时间：2022-03-09 23:51:52
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能化变电站，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 ：变电站 智能化改造 技术
引言
随着电力行业的不断发展，变电站面临的挑战越来越大，加强变电站的智能化改造，是变电站发展过程中的一个重要途径，对于提高变电站的工作效率有十分重要的影响。智能化包括很多方面，比如变电站运营管理智能化、生产智能化等，加强变电站智能化改造技术的分析，也需要对变电站日常工作中的各个环节进行改进，以提高变电站工作效率。
一、 变电站智能化发展的内容
变电站智能化改造过程指的是在变电站发展过程中要采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，对变电站的各个工作环节进行有效的改进，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，对变电站生产运营过程中的各种信息进行采集、测量以及控制和监控的。在变电站智能化发展过程中应该要实现自动控制、智能调节、在线分析等功能，智能化变电站的一个重要的功能就是实现了变电站运行的自动化水平以及管理效率的提升。对各个变电站设备的功能进行完善，使得变电站的周期更长。
（一）变电站生产运营智能化
变电站设备在生产和运营过程中实现智能化是变电站发展过程中的一个重要趋势，加强变电站智能化水平的提升，可以对变电站各种设备的运行状态进行检测与控制，一旦发现任何问题，则可以自动采取相应的措施，自动进行处理，确保变电站可以正常运行。由于变电站设备生产和运营智能化是实现变电站智能化的基础环节，因此在变电站智能化过程中占据十分重要的地位。变电站设备生产和运营智能化过程不仅是对单一的设备进行检测和控制的过程，更是对多台设备组成的一个统一的系统进行控制和检测的过程。
（二） 变电站维修管理智能化
变电站的维护管理与维修智能化是变电站现代化过程中的一个必要的环节，维修和维护管理智能化包括维修信息智能化、维修备件模式化两个方面。在当前的变电站生产过程中，由于很多高科技技术的运用，对各种设备的要求变得越来越高，在日常的运营过程中必须要对变电站进行良好的维护管理，才能确保变电站的各台设备能够处于正常的工作状态，能够积极应对各种生产任务。为了确保变电站的管理和维护的智能化水平，在日常工作中可以自行对变电站进行相应的维护管理和保养，从而预防变电站的故障。与此同时要积极运用维修智能化技术，将传统的事后维修转变成为事前调节，可以在一定程度上降低变电站的运营风险。另一方面，由于变电站的智能化系统比较复杂，其中使用了很多精密的电子器件，这些电子器件的成本都比较高，结构也比较复杂，一旦出现问题，会对整个系统产生较大的影响，使得变电站智能化系统出现故障，会带来比较严重的经济损失。因此加强变电站维护管理维修智能化技术的应用，可以从根本上解决这一问题，实现对变电站自身运行状况的检测，对故障进行预防和控制，从而确保变电站的安全运营。
二、 变电站智能化发展的策略探讨
（一）在变电站生产运营过程中加强计算机技术的应用
计算机技术是一种运用综合控制理论、各种仪器仪表、计算机对工业生产过程进行检测、控制以及优化管理的重要技术。在变电站的生产和运营过程中，必须要加强对计算机技术的应用。随着计算机技术逐渐实现智能化、网络化以及集成化，变电站工作人员将很多工作内容都交给计算机去工作，通过计算机的智能化调节和控制，实现了变电站工作过程中的各种任务的完成。计算机技术中的数字化技术和总线技术、计算机控制策略等都在变电站生产运行过程中有广泛的应用，总线技术是计算机数字通信技术在工业自动化领域中深入发展的一个重要基础，此外，嵌入式计算机控制系统在变电站的发展过程中也具有十分广泛的应用，随着嵌入式计算机控制系统逐渐成熟，在变电站的日常管理过程中对嵌入式计算机的运用会更加广泛，同时也会利用计算机对变电站生产过程进行有效的控制。
（二）加强智能装置检修机制的运用
随着智能化、数字化技术的综合运用，变电站的检测维修也要逐渐实现智能化和数字化，一方面，对于各种检测机械要加强利用，要加强对检测维修机械的采购，采购过程中要进行严格管理，一旦遇到不合格的机械，要防止其进入电力生产现场。在变电站智能化建设过程中，还可以加强数字化光纤网络的运用，数字化光纤网络可以对传统的变电站的二次电缆进行有效的替代，在看不见也摸不到的网络中可以完成各种继电保护妆字号的安装，同时在定期的检测和维修的过程中也可以对这些问题进行有效的解决。
（三） 加强智能设备的安装与调试
变电站智能化发展过程中，各种设备是实现智能化的重要基础，在变电站的发展过程中，需要对各种智能装置进行严格的管理，一定要严格把关智能化装置的出厂调试量，可以减少在生产现场的调试量，使得智能化装置的工作效率更高。同时要把好设计关，在进行现场工作之前要进行检查，对所有可能出现的问题进行解决，防止对变电站的智能化水平的提升带来影响。此外，还应该要加强在线监测、遥视安防等站内辅助设备的配备，并且对各种设备进行统一的调试，使得变电站的智能化设备可以得打有效的利用。
结语
变电站智能化管理是以信息化和智能化为核心，将变电站生产运营过程中的各种问题进行有效解决的一个过程。变电站智能化是变电站发展过程中的一个重要趋势，智能化管理模式可以使得变电站的管理工作更加便捷有效，同时可以使得变电站的其他系统积极发挥相应的作用，加强变电站智能化改造，需要对变电站日常工作中的各个环节都加强改造，比如实现生产过程智能化、检修维护过程智能化、管理智能化等，旨在提高变电站的整体智能化水平。
参考文献：
[1] 冯业锋.变电站智能化改造若干关键技术研究与应用[J].山东理工大学，2012.
[2] 邵剑峰.变电站智能化改造关键技术研究与实施[J].上海交通大学，2013.
220kV变电站作为整个电网中较为重要的组成部分之一，其肩负着电压等级转换、电能传输及分配等重要任务，它的运行状况直接关系到整个电力系统的安全、可靠、经济运行。为了进一步提高变电站运行的安全性和可靠性，对其进行智能化改造已经势在必行。基于此点，本文就220kV变电站智能化改造策略进行浅谈。
关键词：220kV变电站；智能化改造；安全性；可靠性
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：
近年来，随着以太网技术、电子互感器、智能一次设备的不断发展和完善以及国际标准IEC61850的制定，给变电站智能化提供了充足的条件。在数字化变电站技术日趋成熟的同时，也给传统变电站自动化系统的应用瓶颈带来了技术上的重大突破，推广智能化变电站现已成为大势所趋。然而，若是大量新建智能化变电站前期资金投入非常可观，并且也无法解决传统变电站中存在的种种问题。为此，最佳的途径是对现有的变电站进行智能化升级改造，这样不仅节约了投资，而且还能进一步解决传统变电站中存在的问题，可谓是一举两得。借此，本文220kV变电站智能化改造策略展开探讨。
一、220kV变电站智能化改造的重要意义
现阶段，随着自动化、计算机以及通信等技术的不断发展和完善，为电力系统智能化的实现提供了必要条件。就智能化变电站而言，其属于一门包含多种专业学科的综合性技术。借助微型计算机，真正实现了对传统变电站中继电保护装置、测量方式、控制手段、通信、管理等全方位的技术改造，为我国电网运行管理带来了一次颠覆性的革命。对220kV变电站进行智能化改造具有如下几点意义：
（一）有利于提高设备运行的可靠性
220kV变电站智能化改造是以微机系统及其相关软件为基础进行设计，这种设计具有较强的分析和判断能力，可以有效地应对电力系统中各种复杂的故障，微机系统借助软件程序能够对相关硬件电路中的各个重要环节进行在线自检，这样可以进一步预防各种故障的发生，从而确保了变电站一、二次设备运行的安全性和可靠性。
（二）有利于提高供电质量
变电站智能化改造后，自动化系统中具有的电压无功自动控制功能，不仅可以进一步提高电压合格率，而且还有助于确保电力系统中各主要电气设备的安全性，从而使无功潮流变得更加合理，极大程度地降低了网损，供电质量随之显著提高。
（三）有利于提高故障处理速度
变电站智能化改造后，自动化系统能够收集更多的数据信息和信号，并在对此进行分析处理后，将结果反映给现场值班人员，同时还能提供相应的处理意见，这样一来，值班人员便可以及时准确地发现问题并处理问题，解决系统中存在的故障，以最快的速度恢复供电，有利于确保供电可靠性。
（四）有利于提高经济效益
变电站智能化改造后，电力系统中的测量数据与运行信息可以进行统一规划，并且获得的全部信息都能够由各个部分一同共享，这样大幅度节省了控制电缆。同时，由于采用的是计算机和通信技术，也使资源共享变为可能，加之硬件电路多以集成电路为主，其具有体积小、结构紧凑、功能强大等优点，极大程度地缩小了变电站的实际占地面积。此外，因市场中处理器和集成电路的价格不断下降，使总体投资有所减少，经济效益非常明显。
（五）为无人值守提供了条件
变电站智能化改造后，由自动化控制系统便可以对各种设备进行监视和控制，这样可以减少现场值班人员的数量，若是再配置与调度中心的通信功能，便可以实现四遥，即遥控、遥测、遥信和遥调，不仅为变电站无人值守创造了条件，而且还有助于确保变电站安全、稳定、可靠运行。
二、220kV变电站智能化改造应遵循的基本原则
在遵循国家电网公司制定的有关智能化变电站以及智能设备的技术规范和导则的基础上，应当做好统筹规划设计，以最小的投入获得最大的产出。在对220kV变电站进行智能化改造的过程中，不仅要充分应用先进的新技术，而且还要尽量保留原有的设备，同时还应兼顾智能电网未来一段时期内的技术发展，具体应遵循以下几点原则：
（一）经济性原则
变电站在进行智能化改造的过程中应当充分结合自身的重要程度、设备类型、场地布置情况以及运行环境等，并从发挥原有资产的使用效率和经济效益的角度出发，以提高运行管理效益为目标，务求做到经济、实用。
（二）可靠性原则
在对变电站进行智能化改造的过程中，必须严格按照国家电网公司制定的与安全生产运行有关的规定要求，在具体改造时，应确保变电站运行安全、稳定、可靠，不得因改造导致变电站安全性和可靠性下降，这是整个智能化改造中必须遵守的原则之一，如果违背这一原则，将会使智能化改造失去原有的意义。
（三）因地制宜、就地取材
变电站智能化改造应当在满足总体技术框架要求的基础上，尽可能做到因地制宜、就地取材，对原有的设备不要进行大改大换，应制定出科学合理、切实可行且具有一定针对性的改造方案，确保以最小的投入获得最大的产出，这样即可以提高经济效益，又可以确保变电站可靠运行。
（四）技术先进性原则
在对变电站进行智能化改造的过程中，所选择的技术应当是目前最为先进的技术，并且要确保其能够满足智能电网未来发展的需求，这样才能真正体现出变电站智能化改造的价值，进而发挥出其应有的功能和作用，推动电网向智能化方向发展。
三、220kV变电站智能化改造的具体策略
220kV变电站智能化改造应以IEC61850这一国际标准为基础进行建模及通信，其具有以下两个方面的特征：即一次设备智能化、二次设备网络化，主要的技术特征如下：采用数字化结构的智能开关和电子互感器、采用基于网络通信的保护与控制等二次设备、采用基于IEC61850这一国际标准的通信平台、采用光网二次回路技术等等。
（一）智能化变电站的改造目标
IEC61850这一国际标准的应用，有效地推动了我国变电站的标准化进程，站内所有的二次设备基本都能够以标准的方式进行通信，并在站内完成统一的信息交互。合并单元的引入以及电子互感器的应用实现了采样环节的融合、智能操作箱的应用使开关量采集与控制输出这两大环节有机地融为一体，这些都为站内二次设备的融合提供了条件。通过二次设备的融合，能够进一步促进由单个保护或测控单元实现多线路、多间隔保护及测控的可能，这一点完全符合资源节约型战略目标。
（二）具体改造策略
关键词：变电站；智能化；技术
引言
随着我国科技的飞速发展，变电站智能化技术已经达到了一定的水平。在我国城乡电网改造与建设中，不仅中低压变电站采用了智能化技术，在220kV以上的超高压变电站建设中也大量采用智能化新技术，从而有效提高了电网建设的现代化水平。科学技术的发展是永无止境的，随着相关变电站的技术日趋成熟，在实时系统中开发并应用计算机高速网络技术已经成为发展的必然。变电站智能化技术是一项具有高安全性、高稳定性的技术，同时能够有效降低运行、维护的成本，从而大大提高经济效益。
1 变电站智能化技术
变电站智能化技术就是采用先进、可靠、环保的智能设备，将数字信息化技术全面应用在变电站中，将通信网络化、信息共享作为基本要求，通过计算机自动完成信息的采集、测量、控制、保护、计量和监测等变电站正常运行的工作，同时智能化变电站可以根据实际需要，对电网实行自动控制、智能调节等高级功能。
2 变电站的基本结构
2.1 分散（层）分布式结构
分散（层）分布式结构就是将“面向对象”作为理念设计分布式结构[1]。“面向对象”就是指将电气一次回路设备或电气间隔设备作为面向对象，将设备中的数据单元、采集单元、控制单元和保护单元进行分散安装，同时，在一次设备附近安装通讯设备，通过通信网络之间相互连接，实现随时与监控主机通信的目的。
2.2 集中式系统结构
集中式系统结构就是以功能较强的计算机为主，通过扩展其I/O端口，统一对变电站的数据信息进行采集，然后由I/O端口进行直接输入计算机，由计算机进行计算和处理，通过微机监控、微机保护和自动控制等功能进行完善。由前置机完成数据的输入、输出、保护、控制及监测等作用，后台机完成数据处理以及后期工作[2]。该结构对监控主机的性能要求较高，但是其系统处理能力有限，开发手段少，在开放性、扩展性和可维护性等方面处理能力较差。
2.3 分布式系统结构
分布式系统结构就是将变系统功能分布的多台计算机连接到共享资源的网络中，然后对变电站的工作实现分布式处理。该结构具有的最大优点就是很好地利用了主、从CPU的作用，其系统各功能模块通常是多个CPU之间采用网络技术或串行方式进行数据通信，使用具有优先级的网络系统解决数据传输的问题，并且提高系统的实时性[3]。该结构系统在一定基础上能够方便系统的扩展和维护，系统的局部故障不会导致其他模块出现瘫痪的现象。在安装过程中，可以通过形成集中组屏或分层组屏的方式，有效帮助变电站的正常运行，这两种系统组态的结构，通常情况下使用于中、低压变电站。现阶段，该系统还存在抗电磁波干扰、信息传输的问题。
3 变电站智能化系统的综合运用
变电站智能化技术的实践运用体现在很多方面，下文对控制和操作闭锁、微机保护、数据采集、无功电压就地控制几个方面进行简介。
3.1 控制和操作闭锁
控制和操作闭锁就是指操作人员可以通过CRT屏幕随时对电容器组投切、断路器、变压器分接头、隔离开关进行远程控制[4]。从而能够有效避免了系统由于故障导致的无法操作的问题，同时在系统设计时，应该保留人工直接跳合闸的措施。
3.2 微机保护
微机保护就是利用智能化技术对变电站内的电气设备进行保护，其中包括母线保护、线路保护、电容器保护、变压器保护等，通过安全自动装置对变电站的正常运行实施保护。同时通过对故障进行记录、对设备的定值进行修改等工作，在各种设备的保护的工作中积累经验。
3.3 数据采集
数据采集大致包括三个方面。第一，状态量采集：通过对断路器状态，隔离开关状态以及设备信号进行采集工作，同时将采集的数据信号以光电隔离方式输入系统，确保数据采集的完整性。保护动作信号则是通过串行口（RS-232或RS485）或计算机局域网的方式进行采集。第二，模拟量采集：通常情况下，变电站采集的模拟量以线路电压、电流、功率值作为首要采集数据。除此之外，还包括馈线电流，电压、频率，相位等电量的采集，同时也包括变压器油温，变电站室温等非电量的采集。模拟量采集的精度需要满足SCADA系统。第三，脉冲量采集：脉冲量的采集主要是针对脉冲电度表的输出脉冲，其内部也采用光电隔离的方式与系统相连接，通过计数器对脉冲个数进行统计，从而实现脉冲量的采集工作[5]。
3.4 无功电压就地控制
通常情况下，无功电压就地控制采用调整变压器分接头、电抗器组、投切电容器组的方式。在操作的过程中，可手动可自动，人工操作可就地控制，也可以远程控制。专门的无功控制设备是用于实现控制工作，同时也可以作为监控系统对保护装置的电压进行监控。
4 结束语
综上所述，变电站智能化是未来变电站的发展方向，对变电站的监测系统集成以及变电站的信息平台进行智能开发，能够有效帮助变电站智能化技术的发展。该技术对于实现电网调度有着重要作用，对于电网的安全和经济运行水平的促进起到良好的保障作用，同时大大加强了电网的性能和可靠性，对保证电网的安全稳定具有重大的意义。
参考文献
[1]段日新.变电站自动化系统的前沿技术[J].西北电力技术，2010，10（03）：156-157.
[2]吴沛东，王京阳.变电站自动化系统发展方向探讨[J].黑龙江电力，2011，05（02）：149-151.
[3]董锴，赵敏，赵宏军.变电站信息管理技术的应用[J].科技信息（学术研究），2011，19（32）：206-209.
[4]李娜，吴忠义.变电站安装施工管理系统的设计[J].东北电力技术，2010，09（10）：234-236.
[关键词]防误装置；闭锁方式；闭锁点；闭锁逻辑
中图分类号：TU76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0278-01
0 引言
常规变电站通信规约存在的主要问题是：只定义字节在通信介质上如何传输，而未规定如何从上层应用的角度去组织数据。用户必须通过复杂的手动配置，建立上层应用数据与底层通信数据之间的映射关系，这就大大增加了工程的复杂度、成本和工作量。
IE C61850《变电站网路与通信协议》标准（简称IE C61850标准）正在逐渐成为变电站通信网络和自动化系统的重要标准，不仅为变电站内各个厂家不同型号装置的互连互通提供了1套全新的解决方案，更重要的是为整个变电站自动化系统提供了2套完善的建模规范。不需要太多的手动配置即可建立上层数据，就能识别底层通讯上送的数据，这不仅降低了变电站自动化系统的建设成本，也为传统的防误闭锁方案提供了新思路和解决方案。
1 变电站防误装置的检查梳理及存在问题
通过普查发现问题主要集中在10kV （20kV，35kV）的开关柜的防误闭锁上，设备自身具有的防误功能有一定的局限，不能满足全方位闭锁的安全要求，操作与检修时易发生安全隐患，主要问题可归纳为如下几类。
1.1 母线接地不车缺少强制闭锁措施
开关柜母线接地不车上未安装微机防误锁或只安装了普通挂锁，操作时存在安全隐患。
1.2 开关柜柜门缺少强制闭锁措施
开关柜、置柜、无接地闸刀的开关柜后柜门（或前下柜门）如开关柜、母线压变、母分开关柜、母分闸刀柜等，部分柜没装电磁锁。即使有电磁闭锁的，由于只是取感应电，可靠性也不高，没有强制闭锁措施，检修人员在检修时存在安全隐患。
1.3 开关柜门与下车之间缺少防误闭锁
开关柜，置柜，前柜门和下车之间没有强制闭锁措施。当下车没有摇到试验位置时，门可以打开；门没有关上时，下车可以摇至工作位置均存在一定的安全隐患。
1.4 馈线下车与母线接地下车之间缺少防误闭锁
开关柜，置柜下车与母线接地下车之间缺少强制闭锁措施，当母线接地时，除母线压变下车外，其余未安装闭锁装置的下车均能摇至工作位置，存在安全隐患。
2 智能化变电站防误闭锁推荐解决方案
智能化变电站防误闭锁系统完成变电站内各种操作的防误闭锁，满足防误闭锁的全面性和强制性要求，并实现与监控系统站内模型信息共享，监控系统与防误闭锁系统信息交互免配置。
系统根据IEC 61850标准三层架构体系构建，由站控层防误主机，间隔层智能防误装置，过程层智能闭锁单元、机械和电气锁具及闭锁附件，电脑钥匙等主要部件组成。防误主机、智能防误装置、智能闭锁单元之间均采用IEC 61850。系统主要功能特点如下：
（1）系统信息共享。智能化变电站各设备及系统之间的数据交互采用统一的IEC 61850标准，这为防误闭锁装置和自动化装置互联与互操作性提供了技术依据，并解决了两者之间数据交互困难的问题，从而在防误闭锁装置独立的基础上实现了信息的统一和共享。实现方式：间隔层的智能防误装置从监控系统获得全站SCD文件，通过MMS服务器直接从测控装置或监控主机获取五防逻辑需要的实遥信、遥测数据，同时为监控系统提供网门、地线等手动设备的虚遥信。
（2）防误闭锁全面性。站控层通过防误主机实现防误；间隔层智能防误装置以IEC 61850标准设计，能够对五防主机和监控系统提供设备操作的所有五防功能（包含顺控功能），从而实现间隔层防误；过程层采用基于GOOSE通信的智能闭锁单元、过程层传统锁具来实现防误。另外，系统预留集控防误和防误延伸产品接口。
（3）防误闭锁强制性。为防止过程层网络GOOSE报文错误或监控系统未经防误系统解锁便直接操作智能电动开关设备所导致的误操作，在过程层上设置支持GOOSE服务的智能闭锁单元，以实现防误闭锁的强制性要求。智能闭锁单元通过将常开接点串接于一次设备遥控跳合闸回路来实现强制闭锁，只有在接收到智能防误装置的允许解锁GOOSE消息，才驱动常开接点闭合，解锁相关设备；就地操作时使用电脑钥匙也可对其进行解闭锁操作。
（4）顺控操作。顺控操作由间隔层智能防误装置和监控系统配合完成。智能防误装置具有良好的互操作性和开放性，从权限管理、唯一操作权管理、模拟预演、实时逻辑判断、闭锁元件5个方面完整地实现了对设备操作的防误功能。
（5）方案的优越性。①防误系统独立运行，对其它运行设备无影响，在其它电气设备或系统故障时，仍可完成防误闭锁功能。②将测控装置间由通信实现的闭锁转化为由智能防误装置来实现，从而减轻了系统的复杂性和不同厂家测控互连的难度，实现了间隔层的防误及顺控的防误闭锁功能。③其它防误相关产品（高压带电显示闭锁装置、地线管理装置、智能钥匙管理机等）可无缝融入到全站的防误系统中，并可方便地接人集控防误系统，有效地降低了系统造价，避免了重复投资。
3 管理措施
3.1 从长远、统筹的角度来选择防误装置
不管是新建还是改建变电站在选择防误装置时，都应该站在长远的角度、统筹规划，进行合理的选择。主要包括：产品应该满足当前运行的需要，及时的进行升级和更新；在选择商家时，应充分考虑产品的定位、成熟度、性能、可靠性、经济性等，防止出现劣质商品；商家的售后服务，能够保证产品的顺利运行，出现问题，以便及时进行维护。
3.2 制定完善的使用、维护、管理制度
（1）在防误装置运行后，应制度出完善的使用操作规程，特别是对解锁钥匙操作规程的制度尤其重要，在操作时填写操作记录（并且尽可能的详细），使用都应有分管领导的批示，并保存好记录。
（2）加强对违规操作的考核力度，并与员上的绩效工资挂钩。强化操作员上的工作责任心和安全意识，对于不按规定流程进行操作的，要及时的进行记录、考核，不断提高施工人员的安全意识。
（3）加强对员上操作技能的培训。对于操作员工要进行详细的培训，使其不仅知道操作的方法，也要知道其中要性能，注意事项以及维护的方法。充分发挥出员工的能动性。防误装置时变电站不可或缺的设备，不仅保障了电力生产的安全，还降低了因误操作而引发的事故。因此，应该给予防误装置足够的重视，制定合理的规章制度，保障其正常运行。
4 结束语
本文主要从防误操作闭锁的强制性与全面性原则出发，提出了智能化变电站防误闭锁方案。防误系统在各层保持独立性的基础上实现了不同层次的全面闭锁，包含站控层、监控中心、集控中心的顺控操作防误，同时智能闭锁单元和常规锁具的使用实现了过程层操作防误的强制闭锁功能。此方案已应用在部分智能变电站，效果良好，是目前完善的智能化变电站防误闭锁系统解决方案。
参考文献
[1] 朱永利，黄敏，邸剑.基于广域网的电力远动系统研究[J]。中国电机工程学报，2005（7）.
关键词：智能变电站；一次设备智能化；状态检修；资产全寿命周期管理
作者简介：宋友文（1980-），男，江苏丰县人，中国南方电网有限责任公司物资部，工程师。（广东广州510623）
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0154-02
保证电网安全稳定运行不是单靠提高变电站的智能化就可以实现的，它是一个系统工程，取决于诸多因素，变电站的安全稳定运行是与变电站接入方案是否可靠、系统网架是否合理、运行方式是否合适分不开的。在智能电网建设过程中，必须明确“智能化”是确保电网安全、可靠、经济运行的手段，而不是目的；智能化不能牺牲电网原有的安全性、可靠性和经济性。
一、智能变电站的定义
智能变电站是由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成。以高速网络通信平台为信息传输基础，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、协同互动等高级应用功能的变电站。
二、智能变电站的特征
一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化是智能变电站的主要特征。高可靠性的设备是变电站坚强的基础，综合分析、自动协同控制是变电站智能的关键，设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化是发展方向。
三、智能变电站的结构
智能变电站设备分为过程层、间隔层、站控层。
（1）过程层：过程层的主要功能有电力运行实时的电气量检测；运行设备的状态参数检测；操作控制执行与驱动。
（2）间隔层：其设备的主要功能是汇总本间隔过程层实时数据信息；实施对一次设备保护控制功能；实施本间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能；对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。
（3）站控层：其主要任务是通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；接收调度域控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具有（或备有）站内当地监控，人机联系功能；具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能；具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能[1]。
过程层设备是联系一次设备和二次系统的桥梁，为间隔层设备提供一次设备的数据，执行间隔层和站控层对一次设备的控制、调节等功能。间隔层设备完成对一次设备的测量、控制、保护、计量、检测等功能。智能组件以测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化为特征，集成了过程层和间隔层的部分功能，具备测量、控制、保护、计量、检测中的全部或部分功能。高压一次设备与相关智能组件的有机结合构成了智能化一次设备，这种有机结合可以是独立运行的高压设备加外置的智能组建，也可以是高压设备内嵌部分智能组建再加外置智能组件，还可以是高压设备内嵌相关智能组件。智能组件是一次设备实现智能化的主要途径。
四、变电站一次设备的智能化
变电站设备主要包括变压器、断路器、互感器、母线等一次设备和变电站自动化系统、辅助系统、智能组件等二次设备。
一次设备智能化是智能变电站的重要标志之一。采用标准的信息借口，实现融状态监测、测控保护、信息通信等技术于一体的智能化一次设备，可满足整个智能电网电力流、信息流、业务流一体化的需求。智能化一次设备通过先进的状态监测手段和可靠的自评价体系，可以科学地判断一次设备的运行状态，识别故障的早期征兆，并根据分析诊断结果为设备运维管理部门合理安排检修和调度部门调整运行方式提供辅助决策依据，在发生故障时能对设备进行故障分析，对故障的部位、严重程度进行评估。大规模间隙发电和分布式发电接入，要求电网具有很高的灵活性，而一次设备智能化是满足这种要求的重要基础。
把一次设备智能化的信息传输至信息一体化平台，建设变电站状态监测系统，智能变电站通过状态监测单元实现主要一次设备重要参数的在线监测，为电网设备管理提供基础数据支撑。实时状态信息通过专家系统分析处理后可作出初步决策，实现站内智能设备自诊断功能。
智能组件是一次设备智能化的核心部分，对智能组件应有如下要求：
智能组件的投入和使用不应改变和影响一次设备的正常运行；智能组件应能自动连续地进行监测、数据处理和存储；智能组件应具有自检和报警功能；智能组件应具有较好的抗干扰能力和合理的监测灵敏度；监测结果应具有较好的可靠性、重复性以及合理的准确度；应具有状态标定其监测灵敏度的功能。
（1）主变压器智能化。主要包括油中溶解气体在线监测、油中微水在线监测、套管绝缘在线监测（含环境温湿度监测）、局部放电在线监测、温度负荷在线监测等单元，实现对变压器油溶解气体，油中微水，局部放电，变压器铁芯和夹件电流，套管绝缘介损、电容值、泄漏电流值、温度负荷趋势、油温、油位、风扇状态、油泵状态等的在线监测功能。
油色谱可以区分放电类型与过热类型、油过热与油-绝缘纸过热等。微水检测可以反映油的受潮程度。局部放电监测可以反映电晕、油中气体放电等多种缺陷。
总体而言，变压器状态监测功能方面已经有了一定突破，实现了将各自独立的监控系统集成为一个系统，可以实现对变压器所有主要部件进行监控；但变压器智能化的核心――专家诊断系统，还需要积累大量运行数据，挖掘设备运行特性，研究诊断方法开发分析系统，从而实现设备状态诊断智能化。另外，考虑到传感器的使用寿命，尤其是内置传感器对于主设备本体运行的影响，监测量的选择以及传感器布点方面仍有待研究。
（2）开关设备智能化。GIS密度微水在线监测系统实现了SF6气体的密度、微水监测功能；GIS局放在线监测系统实现了GIS局放的在线监测功能；GIS设备光纤测温在线监测，利用温度传感器采集GIS内部温度数据，可以直观地反映GIS内部温度变化。
目前GIS绝缘在线监测最有效的方法是局部放电监测，可以发现GIS设备制造和安装及维修时引入的导电微粒及其他杂物，电极表面产生的毛刺、刮伤等损伤，导电或接地接触不良，支持绝缘内部的气隙等缺陷，多点监测可以实现故障定位。
断路器在线监测系统实现了断路器的SF6气体密度、微水；分合闸线圈电流的波形状态、断路器的特征分合闸速度、储能电机电流波形、储能状态、储能时间、频率等参量的在线监测功能。
（3）避雷器设备智能化。避雷器在线监测系统实现了避雷器的全电流、泄漏电流值以及计数器动作次数的在线监测功能。
（4）电容性设备智能化。主要实现介质损耗因数、电容量以及三相不平衡电流的监测，掌握其绝缘特性。
（5）电缆。主要监测电力电缆的局部放电、介质损耗因数、直流分量等参量，掌握其绝缘特性。
（6）电子式互感器。电子式互感器是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一，在电网动态观测、提高继电保护可靠性等方面具有重要作用。准确的电流、电压动态测量，为提高电力系统运行控制的整体水平奠定测量基础。
电子式互感器利用电磁感应等原理感应被测信号，对于电子式电流互感器，采用罗氏线圈；对于电子式电压互感器，则采用电阻、电容或电感分压等方式。罗氏线圈为缠绕在环状非铁磁性骨架上的空心线圈，不会出现磁饱和及磁滞等问题。电子式互感器的高压平台传感头部分具有需用电源供电的电子电路，在一次平台上完成模拟量的数值采样，采用光纤传输将数字信号传送到二次的保护、测控和计量系统。电子式互感器的关键技术包括电源供电技术、远端电子模块的可靠性和采集单元的可维护性等[2]。
光学电子式电流互感器采用法拉第磁光效应感应被测信号，传感头部分又分为块状玻璃和全光纤两种方式。目前的光学电子式电压互感器大多利用Pokels电光效应感应被测信号。光学电子式互感器传感头部分不需要复杂的供电装置，整个系统的线性度比较好。光学电子式互感器的关键技术包括光学传感材料的稳定性、传感头的组装技术、微弱信号调制解调器、温度对精度的影响、振动对精度的影响、长期运行的稳定性等。
与传统电磁感应式电流互感器相比，电子式互感器具有以下优点：（1）高、低压完全隔离，具有优良的绝缘性能；（2）不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题；（3）动态范围大，频率范围宽，测量精度高；（4）抗电磁干扰性能好，低压侧无开路和短路危险；（5）互感器无油可以避免火灾和爆炸等危险，体积小，重量轻；（6）经济性好，电压等级越高效益越明显。
五、智能变电站与数字化变电站及传统变电站在一次设备上的主要区别
（1）智能变电站与数字化变电站及传统变电站在一次设备上的区别如下：1）一次主设备采用在线监测设备实时监测设备状态，即设备状态可视化；2）在线监测装置及保护装置采取智能组件方式，就地安装，以减少信号及控制电缆的长度；3）状态监测参量的通信符合IEC61850标准；4）状态监测参量集成在集控室信息一体化平台中；5）互感器均采用电子式或光电式。
（2）智能变电站一次设备智能化是基于在线监测的基础上建设，需要准确选择在线监测参量（表1）。
根据国网公司 Q／GDW 393-2009 《110（66）kV～220kV智能变电站设计规范》[4]及 Q／GDW 394-2009《330kV～750kV智能变电站设计规范》[5]，一次设备监测参量有：主变――油中溶解气体；220kV GIS――SF6气体密度、微水；110kV GIS――SF6气体密度、微水；避雷器――泄漏电流、动作次数；220kV GIS 局放应综合考虑安全可靠、经济合理、运行维护方便等要求，通过技术经济比较后确定。
根据以上标准，需认真考虑例如主变的超高频局放、套管介损、绕组温度等在线监测参量是否选取，是否需要增加其他有效的在线监测参量。
（3）在线监测智能终端采用就近安装，即室外运行，智能单元从本质上仍是电子元件，工作年限一般不超过12年，与一次设备（20年及以上）不匹配，因此其长时运行的测量精确性及使用寿命有待检验。
（4）根据已投入的在线监测设备运行经验，在线监测装置易发生误报警。应在主变、开关设计之初就考虑融入智能传感器、控制设备等，使主设备结构更加紧凑、设计更加合理、绝缘更加可靠、监测参量更加精确。
参考文献：
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[3]杨凌辉,薛玉兰.变电站数字化进程中的资产全寿命周期管理思考[J].华东电力,2008,(36):8-11.
关键词：智能化变电站 电气二次设计 分析
在现阶段的技术条件支持下，对于智能化变电站而言，其正常运行过程当中所涉及到的二次设备主要包括以下几个方面：第一，继电保护装置；第二，防误闭锁装置；第三，远承传动装置；第四，故障录波装置；第五，测量控制装置；第六，电压无功控制装置；第七，同期操作装置；第八，在线状态检测装置。以上装置均需要实现标准化运行，以保障二次设备系统操作的可靠性与安全性。在此基础之上，二次设备不再出现与常规功能装置相重复的I/O现场接口，而是建立在对网络系统加以运用的基础之上，实现对变电站二次设备运行状态下相关数据资源的充分共享。从这一角度上来说，做好智能化变电站电气二次设计工作，对于保障变电站运行质量而言是至关重要的。本文即针对以上相关问题做详细分析与说明。
1 智能变电站的综合优势分析
对比常规意义上的变电站而言，智能化变电站核心的优势在于：增设了过程层作为结构支持，将数字化变电站所依赖的通信网络与一次电气设备充分融合，从而使得整个变电站在实际运行过程当中的数字化水平得到了极为显著的发展与提升。不但如此，对智能化变电站而言，间隔层当中所涉及到的相关设备能够实现网络化，在此种技术支持下，数字信息能够直接进入到站控层的交换机当中，省去了传统意义上，网络结构方案下接口装置的运行步骤，达到了提高信息交换使用效率的目的。在此基础之上，由于智能化变电站能够面向系统提供智能化的开关装置，同时能够兼具控制设备的相关运行功能，在有关整个变电站正常运行状态下，在线监测作业以及故障诊断作业方面所表现出的优势更加的突出。还需要特别注意的一点是：智能化变电站针对间隔层以及一次设备均设置了与之相对应的智能化终端装置，并通过光纤线路实现终端与终端之间的可靠互联。通过此种方式，能够省去传统变电站运行系统下存在的电缆进线线路连接方案，提高了整个变电站的运行实效性与可靠性。
2 对智能设备的选择要点分析
从智能化变电站电气二次智能设备的选择角度上来说，所涉及到的二次设备主要包括电子式互感器装置、智能开关、以及二次设备这三个方面。对电气二次设备展开进线网络化建设的最根本目的在于：更好地与整个智能化变电站的运行发展需求相适应。但，结合实践工作经验来看，对于智能开关以及电子式互感器装置而言，其在设计与选择的过程当中仍然存在以下几个方面的问题值得关注：第一，对于智能开关而言，选择过程当中，可以选择理想智能开关或者是建立在传统开关连接方式基础之上的智能终端开关模式。其中，对于理想智能开关而言，实际应用过程当中最主要的特点体现在：其对于在线检测功能以及智能控制功能的支持。同时，理想智能开关还能够面向整个变电站提供相应的数字化接口，因此智能化水平相对较高。但，从维修以及投入资本的角度上来说，资金开支相当大，在可操作性方面存在一定的缺陷；第二，针对传统开关而言，在将其与智能终端相互连接的过程当中，虽然能够提供相应的数字化接口，但由于丢失了在线监测的功能支持，因此在智能化水平方面存在一定的缺陷。但，由于此种接入方案下的可靠性水平相当高，投入资本费用相对较低，因而在现阶段的实践工作当中得到了广泛的应用；第三，从电子互感器的角度上来说，可以选取有源或无源性的电子式互感器装置。其中，对于前者而言，这种互感器装置主要是指具有低功率线圈的电磁式电流互感器装置，其运行过程当中的特点体现在：能够实现需要电源与电子电路的匹配，通过激光的方式，解决在电源稳定性方面存在的问题，因而得到了比较广泛的使用。而对于后者而言，由于其是建立在光学传感技术基础之上实现电子互感装置，费用较高，且可靠性水平无法得到保障，因而现阶段比较少采用。
3 对通信规约的选择要点分析
在智能化变电站内的网路，可以分为站控层网络或者是过程层网络，针对不同的网络要选择不同的规约。站控层网络可以选择103规约，这种规约主要是采用传统的面向功能设计形式，其主要的缺点就是互操作性较差，主要是针对一些要求较低的以太网通信使用，并且费用较低。另外一种IEC 61850网络舰约主要是基于网络通信平台的变电站自动化系统面向对象设计，是一个构建数字化变电站的理想平台，但是费用较高，优点是可实施性较好。过程层网络的规约选择，可以选择后一种规约，这种规约形式主要采用FT3帧格式，具有较好的实施性以及传输延时固定的特点。对于要求较好的串口通信有较高的实用性，可以使用插值法来实现同步，具有较高的可靠性。还有一种规约形式就是IEC 60044-8规约，主要是面向对象设计的构建数字化变电站的理想平台，其特点就是传输延时不固定，不可以自同步，并且可靠性较差，但是费用却较高。根据上面的各种论述可以看出，对于单间隔并且不需要进行数据同步的二次设备可以选择第三种规约。
4 对网络结构的设计要点分析
对于智能化变电站而言，在网络结构的设计过程当中，需要分别将其划分为过程层、网络层以及架空层，以上相关网络均需要独立进行相关方案的设计。其中，对于过程层网络而言，由于其是智能化变电站与传统意义上变电站网络设计方案中加以区别的核心元素，需要在具体操作中加以重点关注。而现阶段，基于对经济性、合理性、可靠性等相关因素的考量，在有关站控层网络设计方案的选取方面，建议采取星型以太网网络作为支持。
5 结束语
结合实践工作经验来看，对于智能化变电站而言，智能化变电站架构设计最根本的目标就在于：建立在IEC
61850通信协议的基础之上，构建能够覆盖信息采集、信息传输、信息处理及信息输出在内的数字化变电站运行系统。通过此种方式，能够有助于整个变电站技术创新目标的实现，因此，从这一角度上来说，在电气二次设计过程当中，除需要关注对智能设备的选择以外，还需要将有关通信公约的选择以及网络结构的设计作为电气二次设计中的重要内容，并加以关注。总而言之，本文主要针对智能化变电站中，电气二次设计的相关操作要点进行了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
参考文献：
[1] 郑光伟，张全胜，牛聚山等.蒲石河抽水蓄能电站电气二次设计[J].水力发电，2012，38（5）：68-71.
[2]王春成，游复生，邓小玉等.贺州变电站串联补偿工程电气二次设计综述[J].陕西电力，2010，38（12）：50-54.
关键词：智能化变电站 智能化建设 智能化应用
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0040-02
随着信息技术、通信技术、数字保护技术等先进科学技术的快速发展，我国在智能化变电站的建设上也取得了十分优异的成绩，截至目前，已经有大量的智能化变电站被投入使用，以此提高电网的运行安全，促进电网的高效运转，并为电力企业获取了更多的经济效益。也正因如此，做好变电站的智能化建设俨然已经成为当前电力企业所关注的共同焦点。以下笔者即结合个人从事电力工作的实践经验，分别对变电站的智能化建设与应用进行逐一分析、探讨，旨在为广大同行在今后的电力工作中提供全新的思路与有益的参考。
1 对变电站智能化建设的分析
近些年来，随着人们对电力需求的不断增大，电网的建设步伐也在不断地加快，尤其是伴随着人们对电力质量要求的不断提高，对变电站建设亦提出了全新的要求。要求变电站不仅要能够确保电力系统的正常运行，还必须要能够对电网系统的整体运行效益做到进一步提高，使电力企业在新能源市场的竞争中始终立于不败之地。而要想做到这点则必须充分结合当前的高科技发展，对变电站进行智能化建设，从而提高变电站自身的实际运行、管理水平，具体从以下几个方面入手。
第一，一次设备的智能化建设。一次设备作为变电站的重要电气设备，对其进行智能化建设，不仅会进一步提高变电站自身的数据收集能力，还会进一步促进变电站在数据上的分析能力。因此，做好变电站的智能化建设就必须要做好变电站一次设备的智能化建设工作。一方面，要从GIS电气设备入手进行智能化建设，正是因为GIS电气设备是由多项元件共同组成的，所以，在智能化建设过程中必须要进一步强化GIS变压器的绝缘性能，排除变压器在运行过程中可能存在的各种缺陷，保障变电站的智能化能力，从而进一步提高GIS电气设备的抗干扰能力，也就等同于提高变电站的抗干扰能力，避免变电站在运行过程中受到其他干扰因素的作用；另一方面，要从互感器入手进行智能化建设。这是因为伴随着高压变电运行的日益复杂，互感器的结构也变得日益复杂多变，因此，要想确保变电站的安全稳定运行，确保互感器的能够达到理想化的运行方法，就必须充分利用电子技术，改进互感器的结构特征，体现出数字化特点。
第二，二次系统的智能化建设。做好变电站二次系统的智能化建设，对进一步提高变电站的智能化水平，提供必要的智能化服务都有着至关重要的影响。所以，做好二次系统的智能化建设尤为重要。在二次系统的智能化服务上可以从以下几个方面入手：电站二次系统内的主变保护，在配置上实行智能建设，优化主变配置，该变电站按照智能化建设的规定，对主变保护实行双套维护，融合主变与后备，辅助主变达到一体化的状态，双套维护的智能开发，保障后备系统与测控的有效匹配，进而确保主变配置在智能变电站中的高效性，既可以适应不同等级的变压运行，又可以实现选择性的系统保护。
第三，辅助系统的智能化建设。监控系统与控制系统作为变电站的重要辅助系统，其对变电站的智能化运行有着至关重要的影响。所以，在变电站的智能化建设与改造之中，就必须对变电站的辅助系统进行相应的智能化改造。首先，要在原有监控系统的基础上，遵循智能化原则对其进行全方位的数字化监控，并对通信模块进行改进以实现通信模块之间的协调作业，改进监控端模式，确保监控信息得以快速、准确地分配与传递，进而使变电站中的各项信息数据能够在监控系统内部得以良好的交换；其次，在控制系统中充分体现出智能化特征，进而实现变电站智能化建设对直流、交流的智能化控制需求，从而有效地解决变电站所面临的运行负担，保护变电站系统运行效率。
2 对变电站智能化应用的分析
正是因为构建智能化变电站对促进智能化电网的安全稳定运行，提高变电站的经济效益所展示出的巨大优势已经清清楚楚地展示在人们的面前，所以，变电站的智能化建设，变电站的智能化改进工作也被提上了电力企业的工作日程。而如何做好变电站的智能化应用也就显得更为重要。目前变电站的智能化应用主要体现在以下几个方面。
第一，做好变电站的可视化监控工作。通过分析，我们可以看到，在变电站的智能化应用中，其智能化主要体现在对变电站的可视化监控上。也就是说智能化变电站在电网运行中通过对智能开关控制器、数字化断路器、数字化合并器的应用，对变电站实施全景网络智能化监控工作。不仅在一定程度上拓宽了变电站的可视化监控范围，也在很大程度上对变电站各个运行层的实际运行状态，各个运行层的通讯流量，占控模块进行了全范围的监控，从而更好地了解变电站的基本运行情况，提高变电站电网的运行效益。
第二，做好变电站的程序化控制工作。作为变电站智能化应用的重要内容，程序化控制在完成各项设备的切换时，体现的控制优势在于能够智能化地分析出变电站的运行情况，提供故障发生时的诊断依据，作为现阶段来说，程序化控制还能够实现自动隔离。例如，在某个大型变电站应用智能化管理过程中，程序化的控制和管理流程组要由几方面构成：首先是通过监控和调度的方式下达电站操作命令；然后就是通过控制程序化的状态，上传信息到智能服务器端；最后，变电站如果通过智能程序化控制系统进行命令下达，那么命令可以下达到相关的服务器，服务器就会按照命令的指示来完成程序控制。
第三，做好变电站的智能报警工作。变电站的应用中一般启用的报警装置是智能报警，而这种报警方式一般分为4个组成部分：首先，统一信息模型，变电站在发出智能信息时产生的报警称为事件源；其次，公共处理模块，此模块起到的作用是将事件源的各项信息进行监测和收集，并且进行实时地研究；再次，集合模块的智能体，这种模块信息主要是为了研究报警的信息；最后，知识库系统，此系统内包含很多变电站的系统性知识，在学习中主要为报警系统提供信息依据，用于在变电站中所有信息的判断，并能够同时提出理论性的、有依据的建议，并能够有效提供解决故障。
3 结语
智能电网是当今人们实现低碳经济的重要核心所在，而智能变电站则恰恰是伴随着智能电网这一概念应运而生的。可以说，智能变电就是智能电网建设的重要基础所在。因此，促进变电站的智能化建设，做好传统变电站的智能化改造，将智能化优势更好地应用、体现在变电站的日常运行中则尤为重要。也正因如此，该文笔者结合个人实践工作经验，对变电站的智能化建设与其应用进行了粗浅地逐一分析，以期为今后智能变电的建设工作做出有益的参考与借鉴，并为进一步普及智能变电站的建设做有益的铺垫。
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关键词： 智能化变电站；二次系统；调试
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）1010005-02
智能化变电站是在发展智能电网的大趋势下必然结果。经济的发展，技术的进步，使得智能化变电站二次系统设备也有了相应的突破和转变，这就要求继保调试人员适应变化，加强自身学习，尽快熟悉智能化变电站的结构原理和务必落实二次系统调试方法改进办法。本文就智能化变电站二次系统的调试进行深入解析，以求为工作人员提供有效的智能化变电站调试的参考价值。
1 智能变电站的现状
数字化变电站和常规变电站是就现在而言，国内变电环节的两大基本模式。但是就这两种常规变电环节模式却在使用中暴露出诸多不足缺陷。数字化变电站在相关标准规范上还是欠缺的，在整个运行过程之中可靠程度不确定，设备也不能稳定，相关的评估体系和手段等不够健全。高压建设随着时代的发展已经步入实用化阶段，光伏、风电等的一些新出炉的能源使用不断的在电力建设中出现，这是发展的必然趋势。也就必然要求着系统安全稳定性也要达到一定高度，要求着智能电网变电站要有更加严格的标准规范。常规变电站，在采集资源中重复亢长，系统套数、厂站设计不统一，复杂的调试方式，操作互动性太差，规范标准化严重不足等等一系列问题。以上种种，对变电站的运行效率产生直接的影响，这样对于电网安全运行水平的要求进一步提高是极为不利的，因此我们需求寻求一种新的变电模式，即智能化变电站。
智能化变电站是变电站自动化领域的发展的阶段性产物，变电站自动化领域技术发展相当迅速，这也就带动着通信技术和计算机信息的发展。国际电工委员会就为了达到厂家之间设备共享，使其操作性加强的目的，制定了IEC61850（变电站内通信网络和系统标准体系）。可拓展架构是针对于未来通信而言的，建模技术是面向对象来说的这一系列技术方式，这些给智能化变电站提供了完备健全的建设保证。
2 智能化变电站二次系统
智能化变电站为经济科技飞速发展的形势下促使变电站架构优化建设，为解决电力系统的问题和变电站问题提出了新的思路和方向。传感器技术、智能技术、通信技术和控制技术等先进技术在智能化变电站的运用，使得设备完整数字标准化的信息平台自发的完成对于信息的分析、搜集、控制和整理等等一系列工作，这就使全站在信息分享中更加全面，数字化得到普及，重要性也就日益突出。
智能化变电站二次系统具有以下技术特征：在线分析决策，即在线就能完成设备检测工作，将智能电子装置IED的故障、动作信息及信号回路状态以及电网运行状态数据的获取信息及时有效的进行搜集整理和分析；自动运行控制和保护控制协同化，也就是全力实现的数字化采集电压和电流，将搜集的数据有效集成，使得零散的二次系统装置整合更加优化，实现数据共享，网络通信共享；集成系统高度，标准的信息交换模式，在变电站内部和变电站与控制中心间无缝通信化的实现，紧凑的系统结构，无盲区在设备状态特征量的前提之下采集，达到了系统维护、工程实施和配置简化的目的。
关于智能化变电站二次系统的基本构架，从逻辑的角度上可以分为“站控层”、“间隔层”和“过程层”这三个层次，这是根据IEC6185A通信协议草案来定义的。所谓的站控层就是以两级高速网络汇总全站的实时数据信息为桥梁，将内运行的各个界面联系起来，将控制层和过程层有效的管理控制起来，全站监控便会实现，然后和远方监控或调度中心通过信息联络。这其中就有GPS对时系统、自动化软件系统、主机、设备、操作员站和远动工作站。间隔层，其主要在汇总本过程中数据实时信息上发挥作用的，主要对于一次设备保护控制操作、闭锁、同期和其他的控制功能的实施，及时完整的完成与过程层和站控层的网络通信；优先控制其控制命令的发出、统计运算即使运行和数据及时准确采集工作。这里就有保护测控一体化设备、保护装置和测控设备。过程层，智能化电气设备的智能化，在于有效结合了一次设备和二次设备。比如说智能操作箱、合并单元和电子式互感器等等。
3 智能化变电站二次系统的调试
采用光纤作为连接介质连接外界与智能化变电站保护装置是通用的方法，运用网络化的设备来传递信息。介于以上的各种方式的改变，其设备保护的调试也应该相应的做出调试。这其中变化调试的仅仅只有信息传递的方式，因为保护装置并没有发生本质的变化，正因为这样，检测标准沿用原来的并无大碍。
3.1 保护装置的调试
关于保护装置的输出的调试，智能终端直接传输跳闸以及之间的闭锁信号的启动是通过GOOSE来进行保护的。而GOOSE报文检测，则主要是对整组传动以及装置实际转动的验证保护装置，对所输出的信号正确性和实时实地性进行保护。以GOOSE的联系表为依据，检验可以细致到一个信号甚至一个点上。
关于电流和电压采样检测的调试，智能变电站的智能化使得来自于合并单元下的光数字信号替换了初始起保护的装置电压和电流量的模拟量输入方式。光数学保护测试仪的使用，使得可以从保护装置光纤入口以太网处直接进行输入检测，这样监测的数据一般情况下是零误差，先前测试过程中的采样精度检测以及零漂均可以不用进行。但是因为目前的光数字保护测试仪输出信号传输过程中的不确定性，对于再采样技术的准确度无法准确定位，所以仅限于使用在无跨间隔数据要求的保护装置测控以及仪表的二次设备。对于母线保护和变压器差动保护这些有间隔数据限制要求的保护装置，就目前的技术而言只能通过传统的手段保护测试仪加模数转换器，以此来实现电压数字化输入和电流信号的输入。
关于同步调试测试，电压光数字化和电流信号的光数字化，使得跨间数据同步性的重要性日益突出，我们可以以同源的一次升压和升流来实现间隔间数不尽相同的同步性数据。
3.2 启动调试
就二次系统来讲，启动调试调试过程主要是对向量的调试过程。但是从智能化变电站的角度上看，是对二次设备自身测量的确认正确与否上的调试。调试通信接口，是因为通信接口的功率裕度对通信可靠性具有相当的影响力，要对接收功率、接收灵敏度功率和端口发送功率进行细致测量，还要对合并单元激光供能输出功率进行调试。
3.3 二次回路的其他调试检测
光纤以太网在智能化变电站中被广泛大量的使用。因此检测光纤以太网物理连接性的正确与否和可靠程度，可以通过检测光收发器的功率、光通道衰耗、误码率以及光纤网络通信正常与否、光纤头清洁是否来验证，再加之网络分析仪从旁辅助检测网络性能，就会使得整个检测过程完美无瑕。SV网、MMS网和GOOSE网的这些网络作为智能化变电站重要组成部分，安装在智能化变电站中的在线通讯监视系统，对变电站各路的网络信息进行实时的监视和分析，这样就可以准确而又快速的查询到特殊信息位置和故障点的准确定位。配备大量的交换机在过程层和间隔层，当其中一台或者多台交换机出现故障的时候，就很有可能会导致多个间隔的保护拒动造成事故发生，所以一定要保证交换机的保证性。
4 智能化变电站对于二次系统调试的影响作用
智能化变电站对二次系统调试的影响作用很多，其中包括：使得二次系统一体化，二次接线设计简单化和变电站继电保护配置的简单化。在这里我们详细对二次接线设计简单化的功用做一详细剖析。数字化在EVT和ECT中得以实现，在光纤传输的辅助下，对于抗干扰能力提升不少，并且将传统互感器的二次交流回路适时摒弃掉，将一、二次系统间的电器隔离真正实现。主控制室的保护以及控制现场执行机构与测控设备间无直接关联，是因为有了智能开关的运用。智能开关是一个终端设备，它通过接受执行控制命令，界限分明的各单元，对于继保人员工作中误接线现象和误触碰现象进行有效的控制进而减少其出现频率。简化了断路器二次接线设计，使得继电保护装置I/O插件有效减少，将变电站全生命周期的成本造价进一步提高。
5 结束语
作为智能电网建设核心之一的智能变电站，智能化变电站作为坚强智能电网重要支撑点，智能化变电站的建设和智能变电站二次系统总体目标实现息息相关。所以开展智能化的变电站改进优化和智能变电站二次系统调试优化设计工作，在整个过程中严格参照行业标准尺度，全面考虑运维高效化和紧凑化结构以及集成功能化的发展的是势在必行的。本文全面阐述智能化变电站二次系统调试相关问题，对于智能化变电站基本结构全面深入了解，把智能变电站的优势通过二次系统全面的发挥出来，使得智能化变电站在未来的发展中更加协调，更加有效，让整个电网系统的运行更加流畅和安全。
参考文献：
[1]胡刚、夏勇军、蔡勇、陶骞、陈宏，智能变电站二次系统设计现状和展望[J].湖北电力，2010，12.
【关键词】变电站；智能化；关键技术
1、前言
智能变电站作为坚强智能电网的基础和保障是至关重要的建设内容，坚强智能电网能够实现从发电到用户用电各环节的双向信息交流。目前，数据采集、自动化控制等技术已趋于成熟并已进行实际应用，变电站智能化建设的应用逐步扩大，这为未来电网的智能化建设提供了技术支持和保障。为了不断适应社会发展的需要，将变电站进行智能化升级改造势在必行，改造后的变电站能够实现提升运行效率、优化资源配置、降低运维成本的目的。
我国电网公司已于2010年明确提出在智能电网技术改造的基础上，加大对500KV变电站的智能化改造技术方案的研究力度，不断加强对改造过程中的关键技术进行模拟讨论，争取在未来五年内实现2003年以前投运的500KV变电站设备进行智能化改造并以此为基础广泛投入应用。本文正是以我国电网公司的相关原则和技术规范为理论基础对500KV变电站智能化建设的关键技术进行探索和诠释，并在此基础上形成了具有实用价值的变电站智能化建设技术方案体系，具有一定的理论和现实意义。
2、500KV变电站现状分析
我国500KV变电站基本上是具有枢纽作用的变电站，这些变电站大部分采用PLC监控系统，它的继电保护装置是通过微机来实现的，存在重复采集资源、程序调试复杂、设备兼容性差、规范化、标准化有待提高等问题，这些问题的存在严重影响了变电站的生产运行效率，安全性指标有待进一步提高。
随着社会的不断发展，计算机通信网络技术、新型传感器等技术也有了日新月异的发展，500KV变电站的自动化系统在应用上也得到了进一步升级，衍生的新技术和新功能应用于变电站的越来越多。但是，这些新的技术和应用多是依据各自的需求产生的，系统间的兼容性很差，信息共享度差。此外，由于用户对厂家的私有协议依赖性较大给变电站系统的后期维护带来了巨大的挑战。所以，变电站在智能化建设方面必须要充分发挥国际标准的优势，灵活、便捷的适应社会新标准、新技术的发展需要，有效融合异构信息，高效实现系统的兼容。
3、变电站智能化改造的基本原则
依据国家电网公司的《变电站智能化技术原则》和智能电网项目建设意见，全面贯彻变电站全寿命周期的管理理念对现有变电站进行设备更新的改建工程，避免出现为智能化改造而造成的破坏性改造。为了节约整体改造项目的投资，技术人员必须要坚持向典型设计靠拢的原则，不断优化主接线和设备的配置，遵循科技进步和社会发展的需要，改造技术一定要具有前瞻性，能够适应设备长期运行的需要，要充分考虑技术设备的长期兼容性，不能仅停留在简单的配件更换上。
要全面贯彻国家电网公司提出设备全寿命周期管理理念，在此基础上提高技术改造工程的效益。运用全寿命周期成本管理方法进行技术经济的综合分析评价，全面考虑系统的规划、设计、制造、配置、安装、运行、维护、改进、更新、报废的全过程，综合追求效益最大化，供电质量最优化，全寿命周期费用最小化。本着系统可靠性、先进性、经济性的原则考虑现阶段厂家的制造能力进行设备选型。
4、500KV变电站智能化改造关键技术及方案
4.1变压器智能组件技术
一次设备智能化改造的重要特征是智能组件作为变电站设备层的关键设备，主要有变压器冷却系统汇控柜、有载调压开关控制器、短路控制箱等。智能组件就是可以实现集成、分散、内置、外置等任意组合的灵活设备。
变压器进行设备状态信息的采集和处理，主要是采用主、子智能电子设备（LED）方式。主LED的主要任务是对一次设备进行综合故障的诊断和状态评估，根据各智能检测组件的检测数据和结果来判断，主LED的功能相当于前置服务器，被安置在智能汇控柜中。变压器智能组件关键技术如下：
1）同步监测技术：可以实现多种状态量实时同步监测，如微水监测、铁芯电流监测、油温监测、有载开关监测、工况信息等。2）过载能力评判：主LED结合环境温度、油温、负荷等情况完成对变压器过载能力的估算，建立变压器负荷动态智能监测系统。3）设备余寿评估：主要是通过对顶层油温、环境温度、负荷等情况进行设备的绝缘老化与剩余寿命评估。通过智能组件对热点温度的监测计算绝缘老化率，绝缘老化率主要取决于绕组热点温度和油中的水分以及超负荷情况。
4.2开关设备智能组件技术
开关设备智能组件可以实现开关设备的间隔内保护、监控、传输等功能，它是采用保护、测控、状态监测、计量、合并单元、智能终端一体化技术。智能组件通过专用光、电缆与开关设备二次机构或传感器连接，被安装在开关设备附近或本体机构箱内。当下，计量和状态监测还难以有效结合集成于一体，智能组件未来应高度集成化，高效兼容化，使其具有更高的可靠性，进而与一次设备融为一体，使之真正成为智能变电站的重要设备。
4.3自动化系统改造方案
基于500KV变电站的重要性，自动化系统改造需要两套系统并存交替运行的形式，改造过程中需要考虑新、旧系统间有清晰的分界线，尽可能减少停电的范围和次数。系统改造前期要严格按照新监控系统配置要求布置，在系统调试时要尽可能完成全站系统的试运行和性能测试。改造过程中，要保持新老系统的联闭锁完整再进行跨间隔设备的改造，待全站改造完成后，旧系统需要推出运行后再拆除相关电缆，改造期间新、旧监控系统可以实现平滑过渡。
4.4远动系统改造方案
远动系统在改造过程中不能中断，该系统承担着向远方调度传送实时信号、接受远方控制命令的功能。在改造过程中可以采用以下几种远动系统过渡。
1）在组织改造过程中，新远动与原远动通信保持独立，互不通信，已改造过的设备通过新远动系统上传数据，未改造过的设备还是由原远动上传数据，随着改造的进行，最终所有信息都是通过新的远动系统上传数据至调度端。2）将改造后的设备信息都汇集到新的远动系统，将新远动数据经接口转换装置接入原远动系统，再向调度传送信息。随着改造的进行，逐渐由新的远动通信装置向远方调度传送信息。3）先建立新的远动系统，将原远动系统中的数据接入到新远动系统通信系统通信装置中，随着改造的进行，整合转发参数，新系统直接采集数据，原远动数据逐渐减少。
5、结束语
变电站的智能化建设是国家电网的基础和重要组成，传统变电站通过智能化改建能够提升其运行效率，优化资源配置，降低运营成本。建设坚强的智能化电网是一个循序渐进的过程，当下，需要我们有步骤、有计划的深入探索系统的兼容性、稳定性及可靠性的技术改造方案，从而实现电网智能化的稳步推进。相信在不久的将来，研究总结出一套符合社会发展需要的、资源利用效率高、改造成本低的技术改造方案必将在500KV变电站智能化改造项目中得到广泛的应用。
参考文献
关键词：二次系统 智能化 设计
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-181-02
1 引言
当前，以“一次设备智能化、二次设备网络化”为特点的智能变电站正蓬勃兴起。它的推广，一方面变革了传统的变电运行理念，使变电站自动化技术得到飞速提升；另一方面，也给习惯常规站设计的相关人员带来了重重压力。
确实，常规站历经上百年的技术沉淀，在各方面均已趋于成熟。而智能化变电站是新生事物，在许多方面尚需不断磨合，尚存在可以改进和完善的空间。
为了提高智能变电站的建设水平和技术经济性，必须在首道“工序”――设计上下功夫。和常规站一样，智能变电站的设计重心也在二次上，不过，是所谓的大二次，它包括了自动化、保护、调度和通信等多个专业。由此可见，二次系统智能化设计是一个难点。而要克服这个难点，首先必须找准关键点。
2 传统二次系统和智能化二次系统的差异
传统二次系统传递的是模拟量，而智能化二次系统传递的是数字量，这是两者的本质区别，也是两者之间其他差异的根源。下面进行具体说明。
2.1 二次回路不同
常规站的二次回路是一张电缆网：所有的信息传递和交互动作均通过二次电缆进行。缺点：需要大量接点，系统接线复杂。优点：设备间的互通关系明确，便于查找故障。
智能站的二次回路是一个通信网络：全站信息转化为虚拟数字的形式，并以IEC61850规约为基准进行交互。缺点：信号的输入输出关系与通信网络接线不对应，增加设计难度。优点：节省电缆，简化施工。
2.2 二次系统的逻辑结构不同
常规站采用“两层”结构，即“站控层”和“间隔层”。而智能站增加一个“过程层”，且对原先的“间隔层”的通信方式也有所改动。
缘由：智能站要采集整站的全景数据并实现交互共享，若按常规站配置，一则信息传输容量和速率达不到要求，另外也和建立一体化信息平台相冲突。
2.3 一次、二次的分界面不同
在常规站中，一次设备和二次设备的划分非常明确，不同类别的设备运行于不同的电磁环境中。而在智能站中，为了传递数字量的需要，原本属于二次设备范畴的保护、测控、计量等单元渐渐和智能一次设备相结合，使得二次设计时需要考虑更多的安全因素。
2.4 设计内容的不同
和常规站相比，智能站没有繁杂的端子排图，但增加了以下内容：全站网络图、VLAN划分、IP配置、虚端子设计、虚端子二次接线图、同步系统图等。
以上列举常规变电站和智能变电站在二次系统方面的主要不同之处，这也是二次系统智能化设计中的一些关键问题的产生根源。
3 二次系统智能化设计的关键所在
3.1 全站逻辑结构的确定
我们知道，为了实现全站信息的高度交互，智能变电站的逻辑结构确定为三层（即站控层、间隔层和过程层），但三层之间怎么联系，却是一个值得研究的问题。
IEC61850要求：站控层和间隔层之间采用总线型以太网（基于IEC61850-8标准），间隔层与过程层之间采用分布式星形采样值网（基于IEC61850-9-1标准）和独立的GOOSE（面向通用对象的变电站事件）双网。
按照以上配置，虽然能很好地满足全站大流量数据的交互和传送，但也带来了交换机规模庞大和端口数量众多的缺陷，不利于降低建设成本，不利于日常维护。
因此，应该根据实际情况（譬如220kV站和110kV站是完全不一样的），准确计算实时数据和非实时数据的流量，并在此基础上通过网络通信协议对数据流向进行划分，以保证正常运行时数据只流向需要的交换机端口。这样，就可以适当简化全站逻辑结构。
2011年底投产的110kV 新生智能变就大胆尝试了“三层一网”的结构。
3.2 智能设备的选择
智能设备选择是二次系统智能化设计中的一个重要环节。其内容主要包括：
（1）电子式互感器的选择；（2）智能开关的选择；（3）集成装置的选择。
关于电子互感器，分无源式和有源式两种，各有优缺点，需要在综合考虑成本承受力、技术可行性等因素后谨慎确定。
关于智能开关，目前也有两种：理想智能开关，智能终端与传统开关组合。理想智能开关具有在线监测、智能控制和自我诊断等功能，性能极其优良，只是造价不菲。而智能终端与传统开关组合的那种类型充其量只是半智能产品，随着技术的进步，必然被淘汰。
关于集成装置，可供选择的有：测控保护一体化、计量与保护（测控）一体化、故障录波和网络分析一体化等，需要根据现场场地情况，再结合交换机设备的冗余度等综合确定。
3.3 继电保护配置
虽然智能站的主要保护配置（如变压器保护、线路保护、母线保护等）和同等规模的常规站是一样的，但需要考虑到数据采集和保护跳闸的方式有了较大改变――要求采用直采直跳方式。
另外，智能站由于能将全景数据集中至一体化信息平台以及能传输GOOSE报文，因此具备建立站域保护和网络备自投的条件。这些可以作为后备保护来使用。
3.4 二次安全防护的设计
智能变电站运行过程中所需要和所产生的数据都是海量的，这些数据的时效性和类别各不相同：有些是控制命令、有些是状态量、有些是视频流等等。而智能变电站的一大特点是采用了开放的、对等的通信模式（为了最大程度实现数据共享），这样，任何一个装置都有与其它网络节点交互的能力，其结果必然带来二次安全性的降低，因此，为了保证系统运行的高可靠性，就需要对二次安防进行设计：主要要合理确定各类信息所属安全区域（一般按重要程度分为安全Ⅰ区、安全Ⅱ区、安全Ⅲ区和安全Ⅳ区），并选用专用隔离装置进行单向或双向隔离。
3.5 二次系统防雷设计
前面已经提到：智能变电站中一次设备和二次设备的界限逐渐趋于模糊，二次设备往往运行于一次设备所在的柜体或柜仓中，而这些地方显然比较容易产生过电压（特别是感应雷易进入）。这样，就会产生一个问题：原本对过电压就比较敏感的二次装置（如保护、计量、测控等），会因工作场合的不当而频发故障，进而影响系统稳定性。因此，做好智能二次系统的防过电压设计极为重要。
从过电压产生机理看，主要有两方面：（1）电子网的暂态过程；（2）感应雷击。
显然，对于智能二次设备来说，主要是防感应雷击（因为感应雷击的能量必然高于暂态过电压）。而由于感应雷击需要通过传输通道才能产生破坏作用，所以，预防的着眼点应落在传输通道上。具体来说，可以通过合理的接地设计和加装SPD（电涌保护器）来实现。
3.6 一体化电源系统的设计
常规变电站内的交、直流系统、通信电源系统、逆变电源系统是相互孤立的，一般由不同厂商制造，其通信规约互不兼容，这样就实现不了运行信息的共享。而智能变电站的特点之一是要有高可靠性，这就要求它必须具备实时监控站内各路电源（直流、交流、通信电源、UPS等）的能力。所以，设计一体化电源系统，将各路电源的参数纳入统一网络平台来管理是非常有必要的。
另外，随着环保要求的提高，光伏发电等分布式能源接入站用电也是一个很好的举措，作为智能变电所的二次设计，应当具有这样的前瞻性。
3.7 智能辅助控制系统的考虑
进行智能站二次设计时，必须给建设智能辅助系统留有充分的裕度。智能辅助系统的具体功能至少包含：
（1）变电站的动力部分监控；（2）变电站的环境部分监控；（3）变电站一、二次设备的智能辅助监控；（4）变电站一、二次设备的状态评估。
4 结语
随着技术的发展和需求的提升，建设智能变电站势所必然。而由于智能变电站的出现时间不长，在一些方面还不成熟，还处于探索阶段，这就需要相关设计人员（特别是完成二次系统智能化设计的人员）把住关键点，不至于偏离智能化建设的方向。
参考文献：
[1] 葛立青，杨凡.智能变电站信息集成及二次安全防护方案[J].江苏电机工程，2012（7）.
【关键词】智能化隔离式断路器 电气主接线 总平布置 优化
1 智能化隔离式断路器的应用
1.1 隔离式断路器的定义
根据2005年10月的DCB标准IEC62271-108：“DCB即具有隔离开关功能的断路器，当触头在分闸位置时，这种断路器可以实现隔离开关的功能。”对应国标GB/T27747-2011已于2009年完成，2011年。国内的一些开关厂也进行了开发研究，一些产品逐渐投入使用。目前，已经有大量的DCB产品投入电力系统进行商业运行。
1.2 选用隔离式断路器的目的
历史上来看，间隔设计的目的是尽可能将断路器隔离开以便于维护。这是基于断路器在当时比隔离开关的故障率要高很多。一般的断路器维护周期是1-2年，而隔离开关的维护周期能达到4-5年。
在实际的应用中，由于隔离开关的触头外露，在运行中容易受到雨水、污染气体的腐蚀，提供触头压力的弹簧部件容易受到腐蚀而弹力衰退；触头表面受到腐蚀氧化而导致接触电阻增加。在冬天，触头还可能由于冰冻而是触头冻住影响操作。一些隔离开关的传动部件容易因为缺少、腐蚀等原因而发生传动卡滞。因此，处于敞开式运行的隔离开关，相对于密封运行的开关设备，其故障率要明显高于处于密封运行的断路器。
相对而言，近二十年，SF6断路器在110KV以上系统得到广泛的应用。特别是在采用弹簧操作机构的自能灭弧SF6断路器，因结构简单、功能紧凑，其运行可靠性已经达到很高的水平。经过GPMS系统的统计，110KV以上断路器的可靠性指标为20a，隔离开关的可靠性指标为5a，由此可见隔离开关的可用系数已经远远低于断路器的可用系数，为检修断路器而设置的隔离开关已经成为影响间隔正常使用的一个制约因素。近年，一种集成传统断路器、隔离开关、电子式电流互感器的电气设备逐渐成熟应用，这就是隔离式断路器（Disconnecting Circuit Breakers，简称DCB）。
1.3 隔离式断路器（DCB）的主要组成
隔离式断路器以传统式断路器为基础进行集成优化，一台隔离式断路器至少集成了一台断路器和一台隔离开关的功能，传统隔离开关的功能通过DCB灭弧室触头来实现，从而实现兼备隔离开关功能的断路器。隔离式断路器具有三个位置，分别为合闸位置、分闸位置、隔离开关位置。隔离式断路器的断路器敞开位置触头可作为隔离开关敞开位置触头，满足了隔离开关的功能要求，为检修线路提供可靠地断点。由于没有外漏触头，其维护周期可达15年以上。
此外，隔离室断路器除了集成隔离开关外，还可以集成接地刀闸和电子式电流、电压互感器，通过一体化制造将一、二次设备高度集成，实现功能组合，节约土地和投资。
1.4 隔离式断路器的智能化
根据智能电网对于设备状态可视化的要求，在隔离断路器的设计和制造中，实现了与在线监测装置的深度融合，对设备状态进行监测，提升了设备可靠性，实现了设备功能智能化。通过系统的集成和一体化制造，智能化的隔离式断路器可以包含一台断路器、一组隔离开关、一组接地刀闸、一组电流互感器、一组电压互感器。从总体上说，智能化隔离式断路器突出体现以下几个优点：
将电子式互感器集成与断路器本体实现一体化的工厂制造，取消变电站内独立电流互感器，节省土地。
通过断路器同步控制器，控制开合时间，消除暂态电流或电压，实现开断或关合的智能控制技术，实现智能灭弧，减少对系统冲击，提高电能质量。
采用新结构与新工艺，实现断路器和互感器之间、隔离式断路器和智能组件间的深度融合，对SF6气体压力、密度以及断路器机械特性进行在线检测，提高设备可靠性。
通过智能化DCB的深度集成，在一个间隔中，元件得到大幅度的简化，如图左边为传统式的元件配置，右图一台智能化DCB即可代用左边的系列设备：
a.传统的间隔方式 b.使用一台智能化DCB代用
2 采用智能化DCB优化配电装置主接线和总平布置
由于智能化隔离式断路器内部集成了断路器、接地开关、电流互感器、电压互感器等元件，断路器的触头兼具断路器和隔离开关的双重功能，且带线路侧接地刀闸，因此取消线路侧隔离开关，同样能满足线路（或主变压器）检修时的需要。隔离断路器设备可靠性较高，接近于GIS设备的可靠性水平，优质产品设计检修周期可达到20年，若按变电站设计周期40年来算，在整个变电站运行期内，每台隔离断路器仅需检修1次；并且隔离断路器能与母线同时检修，因此，可取消母线侧隔离开关。可见，隔离断路器设备的采用，极大简化了主接线型式。
根据以上思路，我们以国网220kV变电站典设方案220-C-1（10）为样本，将隔离式断路器、110kV气体绝缘母线应用于该站，并在此基础上对该站的主接线和总平面进行合理优化，以达到提高运行可靠性、降低维护工作量、优化占地面积、节能经济环保的目的。
2.1 主接线方案优化
国网典设220-C-1（10）方案（以下简称典设方案）的终期建设规模为主变压器3台180MVA；220kV出线6回；110kV出线12回。
主接线优化前后对比方案表表：
方案描述 电压等级 方案描述
方案优化前 220kV侧 双母线，常规设备
110kV侧 双母线，常规设备
方案优化后 220kV侧 双母线、智能化DCB
110kV侧 单母线三分段，智能化DCB
优化后220kV主接线采用双母线接线，采用隔离式断路器，取消主变及线路出线侧隔离开关，共9组，见图2-1；110kV主接线双母线接线优化为单母线三分段接线，取消主变及线路出线、母线侧隔离开关，共15组，见图2-2。（优化前接线图见国网典设220-C-1（10）方案）
图2-1 优化后220kV侧电气主接线
图2-2 优化后110kV侧电气主接线
2.2 配电装置布置优化
2.2.1 220kV配电装置
两个方案220kV配电装置接线方式相同，均采用双母线接线，配电装置采用支持管母线分相布置，典设方案配电装置两条主母线支架为T型，220kV设备布置在母线下方，设备母线套管通过导线直接与母线连接。每个间隔的出线间隔采用宽度为13米，间隔总的宽度共11x13=143米，纵向长度为54米。见图2-3。
图2-3 典设方案220kV配电装置平面布置图
采用了新型的隔离断路器优化后，220kV配电装置采用双列布置，每个间隔的尺寸从原有的13米优化到11.5米，相间距离由原来的3.5米，减少3.0米，共6个间隔，宽度尺寸由原来的143缩减为69米；两条主母线为管型母线，母线的相间距离由原来的3.5米，优化为2.5米，经优化后，220kV配电装置双列布置的纵向长度43米，比方案一的220kV配电装置单列布置还减少了11米。见图2-4对比可知，优化后的220kV配电装置的占地面积较小，只有3827m2，只有典设方案的44.3%，共节约占地面积4813m2（约7.2亩）。
图2-4 优化后220kV配电装置平面布置图
2.2.2 110kV配电装置
典设方案：配电装置采用双母线接线方式，母线支架为7米高的T型架，相间距离1.6米，110kV配电装置布置于母线下方，配电装置采用单列布置，设备母线套管通过导线直接与母线连接。每个间隔的出线间隔采用宽度为8.0米，间隔总的宽度共8x17=136米。见图2-5
图2-5 典设方案110kV配电装置平面布置图
优化方案：配电装置采用单母线三分段接线，主母线采用结构紧凑、防护等级高、使用寿命长、免维护的气体绝缘母线（GIB），110kV设备采用双列布置，分别布置在主母线的两侧，主母线套管通过导线直接与各间隔设备连接。每个间隔的出线间隔采用宽度为7m的两跨联合架构。配电装置间隔总宽度尺寸由原来的136缩减为70米，纵向深度由原来的37.5米缩减为16.5米。见图2-6
图2-6 优化后110kV配电装置平面布置图
对比可知，优化后的110kV配电装置的占地面积较小，只有1442m2，只有典设方案的24%，共节约占地面积4558m2（约6.8亩）。
3 结语
采用智能化隔离式断路器，取消了很多独立的隔离开关和互感器，简化了变电站布局，降低了安装、维护、维修成本，且隔离式断路器设计检修周期不大于20a，其故障率远小于传统隔离开关，降低了整个变电站设备的全寿命周期费用。
智能化隔离式断路器整合了隔离开关、接地刀闸、电流、电压互感器的功能，应用于变电站220kV和110kV系统中，简化了变电站主接线，缩小了占地面积。同时还节省了大量钢材，减少了变电站设备基础及相应的土建工作量，缩短了安装调试时间。智能化隔离式断路器的应用，对于变电站的建设和运维，将具有革命性的意义。
参考文献：
[1]彭鹄，田娟娟，陈燕，闫培丽，史京楠.重庆大石220kV新一代智能变电站优化设计[J].电力建设，2013，34（7）：30-36.
众所周知，电力产业，是国民经济的命脉，它决定了GDP的发展。全国各地企事业单位对于电力的需求也比以往多，同时，各大用电用户对于供电的质量与安全性也提出了进一步要求。对于在智能变电站中存在的相关问题，就要加强完善，将环保，集成，可靠的智能设备进行积极引进，最终把其相关功能进行全面改善，这对于推动智能变电站的发展来讲，有着非常重要的现实意义存在。
结合实际情况，本文提出了智能变电站的相关设计中存在的问题，并针对具体问题，提出了一些有效的解决对策。
【关键词】智能化变电站 设计 问题 优化 研究
智能化变电站的相关设计要在根本上体现出信息化，自动化与智能化。利用标准化的信息共享，信息化平台与全站信息当做基本要求，在根本上实现一次与二次设备的数字信息化传递工作，使用220kv智能变电站的信息达到高度集中的形态，在根本上将自动化想、运行管理情况进行全面完善。并构建出程序化的控制系统，并在自动化设别的状态之下，将监测系统和站内信息决策分析系统进行程序化管理。进而在根本上将其运行维护的负荷量减轻。
1 智能变电站相关设计中存在的弊端
1.1 电流电压互感器在运行过程中的不合理现象
在职能变电站中电子互感器说明书上主要有两部分内容组成：电流互感器与电压互感器。在其电流互感器中包含了合并单元项目，但在通常情况下，智能变电站的电流与电压互感器中的中标厂家并不相同，不同类型的电子互感器的输出都有私有条款进行限制的。其不能将输出FT3格式的相关内容进行全面满足，令两个厂家的不同产品在实际使用中显得问题颇多，最终令电压与电流互感器中的相关设计非常不合理。
1.2 开关柜二次室空间非常有限
在智能变电站中的开关柜二次室中，除了包括必要设备，例如：交换机，电度表，光纤熔接盒之外，还柏涵了智能化的设备和电气设施。与一般的开关柜相同，开关柜二次室的空间也是下载的，很男满足变电站的相关要求。
1.3 变电站电气回路的相关接入方式
在变电站的电气回路中吗有多种多样的元件设备，在进行运行的时候，因为电气回路利用了次级对应的相关接入方式，并通过控制电缆的方式将电压和电流的互感器二次侧电流与电压的收入录播测控装置与继电保护设备中，进行采样工作，之后通过A/D转换设备敏吧电压电力转换成为能够识别的数字量，在这个过程中，会出现一定的干扰现象，信号的信噪也会发生一些变化，进而对变电站重点设备的保护动作起到了干扰作用。
2 智能化变电站的优化设计
2.1 将电子互感器合并单元规约问题加以解决
把互感器的输入信号接入到职能变电站的合并单元中，并依照FT3的格式将其接入到互感器合并单元，这样能够在根本上将电压互感器与电流互感器的合并单元问题倪加以解决，在职能变电站中加入适量的合并单元数量，能够实现对职能组件柜的体积控制，因为电压鞭杆七与电流互感器在合并是时候，会出现延迟现象，因此要将两种互感器的同步问题进行全面解决。依照最新制定的《智能变电站继电保护技术规范》相关要求，电子互感器要将一次电压或者电流进行真实反映，其中输出的电压或者电流的额定延时不能超过2毫秒。
2.2 开关柜的二次优化设计
将职能变电站的相关设计要求进行全面考虑，能够在开关柜的二次室旁边单独创设一个交换机屏，并在一定程度上将二次室的空间加以拓宽，将其电气设施进行全面设计，并在其中摆放好相关设施。
2.3 电气回路接入方法设计
智能化变电站能够在根本上实现对于两种互感器的保护，在一次设备不能将智能变电站相关设计要求进行满足的时候，可以吧电流与电压的互感器二次绕组接在相同的保护装置中，利用串联的方式将电气回路接入。在此同时，把智能变电站的总开关和模拟量进行数字化处理，光学互感设备能够利用光纤电路将智能变电站的相关信息进行全面传送。在根本上将电路回流，多点接地与电压回路等相关问题进行解决。在进行单元合并的时候，接受多个护肝信号，依照计量装置，测量控制设备与继电保护设置的相关要求，将组织中的信号进行合理分配，通过不同数字信号将二次设备的数字信号进行全面传送。令变电站的接线变得更具有安全性。除此之外，智能化变电站也能够使用光缆线路吧合并单元与远端模块直接相连，把数字的采样信息直接传送到点对点网络回路中，并获取到电流与电压的信息量。
3 结束语
最近几年，我国也加大了电力系统建设工作的力度，对于智能化变电站的相关设计工作，一直以来都是我国电网的建设中心问题。智能化变电站利用多种多样的新式技术，将以往的维护运行与相关调试做出了一些列优化，为了在根本上将智能变电站实现优化设计，就要依照变电站的相关设计要求，将其操作的信息共享方式进行全面优化。在根本上保证智能变电站的安全运行。
参考文献
[1]刘士源，苏正.220kV 智能变电站的设计与应用[D].北京：华北电力大学，2013.
[2]晋海斌.220kV智能变电站设计方案优化研究[D].北京：华北电力大学，2013.
