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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能化變電站，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞 ：變電站 智能化改造 技術
引言
隨著電力行業的不斷發展，變電站面臨的挑戰越來越大，加強變電站的智能化改造，是變電站發展過程中的一個重要途徑，對于提高變電站的工作效率有十分重要的影響。智能化包括很多方面，比如變電站運營管理智能化、生產智能化等，加強變電站智能化改造技術的分析，也需要對變電站日常工作中的各個環節進行改進，以提高變電站工作效率。
一、 變電站智能化發展的內容
變電站智能化改造過程指的是在變電站發展過程中要采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，對變電站的各個工作環節進行有效的改進，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，對變電站生產運營過程中的各種信息進行采集、測量以及控制和監控的。在變電站智能化發展過程中應該要實現自動控制、智能調節、在線分析等功能，智能化變電站的一個重要的功能就是實現了變電站運行的自動化水平以及管理效率的提升。對各個變電站設備的功能進行完善，使得變電站的周期更長。
（一）變電站生產運營智能化
變電站設備在生產和運營過程中實現智能化是變電站發展過程中的一個重要趨勢，加強變電站智能化水平的提升，可以對變電站各種設備的運行狀態進行檢測與控制，一旦發現任何問題，則可以自動采取相應的措施，自動進行處理，確保變電站可以正常運行。由于變電站設備生產和運營智能化是實現變電站智能化的基礎環節，因此在變電站智能化過程中占據十分重要的地位。變電站設備生產和運營智能化過程不僅是對單一的設備進行檢測和控制的過程，更是對多臺設備組成的一個統一的系統進行控制和檢測的過程。
（二） 變電站維修管理智能化
變電站的維護管理與維修智能化是變電站現代化過程中的一個必要的環節，維修和維護管理智能化包括維修信息智能化、維修備件模式化兩個方面。在當前的變電站生產過程中，由于很多高科技技術的運用，對各種設備的要求變得越來越高，在日常的運營過程中必須要對變電站進行良好的維護管理，才能確保變電站的各臺設備能夠處于正常的工作狀態，能夠積極應對各種生產任務。為了確保變電站的管理和維護的智能化水平，在日常工作中可以自行對變電站進行相應的維護管理和保養，從而預防變電站的故障。與此同時要積極運用維修智能化技術，將傳統的事后維修轉變成為事前調節，可以在一定程度上降低變電站的運營風險。另一方面，由于變電站的智能化系統比較復雜，其中使用了很多精密的電子器件，這些電子器件的成本都比較高，結構也比較復雜，一旦出現問題，會對整個系統產生較大的影響，使得變電站智能化系統出現故障，會帶來比較嚴重的經濟損失。因此加強變電站維護管理維修智能化技術的應用，可以從根本上解決這一問題，實現對變電站自身運行狀況的檢測，對故障進行預防和控制，從而確保變電站的安全運營。
二、 變電站智能化發展的策略探討
（一）在變電站生產運營過程中加強計算機技術的應用
計算機技術是一種運用綜合控制理論、各種儀器儀表、計算機對工業生產過程進行檢測、控制以及優化管理的重要技術。在變電站的生產和運營過程中，必須要加強對計算機技術的應用。隨著計算機技術逐漸實現智能化、網絡化以及集成化，變電站工作人員將很多工作內容都交給計算機去工作，通過計算機的智能化調節和控制，實現了變電站工作過程中的各種任務的完成。計算機技術中的數字化技術和總線技術、計算機控制策略等都在變電站生產運行過程中有廣泛的應用，總線技術是計算機數字通信技術在工業自動化領域中深入發展的一個重要基礎，此外，嵌入式計算機控制系統在變電站的發展過程中也具有十分廣泛的應用，隨著嵌入式計算機控制系統逐漸成熟，在變電站的日常管理過程中對嵌入式計算機的運用會更加廣泛，同時也會利用計算機對變電站生產過程進行有效的控制。
（二）加強智能裝置檢修機制的運用
隨著智能化、數字化技術的綜合運用，變電站的檢測維修也要逐漸實現智能化和數字化，一方面，對于各種檢測機械要加強利用，要加強對檢測維修機械的采購，采購過程中要進行嚴格管理，一旦遇到不合格的機械，要防止其進入電力生產現場。在變電站智能化建設過程中，還可以加強數字化光纖網絡的運用，數字化光纖網絡可以對傳統的變電站的二次電纜進行有效的替代，在看不見也摸不到的網絡中可以完成各種繼電保護妝字號的安裝，同時在定期的檢測和維修的過程中也可以對這些問題進行有效的解決。
（三） 加強智能設備的安裝與調試
變電站智能化發展過程中，各種設備是實現智能化的重要基礎，在變電站的發展過程中，需要對各種智能裝置進行嚴格的管理，一定要嚴格把關智能化裝置的出廠調試量，可以減少在生產現場的調試量，使得智能化裝置的工作效率更高。同時要把好設計關，在進行現場工作之前要進行檢查，對所有可能出現的問題進行解決，防止對變電站的智能化水平的提升帶來影響。此外，還應該要加強在線監測、遙視安防等站內輔助設備的配備，并且對各種設備進行統一的調試，使得變電站的智能化設備可以得打有效的利用。
結語
變電站智能化管理是以信息化和智能化為核心，將變電站生產運營過程中的各種問題進行有效解決的一個過程。變電站智能化是變電站發展過程中的一個重要趨勢，智能化管理模式可以使得變電站的管理工作更加便捷有效，同時可以使得變電站的其他系統積極發揮相應的作用，加強變電站智能化改造，需要對變電站日常工作中的各個環節都加強改造，比如實現生產過程智能化、檢修維護過程智能化、管理智能化等，旨在提高變電站的整體智能化水平。
參考文獻：
[1] 馮業鋒.變電站智能化改造若干關鍵技術研究與應用[J].山東理工大學，2012.
[2] 邵劍峰.變電站智能化改造關鍵技術研究與實施[J].上海交通大學，2013.
220kV變電站作為整個電網中較為重要的組成部分之一，其肩負著電壓等級轉換、電能傳輸及分配等重要任務，它的運行狀況直接關系到整個電力系統的安全、可靠、經濟運行。為了進一步提高變電站運行的安全性和可靠性，對其進行智能化改造已經勢在必行。基于此點，本文就220kV變電站智能化改造策略進行淺談。
關鍵詞：220kV變電站；智能化改造；安全性；可靠性
中圖分類號：TM411+.4 文獻標識碼：A 文章編號：
近年來，隨著以太網技術、電子互感器、智能一次設備的不斷發展和完善以及國際標準IEC61850的制定，給變電站智能化提供了充足的條件。在數字化變電站技術日趨成熟的同時，也給傳統變電站自動化系統的應用瓶頸帶來了技術上的重大突破，推廣智能化變電站現已成為大勢所趨。然而，若是大量新建智能化變電站前期資金投入非常可觀，并且也無法解決傳統變電站中存在的種種問題。為此，最佳的途徑是對現有的變電站進行智能化升級改造，這樣不僅節約了投資，而且還能進一步解決傳統變電站中存在的問題，可謂是一舉兩得。借此，本文220kV變電站智能化改造策略展開探討。
一、220kV變電站智能化改造的重要意義
現階段，隨著自動化、計算機以及通信等技術的不斷發展和完善，為電力系統智能化的實現提供了必要條件。就智能化變電站而言，其屬于一門包含多種專業學科的綜合性技術。借助微型計算機，真正實現了對傳統變電站中繼電保護裝置、測量方式、控制手段、通信、管理等全方位的技術改造，為我國電網運行管理帶來了一次顛覆性的革命。對220kV變電站進行智能化改造具有如下幾點意義：
（一）有利于提高設備運行的可靠性
220kV變電站智能化改造是以微機系統及其相關軟件為基礎進行設計，這種設計具有較強的分析和判斷能力，可以有效地應對電力系統中各種復雜的故障，微機系統借助軟件程序能夠對相關硬件電路中的各個重要環節進行在線自檢，這樣可以進一步預防各種故障的發生，從而確保了變電站一、二次設備運行的安全性和可靠性。
（二）有利于提高供電質量
變電站智能化改造后，自動化系統中具有的電壓無功自動控制功能，不僅可以進一步提高電壓合格率，而且還有助于確保電力系統中各主要電氣設備的安全性，從而使無功潮流變得更加合理，極大程度地降低了網損，供電質量隨之顯著提高。
（三）有利于提高故障處理速度
變電站智能化改造后，自動化系統能夠收集更多的數據信息和信號，并在對此進行分析處理后，將結果反映給現場值班人員，同時還能提供相應的處理意見，這樣一來，值班人員便可以及時準確地發現問題并處理問題，解決系統中存在的故障，以最快的速度恢復供電，有利于確保供電可靠性。
（四）有利于提高經濟效益
變電站智能化改造后，電力系統中的測量數據與運行信息可以進行統一規劃，并且獲得的全部信息都能夠由各個部分一同共享，這樣大幅度節省了控制電纜。同時，由于采用的是計算機和通信技術，也使資源共享變為可能，加之硬件電路多以集成電路為主，其具有體積小、結構緊湊、功能強大等優點，極大程度地縮小了變電站的實際占地面積。此外，因市場中處理器和集成電路的價格不斷下降，使總體投資有所減少，經濟效益非常明顯。
（五）為無人值守提供了條件
變電站智能化改造后，由自動化控制系統便可以對各種設備進行監視和控制，這樣可以減少現場值班人員的數量，若是再配置與調度中心的通信功能，便可以實現四遙，即遙控、遙測、遙信和遙調，不僅為變電站無人值守創造了條件，而且還有助于確保變電站安全、穩定、可靠運行。
二、220kV變電站智能化改造應遵循的基本原則
在遵循國家電網公司制定的有關智能化變電站以及智能設備的技術規范和導則的基礎上，應當做好統籌規劃設計，以最小的投入獲得最大的產出。在對220kV變電站進行智能化改造的過程中，不僅要充分應用先進的新技術，而且還要盡量保留原有的設備，同時還應兼顧智能電網未來一段時期內的技術發展，具體應遵循以下幾點原則：
（一）經濟性原則
變電站在進行智能化改造的過程中應當充分結合自身的重要程度、設備類型、場地布置情況以及運行環境等，并從發揮原有資產的使用效率和經濟效益的角度出發，以提高運行管理效益為目標，務求做到經濟、實用。
（二）可靠性原則
在對變電站進行智能化改造的過程中，必須嚴格按照國家電網公司制定的與安全生產運行有關的規定要求，在具體改造時，應確保變電站運行安全、穩定、可靠，不得因改造導致變電站安全性和可靠性下降，這是整個智能化改造中必須遵守的原則之一，如果違背這一原則，將會使智能化改造失去原有的意義。
（三）因地制宜、就地取材
變電站智能化改造應當在滿足總體技術框架要求的基礎上，盡可能做到因地制宜、就地取材，對原有的設備不要進行大改大換，應制定出科學合理、切實可行且具有一定針對性的改造方案，確保以最小的投入獲得最大的產出，這樣即可以提高經濟效益，又可以確保變電站可靠運行。
（四）技術先進性原則
在對變電站進行智能化改造的過程中，所選擇的技術應當是目前最為先進的技術，并且要確保其能夠滿足智能電網未來發展的需求，這樣才能真正體現出變電站智能化改造的價值，進而發揮出其應有的功能和作用，推動電網向智能化方向發展。
三、220kV變電站智能化改造的具體策略
220kV變電站智能化改造應以IEC61850這一國際標準為基礎進行建模及通信，其具有以下兩個方面的特征：即一次設備智能化、二次設備網絡化，主要的技術特征如下：采用數字化結構的智能開關和電子互感器、采用基于網絡通信的保護與控制等二次設備、采用基于IEC61850這一國際標準的通信平臺、采用光網二次回路技術等等。
（一）智能化變電站的改造目標
IEC61850這一國際標準的應用，有效地推動了我國變電站的標準化進程，站內所有的二次設備基本都能夠以標準的方式進行通信，并在站內完成統一的信息交互。合并單元的引入以及電子互感器的應用實現了采樣環節的融合、智能操作箱的應用使開關量采集與控制輸出這兩大環節有機地融為一體，這些都為站內二次設備的融合提供了條件。通過二次設備的融合，能夠進一步促進由單個保護或測控單元實現多線路、多間隔保護及測控的可能，這一點完全符合資源節約型戰略目標。
（二）具體改造策略
關鍵詞：變電站；智能化；技術
引言
隨著我國科技的飛速發展，變電站智能化技術已經達到了一定的水平。在我國城鄉電網改造與建設中，不僅中低壓變電站采用了智能化技術，在220kV以上的超高壓變電站建設中也大量采用智能化新技術，從而有效提高了電網建設的現代化水平。科學技術的發展是永無止境的，隨著相關變電站的技術日趨成熟，在實時系統中開發并應用計算機高速網絡技術已經成為發展的必然。變電站智能化技術是一項具有高安全性、高穩定性的技術，同時能夠有效降低運行、維護的成本，從而大大提高經濟效益。
1 變電站智能化技術
變電站智能化技術就是采用先進、可靠、環保的智能設備，將數字信息化技術全面應用在變電站中，將通信網絡化、信息共享作為基本要求，通過計算機自動完成信息的采集、測量、控制、保護、計量和監測等變電站正常運行的工作，同時智能化變電站可以根據實際需要，對電網實行自動控制、智能調節等高級功能。
2 變電站的基本結構
2.1 分散（層）分布式結構
分散（層）分布式結構就是將“面向對象”作為理念設計分布式結構[1]。“面向對象”就是指將電氣一次回路設備或電氣間隔設備作為面向對象，將設備中的數據單元、采集單元、控制單元和保護單元進行分散安裝，同時，在一次設備附近安裝通訊設備，通過通信網絡之間相互連接，實現隨時與監控主機通信的目的。
2.2 集中式系統結構
集中式系統結構就是以功能較強的計算機為主，通過擴展其I/O端口，統一對變電站的數據信息進行采集，然后由I/O端口進行直接輸入計算機，由計算機進行計算和處理，通過微機監控、微機保護和自動控制等功能進行完善。由前置機完成數據的輸入、輸出、保護、控制及監測等作用，后臺機完成數據處理以及后期工作[2]。該結構對監控主機的性能要求較高，但是其系統處理能力有限，開發手段少，在開放性、擴展性和可維護性等方面處理能力較差。
2.3 分布式系統結構
分布式系統結構就是將變系統功能分布的多臺計算機連接到共享資源的網絡中，然后對變電站的工作實現分布式處理。該結構具有的最大優點就是很好地利用了主、從CPU的作用，其系統各功能模塊通常是多個CPU之間采用網絡技術或串行方式進行數據通信，使用具有優先級的網絡系統解決數據傳輸的問題，并且提高系統的實時性[3]。該結構系統在一定基礎上能夠方便系統的擴展和維護，系統的局部故障不會導致其他模塊出現癱瘓的現象。在安裝過程中，可以通過形成集中組屏或分層組屏的方式，有效幫助變電站的正常運行，這兩種系統組態的結構，通常情況下使用于中、低壓變電站。現階段，該系統還存在抗電磁波干擾、信息傳輸的問題。
3 變電站智能化系統的綜合運用
變電站智能化技術的實踐運用體現在很多方面，下文對控制和操作閉鎖、微機保護、數據采集、無功電壓就地控制幾個方面進行簡介。
3.1 控制和操作閉鎖
控制和操作閉鎖就是指操作人員可以通過CRT屏幕隨時對電容器組投切、斷路器、變壓器分接頭、隔離開關進行遠程控制[4]。從而能夠有效避免了系統由于故障導致的無法操作的問題，同時在系統設計時，應該保留人工直接跳合閘的措施。
3.2 微機保護
微機保護就是利用智能化技術對變電站內的電氣設備進行保護，其中包括母線保護、線路保護、電容器保護、變壓器保護等，通過安全自動裝置對變電站的正常運行實施保護。同時通過對故障進行記錄、對設備的定值進行修改等工作，在各種設備的保護的工作中積累經驗。
3.3 數據采集
數據采集大致包括三個方面。第一，狀態量采集：通過對斷路器狀態，隔離開關狀態以及設備信號進行采集工作，同時將采集的數據信號以光電隔離方式輸入系統，確保數據采集的完整性。保護動作信號則是通過串行口（RS-232或RS485）或計算機局域網的方式進行采集。第二，模擬量采集：通常情況下，變電站采集的模擬量以線路電壓、電流、功率值作為首要采集數據。除此之外，還包括饋線電流，電壓、頻率，相位等電量的采集，同時也包括變壓器油溫，變電站室溫等非電量的采集。模擬量采集的精度需要滿足SCADA系統。第三，脈沖量采集：脈沖量的采集主要是針對脈沖電度表的輸出脈沖，其內部也采用光電隔離的方式與系統相連接，通過計數器對脈沖個數進行統計，從而實現脈沖量的采集工作[5]。
3.4 無功電壓就地控制
通常情況下，無功電壓就地控制采用調整變壓器分接頭、電抗器組、投切電容器組的方式。在操作的過程中，可手動可自動，人工操作可就地控制，也可以遠程控制。專門的無功控制設備是用于實現控制工作，同時也可以作為監控系統對保護裝置的電壓進行監控。
4 結束語
綜上所述，變電站智能化是未來變電站的發展方向，對變電站的監測系統集成以及變電站的信息平臺進行智能開發，能夠有效幫助變電站智能化技術的發展。該技術對于實現電網調度有著重要作用，對于電網的安全和經濟運行水平的促進起到良好的保障作用，同時大大加強了電網的性能和可靠性，對保證電網的安全穩定具有重大的意義。
參考文獻
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[3]董鍇，趙敏，趙宏軍.變電站信息管理技術的應用[J].科技信息（學術研究），2011，19（32）：206-209.
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[關鍵詞]防誤裝置；閉鎖方式；閉鎖點；閉鎖邏輯
中圖分類號：TU76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）45-0278-01
0 引言
常規變電站通信規約存在的主要問題是：只定義字節在通信介質上如何傳輸，而未規定如何從上層應用的角度去組織數據。用戶必須通過復雜的手動配置，建立上層應用數據與底層通信數據之間的映射關系，這就大大增加了工程的復雜度、成本和工作量。
IE C61850《變電站網路與通信協議》標準（簡稱IE C61850標準）正在逐漸成為變電站通信網絡和自動化系統的重要標準，不僅為變電站內各個廠家不同型號裝置的互連互通提供了1套全新的解決方案，更重要的是為整個變電站自動化系統提供了2套完善的建模規范。不需要太多的手動配置即可建立上層數據，就能識別底層通訊上送的數據，這不僅降低了變電站自動化系統的建設成本，也為傳統的防誤閉鎖方案提供了新思路和解決方案。
1 變電站防誤裝置的檢查梳理及存在問題
通過普查發現問題主要集中在10kV （20kV，35kV）的開關柜的防誤閉鎖上，設備自身具有的防誤功能有一定的局限，不能滿足全方位閉鎖的安全要求，操作與檢修時易發生安全隱患，主要問題可歸納為如下幾類。
1.1 母線接地不車缺少強制閉鎖措施
開關柜母線接地不車上未安裝微機防誤鎖或只安裝了普通掛鎖，操作時存在安全隱患。
1.2 開關柜柜門缺少強制閉鎖措施
開關柜、置柜、無接地閘刀的開關柜后柜門（或前下柜門）如開關柜、母線壓變、母分開關柜、母分閘刀柜等，部分柜沒裝電磁鎖。即使有電磁閉鎖的，由于只是取感應電，可靠性也不高，沒有強制閉鎖措施，檢修人員在檢修時存在安全隱患。
1.3 開關柜門與下車之間缺少防誤閉鎖
開關柜，置柜，前柜門和下車之間沒有強制閉鎖措施。當下車沒有搖到試驗位置時，門可以打開；門沒有關上時，下車可以搖至工作位置均存在一定的安全隱患。
1.4 饋線下車與母線接地下車之間缺少防誤閉鎖
開關柜，置柜下車與母線接地下車之間缺少強制閉鎖措施，當母線接地時，除母線壓變下車外，其余未安裝閉鎖裝置的下車均能搖至工作位置，存在安全隱患。
2 智能化變電站防誤閉鎖推薦解決方案
智能化變電站防誤閉鎖系統完成變電站內各種操作的防誤閉鎖，滿足防誤閉鎖的全面性和強制性要求，并實現與監控系統站內模型信息共享，監控系統與防誤閉鎖系統信息交互免配置。
系統根據IEC 61850標準三層架構體系構建，由站控層防誤主機，間隔層智能防誤裝置，過程層智能閉鎖單元、機械和電氣鎖具及閉鎖附件，電腦鑰匙等主要部件組成。防誤主機、智能防誤裝置、智能閉鎖單元之間均采用IEC 61850。系統主要功能特點如下：
（1）系統信息共享。智能化變電站各設備及系統之間的數據交互采用統一的IEC 61850標準，這為防誤閉鎖裝置和自動化裝置互聯與互操作性提供了技術依據，并解決了兩者之間數據交互困難的問題，從而在防誤閉鎖裝置獨立的基礎上實現了信息的統一和共享。實現方式：間隔層的智能防誤裝置從監控系統獲得全站SCD文件，通過MMS服務器直接從測控裝置或監控主機獲取五防邏輯需要的實遙信、遙測數據，同時為監控系統提供網門、地線等手動設備的虛遙信。
（2）防誤閉鎖全面性。站控層通過防誤主機實現防誤；間隔層智能防誤裝置以IEC 61850標準設計，能夠對五防主機和監控系統提供設備操作的所有五防功能（包含順控功能），從而實現間隔層防誤；過程層采用基于GOOSE通信的智能閉鎖單元、過程層傳統鎖具來實現防誤。另外，系統預留集控防誤和防誤延伸產品接口。
（3）防誤閉鎖強制性。為防止過程層網絡GOOSE報文錯誤或監控系統未經防誤系統解鎖便直接操作智能電動開關設備所導致的誤操作，在過程層上設置支持GOOSE服務的智能閉鎖單元，以實現防誤閉鎖的強制性要求。智能閉鎖單元通過將常開接點串接于一次設備遙控跳合閘回路來實現強制閉鎖，只有在接收到智能防誤裝置的允許解鎖GOOSE消息，才驅動常開接點閉合，解鎖相關設備；就地操作時使用電腦鑰匙也可對其進行解閉鎖操作。
（4）順控操作。順控操作由間隔層智能防誤裝置和監控系統配合完成。智能防誤裝置具有良好的互操作性和開放性，從權限管理、唯一操作權管理、模擬預演、實時邏輯判斷、閉鎖元件5個方面完整地實現了對設備操作的防誤功能。
（5）方案的優越性。①防誤系統獨立運行，對其它運行設備無影響，在其它電氣設備或系統故障時，仍可完成防誤閉鎖功能。②將測控裝置間由通信實現的閉鎖轉化為由智能防誤裝置來實現，從而減輕了系統的復雜性和不同廠家測控互連的難度，實現了間隔層的防誤及順控的防誤閉鎖功能。③其它防誤相關產品（高壓帶電顯示閉鎖裝置、地線管理裝置、智能鑰匙管理機等）可無縫融入到全站的防誤系統中，并可方便地接人集控防誤系統，有效地降低了系統造價，避免了重復投資。
3 管理措施
3.1 從長遠、統籌的角度來選擇防誤裝置
不管是新建還是改建變電站在選擇防誤裝置時，都應該站在長遠的角度、統籌規劃，進行合理的選擇。主要包括：產品應該滿足當前運行的需要，及時的進行升級和更新；在選擇商家時，應充分考慮產品的定位、成熟度、性能、可靠性、經濟性等，防止出現劣質商品；商家的售后服務，能夠保證產品的順利運行，出現問題，以便及時進行維護。
3.2 制定完善的使用、維護、管理制度
（1）在防誤裝置運行后，應制度出完善的使用操作規程，特別是對解鎖鑰匙操作規程的制度尤其重要，在操作時填寫操作記錄（并且盡可能的詳細），使用都應有分管領導的批示，并保存好記錄。
（2）加強對違規操作的考核力度，并與員上的績效工資掛鉤。強化操作員上的工作責任心和安全意識，對于不按規定流程進行操作的，要及時的進行記錄、考核，不斷提高施工人員的安全意識。
（3）加強對員上操作技能的培訓。對于操作員工要進行詳細的培訓，使其不僅知道操作的方法，也要知道其中要性能，注意事項以及維護的方法。充分發揮出員工的能動性。防誤裝置時變電站不可或缺的設備，不僅保障了電力生產的安全，還降低了因誤操作而引發的事故。因此，應該給予防誤裝置足夠的重視，制定合理的規章制度，保障其正常運行。
4 結束語
本文主要從防誤操作閉鎖的強制性與全面性原則出發，提出了智能化變電站防誤閉鎖方案。防誤系統在各層保持獨立性的基礎上實現了不同層次的全面閉鎖，包含站控層、監控中心、集控中心的順控操作防誤，同時智能閉鎖單元和常規鎖具的使用實現了過程層操作防誤的強制閉鎖功能。此方案已應用在部分智能變電站，效果良好，是目前完善的智能化變電站防誤閉鎖系統解決方案。
參考文獻
[1] 朱永利，黃敏，邸劍.基于廣域網的電力遠動系統研究[J]。中國電機工程學報，2005（7）.
關鍵詞：智能變電站；一次設備智能化；狀態檢修；資產全壽命周期管理
作者簡介：宋友文（1980-），男，江蘇豐縣人，中國南方電網有限責任公司物資部，工程師。（廣東廣州510623）
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）06-0154-02
保證電網安全穩定運行不是單靠提高變電站的智能化就可以實現的，它是一個系統工程，取決于諸多因素，變電站的安全穩定運行是與變電站接入方案是否可靠、系統網架是否合理、運行方式是否合適分不開的。在智能電網建設過程中，必須明確“智能化”是確保電網安全、可靠、經濟運行的手段，而不是目的；智能化不能犧牲電網原有的安全性、可靠性和經濟性。
一、智能變電站的定義
智能變電站是由先進、可靠、節能、環保、集成的設備組合而成。以高速網絡通信平臺為信息傳輸基礎，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級應用功能的變電站。
二、智能變電站的特征
一次設備智能化、信息交換標準化、系統高度集成化、運行控制自動化、保護控制協同化、分析決策在線化是智能變電站的主要特征。高可靠性的設備是變電站堅強的基礎，綜合分析、自動協同控制是變電站智能的關鍵，設備信息數字化、功能集成化、結構緊湊化是發展方向。
三、智能變電站的結構
智能變電站設備分為過程層、間隔層、站控層。
（1）過程層：過程層的主要功能有電力運行實時的電氣量檢測；運行設備的狀態參數檢測；操作控制執行與驅動。
（2）間隔層：其設備的主要功能是匯總本間隔過程層實時數據信息；實施對一次設備保護控制功能；實施本間隔操作閉鎖功能；實施操作同期及其他控制功能；對數據采集、統計運算及控制命令的發出具有優先級別的控制；承上啟下的通信功能，即同時高速完成與過程層及站控層的網絡通信功能。必要時，上下網絡接口具備雙口全雙工方式，以提高信息通道的冗余度，保證網絡通信的可靠性。
（3）站控層：其主要任務是通過2級高速網絡匯總全站的實時數據信息，不斷刷新實時數據庫，按時登錄歷史數據庫；按既定規約將有關數據信息送向調度或控制中心；接收調度域控制中心有關控制命令并轉間隔層、過程層執行；具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；具有（或備有）站內當地監控，人機聯系功能；具有對間隔層、過程層諸設備的在線維護、在線組態、在線修改參數的功能；具有（或備有）變電站故障自動分析和操作培訓功能[1]。
過程層設備是聯系一次設備和二次系統的橋梁，為間隔層設備提供一次設備的數據，執行間隔層和站控層對一次設備的控制、調節等功能。間隔層設備完成對一次設備的測量、控制、保護、計量、檢測等功能。智能組件以測量數字化、控制網絡化、狀態可視化、功能一體化、信息互動化為特征，集成了過程層和間隔層的部分功能，具備測量、控制、保護、計量、檢測中的全部或部分功能。高壓一次設備與相關智能組件的有機結合構成了智能化一次設備，這種有機結合可以是獨立運行的高壓設備加外置的智能組建，也可以是高壓設備內嵌部分智能組建再加外置智能組件，還可以是高壓設備內嵌相關智能組件。智能組件是一次設備實現智能化的主要途徑。
四、變電站一次設備的智能化
變電站設備主要包括變壓器、斷路器、互感器、母線等一次設備和變電站自動化系統、輔助系統、智能組件等二次設備。
一次設備智能化是智能變電站的重要標志之一。采用標準的信息借口，實現融狀態監測、測控保護、信息通信等技術于一體的智能化一次設備，可滿足整個智能電網電力流、信息流、業務流一體化的需求。智能化一次設備通過先進的狀態監測手段和可靠的自評價體系，可以科學地判斷一次設備的運行狀態，識別故障的早期征兆，并根據分析診斷結果為設備運維管理部門合理安排檢修和調度部門調整運行方式提供輔助決策依據，在發生故障時能對設備進行故障分析，對故障的部位、嚴重程度進行評估。大規模間隙發電和分布式發電接入，要求電網具有很高的靈活性，而一次設備智能化是滿足這種要求的重要基礎。
把一次設備智能化的信息傳輸至信息一體化平臺，建設變電站狀態監測系統，智能變電站通過狀態監測單元實現主要一次設備重要參數的在線監測，為電網設備管理提供基礎數據支撐。實時狀態信息通過專家系統分析處理后可作出初步決策，實現站內智能設備自診斷功能。
智能組件是一次設備智能化的核心部分，對智能組件應有如下要求：
智能組件的投入和使用不應改變和影響一次設備的正常運行；智能組件應能自動連續地進行監測、數據處理和存儲；智能組件應具有自檢和報警功能；智能組件應具有較好的抗干擾能力和合理的監測靈敏度；監測結果應具有較好的可靠性、重復性以及合理的準確度；應具有狀態標定其監測靈敏度的功能。
（1）主變壓器智能化。主要包括油中溶解氣體在線監測、油中微水在線監測、套管絕緣在線監測（含環境溫濕度監測）、局部放電在線監測、溫度負荷在線監測等單元，實現對變壓器油溶解氣體，油中微水，局部放電，變壓器鐵芯和夾件電流，套管絕緣介損、電容值、泄漏電流值、溫度負荷趨勢、油溫、油位、風扇狀態、油泵狀態等的在線監測功能。
油色譜可以區分放電類型與過熱類型、油過熱與油-絕緣紙過熱等。微水檢測可以反映油的受潮程度。局部放電監測可以反映電暈、油中氣體放電等多種缺陷。
總體而言，變壓器狀態監測功能方面已經有了一定突破，實現了將各自獨立的監控系統集成為一個系統，可以實現對變壓器所有主要部件進行監控；但變壓器智能化的核心――專家診斷系統，還需要積累大量運行數據，挖掘設備運行特性，研究診斷方法開發分析系統，從而實現設備狀態診斷智能化。另外，考慮到傳感器的使用壽命，尤其是內置傳感器對于主設備本體運行的影響，監測量的選擇以及傳感器布點方面仍有待研究。
（2）開關設備智能化。GIS密度微水在線監測系統實現了SF6氣體的密度、微水監測功能；GIS局放在線監測系統實現了GIS局放的在線監測功能；GIS設備光纖測溫在線監測，利用溫度傳感器采集GIS內部溫度數據，可以直觀地反映GIS內部溫度變化。
目前GIS絕緣在線監測最有效的方法是局部放電監測，可以發現GIS設備制造和安裝及維修時引入的導電微粒及其他雜物，電極表面產生的毛刺、刮傷等損傷，導電或接地接觸不良，支持絕緣內部的氣隙等缺陷，多點監測可以實現故障定位。
斷路器在線監測系統實現了斷路器的SF6氣體密度、微水；分合閘線圈電流的波形狀態、斷路器的特征分合閘速度、儲能電機電流波形、儲能狀態、儲能時間、頻率等參量的在線監測功能。
（3）避雷器設備智能化。避雷器在線監測系統實現了避雷器的全電流、泄漏電流值以及計數器動作次數的在線監測功能。
（4）電容性設備智能化。主要實現介質損耗因數、電容量以及三相不平衡電流的監測，掌握其絕緣特性。
（5）電纜。主要監測電力電纜的局部放電、介質損耗因數、直流分量等參量，掌握其絕緣特性。
（6）電子式互感器。電子式互感器是實現變電站運行實時信息數字化的主要設備之一，在電網動態觀測、提高繼電保護可靠性等方面具有重要作用。準確的電流、電壓動態測量，為提高電力系統運行控制的整體水平奠定測量基礎。
電子式互感器利用電磁感應等原理感應被測信號，對于電子式電流互感器，采用羅氏線圈；對于電子式電壓互感器，則采用電阻、電容或電感分壓等方式。羅氏線圈為纏繞在環狀非鐵磁性骨架上的空心線圈，不會出現磁飽和及磁滯等問題。電子式互感器的高壓平臺傳感頭部分具有需用電源供電的電子電路，在一次平臺上完成模擬量的數值采樣，采用光纖傳輸將數字信號傳送到二次的保護、測控和計量系統。電子式互感器的關鍵技術包括電源供電技術、遠端電子模塊的可靠性和采集單元的可維護性等[2]。
光學電子式電流互感器采用法拉第磁光效應感應被測信號，傳感頭部分又分為塊狀玻璃和全光纖兩種方式。目前的光學電子式電壓互感器大多利用Pokels電光效應感應被測信號。光學電子式互感器傳感頭部分不需要復雜的供電裝置，整個系統的線性度比較好。光學電子式互感器的關鍵技術包括光學傳感材料的穩定性、傳感頭的組裝技術、微弱信號調制解調器、溫度對精度的影響、振動對精度的影響、長期運行的穩定性等。
與傳統電磁感應式電流互感器相比，電子式互感器具有以下優點：（1）高、低壓完全隔離，具有優良的絕緣性能；（2）不含鐵芯，消除了磁飽和及鐵磁諧振等問題；（3）動態范圍大，頻率范圍寬，測量精度高；（4）抗電磁干擾性能好，低壓側無開路和短路危險；（5）互感器無油可以避免火災和爆炸等危險，體積小，重量輕；（6）經濟性好，電壓等級越高效益越明顯。
五、智能變電站與數字化變電站及傳統變電站在一次設備上的主要區別
（1）智能變電站與數字化變電站及傳統變電站在一次設備上的區別如下：1）一次主設備采用在線監測設備實時監測設備狀態，即設備狀態可視化；2）在線監測裝置及保護裝置采取智能組件方式，就地安裝，以減少信號及控制電纜的長度；3）狀態監測參量的通信符合IEC61850標準；4）狀態監測參量集成在集控室信息一體化平臺中；5）互感器均采用電子式或光電式。
（2）智能變電站一次設備智能化是基于在線監測的基礎上建設，需要準確選擇在線監測參量（表1）。
根據國網公司 Q／GDW 393-2009 《110（66）kV～220kV智能變電站設計規范》[4]及 Q／GDW 394-2009《330kV～750kV智能變電站設計規范》[5]，一次設備監測參量有：主變――油中溶解氣體；220kV GIS――SF6氣體密度、微水；110kV GIS――SF6氣體密度、微水；避雷器――泄漏電流、動作次數；220kV GIS 局放應綜合考慮安全可靠、經濟合理、運行維護方便等要求，通過技術經濟比較后確定。
根據以上標準，需認真考慮例如主變的超高頻局放、套管介損、繞組溫度等在線監測參量是否選取，是否需要增加其他有效的在線監測參量。
（3）在線監測智能終端采用就近安裝，即室外運行，智能單元從本質上仍是電子元件，工作年限一般不超過12年，與一次設備（20年及以上）不匹配，因此其長時運行的測量精確性及使用壽命有待檢驗。
（4）根據已投入的在線監測設備運行經驗，在線監測裝置易發生誤報警。應在主變、開關設計之初就考慮融入智能傳感器、控制設備等，使主設備結構更加緊湊、設計更加合理、絕緣更加可靠、監測參量更加精確。
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關鍵詞：智能化變電站 電氣二次設計 分析
在現階段的技術條件支持下，對于智能化變電站而言，其正常運行過程當中所涉及到的二次設備主要包括以下幾個方面：第一，繼電保護裝置；第二，防誤閉鎖裝置；第三，遠承傳動裝置；第四，故障錄波裝置；第五，測量控制裝置；第六，電壓無功控制裝置；第七，同期操作裝置；第八，在線狀態檢測裝置。以上裝置均需要實現標準化運行，以保障二次設備系統操作的可靠性與安全性。在此基礎之上，二次設備不再出現與常規功能裝置相重復的I/O現場接口，而是建立在對網絡系統加以運用的基礎之上，實現對變電站二次設備運行狀態下相關數據資源的充分共享。從這一角度上來說，做好智能化變電站電氣二次設計工作，對于保障變電站運行質量而言是至關重要的。本文即針對以上相關問題做詳細分析與說明。
1 智能變電站的綜合優勢分析
對比常規意義上的變電站而言，智能化變電站核心的優勢在于：增設了過程層作為結構支持，將數字化變電站所依賴的通信網絡與一次電氣設備充分融合，從而使得整個變電站在實際運行過程當中的數字化水平得到了極為顯著的發展與提升。不但如此，對智能化變電站而言，間隔層當中所涉及到的相關設備能夠實現網絡化，在此種技術支持下，數字信息能夠直接進入到站控層的交換機當中，省去了傳統意義上，網絡結構方案下接口裝置的運行步驟，達到了提高信息交換使用效率的目的。在此基礎之上，由于智能化變電站能夠面向系統提供智能化的開關裝置，同時能夠兼具控制設備的相關運行功能，在有關整個變電站正常運行狀態下，在線監測作業以及故障診斷作業方面所表現出的優勢更加的突出。還需要特別注意的一點是：智能化變電站針對間隔層以及一次設備均設置了與之相對應的智能化終端裝置，并通過光纖線路實現終端與終端之間的可靠互聯。通過此種方式，能夠省去傳統變電站運行系統下存在的電纜進線線路連接方案，提高了整個變電站的運行實效性與可靠性。
2 對智能設備的選擇要點分析
從智能化變電站電氣二次智能設備的選擇角度上來說，所涉及到的二次設備主要包括電子式互感器裝置、智能開關、以及二次設備這三個方面。對電氣二次設備展開進線網絡化建設的最根本目的在于：更好地與整個智能化變電站的運行發展需求相適應。但，結合實踐工作經驗來看，對于智能開關以及電子式互感器裝置而言，其在設計與選擇的過程當中仍然存在以下幾個方面的問題值得關注：第一，對于智能開關而言，選擇過程當中，可以選擇理想智能開關或者是建立在傳統開關連接方式基礎之上的智能終端開關模式。其中，對于理想智能開關而言，實際應用過程當中最主要的特點體現在：其對于在線檢測功能以及智能控制功能的支持。同時，理想智能開關還能夠面向整個變電站提供相應的數字化接口，因此智能化水平相對較高。但，從維修以及投入資本的角度上來說，資金開支相當大，在可操作性方面存在一定的缺陷；第二，針對傳統開關而言，在將其與智能終端相互連接的過程當中，雖然能夠提供相應的數字化接口，但由于丟失了在線監測的功能支持，因此在智能化水平方面存在一定的缺陷。但，由于此種接入方案下的可靠性水平相當高，投入資本費用相對較低，因而在現階段的實踐工作當中得到了廣泛的應用；第三，從電子互感器的角度上來說，可以選取有源或無源性的電子式互感器裝置。其中，對于前者而言，這種互感器裝置主要是指具有低功率線圈的電磁式電流互感器裝置，其運行過程當中的特點體現在：能夠實現需要電源與電子電路的匹配，通過激光的方式，解決在電源穩定性方面存在的問題，因而得到了比較廣泛的使用。而對于后者而言，由于其是建立在光學傳感技術基礎之上實現電子互感裝置，費用較高，且可靠性水平無法得到保障，因而現階段比較少采用。
3 對通信規約的選擇要點分析
在智能化變電站內的網路，可以分為站控層網絡或者是過程層網絡，針對不同的網絡要選擇不同的規約。站控層網絡可以選擇103規約，這種規約主要是采用傳統的面向功能設計形式，其主要的缺點就是互操作性較差，主要是針對一些要求較低的以太網通信使用，并且費用較低。另外一種IEC 61850網絡艦約主要是基于網絡通信平臺的變電站自動化系統面向對象設計，是一個構建數字化變電站的理想平臺，但是費用較高，優點是可實施性較好。過程層網絡的規約選擇，可以選擇后一種規約，這種規約形式主要采用FT3幀格式，具有較好的實施性以及傳輸延時固定的特點。對于要求較好的串口通信有較高的實用性，可以使用插值法來實現同步，具有較高的可靠性。還有一種規約形式就是IEC 60044-8規約，主要是面向對象設計的構建數字化變電站的理想平臺，其特點就是傳輸延時不固定，不可以自同步，并且可靠性較差，但是費用卻較高。根據上面的各種論述可以看出，對于單間隔并且不需要進行數據同步的二次設備可以選擇第三種規約。
4 對網絡結構的設計要點分析
對于智能化變電站而言，在網絡結構的設計過程當中，需要分別將其劃分為過程層、網絡層以及架空層，以上相關網絡均需要獨立進行相關方案的設計。其中，對于過程層網絡而言，由于其是智能化變電站與傳統意義上變電站網絡設計方案中加以區別的核心元素，需要在具體操作中加以重點關注。而現階段，基于對經濟性、合理性、可靠性等相關因素的考量，在有關站控層網絡設計方案的選取方面，建議采取星型以太網網絡作為支持。
5 結束語
結合實踐工作經驗來看，對于智能化變電站而言，智能化變電站架構設計最根本的目標就在于：建立在IEC
61850通信協議的基礎之上，構建能夠覆蓋信息采集、信息傳輸、信息處理及信息輸出在內的數字化變電站運行系統。通過此種方式，能夠有助于整個變電站技術創新目標的實現，因此，從這一角度上來說，在電氣二次設計過程當中，除需要關注對智能設備的選擇以外，還需要將有關通信公約的選擇以及網絡結構的設計作為電氣二次設計中的重要內容，并加以關注。總而言之，本文主要針對智能化變電站中，電氣二次設計的相關操作要點進行了簡要分析與說明，希望能夠引起各方工作人員的特別關注與重視。
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關鍵詞：智能化變電站 智能化建設 智能化應用
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0040-02
隨著信息技術、通信技術、數字保護技術等先進科學技術的快速發展，我國在智能化變電站的建設上也取得了十分優異的成績，截至目前，已經有大量的智能化變電站被投入使用，以此提高電網的運行安全，促進電網的高效運轉，并為電力企業獲取了更多的經濟效益。也正因如此，做好變電站的智能化建設儼然已經成為當前電力企業所關注的共同焦點。以下筆者即結合個人從事電力工作的實踐經驗，分別對變電站的智能化建設與應用進行逐一分析、探討，旨在為廣大同行在今后的電力工作中提供全新的思路與有益的參考。
1 對變電站智能化建設的分析
近些年來，隨著人們對電力需求的不斷增大，電網的建設步伐也在不斷地加快，尤其是伴隨著人們對電力質量要求的不斷提高，對變電站建設亦提出了全新的要求。要求變電站不僅要能夠確保電力系統的正常運行，還必須要能夠對電網系統的整體運行效益做到進一步提高，使電力企業在新能源市場的競爭中始終立于不敗之地。而要想做到這點則必須充分結合當前的高科技發展，對變電站進行智能化建設，從而提高變電站自身的實際運行、管理水平，具體從以下幾個方面入手。
第一，一次設備的智能化建設。一次設備作為變電站的重要電氣設備，對其進行智能化建設，不僅會進一步提高變電站自身的數據收集能力，還會進一步促進變電站在數據上的分析能力。因此，做好變電站的智能化建設就必須要做好變電站一次設備的智能化建設工作。一方面，要從GIS電氣設備入手進行智能化建設，正是因為GIS電氣設備是由多項元件共同組成的，所以，在智能化建設過程中必須要進一步強化GIS變壓器的絕緣性能，排除變壓器在運行過程中可能存在的各種缺陷，保障變電站的智能化能力，從而進一步提高GIS電氣設備的抗干擾能力，也就等同于提高變電站的抗干擾能力，避免變電站在運行過程中受到其他干擾因素的作用；另一方面，要從互感器入手進行智能化建設。這是因為伴隨著高壓變電運行的日益復雜，互感器的結構也變得日益復雜多變，因此，要想確保變電站的安全穩定運行，確保互感器的能夠達到理想化的運行方法，就必須充分利用電子技術，改進互感器的結構特征，體現出數字化特點。
第二，二次系統的智能化建設。做好變電站二次系統的智能化建設，對進一步提高變電站的智能化水平，提供必要的智能化服務都有著至關重要的影響。所以，做好二次系統的智能化建設尤為重要。在二次系統的智能化服務上可以從以下幾個方面入手：電站二次系統內的主變保護，在配置上實行智能建設，優化主變配置，該變電站按照智能化建設的規定，對主變保護實行雙套維護，融合主變與后備，輔助主變達到一體化的狀態，雙套維護的智能開發，保障后備系統與測控的有效匹配，進而確保主變配置在智能變電站中的高效性，既可以適應不同等級的變壓運行，又可以實現選擇性的系統保護。
第三，輔助系統的智能化建設。監控系統與控制系統作為變電站的重要輔助系統，其對變電站的智能化運行有著至關重要的影響。所以，在變電站的智能化建設與改造之中，就必須對變電站的輔助系統進行相應的智能化改造。首先，要在原有監控系統的基礎上，遵循智能化原則對其進行全方位的數字化監控，并對通信模塊進行改進以實現通信模塊之間的協調作業，改進監控端模式，確保監控信息得以快速、準確地分配與傳遞，進而使變電站中的各項信息數據能夠在監控系統內部得以良好的交換；其次，在控制系統中充分體現出智能化特征，進而實現變電站智能化建設對直流、交流的智能化控制需求，從而有效地解決變電站所面臨的運行負擔，保護變電站系統運行效率。
2 對變電站智能化應用的分析
正是因為構建智能化變電站對促進智能化電網的安全穩定運行，提高變電站的經濟效益所展示出的巨大優勢已經清清楚楚地展示在人們的面前，所以，變電站的智能化建設，變電站的智能化改進工作也被提上了電力企業的工作日程。而如何做好變電站的智能化應用也就顯得更為重要。目前變電站的智能化應用主要體現在以下幾個方面。
第一，做好變電站的可視化監控工作。通過分析，我們可以看到，在變電站的智能化應用中，其智能化主要體現在對變電站的可視化監控上。也就是說智能化變電站在電網運行中通過對智能開關控制器、數字化斷路器、數字化合并器的應用，對變電站實施全景網絡智能化監控工作。不僅在一定程度上拓寬了變電站的可視化監控范圍，也在很大程度上對變電站各個運行層的實際運行狀態，各個運行層的通訊流量，占控模塊進行了全范圍的監控，從而更好地了解變電站的基本運行情況，提高變電站電網的運行效益。
第二，做好變電站的程序化控制工作。作為變電站智能化應用的重要內容，程序化控制在完成各項設備的切換時，體現的控制優勢在于能夠智能化地分析出變電站的運行情況，提供故障發生時的診斷依據，作為現階段來說，程序化控制還能夠實現自動隔離。例如，在某個大型變電站應用智能化管理過程中，程序化的控制和管理流程組要由幾方面構成：首先是通過監控和調度的方式下達電站操作命令；然后就是通過控制程序化的狀態，上傳信息到智能服務器端；最后，變電站如果通過智能程序化控制系統進行命令下達，那么命令可以下達到相關的服務器，服務器就會按照命令的指示來完成程序控制。
第三，做好變電站的智能報警工作。變電站的應用中一般啟用的報警裝置是智能報警，而這種報警方式一般分為4個組成部分：首先，統一信息模型，變電站在發出智能信息時產生的報警稱為事件源；其次，公共處理模塊，此模塊起到的作用是將事件源的各項信息進行監測和收集，并且進行實時地研究；再次，集合模塊的智能體，這種模塊信息主要是為了研究報警的信息；最后，知識庫系統，此系統內包含很多變電站的系統性知識，在學習中主要為報警系統提供信息依據，用于在變電站中所有信息的判斷，并能夠同時提出理論性的、有依據的建議，并能夠有效提供解決故障。
3 結語
智能電網是當今人們實現低碳經濟的重要核心所在，而智能變電站則恰恰是伴隨著智能電網這一概念應運而生的。可以說，智能變電就是智能電網建設的重要基礎所在。因此，促進變電站的智能化建設，做好傳統變電站的智能化改造，將智能化優勢更好地應用、體現在變電站的日常運行中則尤為重要。也正因如此，該文筆者結合個人實踐工作經驗，對變電站的智能化建設與其應用進行了粗淺地逐一分析，以期為今后智能變電的建設工作做出有益的參考與借鑒，并為進一步普及智能變電站的建設做有益的鋪墊。
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關鍵詞： 智能化變電站；二次系統；調試
中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2012）1010005-02
智能化變電站是在發展智能電網的大趨勢下必然結果。經濟的發展，技術的進步，使得智能化變電站二次系統設備也有了相應的突破和轉變，這就要求繼保調試人員適應變化，加強自身學習，盡快熟悉智能化變電站的結構原理和務必落實二次系統調試方法改進辦法。本文就智能化變電站二次系統的調試進行深入解析，以求為工作人員提供有效的智能化變電站調試的參考價值。
1 智能變電站的現狀
數字化變電站和常規變電站是就現在而言，國內變電環節的兩大基本模式。但是就這兩種常規變電環節模式卻在使用中暴露出諸多不足缺陷。數字化變電站在相關標準規范上還是欠缺的，在整個運行過程之中可靠程度不確定，設備也不能穩定，相關的評估體系和手段等不夠健全。高壓建設隨著時代的發展已經步入實用化階段，光伏、風電等的一些新出爐的能源使用不斷的在電力建設中出現，這是發展的必然趨勢。也就必然要求著系統安全穩定性也要達到一定高度，要求著智能電網變電站要有更加嚴格的標準規范。常規變電站，在采集資源中重復亢長，系統套數、廠站設計不統一，復雜的調試方式，操作互動性太差，規范標準化嚴重不足等等一系列問題。以上種種，對變電站的運行效率產生直接的影響，這樣對于電網安全運行水平的要求進一步提高是極為不利的，因此我們需求尋求一種新的變電模式，即智能化變電站。
智能化變電站是變電站自動化領域的發展的階段性產物，變電站自動化領域技術發展相當迅速，這也就帶動著通信技術和計算機信息的發展。國際電工委員會就為了達到廠家之間設備共享，使其操作性加強的目的，制定了IEC61850（變電站內通信網絡和系統標準體系）。可拓展架構是針對于未來通信而言的，建模技術是面向對象來說的這一系列技術方式，這些給智能化變電站提供了完備健全的建設保證。
2 智能化變電站二次系統
智能化變電站為經濟科技飛速發展的形勢下促使變電站架構優化建設，為解決電力系統的問題和變電站問題提出了新的思路和方向。傳感器技術、智能技術、通信技術和控制技術等先進技術在智能化變電站的運用，使得設備完整數字標準化的信息平臺自發的完成對于信息的分析、搜集、控制和整理等等一系列工作，這就使全站在信息分享中更加全面，數字化得到普及，重要性也就日益突出。
智能化變電站二次系統具有以下技術特征：在線分析決策，即在線就能完成設備檢測工作，將智能電子裝置IED的故障、動作信息及信號回路狀態以及電網運行狀態數據的獲取信息及時有效的進行搜集整理和分析；自動運行控制和保護控制協同化，也就是全力實現的數字化采集電壓和電流，將搜集的數據有效集成，使得零散的二次系統裝置整合更加優化，實現數據共享，網絡通信共享；集成系統高度，標準的信息交換模式，在變電站內部和變電站與控制中心間無縫通信化的實現，緊湊的系統結構，無盲區在設備狀態特征量的前提之下采集，達到了系統維護、工程實施和配置簡化的目的。
關于智能化變電站二次系統的基本構架，從邏輯的角度上可以分為“站控層”、“間隔層”和“過程層”這三個層次，這是根據IEC6185A通信協議草案來定義的。所謂的站控層就是以兩級高速網絡匯總全站的實時數據信息為橋梁，將內運行的各個界面聯系起來，將控制層和過程層有效的管理控制起來，全站監控便會實現，然后和遠方監控或調度中心通過信息聯絡。這其中就有GPS對時系統、自動化軟件系統、主機、設備、操作員站和遠動工作站。間隔層，其主要在匯總本過程中數據實時信息上發揮作用的，主要對于一次設備保護控制操作、閉鎖、同期和其他的控制功能的實施，及時完整的完成與過程層和站控層的網絡通信；優先控制其控制命令的發出、統計運算即使運行和數據及時準確采集工作。這里就有保護測控一體化設備、保護裝置和測控設備。過程層，智能化電氣設備的智能化，在于有效結合了一次設備和二次設備。比如說智能操作箱、合并單元和電子式互感器等等。
3 智能化變電站二次系統的調試
采用光纖作為連接介質連接外界與智能化變電站保護裝置是通用的方法，運用網絡化的設備來傳遞信息。介于以上的各種方式的改變，其設備保護的調試也應該相應的做出調試。這其中變化調試的僅僅只有信息傳遞的方式，因為保護裝置并沒有發生本質的變化，正因為這樣，檢測標準沿用原來的并無大礙。
3.1 保護裝置的調試
關于保護裝置的輸出的調試，智能終端直接傳輸跳閘以及之間的閉鎖信號的啟動是通過GOOSE來進行保護的。而GOOSE報文檢測，則主要是對整組傳動以及裝置實際轉動的驗證保護裝置，對所輸出的信號正確性和實時實地性進行保護。以GOOSE的聯系表為依據，檢驗可以細致到一個信號甚至一個點上。
關于電流和電壓采樣檢測的調試，智能變電站的智能化使得來自于合并單元下的光數字信號替換了初始起保護的裝置電壓和電流量的模擬量輸入方式。光數學保護測試儀的使用，使得可以從保護裝置光纖入口以太網處直接進行輸入檢測，這樣監測的數據一般情況下是零誤差，先前測試過程中的采樣精度檢測以及零漂均可以不用進行。但是因為目前的光數字保護測試儀輸出信號傳輸過程中的不確定性，對于再采樣技術的準確度無法準確定位，所以僅限于使用在無跨間隔數據要求的保護裝置測控以及儀表的二次設備。對于母線保護和變壓器差動保護這些有間隔數據限制要求的保護裝置，就目前的技術而言只能通過傳統的手段保護測試儀加模數轉換器，以此來實現電壓數字化輸入和電流信號的輸入。
關于同步調試測試，電壓光數字化和電流信號的光數字化，使得跨間數據同步性的重要性日益突出，我們可以以同源的一次升壓和升流來實現間隔間數不盡相同的同步性數據。
3.2 啟動調試
就二次系統來講，啟動調試調試過程主要是對向量的調試過程。但是從智能化變電站的角度上看，是對二次設備自身測量的確認正確與否上的調試。調試通信接口，是因為通信接口的功率裕度對通信可靠性具有相當的影響力，要對接收功率、接收靈敏度功率和端口發送功率進行細致測量，還要對合并單元激光供能輸出功率進行調試。
3.3 二次回路的其他調試檢測
光纖以太網在智能化變電站中被廣泛大量的使用。因此檢測光纖以太網物理連接性的正確與否和可靠程度，可以通過檢測光收發器的功率、光通道衰耗、誤碼率以及光纖網絡通信正常與否、光纖頭清潔是否來驗證，再加之網絡分析儀從旁輔助檢測網絡性能，就會使得整個檢測過程完美無瑕。SV網、MMS網和GOOSE網的這些網絡作為智能化變電站重要組成部分，安裝在智能化變電站中的在線通訊監視系統，對變電站各路的網絡信息進行實時的監視和分析，這樣就可以準確而又快速的查詢到特殊信息位置和故障點的準確定位。配備大量的交換機在過程層和間隔層，當其中一臺或者多臺交換機出現故障的時候，就很有可能會導致多個間隔的保護拒動造成事故發生，所以一定要保證交換機的保證性。
4 智能化變電站對于二次系統調試的影響作用
智能化變電站對二次系統調試的影響作用很多，其中包括：使得二次系統一體化，二次接線設計簡單化和變電站繼電保護配置的簡單化。在這里我們詳細對二次接線設計簡單化的功用做一詳細剖析。數字化在EVT和ECT中得以實現，在光纖傳輸的輔助下，對于抗干擾能力提升不少，并且將傳統互感器的二次交流回路適時摒棄掉，將一、二次系統間的電器隔離真正實現。主控制室的保護以及控制現場執行機構與測控設備間無直接關聯，是因為有了智能開關的運用。智能開關是一個終端設備，它通過接受執行控制命令，界限分明的各單元，對于繼保人員工作中誤接線現象和誤觸碰現象進行有效的控制進而減少其出現頻率。簡化了斷路器二次接線設計，使得繼電保護裝置I/O插件有效減少，將變電站全生命周期的成本造價進一步提高。
5 結束語
作為智能電網建設核心之一的智能變電站，智能化變電站作為堅強智能電網重要支撐點，智能化變電站的建設和智能變電站二次系統總體目標實現息息相關。所以開展智能化的變電站改進優化和智能變電站二次系統調試優化設計工作，在整個過程中嚴格參照行業標準尺度，全面考慮運維高效化和緊湊化結構以及集成功能化的發展的是勢在必行的。本文全面闡述智能化變電站二次系統調試相關問題，對于智能化變電站基本結構全面深入了解，把智能變電站的優勢通過二次系統全面的發揮出來，使得智能化變電站在未來的發展中更加協調，更加有效，讓整個電網系統的運行更加流暢和安全。
參考文獻：
[1]胡剛、夏勇軍、蔡勇、陶騫、陳宏，智能變電站二次系統設計現狀和展望[J].湖北電力，2010，12.
【關鍵詞】變電站；智能化；關鍵技術
1、前言
智能變電站作為堅強智能電網的基礎和保障是至關重要的建設內容，堅強智能電網能夠實現從發電到用戶用電各環節的雙向信息交流。目前，數據采集、自動化控制等技術已趨于成熟并已進行實際應用，變電站智能化建設的應用逐步擴大，這為未來電網的智能化建設提供了技術支持和保障。為了不斷適應社會發展的需要，將變電站進行智能化升級改造勢在必行，改造后的變電站能夠實現提升運行效率、優化資源配置、降低運維成本的目的。
我國電網公司已于2010年明確提出在智能電網技術改造的基礎上，加大對500KV變電站的智能化改造技術方案的研究力度，不斷加強對改造過程中的關鍵技術進行模擬討論，爭取在未來五年內實現2003年以前投運的500KV變電站設備進行智能化改造并以此為基礎廣泛投入應用。本文正是以我國電網公司的相關原則和技術規范為理論基礎對500KV變電站智能化建設的關鍵技術進行探索和詮釋，并在此基礎上形成了具有實用價值的變電站智能化建設技術方案體系，具有一定的理論和現實意義。
2、500KV變電站現狀分析
我國500KV變電站基本上是具有樞紐作用的變電站，這些變電站大部分采用PLC監控系統，它的繼電保護裝置是通過微機來實現的，存在重復采集資源、程序調試復雜、設備兼容性差、規范化、標準化有待提高等問題，這些問題的存在嚴重影響了變電站的生產運行效率，安全性指標有待進一步提高。
隨著社會的不斷發展，計算機通信網絡技術、新型傳感器等技術也有了日新月異的發展，500KV變電站的自動化系統在應用上也得到了進一步升級，衍生的新技術和新功能應用于變電站的越來越多。但是，這些新的技術和應用多是依據各自的需求產生的，系統間的兼容性很差，信息共享度差。此外，由于用戶對廠家的私有協議依賴性較大給變電站系統的后期維護帶來了巨大的挑戰。所以，變電站在智能化建設方面必須要充分發揮國際標準的優勢，靈活、便捷的適應社會新標準、新技術的發展需要，有效融合異構信息，高效實現系統的兼容。
3、變電站智能化改造的基本原則
依據國家電網公司的《變電站智能化技術原則》和智能電網項目建設意見，全面貫徹變電站全壽命周期的管理理念對現有變電站進行設備更新的改建工程，避免出現為智能化改造而造成的破壞性改造。為了節約整體改造項目的投資，技術人員必須要堅持向典型設計靠攏的原則，不斷優化主接線和設備的配置，遵循科技進步和社會發展的需要，改造技術一定要具有前瞻性，能夠適應設備長期運行的需要，要充分考慮技術設備的長期兼容性，不能僅停留在簡單的配件更換上。
要全面貫徹國家電網公司提出設備全壽命周期管理理念，在此基礎上提高技術改造工程的效益。運用全壽命周期成本管理方法進行技術經濟的綜合分析評價，全面考慮系統的規劃、設計、制造、配置、安裝、運行、維護、改進、更新、報廢的全過程，綜合追求效益最大化，供電質量最優化，全壽命周期費用最小化。本著系統可靠性、先進性、經濟性的原則考慮現階段廠家的制造能力進行設備選型。
4、500KV變電站智能化改造關鍵技術及方案
4.1變壓器智能組件技術
一次設備智能化改造的重要特征是智能組件作為變電站設備層的關鍵設備，主要有變壓器冷卻系統匯控柜、有載調壓開關控制器、短路控制箱等。智能組件就是可以實現集成、分散、內置、外置等任意組合的靈活設備。
變壓器進行設備狀態信息的采集和處理，主要是采用主、子智能電子設備（LED）方式。主LED的主要任務是對一次設備進行綜合故障的診斷和狀態評估，根據各智能檢測組件的檢測數據和結果來判斷，主LED的功能相當于前置服務器，被安置在智能匯控柜中。變壓器智能組件關鍵技術如下：
1）同步監測技術：可以實現多種狀態量實時同步監測，如微水監測、鐵芯電流監測、油溫監測、有載開關監測、工況信息等。2）過載能力評判：主LED結合環境溫度、油溫、負荷等情況完成對變壓器過載能力的估算，建立變壓器負荷動態智能監測系統。3）設備余壽評估：主要是通過對頂層油溫、環境溫度、負荷等情況進行設備的絕緣老化與剩余壽命評估。通過智能組件對熱點溫度的監測計算絕緣老化率，絕緣老化率主要取決于繞組熱點溫度和油中的水分以及超負荷情況。
4.2開關設備智能組件技術
開關設備智能組件可以實現開關設備的間隔內保護、監控、傳輸等功能，它是采用保護、測控、狀態監測、計量、合并單元、智能終端一體化技術。智能組件通過專用光、電纜與開關設備二次機構或傳感器連接，被安裝在開關設備附近或本體機構箱內。當下，計量和狀態監測還難以有效結合集成于一體，智能組件未來應高度集成化，高效兼容化，使其具有更高的可靠性，進而與一次設備融為一體，使之真正成為智能變電站的重要設備。
4.3自動化系統改造方案
基于500KV變電站的重要性，自動化系統改造需要兩套系統并存交替運行的形式，改造過程中需要考慮新、舊系統間有清晰的分界線，盡可能減少停電的范圍和次數。系統改造前期要嚴格按照新監控系統配置要求布置，在系統調試時要盡可能完成全站系統的試運行和性能測試。改造過程中，要保持新老系統的聯閉鎖完整再進行跨間隔設備的改造，待全站改造完成后，舊系統需要推出運行后再拆除相關電纜，改造期間新、舊監控系統可以實現平滑過渡。
4.4遠動系統改造方案
遠動系統在改造過程中不能中斷，該系統承擔著向遠方調度傳送實時信號、接受遠方控制命令的功能。在改造過程中可以采用以下幾種遠動系統過渡。
1）在組織改造過程中，新遠動與原遠動通信保持獨立，互不通信，已改造過的設備通過新遠動系統上傳數據，未改造過的設備還是由原遠動上傳數據，隨著改造的進行，最終所有信息都是通過新的遠動系統上傳數據至調度端。2）將改造后的設備信息都匯集到新的遠動系統，將新遠動數據經接口轉換裝置接入原遠動系統，再向調度傳送信息。隨著改造的進行，逐漸由新的遠動通信裝置向遠方調度傳送信息。3）先建立新的遠動系統，將原遠動系統中的數據接入到新遠動系統通信系統通信裝置中，隨著改造的進行，整合轉發參數，新系統直接采集數據，原遠動數據逐漸減少。
5、結束語
變電站的智能化建設是國家電網的基礎和重要組成，傳統變電站通過智能化改建能夠提升其運行效率，優化資源配置，降低運營成本。建設堅強的智能化電網是一個循序漸進的過程，當下，需要我們有步驟、有計劃的深入探索系統的兼容性、穩定性及可靠性的技術改造方案，從而實現電網智能化的穩步推進。相信在不久的將來，研究總結出一套符合社會發展需要的、資源利用效率高、改造成本低的技術改造方案必將在500KV變電站智能化改造項目中得到廣泛的應用。
參考文獻
關鍵詞：二次系統 智能化 設計
中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）012-181-02
1 引言
當前，以“一次設備智能化、二次設備網絡化”為特點的智能變電站正蓬勃興起。它的推廣，一方面變革了傳統的變電運行理念，使變電站自動化技術得到飛速提升；另一方面，也給習慣常規站設計的相關人員帶來了重重壓力。
確實，常規站歷經上百年的技術沉淀，在各方面均已趨于成熟。而智能化變電站是新生事物，在許多方面尚需不斷磨合，尚存在可以改進和完善的空間。
為了提高智能變電站的建設水平和技術經濟性，必須在首道“工序”――設計上下功夫。和常規站一樣，智能變電站的設計重心也在二次上，不過，是所謂的大二次，它包括了自動化、保護、調度和通信等多個專業。由此可見，二次系統智能化設計是一個難點。而要克服這個難點，首先必須找準關鍵點。
2 傳統二次系統和智能化二次系統的差異
傳統二次系統傳遞的是模擬量，而智能化二次系統傳遞的是數字量，這是兩者的本質區別，也是兩者之間其他差異的根源。下面進行具體說明。
2.1 二次回路不同
常規站的二次回路是一張電纜網：所有的信息傳遞和交互動作均通過二次電纜進行。缺點：需要大量接點，系統接線復雜。優點：設備間的互通關系明確，便于查找故障。
智能站的二次回路是一個通信網絡：全站信息轉化為虛擬數字的形式，并以IEC61850規約為基準進行交互。缺點：信號的輸入輸出關系與通信網絡接線不對應，增加設計難度。優點：節省電纜，簡化施工。
2.2 二次系統的邏輯結構不同
常規站采用“兩層”結構，即“站控層”和“間隔層”。而智能站增加一個“過程層”，且對原先的“間隔層”的通信方式也有所改動。
緣由：智能站要采集整站的全景數據并實現交互共享，若按常規站配置，一則信息傳輸容量和速率達不到要求，另外也和建立一體化信息平臺相沖突。
2.3 一次、二次的分界面不同
在常規站中，一次設備和二次設備的劃分非常明確，不同類別的設備運行于不同的電磁環境中。而在智能站中，為了傳遞數字量的需要，原本屬于二次設備范疇的保護、測控、計量等單元漸漸和智能一次設備相結合，使得二次設計時需要考慮更多的安全因素。
2.4 設計內容的不同
和常規站相比，智能站沒有繁雜的端子排圖，但增加了以下內容：全站網絡圖、VLAN劃分、IP配置、虛端子設計、虛端子二次接線圖、同步系統圖等。
以上列舉常規變電站和智能變電站在二次系統方面的主要不同之處，這也是二次系統智能化設計中的一些關鍵問題的產生根源。
3 二次系統智能化設計的關鍵所在
3.1 全站邏輯結構的確定
我們知道，為了實現全站信息的高度交互，智能變電站的邏輯結構確定為三層（即站控層、間隔層和過程層），但三層之間怎么聯系，卻是一個值得研究的問題。
IEC61850要求：站控層和間隔層之間采用總線型以太網（基于IEC61850-8標準），間隔層與過程層之間采用分布式星形采樣值網（基于IEC61850-9-1標準）和獨立的GOOSE（面向通用對象的變電站事件）雙網。
按照以上配置，雖然能很好地滿足全站大流量數據的交互和傳送，但也帶來了交換機規模龐大和端口數量眾多的缺陷，不利于降低建設成本，不利于日常維護。
因此，應該根據實際情況（譬如220kV站和110kV站是完全不一樣的），準確計算實時數據和非實時數據的流量，并在此基礎上通過網絡通信協議對數據流向進行劃分，以保證正常運行時數據只流向需要的交換機端口。這樣，就可以適當簡化全站邏輯結構。
2011年底投產的110kV 新生智能變就大膽嘗試了“三層一網”的結構。
3.2 智能設備的選擇
智能設備選擇是二次系統智能化設計中的一個重要環節。其內容主要包括：
（1）電子式互感器的選擇；（2）智能開關的選擇；（3）集成裝置的選擇。
關于電子互感器，分無源式和有源式兩種，各有優缺點，需要在綜合考慮成本承受力、技術可行性等因素后謹慎確定。
關于智能開關，目前也有兩種：理想智能開關，智能終端與傳統開關組合。理想智能開關具有在線監測、智能控制和自我診斷等功能，性能極其優良，只是造價不菲。而智能終端與傳統開關組合的那種類型充其量只是半智能產品，隨著技術的進步，必然被淘汰。
關于集成裝置，可供選擇的有：測控保護一體化、計量與保護（測控）一體化、故障錄波和網絡分析一體化等，需要根據現場場地情況，再結合交換機設備的冗余度等綜合確定。
3.3 繼電保護配置
雖然智能站的主要保護配置（如變壓器保護、線路保護、母線保護等）和同等規模的常規站是一樣的，但需要考慮到數據采集和保護跳閘的方式有了較大改變――要求采用直采直跳方式。
另外，智能站由于能將全景數據集中至一體化信息平臺以及能傳輸GOOSE報文，因此具備建立站域保護和網絡備自投的條件。這些可以作為后備保護來使用。
3.4 二次安全防護的設計
智能變電站運行過程中所需要和所產生的數據都是海量的，這些數據的時效性和類別各不相同：有些是控制命令、有些是狀態量、有些是視頻流等等。而智能變電站的一大特點是采用了開放的、對等的通信模式（為了最大程度實現數據共享），這樣，任何一個裝置都有與其它網絡節點交互的能力，其結果必然帶來二次安全性的降低，因此，為了保證系統運行的高可靠性，就需要對二次安防進行設計：主要要合理確定各類信息所屬安全區域（一般按重要程度分為安全Ⅰ區、安全Ⅱ區、安全Ⅲ區和安全Ⅳ區），并選用專用隔離裝置進行單向或雙向隔離。
3.5 二次系統防雷設計
前面已經提到：智能變電站中一次設備和二次設備的界限逐漸趨于模糊，二次設備往往運行于一次設備所在的柜體或柜倉中，而這些地方顯然比較容易產生過電壓（特別是感應雷易進入）。這樣，就會產生一個問題：原本對過電壓就比較敏感的二次裝置（如保護、計量、測控等），會因工作場合的不當而頻發故障，進而影響系統穩定性。因此，做好智能二次系統的防過電壓設計極為重要。
從過電壓產生機理看，主要有兩方面：（1）電子網的暫態過程；（2）感應雷擊。
顯然，對于智能二次設備來說，主要是防感應雷擊（因為感應雷擊的能量必然高于暫態過電壓）。而由于感應雷擊需要通過傳輸通道才能產生破壞作用，所以，預防的著眼點應落在傳輸通道上。具體來說，可以通過合理的接地設計和加裝SPD（電涌保護器）來實現。
3.6 一體化電源系統的設計
常規變電站內的交、直流系統、通信電源系統、逆變電源系統是相互孤立的，一般由不同廠商制造，其通信規約互不兼容，這樣就實現不了運行信息的共享。而智能變電站的特點之一是要有高可靠性，這就要求它必須具備實時監控站內各路電源（直流、交流、通信電源、UPS等）的能力。所以，設計一體化電源系統，將各路電源的參數納入統一網絡平臺來管理是非常有必要的。
另外，隨著環保要求的提高，光伏發電等分布式能源接入站用電也是一個很好的舉措，作為智能變電所的二次設計，應當具有這樣的前瞻性。
3.7 智能輔助控制系統的考慮
進行智能站二次設計時，必須給建設智能輔助系統留有充分的裕度。智能輔助系統的具體功能至少包含：
（1）變電站的動力部分監控；（2）變電站的環境部分監控；（3）變電站一、二次設備的智能輔助監控；（4）變電站一、二次設備的狀態評估。
4 結語
隨著技術的發展和需求的提升，建設智能變電站勢所必然。而由于智能變電站的出現時間不長，在一些方面還不成熟，還處于探索階段，這就需要相關設計人員（特別是完成二次系統智能化設計的人員）把住關鍵點，不至于偏離智能化建設的方向。
參考文獻：
[1] 葛立青，楊凡.智能變電站信息集成及二次安全防護方案[J].江蘇電機工程，2012（7）.
【關鍵詞】智能化隔離式斷路器 電氣主接線 總平布置 優化
1 智能化隔離式斷路器的應用
1.1 隔離式斷路器的定義
根據2005年10月的DCB標準IEC62271-108：“DCB即具有隔離開關功能的斷路器，當觸頭在分閘位置時，這種斷路器可以實現隔離開關的功能。”對應國標GB/T27747-2011已于2009年完成，2011年。國內的一些開關廠也進行了開發研究，一些產品逐漸投入使用。目前，已經有大量的DCB產品投入電力系統進行商業運行。
1.2 選用隔離式斷路器的目的
歷史上來看，間隔設計的目的是盡可能將斷路器隔離開以便于維護。這是基于斷路器在當時比隔離開關的故障率要高很多。一般的斷路器維護周期是1-2年，而隔離開關的維護周期能達到4-5年。
在實際的應用中，由于隔離開關的觸頭外露，在運行中容易受到雨水、污染氣體的腐蝕，提供觸頭壓力的彈簧部件容易受到腐蝕而彈力衰退；觸頭表面受到腐蝕氧化而導致接觸電阻增加。在冬天，觸頭還可能由于冰凍而是觸頭凍住影響操作。一些隔離開關的傳動部件容易因為缺少、腐蝕等原因而發生傳動卡滯。因此，處于敞開式運行的隔離開關，相對于密封運行的開關設備，其故障率要明顯高于處于密封運行的斷路器。
相對而言，近二十年，SF6斷路器在110KV以上系統得到廣泛的應用。特別是在采用彈簧操作機構的自能滅弧SF6斷路器，因結構簡單、功能緊湊，其運行可靠性已經達到很高的水平。經過GPMS系統的統計，110KV以上斷路器的可靠性指標為20a，隔離開關的可靠性指標為5a，由此可見隔離開關的可用系數已經遠遠低于斷路器的可用系數，為檢修斷路器而設置的隔離開關已經成為影響間隔正常使用的一個制約因素。近年，一種集成傳統斷路器、隔離開關、電子式電流互感器的電氣設備逐漸成熟應用，這就是隔離式斷路器（Disconnecting Circuit Breakers，簡稱DCB）。
1.3 隔離式斷路器（DCB）的主要組成
隔離式斷路器以傳統式斷路器為基礎進行集成優化，一臺隔離式斷路器至少集成了一臺斷路器和一臺隔離開關的功能，傳統隔離開關的功能通過DCB滅弧室觸頭來實現，從而實現兼備隔離開關功能的斷路器。隔離式斷路器具有三個位置，分別為合閘位置、分閘位置、隔離開關位置。隔離式斷路器的斷路器敞開位置觸頭可作為隔離開關敞開位置觸頭，滿足了隔離開關的功能要求，為檢修線路提供可靠地斷點。由于沒有外漏觸頭，其維護周期可達15年以上。
此外，隔離室斷路器除了集成隔離開關外，還可以集成接地刀閘和電子式電流、電壓互感器，通過一體化制造將一、二次設備高度集成，實現功能組合，節約土地和投資。
1.4 隔離式斷路器的智能化
根據智能電網對于設備狀態可視化的要求，在隔離斷路器的設計和制造中，實現了與在線監測裝置的深度融合，對設備狀態進行監測，提升了設備可靠性，實現了設備功能智能化。通過系統的集成和一體化制造，智能化的隔離式斷路器可以包含一臺斷路器、一組隔離開關、一組接地刀閘、一組電流互感器、一組電壓互感器。從總體上說，智能化隔離式斷路器突出體現以下幾個優點：
將電子式互感器集成與斷路器本體實現一體化的工廠制造，取消變電站內獨立電流互感器，節省土地。
通過斷路器同步控制器，控制開合時間，消除暫態電流或電壓，實現開斷或關合的智能控制技術，實現智能滅弧，減少對系統沖擊，提高電能質量。
采用新結構與新工藝，實現斷路器和互感器之間、隔離式斷路器和智能組件間的深度融合，對SF6氣體壓力、密度以及斷路器機械特性進行在線檢測，提高設備可靠性。
通過智能化DCB的深度集成，在一個間隔中，元件得到大幅度的簡化，如圖左邊為傳統式的元件配置，右圖一臺智能化DCB即可代用左邊的系列設備：
a.傳統的間隔方式 b.使用一臺智能化DCB代用
2 采用智能化DCB優化配電裝置主接線和總平布置
由于智能化隔離式斷路器內部集成了斷路器、接地開關、電流互感器、電壓互感器等元件，斷路器的觸頭兼具斷路器和隔離開關的雙重功能，且帶線路側接地刀閘，因此取消線路側隔離開關，同樣能滿足線路（或主變壓器）檢修時的需要。隔離斷路器設備可靠性較高，接近于GIS設備的可靠性水平，優質產品設計檢修周期可達到20年，若按變電站設計周期40年來算，在整個變電站運行期內，每臺隔離斷路器僅需檢修1次；并且隔離斷路器能與母線同時檢修，因此，可取消母線側隔離開關。可見，隔離斷路器設備的采用，極大簡化了主接線型式。
根據以上思路，我們以國網220kV變電站典設方案220-C-1（10）為樣本，將隔離式斷路器、110kV氣體絕緣母線應用于該站，并在此基礎上對該站的主接線和總平面進行合理優化，以達到提高運行可靠性、降低維護工作量、優化占地面積、節能經濟環保的目的。
2.1 主接線方案優化
國網典設220-C-1（10）方案（以下簡稱典設方案）的終期建設規模為主變壓器3臺180MVA；220kV出線6回；110kV出線12回。
主接線優化前后對比方案表表：
方案描述 電壓等級 方案描述
方案優化前 220kV側 雙母線，常規設備
110kV側 雙母線，常規設備
方案優化后 220kV側 雙母線、智能化DCB
110kV側 單母線三分段，智能化DCB
優化后220kV主接線采用雙母線接線，采用隔離式斷路器，取消主變及線路出線側隔離開關，共9組，見圖2-1；110kV主接線雙母線接線優化為單母線三分段接線，取消主變及線路出線、母線側隔離開關，共15組，見圖2-2。（優化前接線圖見國網典設220-C-1（10）方案）
圖2-1 優化后220kV側電氣主接線
圖2-2 優化后110kV側電氣主接線
2.2 配電裝置布置優化
2.2.1 220kV配電裝置
兩個方案220kV配電裝置接線方式相同，均采用雙母線接線，配電裝置采用支持管母線分相布置，典設方案配電裝置兩條主母線支架為T型，220kV設備布置在母線下方，設備母線套管通過導線直接與母線連接。每個間隔的出線間隔采用寬度為13米，間隔總的寬度共11x13=143米，縱向長度為54米。見圖2-3。
圖2-3 典設方案220kV配電裝置平面布置圖
采用了新型的隔離斷路器優化后，220kV配電裝置采用雙列布置，每個間隔的尺寸從原有的13米優化到11.5米，相間距離由原來的3.5米，減少3.0米，共6個間隔，寬度尺寸由原來的143縮減為69米；兩條主母線為管型母線，母線的相間距離由原來的3.5米，優化為2.5米，經優化后，220kV配電裝置雙列布置的縱向長度43米，比方案一的220kV配電裝置單列布置還減少了11米。見圖2-4對比可知，優化后的220kV配電裝置的占地面積較小，只有3827m2，只有典設方案的44.3%，共節約占地面積4813m2（約7.2畝）。
圖2-4 優化后220kV配電裝置平面布置圖
2.2.2 110kV配電裝置
典設方案：配電裝置采用雙母線接線方式，母線支架為7米高的T型架，相間距離1.6米，110kV配電裝置布置于母線下方，配電裝置采用單列布置，設備母線套管通過導線直接與母線連接。每個間隔的出線間隔采用寬度為8.0米，間隔總的寬度共8x17=136米。見圖2-5
圖2-5 典設方案110kV配電裝置平面布置圖
優化方案：配電裝置采用單母線三分段接線，主母線采用結構緊湊、防護等級高、使用壽命長、免維護的氣體絕緣母線（GIB），110kV設備采用雙列布置，分別布置在主母線的兩側，主母線套管通過導線直接與各間隔設備連接。每個間隔的出線間隔采用寬度為7m的兩跨聯合架構。配電裝置間隔總寬度尺寸由原來的136縮減為70米，縱向深度由原來的37.5米縮減為16.5米。見圖2-6
圖2-6 優化后110kV配電裝置平面布置圖
對比可知，優化后的110kV配電裝置的占地面積較小，只有1442m2，只有典設方案的24%，共節約占地面積4558m2（約6.8畝）。
3 結語
采用智能化隔離式斷路器，取消了很多獨立的隔離開關和互感器，簡化了變電站布局，降低了安裝、維護、維修成本，且隔離式斷路器設計檢修周期不大于20a，其故障率遠小于傳統隔離開關，降低了整個變電站設備的全壽命周期費用。
智能化隔離式斷路器整合了隔離開關、接地刀閘、電流、電壓互感器的功能，應用于變電站220kV和110kV系統中，簡化了變電站主接線，縮小了占地面積。同時還節省了大量鋼材，減少了變電站設備基礎及相應的土建工作量，縮短了安裝調試時間。智能化隔離式斷路器的應用，對于變電站的建設和運維，將具有革命性的意義。
參考文獻：
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眾所周知，電力產業，是國民經濟的命脈，它決定了GDP的發展。全國各地企事業單位對于電力的需求也比以往多，同時，各大用電用戶對于供電的質量與安全性也提出了進一步要求。對于在智能變電站中存在的相關問題，就要加強完善，將環保，集成，可靠的智能設備進行積極引進，最終把其相關功能進行全面改善，這對于推動智能變電站的發展來講，有著非常重要的現實意義存在。
結合實際情況，本文提出了智能變電站的相關設計中存在的問題，并針對具體問題，提出了一些有效的解決對策。
【關鍵詞】智能化變電站 設計 問題 優化 研究
智能化變電站的相關設計要在根本上體現出信息化，自動化與智能化。利用標準化的信息共享，信息化平臺與全站信息當做基本要求，在根本上實現一次與二次設備的數字信息化傳遞工作，使用220kv智能變電站的信息達到高度集中的形態，在根本上將自動化想、運行管理情況進行全面完善。并構建出程序化的控制系統，并在自動化設別的狀態之下，將監測系統和站內信息決策分析系統進行程序化管理。進而在根本上將其運行維護的負荷量減輕。
1 智能變電站相關設計中存在的弊端
1.1 電流電壓互感器在運行過程中的不合理現象
在職能變電站中電子互感器說明書上主要有兩部分內容組成：電流互感器與電壓互感器。在其電流互感器中包含了合并單元項目，但在通常情況下，智能變電站的電流與電壓互感器中的中標廠家并不相同，不同類型的電子互感器的輸出都有私有條款進行限制的。其不能將輸出FT3格式的相關內容進行全面滿足，令兩個廠家的不同產品在實際使用中顯得問題頗多，最終令電壓與電流互感器中的相關設計非常不合理。
1.2 開關柜二次室空間非常有限
在智能變電站中的開關柜二次室中，除了包括必要設備，例如：交換機，電度表，光纖熔接盒之外，還柏涵了智能化的設備和電氣設施。與一般的開關柜相同，開關柜二次室的空間也是下載的，很男滿足變電站的相關要求。
1.3 變電站電氣回路的相關接入方式
在變電站的電氣回路中嗎有多種多樣的元件設備，在進行運行的時候，因為電氣回路利用了次級對應的相關接入方式，并通過控制電纜的方式將電壓和電流的互感器二次側電流與電壓的收入錄播測控裝置與繼電保護設備中，進行采樣工作，之后通過A/D轉換設備敏吧電壓電力轉換成為能夠識別的數字量，在這個過程中，會出現一定的干擾現象，信號的信噪也會發生一些變化，進而對變電站重點設備的保護動作起到了干擾作用。
2 智能化變電站的優化設計
2.1 將電子互感器合并單元規約問題加以解決
把互感器的輸入信號接入到職能變電站的合并單元中，并依照FT3的格式將其接入到互感器合并單元，這樣能夠在根本上將電壓互感器與電流互感器的合并單元問題倪加以解決，在職能變電站中加入適量的合并單元數量，能夠實現對職能組件柜的體積控制，因為電壓鞭桿七與電流互感器在合并是時候，會出現延遲現象，因此要將兩種互感器的同步問題進行全面解決。依照最新制定的《智能變電站繼電保護技術規范》相關要求，電子互感器要將一次電壓或者電流進行真實反映，其中輸出的電壓或者電流的額定延時不能超過2毫秒。
2.2 開關柜的二次優化設計
將職能變電站的相關設計要求進行全面考慮，能夠在開關柜的二次室旁邊單獨創設一個交換機屏，并在一定程度上將二次室的空間加以拓寬，將其電氣設施進行全面設計，并在其中擺放好相關設施。
2.3 電氣回路接入方法設計
智能化變電站能夠在根本上實現對于兩種互感器的保護，在一次設備不能將智能變電站相關設計要求進行滿足的時候，可以吧電流與電壓的互感器二次繞組接在相同的保護裝置中，利用串聯的方式將電氣回路接入。在此同時，把智能變電站的總開關和模擬量進行數字化處理，光學互感設備能夠利用光纖電路將智能變電站的相關信息進行全面傳送。在根本上將電路回流，多點接地與電壓回路等相關問題進行解決。在進行單元合并的時候，接受多個護肝信號，依照計量裝置，測量控制設備與繼電保護設置的相關要求，將組織中的信號進行合理分配，通過不同數字信號將二次設備的數字信號進行全面傳送。令變電站的接線變得更具有安全性。除此之外，智能化變電站也能夠使用光纜線路吧合并單元與遠端模塊直接相連，把數字的采樣信息直接傳送到點對點網絡回路中，并獲取到電流與電壓的信息量。
3 結束語
最近幾年，我國也加大了電力系統建設工作的力度，對于智能化變電站的相關設計工作，一直以來都是我國電網的建設中心問題。智能化變電站利用多種多樣的新式技術，將以往的維護運行與相關調試做出了一些列優化，為了在根本上將智能變電站實現優化設計，就要依照變電站的相關設計要求，將其操作的信息共享方式進行全面優化。在根本上保證智能變電站的安全運行。
參考文獻
[1]劉士源，蘇正.220kV 智能變電站的設計與應用[D].北京：華北電力大學，2013.
[2]晉海斌.220kV智能變電站設計方案優化研究[D].北京：華北電力大學，2013.
