美国电网是世界上最大、最复杂的系统之一，在灯灭之前，大多数人都不会再想一想。这一由变压器、断路器、导体和保护系统组成的系统拥有超过160000英里的高压线路和估计55000个变电站，是推动美国经济发展的引擎。然而，这是一台急需调整的发动机。
据美国能源部称。70%的电网输电线路和变压器使用年限超过25年，其中一些在役部件是在大萧条之前安装的。随着我国交通系统电气化进程的加快，以及风能和太阳能等分布式发电源的快速建设，意味着随着21世纪的进一步发展，提高整个电网的可靠性变得至关重要。高压变电站的日常维护是不够的。
在这篇技术文章中，我将回顾四种最常见的变电站升级背后的电气工程，作为维护和测试计划的一部分，公用事业公司执行这些升级以提高可靠性。我还将分享我们在进行高压变电站设计时提出的一些问题。
升级变电站中的断路器
变电站电气断路器通过提供电路断开和故障清除功能来保护系统免受故障影响，较新的气体绝缘SF6断路器需要的空间比旧的充油断路器少2-3倍。安装SF6断路器时，重要的是确保任何升级与现有变电站设备良好集成。
关键问题：
现有的基础能与我的新断路器一起工作吗？
我需要任何辅助钢来支撑新的断路器吗？
现有电缆是否将被重复使用？如果是这样的话，我们将如何让他们从旧的盒子到新的盒子？
我如何在不造成绊倒危险的情况下将导管连接到我的新盒子？
新的控制箱是否可以在没有脚凳或梯子的情况下使用？如果没有，任何台阶或平台必须保持适当的NESC间隙。
断路器是否为系统功率因数调节的电容器组提供服务？
更换变电站设计中的继电器面板
过去20年来，电网最大的变化之一是广泛采用了基于微处理器的保护继电器。基于微处理器的继电器允许跨电网进行更快的通信，并提供额外的控制和监测，使系统更加灵活和适应性更强。因为它们是相互连接的，更换继电器面板可能是一项棘手的任务，但如果有周密的规划和对系统的彻底调查，这是一项可以成功完成的任务。
关键问题：
新面板将放置在哪里？在同一位置还是在新位置？
是否有旧继电器需要重新定位到新面板？
SCADA RTU系统如何集成到现有电站中？是否需要考虑任何特殊要求，如辅助继电器或报警继电器？
是否有任何新的系统要求需要纳入新的设计中，例如分离直流电源馈线或升级交流电力系统？
更换高压变电站变压器
在更换电力变压器时，通常会在施工过程中引入移动变压器。移动变压器使用成本高，可用性可能有限。因此，先进的规划和工程设计对于最大限度地减少导致项目成本上升的停机时间至关重要。
关键问题：
相位、套管方向或母线连接是否有任何变化？
新变压器的辅助电源要求是否与旧变压器相同？
CT的精度和比率是否与正在更换的变压器相同？
继电保护方案是否正在更新？
SCADA RTU和保护系统是否需要新的警报？
升级公共汽车导线和线路入口
该国输电线路和变电站的核心是将电力从一个地方输送到另一个地方的导体。变电站内的导体可能是线路上的限制因素，影响整个区域的系统容量。虽然升级公交车售票员或线路入口似乎是一个简单的过程，但你们可以通过做作业来避免陷阱。
关键问题：
我们更换这根导线是为了增加容量还是因为出现故障或热点？
我们的新导体应该是什么材料？许多公用事业公司已经对铝进行了标准化，但如果电站的其余部分是铜，或者反之亦然，则可能会令人头痛。
船员喜欢使用什么类型的配件？焊接是一种选择吗？压缩或螺栓连接怎么样？
是否有新的总线支架或隔离开关？它们的尺寸是否与旧的相同？通常情况下，最好对被更换的设备进行激光扫描，这样你就可以准确地知道一切将如何进行。
线路入口是否有配置变更？我们是否需要新的过渡极或导线布置来保持适当的间隙？
提高美国电网的可靠性是一个巨大的挑战，但也是一个令人兴奋的挑战。建立一个更加健壮、灵活和可靠的电网将需要创造性思维和先进的问题解决方法，以确保灯一直亮着。在工作开始时提出正确的问题可以节省时间、金钱，并确保为客户提供高质量的结果。
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