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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.
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
智能变电站就是将信息技术、通信技术、计算机技术和原有的变电基础设施高度集成而形成的新型变电站，它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性等多个优点。智能主要体现在：1）可 观 测-- 量测、传感技术；2）可控制--对观测状态进行控制；3）嵌入式自主处理技术；4）实时分析--从数据到信息的提升；5）自适应；6）自愈。本文在常规变电站智能化改造研究的基础上，实现常规变电站的智能化改造的实际应用。智能变电站以先进的信息化、自动化和分析技术为基础，灵活、高效、可靠地完成对输电网的测量、控制、调节、保护、安稳等功能，实现提高电网安全性、可靠性、灵活性的资源优化配置水平的目标。
1 国内外变电站的现状
国内变电站自动化技术经过数十年的发展，整体水平已经达到国际领先。新建变电站，无论电压等级高低，大多采用变电站自动化系统，许多老变电站也经过改造实现自动化。当前的数字化变电站从技术上来说，其突出成就是实现了变电站信息的数字采集和网络化信息交互，但是这对于智能电网的需求来说，还是远远不够的，一种新型的变电站—智能变电站应运而生。
智能变电站是采用先进、可靠、集成、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，同时具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。在智能电网技术的推动下，智能变电站将成为变电站建设的主流模式。
2 变电站智能化改造设计的内容
本文开展常规变电站智能化改造的可行性研究，着重解决在解决变电站综合信息化集成，光互感器、常规互感器匹配，常规变电站智能化过渡等智能化变电站发展过程中的核心问题，实现对常规变电站测控系统的全面智能化整合与提升。
常规变电站智能化改造主要包括以下内容：
2.1 数据的智能一体化集成
采用一体化技术，实现全站SCADA功能的全景展示，以模块化、开放化的设计思想，实现监控系统的智能化。将全站信息通过开放、规范的接口，进行统一建模，建立信息统一的存取平台，提供标准的DL/T860通讯功能（包括Server/Client通讯），为各种应用提供高效、可靠、稳定的一体化数据平台。依托该平台，系统除具备常规的SCADA功能外，还配置工具软件、状态检测可视化软件、报文分析等软件，具有一、二次系统顺序控制、智能告警、状态估计、故障综合分析、保信子站、电压无功控制、负荷优化控制等功能。
2.2 参数的智能化传输
采用模型映射与协议的无缝转换，实现远动装置由传统的实时数据上传向各种参数智能化传输的转变。一方面承担常规站的远动机功能，另一方面子站控制器实现与调度系统的无缝连接，完成IEC61850与IEC61970模型的自动映射管理，从而实现变电站与调度自动化主站系统的一体化建模。
2.3 数据建模及数据模板的智能转换
利用数据建模与数据模板转换技术，实现传统规约转换装置向智能型的转变。智能接口装置针对智能变电站内智能设备信息交互的功能需求设置，提供了将非标准的智能设备信息转换为符合DL/T 860（IEC61850）标准的信息模型的功能。对站内直流屏、电度表、巡检、电源、风机、空调、消防等子系统进行数据收集整合和IEC61850标准规范建模，实现变电站实时集成监控和优化管理，对外主要采用MMS通讯服务为其它站控系统提供数据，实现站内信息快速互动。
2.4 在线监测的智能集成
通过具备数据智能集成汇总功能的智能控制柜实现变压器顶层油温及油位、有载开关的测控、变压器在线监测相关数据以及（包括油中溶解气体分析、局部放电在线监测、铁芯接地电流监测等）智能集成；实现断路器、避雷器等设备在线监测数据（包括断路器分合闸线圈电流、时间、速度、行程曲线、SF6气体压力、避雷器泄漏电流、动作次数等），以及该区域的辅助系统数据（照明控制、振动告警等）的智能集成。
2.5 运行环境的智能监测
整合视频系统、变电站监控系统，实现运行环境远程监测与综合自动化系统、辅助系统等的智能联动，通过摄像头快速定位报警设备或报警区域，避免人为的现场定位不准确问题，同时能够确认火警及其严重程度；通过图像分析处理功能，发现变电设备漏油、异物缺陷，采集断路器、隔离开关的分合闸位置，对变电运行巡视及程序化操作提供智能辅助判断；同时实现视频系统与安防系统、照明控制系统的智能联动，实现人员非法入侵的全天候监视；集成户内外环境温湿度及气象监测功能，并与空调、排风、排水等系统智能联动，实现室内温湿度的自动控制、调节，并根据雨量及场区水位自动启动排水系统。
2.6 变电巡视智能化
通过在变电站三维模型上规划巡视路线的功能，充分调动巡视路线上的相关摄像头，根据巡视作业指导书所要求的巡视过程中的主要观察点，利用摄像头的预置位，实现在模拟线路上自动巡视的功能，并通过图像识别技术，发现一些明显的设备缺陷，起到辅助运行巡视的作用。
2.7 设备状态可视化
设备状态可视化就是基于自监测信息和经由信息互动获得的高压设备其它状态信息，通过智能组件的自诊断，以智能电网其它相关系统可辨识的方式表述诊断结果，使高压设备状态在电网中是可观测的。建立变电站变电设备三维全景展示模型，变电设备的主要技术参数、设备状态等均通过三维全景模型进行展示。变电站主要一次设备（变压器、断路器、避雷器、开关柜等）安装外置的在线监测装置，采集设备状态信息，同时结合设备运行信息（运行电压、电流、开断故障电流、动作次数等），通过在线监测中心专家系统分析，将设备状态在集控中心进行展示。
3 研究方案及难点
计划对需智能化改造的常规站设备、运行情况进行深入的调研，对国内的智能化变电站设备主流厂家及智能化变电站相关运行维护单位进行广泛调研，深入分析电网公司对变电站智能化的需求，研究智能化变电站的表达模式，并在此基础上建立一种智能化变电站系统架构，为智能化变电站实用化打下坚实的基础。
本文的实施方案如下：
4 预期成果和可能的创新点
计划对需智能化改造的常规站设备、运行情况进行深入的调研，对国内的智能化变电站设备流厂家及智能化变电站相关运行维护单位进行广泛调研，深入分析电网公司对变电站智能化需求，研究智能化变电站的表达模式，并在此基础上建立一种智能化变电站系统架构。
智能变电能够完成比常规变电站范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息采集和信息处理，变电站内、站与调度、站与站之间、站与大用户和分布式能源的互动能力更强，信息的交换和融合更方便快捷，控制手段更灵活可靠。与常规变电站相比，智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征，符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。
5 结束语
变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现，使电力系统的安全控制更加复杂，如果仍依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，依靠原来变电站的旧设备，而不进行技术改造的话，必然没法满足安全、稳定运行的需要，更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）05-0095-01
从2011年，我国全面建设智能电网工程，而智能电网建设中非常重要的一个环节就三场股变电站的智能化改造。近几年常规变电站的智能化改造已经成为一种普遍现象。2011年8月，由国家电网公司的《变电站智能化改造技术规范》（下文简称技术规范）出台，变电站的智能化改造有了标准的指导文件。技术规范将二人次系统改造列为智能化改造的首要目标，并规定了改造后的基本特征。智能化改造过程中不仅仅是设备更新和技术革新问题，在工程中能否顺利实施现场确定的方案，在规定的停电时间内能否顺利完成施工。
1 常规变电站体系结构
微电子技术的发展以及计算机技术的广泛应用也很大程度上促进了变电站的智能化，许多低功耗、智能化的电气设备运用在常规变电站，使变电站的智能化改造更加方便。一般来说，常规变电站的设备分别安装在站控层和间隔层两个不同的功能层，待数据库的计算机、操作员工作站以及远方通信接口组成站控层，而继电器保护装饰以及计量、测控设备组成了间隔层。在常规变电站中，一般通过常规的电磁型电流互感器（TA）和电压互感器（TV）组成常规变电站的信息采集渠道。通常这两种互感器的采样信息由电缆传送到计算机系统，也就继电、测控和计量系统中，然后系统经过A/D转换系统将这些数据转变成电子电路可以识别的信号。
2 智能变电站的体系结构
与常规变电站相比，智能变电站有很多技术上和结构上的优势，主要表现在采用标准的信息交互，通过智能化的一次设备，直接实现运行的智能化控制和互动化工能应用。从物理角度可以将其分为两种结构，一种是智能化一次设备结构，一种是网络化二次设备结构。从逻辑上，又可以分为过程层、间隔层、站控层三个层次。用高速网络通道在各层次内部以及层次之间建立通信系统。
3 现场施工方案研究
3.1 网络的重要性
（1）网络硬件的组建；在铺设二次电缆的时候，应该同步敷设网络通信线以及光缆。这样做有两个好处：首先可以统一设计施工，保证不二次施工，施工工艺更为美观；第二，网络三智能化的基础，只有搭建好网络，才能保证智能化改造的其他工作顺利进行。对于过程层网络的建设，应该按照既定技术规范要求，采用星形网络结构组建，如果交换机处理不当，星形网络结构可以避免网络风暴的发生。在建设网络的过程中，不仅要设计合理的线缆敷设清册，还要有按照三个网络层次所展示出来的VLAN配置图、网络拓扑图、网络通信图，为设计IP地址的分配方案提供基础，并应提供虚拟端子接线图以及物理设备以及设备端口编号。变电站的智能化技术才刚刚起步，在一定时间内会出现不规范和不完善的状况，这就需要系统集成商、IDE厂家以及变电站设计部门共同努力，不断规范和完善。
（2）最理想的网络配置方案；网络配置最理想的方法是系统集成商与IED厂家及时进行协调配合完成设备与系统的配置和联调，然后再进行现场施工。但是这种提前联调工作会受到生产运输条件以及施工工期的影响。基于这些因素，需要在现场处理本应在出厂前就解决的问题。这就需要注意一个问题，在现场施工前，要对施工过程中可能出现的问题提前考虑，尽量避免在出现问题时才进行修改，避免因重复施工和配置而造成的工作量、安全风险增加，工期延长以及资源浪费。所以在网络配置和搭建的过程要有整体观念，在这种理念的指导下进行状态检测、顺控、辅助系统配置和故障综合分析工作。
3.2 合理规划设备位置，避免冲突
在常规变电站的智能化改造时，经常会出现新旧一次设备因为安装位置而出现冲突。施工时要先将旧的一次设备和基础拆除，然后再建设和安装新基础和新设备。但是老旧的常规电站一般承担着非常重的负荷，停电时间不能过长。一般在安装完一次设备后，调试二次设备的时间已经非常短。如果是建设常规电站，可以先安装一次设备，然后再进行二次设备的测试和调试。然后如果建设智能电站，一次设备的调试工作需要提前预设，避免出现次生问题。例如在安装智能断路器的时候，可以安装智能汇控柜解决一次设备不能安装的问题，还可以用易地调试的方式解决汇控柜不能安装的问题。智能汇控柜只要接入装置电源就可以进行调试。通过电缆连接的汇控柜可以用模拟断路器代替智能断路器，就可以提前进行各种参数的检测。在安装完一次设备以后，再进行连接实测。可以大幅度缩短工期。
3.3 电子式互感器预调试
电子式互感器是智能化经常用到的设备，而且电子式互感器会和常规互感器共同用在智能化变电站。当不同类型的互感器共同组成保护时，要注意合并但愿采集延时问题，这就需要厂家提供相应的数据。在安装电子式互感器尤其是全光纤电流互感器时因为现场安装的工作量很大，为了缩短工期，可以采用预调试的方式提前测试电子式互感器的采样数据。电子式互感器与其他设备连接时，会出现光缆熔接不良或者错误的问题，采样调试前先进行光缆熔接质量测试，然后再接入相对较低的电压检验全回路光缆连接、极性和相别正确与否。然后再进行电子式互感器精度校验的时候，会大大缩短施工工期。
4 结语
常规变电站的智能化改造是一项繁琐而复杂的工作，改造后的智能化变电站要易集成和扩展、易升级改造以及易维护。施工过程中首先要注意安全问题以及设备稳定运行。尽量缩短施工工期以减少停电时间，经济性因素是最后考虑的问题。我国从2011年开始大规模建设智能化电网，必然要大量对常规变电站进行智能化改造。然而在常规变电站智能化改造过程中，会因电压等级、电气设备生产厂家以及变电站地域的不同而遇到的问题存在很大差异。这就需要各个部门和生产单位协调配合，发挥主观能动习惯，努力建设好我国的智能化电网。
参考文献
中图分类号：TP212.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0041-01
1 智能化变电站概念及特征
1.1 概念
智能化变电站是指通过使用先进可靠、集成环保的智能电力设备，以实现电站运行过程中电力信息的形式数字化、共享标准化和平台网络化为准则， 进而实现对电站运行信息的自动化采集、测量、控制和保护。智能化变电站能够通过对人工思维和行为的模仿，对负荷低不同的输送电力根据实际需求进行相应的调整，有效实现在人工无法干预的电力输送环节的能源节约和网络控制。此外，智能化变电站还具备一些高级功能，如支持电网实现实时自动化控制、智能调节、协同互动和在线决策等。
智能化变电站主要由高压设备和统一信息平台2 部分组成。其中， 智能化的高压设备主要包括智能变压器、电子式互感器、智能高压开关设备等。昝能变压器通过通信光纤与控制系统相连， 对变压器的状态参数及运行数据进行及时掌握。
电子式互感器有很多种，如纯光纤互感器、磁光玻璃互感器等，这些电子式互感器能够有效克服以往电磁式互感器性能上的缺陷。智能高压开关设备是指具有较高性能的电压开关和控制设备，主要由传感器和执行器组成，负责对电压运行过程进行监测和诊断。统一信息平台主要负责变电站内部信息的共享，一方面，通过管理过程中上层应用对信息进行统一获取，实现系统横向信息的共享；另一方面，通过底部各层对上层应用的透明化支撑，实现系统内纵向信息共享过程中的标准化。
1.2 特征
智能化变电站的特征由其自身的性能特点所决定， 主要包括标准化的信息交换、自动化的运行控制、高度集成化的系统结构、在线化的分析决策和协同化的保护控制等。其中， 最主要的特征是一次设备实现智能化。作为电网的主要组成部分，设备的高可靠性是智能化变电站的基础， 自动协同控制、高效综合分析是智能化变电站的关键性能， 而电站设备的信息数字化、结构紧凑化和功能集成化则是其主要的发展方向。
2 智能化变电站的结构
从具体功能上对变电站设备的系统结构进行划分，主要可以分为3个应用层次，分别代表了智能化变电站的不同优势环节。
2.1 过程层
过程层也叫设备层，主要包括由一次设备与智能化组件组成的智能设备和智能终端，负责完成变电站对电能分配、传输和变换以及测量、保护等一系列功能，其主要功能包括：在电力运行过程中对电气量进行实时监测；对设备运行过程中的状态参数进行监测；对操作性控制的执行和驱动等。
2.2 间隔层
间隔层一般指控装置、继电保护装置等二次设备，主要功能包括：对间隔内过程层数据进行实时汇总；对一次设备进行保护控制；对本间隔操作进行闭锁；进行间隔同期操作和其他控制；优先控制数据采集、运算统计、发出控制命令；实现与过程层和站控层的高速网络通信。
2.3 站控层
站控层一般包括自动化系统、通信系统、站域控制系统和对时系统等，主要任务包括：利用两级高速网络对全站的数据信息进行实时汇总和刷新数据库，并按时对历史数据库进行登录》按规定把相关数据信息及时报送控制中心；接收来自控制中心的相关命令并转发至间隔层和过程层执行；对全站操作进行在线可编程的闭锁控制；对站内进行当地监控，具有人机联系的功能；能够对间隔层和过程层的设备进行在线维护、组态和修改参数；能够对变电站故障进行自动分析和操作培训。
以上这3个应用层不是彼此独立的，而是相互之间紧密联系的。过程层为间隔层提供一次设备数据，并执行间隔层或站控层发出的对一次设备进行控制、调节的命令，在一次设备和二次设备的联系中起着重要的桥梁作用。间隔层负责对一次设备进行量、控制和保护。智能化组件集成间隔层和过程层测量、控制、保护等部分功能，具有状态可视化、控制网络化、测量数字化、信息互动化、功能一体化等特征。一次设备与智能组件有机结合，构成智能一次设备，这种结合可以通过独立运行高压设备加外置智能组件的方式实现，也可以通过设备内嵌智能组件再加相关外置智能组件的形式实现，还可以直接通过高压设备内嵌智能组件的方式实现。由此我们可以看出，智能组件是实现一次设备智能化的关键所在。
3 一次设备智能化的实现
变电站的一次设备主要包括变压器、互感器、断路器和母线等，这些一次设备的智能化是变电站实现智能化的关键和重要标志。智能化的一次设备可以采用先进的检测手段和评价体系对设备运行的状态进行科学、有效的判断，能够在早期及时发现故障；同时能够在对设备运行状态科学分析的基础上，为设备检修和运行调整提供有效的信息依据；在故障发生时，能够对故障进行全面分析，有效评估故障的原因、严重程度和造成损失的程度。通过变电站的一体化信息平台，接收智能化一次设备传输的信息，从而建立一套完备的状态监测系统，通过监测单元对一次设备状态参数在线监测，为一次设备的管理提供有效的数据支撑。此外，系统对实时监测到的状态信息进行相应的分析处理后，可以做出初步的整改决策，从而实现站内智能设备的自诊断。
智能组件的智能化改造是实现一次设备智能化的关键，主要包括以下几个方面：
（1）主变压器实现智能化。从目前变压器的智能化发展成果来看，在一些方面，尤其是状态监测方面，已经取得了不小的成绩，各个独立的监测系统能够集成为一个统一系统，对变压器主要部件实现监控。但是，在智能化的关键环节，即专家诊断环节，还有许多工作要做，如运行数据的大量积累、设备运行特性的充分挖掘、分析系统的有效开发等。
（2）开关设备实现智能化。开关设备智能化方面的研究已经取得了不小的成绩，如对GIS绝缘进行在线监测过程中，通过局部放电监测，能够比较清楚地发现在GIS设备制造和安装过程中混入的导电微粒或其他杂物，及时发现由于毛刺或刮伤造成的电极表面损伤，多点监测还可以很好地实现故障定位等。
（3）避雷设备实现智能化。避雷设备的在线监测系统很好地实现了对避雷设备泄漏电流值、全电流和计数器动作次数等的在线监测和控制，能够有效保证避雷设备性能始终保持在较高水平上。
（4）电容性设备实现智能化。通过对介质损耗因数、不平衡电流和电容量进行实时监测，实现对电容性设备绝缘特性的掌握。
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。
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）32-0008-02
智能化变电站是采用可靠、先进、集成等各种智能化设备，自动完成配电网各种信息的采集、测量、控制与检测等，实现对配电网的调节、控制、协调与分析，是配电网的重要组成部分，其能否安全可靠的运行直接决定着整个电网的可靠性。然而由于智能化变电站极为复杂化，规模也日益扩大，造成各种安全隐患十分严重，一些简单的事故就可能造成大范围停电，严重的还可能导致电网瘫痪。基于此，开发一套能实现变电站内故障信息的分析决策系统，以便准确判断故障类型、位置并及时排除故障，增强供电的可靠性，就具有重要的意义。
1 智能化变电站故障系统的关键问题
为了能对故障位置和类型进行准确判断，并能够及时排除故障，智能化变电站故障系统的开发必须克服以下三方面的问题：①大容量数据采集和存储。通常情况下，1个变电站会存在多个合并单元，每个合并单元采样点平均采样字节数为255 Byte，这就要求开发的故障系统必须具有较强的数据吞吐、处理能力和准确度，同时还能通过高速通道将故障信息及时进行传输；②故障录波和上报记录两个模块互相独立，互补影响；③故障录波数据和报文记录能够实现关联分析、相互印证。
2 智能化变电站故障系统结构图与作用
2.1 智能化变电站故障系统结构图
智能化变电站故障系统采用模块化设计，具体系统结构如图1所示。
整个系统组成结构共包括五个模块：报文采集、解析模块；报文监测、记录模块；故障录波模块；高精度时钟模块和分析站模块。
2.2 智能化变电站故障系统模块作用
2.2.1 报文采集、解析模块
该模块是整个故障系统的核心部分，具体如图2所示。
该模块主要负责接收报文信息，接收后即刻读取当前时标，并给该信息打上与GPS同步的时间印章，同时结合师表和报文中的采样计数器，准确得出故障信息从采集到传输的延时。在工作时为了降低报文检测模块的中断响应频率，该模块将信息打包后传输给报文监测、记录模块，采用计数器同步方式将所有MU数据实现同步，然后再根据录波通道配置，提取录波模拟量和开关量，将提取出的信息传输给故障录波模块。
2.2.2 报文监测、记录模块
该模块主要负责实时、连续、无损记录各种信息的交互及其过程，对整个故障系统结构中通信网络、连接、报文、节点及端口等网络流量和报文信息进行统计。记录完成后，还能对各个模块的信息进行监测和对状态进行评估，根据监测的信息确定报文有无出现异常现象，对报文错误、重复、错序、符合性等进行实时预警。
2.2.3 故障录波模块
该模块能实现对变电站故障录波的全部功能，如启动、波形记录等。
2.2.4 高精度时钟模块
该模块主要作用是维护20 ns分辨率的高精度时钟系统，共提供三种对时方式：脉冲对时、B码对时和1588对时，与GPS实现同步，通过高速串行总线，能够实现对多个CPU同时提供时标。
2.2.5 分析站模块
该模块主要作用是分析智能化变电站运行过程中网络通信状态和电力故障，提供多种可视化的分析工具，为相关工作人员进行电力故障排查提供帮助，共包含在线监测、离线分析、建模和配置、对外通信四个子模块。
①在线监测模块。该模块的主要作用是实时显示各种监测到的信息状态，如：GOOSE和SV报文监测、故障录波和网络状态监测。GOOSE报文监测通常根据正常周期和错误原则来监测，具体见表1、2；SV报文监测主要包括同步偏差、丢点、重复、格式错误等监测；故障录波监测主要包括波形慢扫描、开关量检测等。
②离线分析模块。该模块的主要作用是对SC、GOOSE报文、故障测距、波形等进行详细分析，并实现和网络报文的点对点关联，从故障波形的任意采样点能够迅速实现SV报文定位，也能从SV报文里迅速找到相对应采样点并进行图形化分析。
③装置与配置模块。该模块的主要作用是对各个模块进行有效管理，同时能实现参数和启动定值的修改。
④对外通信模块。该模块的主要作用是提供传输故障录波、报文记录、故障简报等多种文件；能够实现定制查看、修改和投退；能传输出现故障的设备信号；能实现远程控制启动和复归录波等。
3 结 语
综上所述，对智能化变电站故障系统的结构和作用进行了研究，并将研发的系统应用到具体配电网中，该系统是将网络信息分析和故障录波技术融为一体，对智能化变电站的发展趋势相匹配，具有很好的使用效果。
参考文献：
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[2] 薛晨，黎灿兵，黄小庆，等.智能变电站信息一体化应用[J].电力自动化备，2011，（7）.
引言
智能变电站在管理方面比传统的变电站有着明显的技术优势，变电站的智能化将工作人员从繁重的工作中解放出来，从而保证了电网的运行效率。但是由于我国在智能变电站的建设只是在起步阶段，很多技术还不成熟，实践经验也比较少。因此对智能变电站的研究对我国的供电质量、电网智能化进程都有着很大的关系。
一、智能变电站的技术特点
智能变电站具有信息的交互的网络化和设备状态的检修化，即可以实现一、二次设备的一体化、智能化整合与集成。
（一）智能变电站的分布
过程层包括断路器、互感器、变压器、隔离开关等一次设备；而站控层包括控制系统、通信系统，以及变电站设备的监控和信息交互；间隔层包括，继电保护装置、检测功能等。
（二）智能变电站的检修状态化
通过对设备的采集提供给动态的检测以及风险的预测，而处理中心能够自动的提出设备的检修建议，而这些信息提供调度部门和执行的单位，使得设备维护能够自动进行。
（三）智能变电站的设备智能化
调度台会对电网发出指令，而智能设备可以将信息进行反馈到调度中心，然后再授权执行操作。整个过程中全都自动进行，保证了变电站的电网运行安全，反应迅速。
二、当前我国智能变电站维护过程中存在的问题
智能变电站运行效率搞过普通的变电站，而且成本运行也比较低，因为无需人员看守，因此自动化程度较高。但是正是由于无人看管，在设备运行中由于二次控制的误报的影响，会使得工作人员难以判断运行状况，从而影响变电站的正确运行。使得状态只是信号起不到预警作用。
智能变电站通常要使用录波器，然而工作人员对某些重要的线路上的录波器往往不重视。智能变电站通常都安置了低压线路的低周减载装置，但没有真正的将其利用起来。由于智能系统没有较好的实现遥感功能，使得智能变电站经常出现信号不通常的情况。由于智能软件不足，使得智能变电站在处理数据，诊断线路以及票据生成等方面都不方便。智能变电站目前智能化水平有限，很多情况仍旧需要现场工作人员进行手工维护，为运行维护带来隐患。
三、加强智能变电站的维护措施
（一）打造专业的管理队伍，保证技术优势
智能变电站和常规的变电站的不同就是因为有智能化技术、人性化技术的参与，多种高科技手段保证了变电站的智能化运行。一方面，智能变电站的建设适应了经济大发展的需求，也保障了人们的需要。另一方面，智能变电站本身对技术要求就比较高，无论从建设到维护，从管理到维修，不是专业的技术人员无法操控。以全天候自动控制技术为例，这项技术要求工作人员要掌握自动化控制技术、工程理论以及电力知识等，所以智能变电站需要的技术要很高。因此对于智能变电站的维护、运行就需要一支技术过硬专业素质高的队伍。将人才队伍的建设作为变电站的日常维护、队伍管理的核心来抓，才能保证变电站的出现高水平的队伍。
（二）积极推广维护的关键技术，提升维护的质量
智能变电站出现较晚，如何保证其正常的运行以及如何保证智能变电站的有效维护都没有形成一种国际性的标准。这就需要各技术人员共同摸索，共同协作，积极推广和探索智能变电站的维护技术。
对于我国各级各级的变电站机组人员和维护部门的机构来讲，逐步提高智能变电站的维护水平是首要任务之一。他们要加强技术的推陈出新、积极的对技术进行实践和探索，从而保证技术的应用。
智能变电站在运行过程会出现这样或者那样的故障问题，而这些问题都设计各学科的知识，最主要的是这种情况没有发生过，没有相关经验或者预案，智能在实践中逐步的探索、逐步完善。我国很多智能变电站已经建成并开始运营，而且取得了很好的市场，成为了我国变电站很好的补充，为国民经济增添了不少的推动。
智能变电站在进行日常维护时候，要根据一次设备、二次设备等顺序有序进行，结合变电站的实际情况，选择技术方案。智能变电站的日常维护需要技能专业的人员，也需要新技术的参与。智能变电站的控制单元，直接控制着变电站的各项指令、各项工作，是接收、执行以及反馈信息，保证对各元件的控制部件，所以在进行维护时候，必须要对控制单元的技术进行分析。总之，智能变电站不仅需要技术保障，也需要技术革新，只有实事求是将关键的技术研究运用到智能变电站中才能保证智能变电站的科学维护。
（三）对变电站的运行维护的规范、标准进行完善
拓宽技术的应用范围变电站的运行归根结底还是需要通过制度化和技术手段完成。智能变电站在维护的时候，必须保证维护技术标准、制度和规范的健全；其次，要加大技术人员的培训，提升技术的应用水平和应用范围。比如：在某500kv的智能变电化变电站运行维护的时候，可以通过运行、检修等专业人员的共同努力，推进智能变电站的设备联调、项目研究，启动与投产等工作，并制定相关的技术标准，使得智能化体系更加完善，这就可以保证500kv的智能变电站在投产后有很好的保障。技术规范、技术标准可以有效的保障智能变电站的运行，能够大幅度的提升管理水平。只有全体的工作人员张开相关技术的学习，进行培训，才能保障技术标准的落实，保障智能变电站的良好运行。
结语
综合上述，智能变电站的维护由于没有相关的经验可以指导，也没有成套的标准体系去遵守，这就需要各工作人员共同去探索，不断的学习新的技术，在工作中严格要求自己，认真、耐心、尽职尽责的完成相关的任务。电力企业也要在技术培训、技术创新方面加以重视，保证工作队伍的素质提高，保障电厂的维护、维修高效完成，进而保障电力系统的安全，提升电力企业的经济效益。
参考文献
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[2]李梅芳；李珍.关于综合自动化变电站运行维护[J]科技资讯，2014（31）.
[3]何颖.智能化变电站技术简析[J]企业科技与发展，2014（23）.
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
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中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2016）12-0114-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.053
依据国家电网公司的“十二五”规划纲要，未来的电网建设要以特高压电网建设为骨架，各级电网要协调发展，并且建设出的电网要具有高度自动化、智能化的特征。坚强智能电网将作为未来电网发展的主要方向。而变电站作为电网中的一个重要节点，它在整个电力系统中占有重要地位，变电站智能化水平的高低将直接影响到整个电网的智能化建设。近年来，随着大量智能变电站的投入试运行，各种各样的问题也开始层出不穷，为了进一步促进智能变电站的发展，分析探讨智能变电站的主要技术特点以及在建设运维管理中遇到的问题显得十分必要。
1 智能变电站的发展现状及主要技术特点
随着智能变电站的飞速发展，光纤设备、智能模块、网络通信、在线监测、一体化电源等新技术也开始大量应用于智能变电站中，这些新技术的应用使传统变电站的主系统至辅助系统的智能化得以实现，智能变电站的系统大致可以分为综合自动化系统、在线监测设备状态的系统、智能监测以及辅助控制系统。
1.1 精简了二次回路，使用网络结构实现了数据共享
通常智能变电站的二次组网采用的是图1结构，图1网络结构的应用使得智能变电站的“三层两网”结构得到了实现，SV以及GOOSE网络是间隔层设备与设备连接的主要方式，同时间隔层连接设备层时主要采用的也是这种连接方式，采用MMS网络来连接间隔层与站控层。对于软压板的投入与退出以及切换定值区等，都可以通过继电保护借助MMS网络来完成，与常规保护相比，智能变电站保护系统把硬接点警告输出取缔了，报文形式成为了传送警告信息的主要方式。
1.2 采用OCT以及EVT设备，简化了相应的电流、电压回路，实现了数据共享
采用电子式互感器代替传统的电磁式互感器，这样大大简化了二次回路，使用光纤代替电缆传输信号，精简了系统的线路结构。双AD采样是当前智能变电站主要使用的采样方式，并且保护配置也采用了双重化的。当前OCT的输出通常使用的是4个光敏环，从4个电气单元分别向各自对应的合并单元传输信号，而EVT的输出通常使用的是2个电气模块，保护装置的采集方式最终决定了从合并单元输出的电压、电流回路数量。
1.3 倒闸操作方式与习惯都进行了改变，一、二次设备顺控、遥控得到了大量应用
与传统的倒闸操作相比，智能变电站的操作人员的操作对象变化较大，后台监控画面成了日常操作的主战场，软压板操作成为了保护装置主要的压板操作，保护屏柜上安装的二次压板也被取缔了。此外，应用顺控操作以后，大大降低了运维人员误操作事故的发生，有效保障了系统的安全。
2 运维工作中的常见问题及应注意的事项
2.1 二次压板的操作与设置
2.1.1 对于保护装置的初始状态压板运维人员最好不要随便更改。通常应在压板退出状态下，再对保护装置的定值压板进行远方修改操作，应在投入状态下，对压板进行远方控制，远方切换定值区。
2.1.2 在智能组件正常运行的情况下，“置检修”压板严禁投入。
2.1.3 在进行设备开关时，应先把本间隔保护失灵压板以及母差本间隔投入压板退出。
2.1.4 应在确定已全部取下“置检修”压板后，再进行各设备的启用。
2.1.5 在保护投退时，严禁借助投退断路器跳合闸压板来完成。
2.2 电子式互感器直流电源的管理
一旦光电互感器的直流电源发生中断，必然会引起继电保护、测控装置等不能正常工作，一次设备的工作工况也就不能正确反馈，造成一次在失去保护的状态下工作。根据配置的双重化，当前OCT电源的主要来源是由两组直流电源分别提供的，若某一路电源中断，就会引起其所对应的元件保护与母差保护接受不到采样信息，最终导致保护装置发生闭锁的现象。为此，当某路直流出现接地后，不要轻易采用拉路检查的方式来进行检查，若以上电源必须进行断电，也应把相应的保护装置先停用后，再进行操作。
2.3 全光纤式电流互感器运维稳定性与合并单元电磁兼容性问题
全光纤式电流互感器在智能变电站中的应用使各设备输出方式由模拟量转变为数字量，这样的输出方式不但安全、环保，而且提高了测量精度。但由于这种技术还属于一种新型技术，运维技术还不成熟，在投运以来这种设备及其附属装置经常出现问题，在今后的变电站运维管理汇总我们应重视提高电子式互感器的运行稳定性，改善合并单元设备的电磁兼容性。
2.4 智能设备就地布置运行环境有待改善
随着变电站智能化的推进，交换机以及大量微机系统都开始陆续引入变电站内，就地布置智能设备，不利于设备热量的扩散，设备温升现象比较严重，就地布置大量的智能设备，必然会影响到各自设备的运行环境，使设备的故障率大大增加，为了使得这些设备能更好地运行，应注重智能变电站内环境的改善。
3 智能变电站建设与运维建议
3.1 强化智能变电站的建设管理
在建设智能变电站时，应重视变电站运行的安全、可靠，建设出的变电站要简洁实用，便于运维人员操作，要不断提高设备的装备水平。若变电站采用的是普通的电流、电压互感器，建议应仍然使用电缆接入方式进行采样，这样可以避免由于过多中间环节，而引起系统可靠性的降低。同时相关的智能变电站科研单位应增大电子式互感器的科研力度，要注重其稳定性的提高，以便于这种高科技设备能更好地服务于智能变电站。
3.2 要不断完善智能变电站监控系统的功能
当前智能变电站的监控画面缺乏一致的标准与模式，这就导致了各后台厂家在监控画面的设置上容易出现不统一的现象，而智能变电站上报信息主要采用的是报文的形式，这就要求必须对各信息不断进行规范，此外在设置保护装置软压板时也应进行相应的规范化管理。应制定一个统一标准来明确变电站的各项内容，这样可以使变电站的运维效率得到进一步提升。
3.3 重视运维管理网络交换机等设备
智能变电站采用光纤进行连接后，这样可以大大简化屏柜与屏柜间的连接，但这也同时增加了变电站交换机的使用量。由于每个交换机上都有很多端口，若不能定位各端口连接的光纤，这将非常不利于后期的管理维护，可能会影响到设备的正常运行，所以施工方应定位各交换机端口的光纤，这些内容要具体体现在设计施工图纸中，另外在进行土建施工时严禁进行设备安装，这可以有效防止施工粉尘污染光纤设备接口，影响到设备后期的正常运行。
3.4 应重视整合智能变电站的辅助系统，促进应用实效的提升
当前数据的远传与监视功能在很多智能变电站的辅助系统中都已实现，但同一所变电站的辅助系统设备通常是由不同的厂家共同来设计制造的，这就形成了不同辅助系统服务器各自配置的现象，这样必然会增大变电站二次屏柜空间的占用量。建议应有效地整合变电站的监测、防火、防盗、防风系统，让它们实现集成应用，这样一方面可以精简变电站各设备的空间占用量，另一方面还可以有效提升智能变电站辅助系统的效能。
4 结语
通过分析与探讨智能变电站运维过程中产生的主要问题可知：当前智能变电站使用的全光纤式电流互感器与其附属设备在运行时还不是很稳定，对其技术、工艺水平还有待于进一步提升；高度集成智能变电站的二次设备后，引起了设备散热效果的下降，影响到了设备运行的稳定性，应在这方面多加研究；还应不断提升智能变电站的运维管理水平，只有把以上几点都充分做好，才能使智能变电站的工作效能得到充分发挥，才能促进电力企业生产效益的提升。
参考文献
[1] 马涛，武万才，冯毅.智能变电站继电保护设备的运行和维护[J].电气技术，2015，（6）.
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：
[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京:中国电力出版社,2010:170.
[2]庞红梅,李怀海.110kV智能变电站技术研究状况[J].电力系统保护与控制,2010,(38):146-150.
现阶段哈尔滨供电公司智能变电站的建设和改造主要包括智能高压设备改造和变电站统一信息平台建设两部分。在设备改造方面主要是电子式互感器的更换。电子式互感器主要分为：有源电子式互感器和无源电子式互感器。哈地区管辖的变电站主要应用有源式电子互感器，即传感头需用电源供能的电子电路。
表1 电子式互感器的优点
有源式电子互感器利用电磁感应原理感应被测信号。CT采用空心线圈（RC）和低功率线圈（LPCT），空心线圈传感保护用电流，LPCT传感测量和计量用电流。电子式互感器采用互感器上的小线圈和光功能两种方式进行能源供给：采用互感器上的小线圈进行功能；当线路一次电流小于一定值（50A）时，采用光供能。智能变电站设有光功能屏，将变电站内直流电源转换成激光，通过光纤输送至互感器，供给传感头能量。通过电子式互感器，将采集到的电流量和电压量转化成数字信号，送至合并单元柜及智能单元，在将数字化的电流、电压信号进行同步后，通过光纤分别送至保护、测量和计量装置。哈地区变电站全站采用站域化保护，全站所有的保护（包括线路、主变等保护）分别集中于站域化保护A/B屏，站域化保护动作及远方下达跳合闸命令，通过光纤下行至智能单元中的操作模块，通过跳合闸压板动作跳闸，实现了保护的站域化，全站保护全部集中在站域化保护A/B屏两块屏上。
