息，达到分布式RTU技术要求标准，满足调度自动化信息直采直送的要求。
分散式低周减载及分散式小电流接地选线功能
分散式采集各出线回路零序电流和零序谐波电流方向，通过DVP－602或后台系统集中比较，实现小电流接地
选线功能。
电压无功综合控制功能
可通过调度系统和当地监控，实现变电所远方调压及电压无功综合控制功能。
2．2．3 DVP－600全分散式微机保护监控装置特点
分散式
按每个功能单元(间隔)对应于一个小机箱设计，装置可下放到开关(现场)附近安装，同主机之间由CAN总线通迅电缆联络。统计表明，发电厂,变电站大量复杂的二次连接电缆接触不良是造成发电厂,变电站发生恶性事故的重要原因之一。把监控保护功能分散到就地独立完成，仅由普通屏蔽双绞线和主机联络，主机只作日常管理工作，避免了以往将所有测量、控制、保护、信号线都接入主控室，极大地减化了二次接线,节省了投资,提高了系统可靠性及可维护性、减少了事故隐患。
硬件标准化
机箱由四块小插件组成，电路原理简单、易于掌握，插件硬件通用,不需任何调节就可互换到DVP600系列不同用途的机箱中,更换后测量精度不受影响，便于系统快速修复。
微机保护微机监控既统一又不丧失独立性
在同一机箱内将各功能分散到保护CPU、监控CPU、通讯CPU中并行处理，保护 CPU一个插件、监控CPU和通讯CPU一个插件，各插件独立工作，由串行通讯联络，保护插件和监控插件分别由各自独立电源供电，独立跳合闸出口继电器。
微机保护硬件双重化设计
双重化装置开关电源，双重化保护CPU，多重化出口继电器。
先进高速的通讯方式
采用高可靠的CAN总线工业控制现场网络，网上任意设备间均可直接进行数据交换，接口芯片自动完成网络协议和校验，监控主站数量任意增减，彻底克服了主从式网络结构的瓶颈现象。
高可靠性
所有元件均采用CMOS工业级芯片,抗干扰能力强,故障率极低,独特的布线设计，电磁屏蔽、软硬件冗余、瞬态抑制等措施使装置具有很高的抗干扰能力，任一元件损坏均保证自动进行及时有效的处理,任何情况下不影响正常工作。
全密封钢结构防振机箱
由于低功耗无须考虑散热，机箱采用了全密封结构，使灰尘、潮湿、有害气体的影响大大降低，再加上宽温度的工作范围，使装置适合于安装在控制现场，改变了过去微机监控装置必须安装在主控室，以及要求加空调和室内密封的传统做法。
超低功耗设计 装置电源交直流220V通用，电源功耗4.5W，交流电压功耗低于0.1VA，交流电流功耗低于0.25VA,中间没有变送器环节。
开关量使用+220V电压输入
以往微机监控使用+24V作开入量电源，由于发电厂，变电站强磁场干扰，信号误报现象时有发生，本装置直接使用直流+220V作开入电源，既简化接线又消除信号误报现象。
完整的电气防跳及控制回路
装置具有开关的防跳继电器和常规控制回路的接口。用于交流操作防跳继电器外附。
灵活的硬件组态工作方式
小机箱模拟量中任一个均可由厂家和用户协商任意定义为电流或电压输入；开关量中任一个也可定义为脉冲或电平方式,以及进行计数和事件记录等;出口继电器可以任意指派其作用,以便满足各种特殊功能的要求。
显示整定简单方便
三个按键四位显示器可以显示修改一切参数，无须记忆操作命令。
独立遥控跳合闸执行继电器
可选择遥控跳合闸继电器输出,由压板单独投退。
测量CT和保护CT回路分开
保护电流和测量电流回路独立；既保证了测量精度又保证了保护回路的安全性。
开关事件记录
直接记录外部11个开关状态事件的时间及顺序并对脉冲计数，对不同的应用11个开关状态定义可以不同。
PT断线报警
任一相电压断线时发PT断线报警信号。装置故障报警
当装置自检发现有不可恢复的错误时发报警信号。
控制回路断线报警
当采用断路器控制时，控制电源保险熔断或跳闸回路断线或合闸回路断线时均发控制回路断线报警。
遥控输出
独立遥控跳合闸空接点输出,由外部联接片投退。
遥信量
各保护信号,故障参数,开关量事件记录。
网络通信
总线式,普通屏蔽双绞线,直接同PC机连接。
2．2．4 白云变电所设备配置情况
2．2．4．1微机保护监控装置配置情况 1、10kV线路保护监控：配置DVP－631微机线路保护监控装置
2、主变器保护监控：
配置DVP－621微机变压器差动保护装置
配置DVP－622微机主变器后备保护装置
配置DVP－611分散式微机监控装置3、66kV线路保护监控：配置DVP－693微机线路保护监控装置
4、电压互感器监控：配置DVP－671微机PT监控装置
5、中央信号监控：配置DVP－601微机中央信号监控装置
2．2．4．2监控系统配置情况
1、硬件：配置台湾研发工业控制机，显示器PHLIPS 21,UPS 三特1KVA 2小时，CAN网络控制器,光端机
2、软件:配置DVPS-600变自动化系统软件
2．2．5 白云变电所自动化系统运行情况
白云变电所于1999年5月11日投入运行，到2001年12月投运已2年6个月，经过多次系统故障和异常情况的检验，所有设备和装置动作正确、运行可靠，未发现异常情况。
一些主要情况简要介绍如下： 1、99年6月13日，友好线速断保护动作跳闸，重合成功。故障原因：拉开友好线78号负荷开关时因开关分闸速度慢引起三相短路。
2、99年6月18日，东港集控站显示白云变水产线C相全接地，经巡线发现水产线锦江分22＃右2变台避雷器C相爆炸。现场情况与集控站显示一致、正确。
3、99年6月19日，东港集控站显示白云变水产线A相全接地，经巡线发现水产线锦江分苇场线用户自维线路A相瓷瓶击穿。现场情况与集控站显示一致、正确。
4、99年9月25日03时22分，东港集控站显示白云变水产线C相全接地，05时03分接地消除。现场情况与集控站显示一致、正确。
5、2001年7月10日，白云变电压互感器故障引发母线短路，主变过流保护正确动作跳闸，重合成功，避免了故障的扩大。
白云变运行后，经历了多次故障和异常考验，综合自动化设备反映准确。特别是多次接地故障，当地主机不仅正确反映了接地，而且对接地线路判断正确，不必通过拉合开关来选择接地线路，不仅减少了停电损失，而且减少操作次数，最大限度的避免了误操作。
6、2001年01月份，丹东地区恰遇50年不遇的低温，东港地区最低温度近－30℃，白云变的户外设备经历了严峻考验,但无任何异常发生。
7、东港集控站对白云变远方操作几百次，均全部正确执行。因东港市改造需要，白云变投运后多次带送东沟变电所部分负荷，拉合开关操作均由集控站进行。无一失败。
8、白云变电所地处东港沿海地区，空气潮湿，设备易腐蚀。但白云变电所运行两年多来，经受住了考验，无任何异常发生。
9、白云变所主要考核指标完成较好，达到实用化要求：
1、遥信正确率：100%
2、遥控正确率：100%
3、遥调正确率：100%
4、遥测精度：满足要求
5、监控系统可靠率：100%
3、结论
本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述，说明微机保护监控装置安装于户外端子箱上是完全可行的，以全分散式微机保护监控装置为基础全分散式户外变电站自动化系统是完全可行的。通过辽宁丹东电业局白云66kV变电所设备配置运行情况，证明以分散式微机保护监控装置为基础的全分散式户外变电站自动化系统，特别值得在城农网中推广应用，符合变电站向小型化发展方向
第四篇：全分散式户外变电站自动化系统在变电站中应用概要
全分散式户外变电站自动化系统在变电
站中应用(1)
本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述，说明微机保护监控装置装于户外端子箱上是完全可行的，以全分散式微机保护监控装置为基础全分散式户外变电站自动化系统是完全可行的。通过辽宁丹东电业局白云66kV变电所设备配置运行情况分析，证明全分散式户外变电站自动化系统，特别值得在城农网中推广应用，符合变电站向小型化发展方向。
关键词：微机保护监控 户外端子箱 变电站自动化系统 小型化
0、引言
长期以来，我国在变电站自动化系统建设中，一直存在着一种观念，不管变电站规模如何，微机保护监控装置均集中组屏安装于主控制室，尽管目前分散式微机保护测控装置大量装于开关上，但对于开关为户外开关的保护监控装置，仍然采用集中组屏安装于主控制室；导致这一观念的原因是，大家一直担心微机保护监控装置安装于户外端子箱运行可靠性和通信网络在户外铺设运行可靠性；担心微机保护监控装置在户外运行受温度、恶劣环境等影响，微机保护监控装置不能长期运行和可靠动作；担心产品使用寿命缩短和运行维护困难等。基于以上原因，微机保护监控装置大量安装于户外端子箱上，一直没有大量推广应用；导致采用以全分散式微机保护监控装置为基础变电站自动化系统，二次电缆并未减少，电缆沟施工工作量同选用电磁型继电保护情况完全一样，主控制室面积仍未缩小甚至取消，全分散式户外微机变电站自动化系统优越性能未得到充分发挥，严重影响变电站向小型化方向发展。本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述和实际应用举例，说明满足选型原则微机保护监控装置及变电站自动化系统均可应用于户外变电站，有利于变电站小型化。
1、全分散式户外变电站自动化系统选型原则
1．1一般原则
全分散式户外变电站综合自动化系统，分为三层：间隔设备层、通信网络层、站控监控层；间隔设备层完成线路、电容器、变压器等设备现场控制、监测及保护功能，装于户外端子箱上；通信网络层主完成各种设备通信功能及各种智能设备、自动装置等通信接口功能；站控监控层主完成全站数据采集与处理、断路器控制等监控功能。整个自动化系统可完成变电站遥控、遥信、遥测、遥调等功能，实现变电站无人值班或少人值班。
1． 2微机保护监控装置选型原则
1、微机保护监控装置必须为全分散式设计，即保护监控装置功能按一次设备间隔设计，保护监控装置可下放到户外端子箱安装。
2、微机保护监控装置结构必须为全密封结构，以提高装置抗恶劣环境能力（如潮湿、温度、灰尘、有害气体等）。
3、硬件标准化且完全通用，有利于运行维护。
4、微机保护监控装置独立完成各设备的保护、测量、控制、信号功能，能同调度或后台配合，完成“四遥”功能，且保护动作不依赖通信网络。
5、微机保护监控装置出口最好为独立出口、带独立信号，具有独立遥控跳合闸执行继电器，以提高保护监控装置可靠性和符合我国运行习惯。
6、微机保护监控装置交直流通用，装置电源范围宽。
7、具有事故记录、故障录波等功能。
8、由于装于户外端子箱上，显示部分最好选用数码管。
9、微机保护监控装置抗电磁干扰能力强，具有抗共模、差模、静电、辐射电磁场、快速瞬变等干扰能力。
11、微机保护监控装置具有较高绝缘水平和较高耐压水平，以保证保护监控装置长期可靠运行。
12、微机保护监控装置对变电所接地电阻无特殊求，无需抗干扰端子。
1． 3通信网络选型原则
1、通信网络选用总线型通信网络，如CAN总线、LON总线等，满足标准规约，直接构成分布式系统；
2、通信网络具有高可靠性，抗强电磁干扰能力强，具有非破坏性总线裁决技术，即当一台保护监控装置通信故障时，不能影响整个通信网络运行，有故障保护监控装置自动切断同通信网络联系，同时将故障信息送向监控主机或调度；
3、通信网络实时性能强，即当现场发生事故时，保证在重载情况下各种数据安全可靠传输到监控系统，不死机。
4、通信网络具有很完整自检功能。
5、断路器控制必须能实现远方遥控跳合闸，遥控跳合闸执行正确率必须为100%，开关就地必须保留手动的强电控制回路。
6、通信电缆选用屏蔽双绞线。
7、通信网络对接地电阻无特殊求。
1． 4站控监控层选型原则
1、站控监控层分为带主机模式和不带监控主机模式，带主机模式，可建一小控制室，面积为10平方。不带监控主机模式，可以不建主控制室。
2、同调度连接可通过监控主机或网络管理单元连接，最好选用网络管理单元同调度相连，监控主机只做当地监控功能。
3、监控主机或网络管理单同保护监控装置通过通信网络联络，监控主机只作日常管理和监视工作；监控主机或数据通信控制装置可通过POLLING、CDT、DNP3.0、u4F、IEC－60870－101等规约通调度相连，实现远方调度集中监控。
4、监控软件必须全部汉化，必须具有完整密码功能。
5、监控软件功能必须完整。
1． 5户外端子箱选型原则
1、采用双层结构，外层为材料为不锈钢，内层选用负离锌板材。
2、全面考虑户外端子箱的防雨、防潮、抗高温、低温能力，能达IP5级。
3、合理设计端子箱布置，合理考虑检修、运行方便性。
4、所有端子箱尽量设计标准、统一。
2、全分散式户外变电站自动化系统在白云变电所应用情况
2．1白云变电所情况
白云66kV变电所位于辽宁丹东市东港开发区内，1999年05月01日投运，现有31.5MVA主变压器1台，有载调压，17个档位,10kV出线6回。白云66kV变电所是一座小型化、户外型的综合自动化变电所，全部设备户外布置。
2．2自动化系统特点
2．2．1白云变电所自动化系统特点
白云变电所的综合自动化部分采用北京德威特电力系统自动化有限公司生产的DVPS-600F系统.该系统最显著的特点是可在恶劣的环境下(如低温、潮湿、强电磁场干扰、有害气体、灰尘等)长期可靠运行，适合东北恶劣的气候环境。
摘本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述，说明微机保护监控装置装于户外端子箱上是完全可行的本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。
北京德威特电力系统自动化有限生产的DVPS－600F系统，是目前国内比较先进的适合恶劣气候特点的综合自动化系统，是白云变电所所有设备的核心。
DVPS－600F是专门为变电站进行成套设计的面向用户的开放式软硬件系统、分布式安装变电站综合自动化系统。该系统分为变电站层、间隔层、通信网络层；系统突出解决了变电站间隔层微机保护监控装置（DVP600系列微机保护监控装置）在恶劣环境下（如低温、潮湿、强电磁场干扰、有害气体、灰尘等)长期可靠运行问题；突出解决了变电站综合自动化系统中变电站层和间隔层之间通讯网络的可靠性、快速性和多种规约的兼容性问题。突出解决了变电站综合自动化系统同地区电网调度自动化系统之间通讯的可靠性、快速性和多种规约的兼容性问题。
白云变电站综合自动化系统主机和县调主机之间数据由调制解调器再通过光缆连接在一起；变电站综合自动化层又由主机和对应于现场间隔的微机保护监控通过实时通讯网络（CAN网）连接在一起。
整个自动化系统的基础成员是DVP－600系列微机保护监控装置和DVP－611分散式微机监控装置。微机保护装置、微机监控装置由多微机协调工作，双重化硬件配置，每台一次设备单元对应于一个独立微机保护装置，专责于设备的保护、测量、控制、信号；所有微机监控装置装于户外端子箱上，脉冲电度表脉冲数接入保护监控装置电度接口；保护监控装置动作和运行不依赖通讯网和监控主机；事故音响信号和预告音响信号由DVP－601微机中央信号监控装置独立构成，即变电站中央信号系统不依赖监控主机；变电站间隔层（微机保护监控装置和微机监控装置）通过实时通讯网（CAN网）同监控主机相连。监控主机通过CAN网从变电站间隔层微机保护监控装置、微机监控装置获取信息，监控主机只负责全变电站日常管理工作和实现变电站远方监控；改变以前必须将微机保护监控装置、微机监控装置、RTU装置集中组屏放于主控制室的传统做法，从而极大减化变电站的二次接线，缩小变电站的占地面积，节约投资，提高整个综合自动化运行情况。所有遥控、遥测、遥信、遥调均通过调度完成，实现变电所为无人值班。
2．2．2 DVPS－600F全分散式自动化系统特点
典型的分布式系统
系统纵向分为三层，即站控层、间隔层及通信网络层。间隔层设备在横向按变电站一次设备分布式布置，相互独立。仅通过屏蔽双绞线构成总线式CAN通信网相联，其功能齐全、配置灵活、具有极高的可靠性，被认为是综合自动化技术的发展趋势。
微机保护监控装置全户外安装
微机保护监控装置不集中组柜安装于主控制室，所有微机保护监控装置全部安装于户外端子箱上，取消
变电所主控制室，只设一间10平方米工具间。小间供安装通信设备及直流屏用。不用修建电缆沟，几乎没
有二次电缆，变电站土建工程大为减少，极大降低工程造价。且运行维护十分方便。
系统抗环境温度及电磁干扰能力强
系统保护监控装置装于端子箱上已经经过环境温度－30℃低温和环境温度为＋40℃高温多年运行考验，系
统稳定运行，通信网络可靠，无任何拒动和误动记录。
自动化程度高、可靠性高
采用本系统可以取消常规模拟屏、常规操作控制台。间隔层设备保护、监控及自动装置由现场就地独立完成，间隔层设备同站控监控系统仅通过通信网络连接。保护动作、自动装置动作、备用电源自投不依赖通信网络，间隔层设备同过普通屏蔽双绞线CAN网络同站控主机相连，站控制主机只做监控管理工作。
交直流两用
整个自动化系统交直流两用，既可以用交流操作电源，又可以用直流操作电源。使用十分方便。
采用成熟的现场总线技术
站级层采用工业现场控制总线---CAN总线。由CAN总线构成的变电站综合自动化系统，是一种总线式网络
系统，具有扩展方便，抗强电磁干扰能力强，传输速率高，无数据瓶颈，温度适应范围宽等优点，特别适合 变电站恶劣的工作环境。
开放式、易扩展性系统设计
通过采用DVP－602微机数据通信控制装置所带国际国内公认的标准规约及接口方式（如RS485，RS232等），可方便的与其他公司相关的智能设备相连，并进行信息交换；另外，充分考虑到变电站扩建、改造等因素，间隔层设备基于模块化设计，可根据求任意配置，变电站层设备配置灵活。
远动信息直采直送
远动与监控系统共用间隔层的保护监控装置传送来的信息，达到分布式RTU技术求标准，满足调度自动化信息直采直送的求。
分散式低周减载及分散式小电流接地选线功能
分散式采集各出线回路零序电流和零序谐波电流方向，通过DVP－602或后台系统集中比较，实现小电流接地
选线功能。
电压无功综合控制功能
可通过调度系统和当地监控，实现变电所远方调压及电压无功综合控制功能。
2．2．3 DVP－600全分散式微机保护监控装置特点
分散式
按每个功能单元(间隔)对应于一个小机箱设计，装置可下放到开关(现场)附近安装，同主机之间由CAN总线通迅电缆联络。统计表明，发电厂,变电站大量复杂的二次连接电缆接触不良是造成发电厂,变电站发生恶性事故的重原因之一。把监控保护功能分散到就地独立完成，仅由普通屏蔽双绞线和主机联络，主机只作日常管理工作，避免了以往将所有测量、控制、保护、信号线都接入主控室，极大地减化了二次接线,节省了投资,提高了系统可靠性及可维护性、减少了事故隐患。
硬件标准化
机箱由四块小插件组成，电路原理简单、易于掌握，插件硬件通用,不需任何调节就可互换到DVP600系列不同用途的机箱中,更换后测量精度不受影响，便于系统快速修复。
微机保护微机监控既统一又不丧失独立性
在同一机箱内将各功能分散到保护CPU、监控CPU、通讯CPU中并行处理，保护 CPU一个插件、监控CPU和通讯CPU一个插件，各插件独立工作，由串行通讯联络，保护插件和监控插件分别由各自独立电源供电，独立跳合闸出口继电器。
摘本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述，说明微机保护监控装置装于户外端子箱上是完全可行的本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。
微机保护硬件双重化设计
双重化装置开关电源，双重化保护CPU，多重化出口继电器。
先进高速的通讯方式
采用高可靠的CAN总线工业控制现场网络，网上任意设备间均可直接进行数据交换，接口芯片自动完成网络协议和校验，监控主站数量任意增减，彻底克服了主从式网络结构的瓶颈现象。
高可靠性
所有元件均采用CMOS工业级芯片,抗干扰能力强,故障率极低,独特的布线设计，电磁屏蔽、软硬件冗余、瞬态抑制等措施使装置具有很高的抗干扰能力，任一元件损坏均保证自动进行及时有效的处理,任何情况下不影响正常工作。
全密封钢结构防振机箱
由于低功耗无须考虑散热，机箱采用了全密封结构，使灰尘、潮湿、有害气体的影响大大降低，再加上宽温度的工作范围，使装置适合于安装在控制现场，改变了过去微机监控装置必须安装在主控室，以及求加空调和室内密封的传统做法。
超低功耗设计
装置电源交直流220V通用，电源功耗4.5W，交流电压功耗低于0.1VA，交流电流功耗低于0.25VA,中间没有变送器环节。
开关量使用 220V电压输入
以往微机监控使用 24V作开入量电源，由于发电厂，变电站强磁场干扰，信号误报现象时有发生，本装置直接使用直流 220V作开入电源，既简化接线又消除信号误报现象。
完整的电气防跳及控制回路
装置具有开关的防跳继电器和常规控制回路的接口。用于交流操作防跳继电器外附。
灵活的硬件组态工作方式
小机箱模拟量中任一个均可由厂家和用户协商任意定义为电流或电压输入；开关量中任一个也可定义为脉冲或电平方式,以及进行计数和事件记录等;出口继电器可以任意指派其作用,以便满足各种特殊功能的求。
显示整定简单方便
三个按键四位显示器可以显示修改一切参数，无须记忆操作命令。
独立遥控跳合闸执行继电器
可选择遥控跳合闸继电器输出,由压板单独投退。
测量CT和保护CT回路分开
保护电流和测量电流回路独立；既保证了测量精度又保证了保护回路的安全性。
开关事件记录
直接记录外部11个开关状态事件的时间及顺序并对脉冲计数，对不同的应用11个开关状态定义可以不同。
PT断线报警
任一相电压断线时发PT断线报警信号。
装置故障报警
当装置自检发现有不可恢复的错误时发报警信号。
控制回路断线报警
当采用断路器控制时，控制电源保险熔断或跳闸回路断线或合闸回路断线时均发控制回路断线报警。
遥控输出
独立遥控跳合闸空接点输出,由外部联接片投退。
遥信量
各保护信号,故障参数,开关量事件记录。
网络通信
总线式,普通屏蔽双绞线,直接同PC机连接。
2．2．4 白云变电所设备配置情况
2．2．4．1微机保护监控装置配置情况 1、10kV线路保护监控：配置DVP－631微机线路保护监控装置
2、主变器保护监控：
配置DVP－621微机变压器差动保护装置
配置DVP－622微机主变器后备保护装置
配置DVP－611分散式微机监控装置3、66kV线路保护监控：配置DVP－693微机线路保护监控装置
4、电压互感器监控：配置DVP－671微机PT监控装置
5、中央信号监控：配置DVP－601微机中央信号监控装置
2．2．4．2监控系统配置情况
1、硬件：配置台湾研发工业控制机，显示器PHLIPS 21,UPS 三特1KVA 2小时，CAN网络控制器,光端机
2、软件:配置DVPS-600变自动化系统软件
2．2．5 白云变电所自动化系统运行情况
白云变电所于1999年5月11日投入运行，到2001年12月投运已2年6个月，经过多次系统故障和异常情况的检验，所有设备和装置动作正确、运行可靠，未发现异常情况。
一些主情况简介绍如下： 1、99年6月13日，友好线速断保护动作跳闸，重合成功。故障原因：拉开友好线78号负荷开关时因开关分闸速度慢引起三相短路。
2、99年6月18日，东港集控站显示白云变水产线C相全接地，经巡线发现水产线锦江分22＃右2变台避雷器C相爆炸。现场情况与集控站显示一致、正确。
3、99年6月19日，东港集控站显示白云变水产线A相全接地，经巡线发现水产线锦江分苇场线用户自维线路A相瓷瓶击穿。现场情况与集控站显示一致、正确。
4、99年9月25日03时22分，东港集控站显示白云变水产线C相全接地，05时03分接地消除。现场情况与集控站显示一致、正确。
5、2001年7月10日，白云变电压互感器故障引发母线短路，主变过流保护正确动作跳闸，重合成功，避免了故障的扩大。
白云变运行后，经历了多次故障和异常考验，综合自动化设备反映准确。特别是多次接地故障，当地主机不仅正确反映了接地，而且对接地线路判断正确，不必通过拉合开关来选择接地线路，不仅减少了停电损失，而且减少操作次数，最大限度的避免了误操作。
6、2001年01月份，丹东地区恰遇50年不遇的低温，东港地区最低温度近－30℃，白云变的户外设备经历了严峻考验,但无任何异常发生。
7、东港集控站对白云变远方操作几百次，均全部正确执行。因东港市改造需，白云变投运后多次带送东沟变电所部分负荷，拉合开关操作均由集控站进行。无一失败。
8、白云变电所地处东港沿海地区，空气潮湿，设备易腐蚀。但白云变电所运行两年多来，经受住了考验，无任何异常发生。
9、白云变所主考核指标完成较好，达到实用化求：
1、遥信正确率：100%
2、遥控正确率：100%
3、遥调正确率：100%
4、遥测精度：满足求
5、监控系统可靠率：100%
3、结论
本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述，说明微机保护监控装置安装于户外端子箱上是完全可行的，以全分散式微机保护监控装置为基础全分散式户外变电站自动化系统是完全可行的。通过辽宁丹东电业局白云66kV变电所设备配置运行情况，证明以分散式微机保护监控装置为基础的全分散式户外变电站自动化系统，特别值得在城农网中推广应用，符合变电站向小型化发展方向。
摘本文通过对全分散式变电站自动化系统选型原则描述，说明微机保护监控装置装于户外端子箱上是完全可行的本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。
第五篇：国家能源应用技术研究及工程示范项目
国家能源应用技术研究及工程示范项目 “严重事故预防与缓解措施的研究与试验验证”
申报指南
一、指南说明
伴随我国经济发展对能源需求的迅速增长，供需矛盾日趋尖锐。长期以来，火电在能源中占的比例很大，由此带来的环境和运输的问题已经非常严重。而且随着世界范围内石油、煤炭等传统资源的日趋减少，为满足世界未来能源需求的大幅增长，必须要发展其他可替代能源。核电作为清洁、安全的能源方式，是我国优化能源结构、保护生态环境、满足经济社会发展对能源需求的有效选择。
2007年国务院正式批准了《国家核电发展专题规划(2005-2020年)》，随着规划实施以来，我国核电正在从“适度发展”到“加快推进”，建设规模世界第一，核电进入了大规模、快速发展的新时期。从目前核电发展的进展来看，规划提出的目标有望提前五年实现，各方面的进展情况也大大超过预期。
“十二五”能源发展的指导思想是——转变能源发展方式为主线，合理控制能源消费总量，大力调整能源结构，积极开展能源国际合作。“十二五”能源发展明确“在确保安全的基础上高效发展核电”。
核电行业相关的单位面对新的发展形势，积极地探索核电的管理体制，建造、营运管理模式，取得了一定经验和良好实践。但是与国际核发达国家相比，我们国家的核电基础力量和设施薄弱，技术水平仍处于相对落后的状态。日本福岛核电事故发生后，核电安全以及事故后的应对已经成为核能领域必须要重点考虑的问题。如何降低现役和新建核电厂严重事故发生的可能性，如何提高核电厂预防和缓解严重事故的能力、降低事故后果对公众
和环境的影响，如何提升核安全监管水平、提高公众心理承受能力、正确对待舆论压力，是核电发展所面临和亟待解决的问题。
综合考虑本项目的特点，本项目委托“中核集团中国核电工程有限公司”作为项目的组织单位，编写项目申报书。符合申报条件的单位可申请本项目的课题，对于具备三个以上优势单位的课题，通过专家论证确定课题的承担单位。项目论证和课题论证同时进行。
二、指南内容
1、项目名称
严重事故预防与缓解措施的研究与试验验证
2、项目总体目标
本项目的总体目标是吸取福岛核电事故经验，针对国内目前情况，开展核电厂乏燃料贮存设施的安全研究；开展核电厂严重事故预防与缓解措施的研究以及试验验证；开展电厂损伤状态评价程序以及核应急体系响应能力评估方法研究。通过上述工作，降低包括乏燃料水池在内的核电厂严重事故发生的可能性，并且具有相应的设施和规程缓解事故后果，对应急体系响应能力有明确认识。从严重事故预防、缓解以及应急方面减轻事故影响，降低核电对环境和公众可能造成的危害，提高国内核电厂总体安全水平。
3、项目的课题设臵
课题1: 核电厂乏燃料贮存设施的安全研究 研究内容：
综合运用确定论和概率论方法对核电厂乏燃料贮存设施的安全性进行分析，确定导致燃料元件损坏的主要事故序列及向环境释放的源项。根据分析结果找出核电厂乏燃料贮存设施的薄弱环节并提出改进建议。同时，考虑到核电厂乏燃料贮存设施事故
后的管理，开发相应的严重事故管理策略。
考核指标：
（1）核电厂乏燃料贮存设施安全分析报告；（2）核电厂乏燃料贮存设施事故源项分析报告；（3）核电厂乏燃料贮存设施严重事故管理策略。国拨经费控制额：600万元
课题2: 严重事故预防与缓解措施研究 研究内容：
（1）对已发生过的严重事故进行调研，对主要的事故现象以及可能造成的后果进行分析，结合当前电厂设施的实际情况，评价其缓解事故的能力；
（2）开展概率论和确定论分析，提出严重事故管理所需系统、设备及相关仪表的技术要求；
（3）针对福岛发生的严重事故，对核电厂设计中未采用，但可能用于严重事故预防与缓解的措施进行理论分析和验证研究，确认这些措施缓解事故的有效性；
（4）除硬件改进外，软件方面需开发考虑上述措施的严重事故管理导则，有效利用电厂硬件进行严重事故的缓解。
考核指标：
（1）电厂缓解事故能力评价报告；
（2）严重事故管理相关系统、设备及仪表的技术要求；（3）严重事故预防与缓解措施的分析和试验验证；（4）严重事故管理导则。国拨经费控制额：2400万元
课题3: 电厂损伤状态评价程序以及核应急体系响应能力评估方法研究
研究内容：
（1）通过调研国内外堆芯损伤评价方法以及国内外用于评价电厂严重事故缓解系统状态的评价方法，为国内现有堆芯损伤评价和电厂严重事故缓解系统状态评价技术提供改进建议；
（2）改进国内现有堆芯损伤评价程序，以便于在事故后能即时获知堆芯损伤程度以及电厂系统可用性情况，为应急计划提供必要的输入条件；
（3）研究并提出核应急体系能力评估的方法，并对我国核应急体系能力开展实际的评估分析，验证该方法的有效性。
考核指标：
（1）电厂损伤状态评价方法研究报告；（2）电厂损伤状态评价程序；
（3）核应急体系能力评估方法研究报告；（4）核应急体系能力评估案例分析报告。国拨经费控制额：1000 万元
4、项目支持年限
2011年 7月至 2014年 6月。
5、其它需说明的内容。
三、注意事项
1.课题申报者应根据本项目申报指南编写《课题申报书》、《课题概算书》。
2.课题必须由法人（单位）提出申请，法人是课题依托单位，且必须指定一名自然人担任课题申请负责人。每个课题申报只能有一个课题申请负责人和一个依托单位，课题的协作单位不能超过5家。
3.课题申请单位应符合的基本条件：在中华人民共和国境内登记注册、过去两年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录的企事业法人单位，包括：大学、科研机构等事业
法人；中方控股的企业法人。
4.课题负责人应符合的基本条件：（1）具有中华人民共和国国籍；
（2）年龄在55岁（含）以下（按指南发布之日计算）；（3）具有高级职称或已获得博士学位；
（4）每年（含跨连续）离职或出国的时间不超过6个月；
（5）过去三年内在申报和承担国家能源科技计划项目中没有不良信用记录。
5.申请者提出的国拨经费申请不得高于项目申报指南规定的国拨经费控制额，自筹经费与国拨经费的比例原则上应不低于1:1，否则不予受理。
6.课题申报受理的截止日期为2011年5月5日（星期四）17时。课题承担单位于截止日期前，将打印版申报书7本和电子版光盘报送至国家能源局能源节约和科技装备司。
7．咨询联系人及联系方式： 联系人：李晨 卢琛钰 孙嘉弥
联系电话：*** *** 010-68505693 地址：北京市西城区月坛南街38号 邮编：100824
点击咨询 