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中图分类号： TM63 文献标识码： A 文章编号：
1 调研背景及目的
国家电网公司自2010年起开展了46项智能变电站工程试点建设，为国家电网公司系统职能变电站建设做出了积极探索。无锡地区建成了220千伏西泾智能变，第二座广汇变也顺利投运，其中220千伏西泾智能变是国网公司首批智能化变电站试点项目。本次调研通过对无锡地区已建智能变电站的建设、运行分析，通过与常规变电站的比对，探讨了智能变电站的费效比、存在的问题及解决措施，为下阶段的决策提供依据。
2智能变电站现状分析
智能变电站采用大量新技术、新设备、新材料，可自动完成一键式顺序控制、一次设备在线监测、辅助系统智能联动及变电站自动化系统高级应用等先进功能，从主系统到辅助系统全面实现智能化，成为先进、可靠、集成、低碳、环保的新型城市户内站设计典范。目前智能变电站主要有以下特点：
（1）智能一次设备。采用“一次设备本体+传感器+智能组件”方案实现一次设备就地测量、控制、保护、状态监测等智能化功能。传感器与一次设备本体一体化设计安装，运行可靠、外形美观。智能组件就地布置于智能控制柜，结构紧凑、回路简化、控制直接。
（2）一次设备在线监测。根据运行需求，设计主变油中溶解气体/微水/油温/气压、GIS局部放电/六氟化硫气体/断路器工作特性、避雷器泄漏电流/放电次数的在线监测，国内首次实现大规模、多参量在线监测系统后台整合，利于一次设备状态检修，减少停电次数，提高使用效率和寿命。在线监测后台系统与主站及变电站自动化系统实现信息互动。
（3）电子式互感器。国内首次大规模应用全光纤型电子式电流互感器。抗饱和能力强、线性度好，提供精确优质双A/D采样数据；体积小、重量轻、绝缘好，便于设计实现在GIS、开关柜的优化安装方式，此发明已申请国家发明专利。电容分压型电子式电压互感器应用成熟，采用直流供电工作可靠。
（4）计量对比分析系统。国内首次建立数字式计量系统与常规计量系统对比验证系统，在实际工况中验证两者间长期运行中各种外部条件下的精度偏差，为电子式互感器的计量应用提供指导数据，此发明已申请国家专利。
（5）通信规约与二次接线。全站采用IEC61850标准实现二次装置信息交互数字化、标准化，利用光纤实现二次装置互联互通，极大简化二次接线，提高信息传输可靠性和装置互操作性，大量节省了控制电缆。
（6）保护测控一体化装置。全站各电压等级采用保护测控合一装置，大大节省测控装置数量；双重化测控采用逻辑机制保证信息上传、控制下行、防误闭锁的正确性和完整性。
（7）通信网络设计。站控层网络采用MMS、GOOSE、SNTP三网合一、共网传输，110kV过程层网络采用采样值、GOOSE、IEEE 1588三网合一、共网传输，实现数据传输的数字化、网络化、共享化。220kV过程层采样值采用直采方式，跳闸采用直跳+网跳方式，保证系统工作可靠性。
（8）变电站自动化系统高级功能。根据运行需求定制自动化系统高级功能，实现一键式顺序控制、智能告警与故障诊断、状态估计、取代功能等高級应用，提高生产运行的自动化、智能化水平，为生产运行辅助决策服务。
（9）物联网技术实现辅助设备智能化。国内首次在变电站利用“物联网”技术建立传感测控网络，实现图像监视、安全警卫、火灾报警、主变消防、采暖通风、给排水、SF6泄漏监测、运行温度监测等辅助系统的集成应用和联动控制。
以上技术目前在220千伏西泾智能变电站和220千伏广汇智能变电站都得到了应用。
3与常规变电站的对比
3.1 综合技术性能对比
现以无锡220千伏西泾智能变电站为例，与传统变电站进行对比。
3.2 全寿命周期综合经济效益对比
4 智能变电站建设施工工艺创新
4.1 创新实现智能变电站集中集成测试模式
智能化变电站的主要技术特点是一次设备智能化、二次设备网络化。在变电站土建施工的同时，按照现场工程配置并行开展智能变电站集中集成测试，大大节约了现场调试时间，同时也保证了变电站的安全可靠。
4.2 创新实现光缆施工技术攻关
成立光缆敷设质量管理小组，精心编制光缆敷设专项方案，对各敷设区域光缆最大牵引力进行测算；组织严密敷设工程，专人指挥；光缆经由走线架、拐弯点（前、后）采用分散绑扎固定方式以使应力分散；光缆室内布放在讲究整齐美观的同时，更注意保证光缆的松弛状态和足够的弯曲半径，这也是光缆与电缆敷设最重要的区别。成立光缆熔接质量管理小组，由项目副经理挂帅主抓光缆熔接质量，为智能变电站的网络组成奠定坚实基础。
4.3 创新实现GIS高效优质施工
对于户内全GIS设备，为保证安装进度和质量，投入大量精兵强将，成立GIS安装质量管理小组。针对智能GIS与常规GIS结构有所不同，技术、施工人员与厂家服务人员共同研究，改变原有施工工序，确保了110千伏GIS的安装进度；GIS智能终端采集装置原设计安装在间隔CT下方，给安装及日后运行维护做成了较大困难，设计、施工及厂家服务人员协商解决方案，最终确定升高GIS智能终端采集装置的安装位置，留出了运行维护通道。
5 目前智能化变电站建设中存在的问题及解决措施
5.1施工单位安装调试人员和运行、检修人员对智能化变电站相关技术规范和安装调试的特点不熟悉，适合智能化变电站的试验设备缺乏。为此，应强化智能化变电站相关技术规范和安装调试特点对上述人员的培训和调试设备的落实工作。
5.2近期我公司将有六座110千伏智能变电站建设投运，其交流采样均采用常规CT/PT经AD转换取得交流数字量，许多智能组件柜就地安装在户外和主变室内，设备运行环境较恶劣，柜体技术标准较低，且设备运行的可靠性、安全性尚缺乏成熟经验。为此，应深入研究上述数字交流采样方式可靠性和必要性，对上述布置的智能柜应修订适合运行环境的技术标准，确保设备安全运行。
1 调研背景及目的
国家电网公司自2010年起开展了46项智能变电站工程试点建设，为国家电网公司系统职能变电站建设做出了积极探索。无锡地区建成了220千伏西泾智能变，第二座广汇变也顺利投运，其中220千伏西泾智能变是国网公司首批智能化变电站试点项目。本次调研通过对无锡地区已建智能变电站的建设、运行分析，通过与常规变电站的比对，探讨了智能变电站的费效比、存在的问题及解决措施，为下阶段的决策提供依据。
2智能变电站现状分析
智能变电站采用大量新技术、新设备、新材料，可自动完成一键式顺序控制、一次设备在线监测、辅助系统智能联动及变电站自动化系统高级应用等先进功能，从主系统到辅助系统全面实现智能化，成为先进、可靠、集成、低碳、环保的新型城市户内站设计典范。目前智能变电站主要有以下特点：
（1）智能一次设备。采用“一次设备本体+传感器+智能组件”方案实现一次设备就地测量、控制、保护、状态监测等智能化功能。传感器与一次设备本体一体化设计安装，运行可靠、外形美观。智能组件就地布置于智能控制柜，结构紧凑、回路简化、控制直接。
（2）一次设备在线监测。根据运行需求，设计主变油中溶解气体/微水/油温/气压、GIS局部放电/六氟化硫气体/断路器工作特性、避雷器泄漏电流/放电次数的在线监测，国内首次实现大规模、多参量在线监测系统后台整合，利于一次设备状态检修，减少停电次数，提高使用效率和寿命。在线监测后台系统与主站及变电站自动化系统实现信息互动。
（3）电子式互感器。国内首次大规模应用全光纤型电子式电流互感器。抗饱和能力强、线性度好，提供精确优质双A/D采样数据；体积小、重量轻、绝缘好，便于设计实现在GIS、开关柜的优化安装方式，此发明已申请国家发明专利。电容分压型电子式电压互感器应用成熟，采用直流供电工作可靠。
（4）计量对比分析系统。国内首次建立数字式计量系统与常规计量系统对比验证系统，在实际工况中验证两者间长期运行中各种外部条件下的精度偏差，为电子式互感器的计量应用提供指导数据，此发明已申请国家专利。
（5）通信规约与二次接线。全站采用IEC61850标准实现二次装置信息交互数字化、标准化，利用光纤实现二次装置互联互通，极大简化二次接线，提高信息传输可靠性和装置互操作性，大量节省了控制电缆。
（6）保护测控一体化装置。全站各电压等级采用保护测控合一装置，大大节省测控装置数量；双重化测控采用逻辑机制保证信息上传、控制下行、防误闭锁的正确性和完整性。
（7）通信网络设计。站控层网络采用MMS、GOOSE、SNTP三网合一、共网传输，110kV过程层网络采用采样值、GOOSE、IEEE 1588三网合一、共网传输，实现数据传输的数字化、网络化、共享化。220kV过程层采样值采用直采方式，跳闸采用直跳+网跳方式，保证系统工作可靠性。
（8）变电站自动化系统高级功能。根据运行需求定制自动化系统高级功能，实现一键式顺序控制、智能告警与故障诊断、状态估计、取代功能等高級应用，提高生产运行的自动化、智能化水平，为生产运行辅助决策服务。
（9）物联网技术实现辅助设备智能化。国内首次在变电站利用“物联网”技术建立传感测控网络，实现图像监视、安全警卫、火灾报警、主变消防、采暖通风、给排水、SF6泄漏监测、运行温度监测等辅助系统的集成应用和联动控制。
以上技术目前在220千伏西泾智能变电站和220千伏广汇智能变电站都得到了应用。
3与常规变电站的对比
3.1 综合技术性能对比
现以无锡220千伏西泾智能变电站为例，与传统变电站进行对比。
3.2 全寿命周期综合经济效益对比
4 智能变电站建设施工工艺创新
4.1 创新实现智能变电站集中集成测试模式
智能化变电站的主要技术特点是一次设备智能化、二次设备网络化。在变电站土建施工的同时，按照现场工程配置并行开展智能变电站集中集成测试，大大节约了现场调试时间，同时也保证了变电站的安全可靠。
4.2 创新实现光缆施工技术攻关
成立光缆敷设质量管理小组，精心编制光缆敷设专项方案，对各敷设区域光缆最大牵引力进行测算；组织严密敷设工程，专人指挥；光缆经由走线架、拐弯点（前、后）采用分散绑扎固定方式以使应力分散；光缆室内布放在讲究整齐美观的同时，更注意保证光缆的松弛状态和足够的弯曲半径，这也是光缆与电缆敷设最重要的区别。成立光缆熔接质量管理小组，由项目副经理挂帅主抓光缆熔接质量，为智能变电站的网络组成奠定坚实基础。
4.3 创新实现GIS高效优质施工
对于户内全GIS设备，为保证安装进度和质量，投入大量精兵强将，成立GIS安装质量管理小组。针对智能GIS与常规GIS结构有所不同，技术、施工人员与厂家服务人员共同研究，改变原有施工工序，确保了110千伏GIS的安装进度；GIS智能终端采集装置原设计安装在间隔CT下方，给安装及日后运行维护做成了较大困难，设计、施工及厂家服务人员协商解决方案，最终确定升高GIS智能终端采集装置的安装位置，留出了运行维护通道。
5 目前智能化变电站建设中存在的问题及解决措施
5.1施工单位安装调试人员和运行、检修人员对智能化变电站相关技术规范和安装调试的特点不熟悉，适合智能化变电站的试验设备缺乏。为此，应强化智能化变电站相关技术规范和安装调试特点对上述人员的培训和调试设备的落实工作。
5.2近期我公司将有六座110千伏智能变电站建设投运，其交流采样均采用常规CT/PT经AD转换取得交流数字量，许多智能组件柜就地安装在户外和主变室内，设备运行环境较恶劣，柜体技术标准较低，且设备运行的可靠性、安全性尚缺乏成熟经验。为此，应深入研究上述数字交流采样方式可靠性和必要性，对上述布置的智能柜应修订适合运行环境的技术标准，确保设备安全运行。