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摘要：作为坚强智能电网的重要支撑和基础，智能变电站是整个电网建设的重要组成部分。新一代智能变电站以“系统高度集中、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”为目标，可以解决智能变电站安装复杂、建设周期长、运营维护困难、成本高等问题，是未来智能变电站及智能电网发展的方向。因此，新一代智能变电站的建设具有非常重要的理论和现实意义。本文对110kV智能变电站的关键技术进行了研究。
关键词：110kV；智能变电站；设计研究
1 引言
智能变电站概念的提出，为变电站综合自动化发展遇到的问题带来了技术上的突破，同时智能变电站的资源和信息，有利于智能电网发展和进一步应用，满足可持续发展道路。智能变电站作为综合化智能电网的重要环节，当前，我国智能变电站建设已经进入了试点启动阶段，已经有部分投入运营，其核心技术和研究成果，以及建设经验对整个电力行业的发展起着重要的作用。
2 智能变电站相关概述
智能变电站指的是将实现资源贡献及信息数字化发展作为基本要求，由多种可靠、环保、低碳、集成的智能设备共同组成的一种变智能变电站，其不但能很好地完成传统变电站内部各项基本功能，进而促进电网的正常运行，更可以根据高级应用功能，来开展在线分析、在线决策、智能调节、协同合作等方面的工作，实现变电站的长远发展，保障电力部门发电稳定，保持发电量的持续增长。
3 智能变电站与传统变电站的对比
智能化的一次设备（如光纤传感器、智能化开关等）、网络化的二次设备、符合IEC 61850 标准的通信网络和自动化的运行管理系统，是智能变电站最主要的技术特征。
3.1 智能化的一次设备
智能化的一次设备主要包括数字互感器和智能断路器。
（1）电子式互感器
电子式互感器分为有源与无源2 种，其中全光纤电流互感器为无源型，它基于磁光法拉第效应原理，采用光纤作为传感介质，不存在铁磁共振和磁滞后饱和，同时具有频带宽、动态范围大、体积小、重量轻等优点。有源型电子式电流/电压互感器即对传统的电流/电压互感器所输出的电流、电压信号进行就地数字化后，通过光纤、合并单元、网络设备等传输至保护、测控设备。
（2）智能断路器
智能断路器的发展趋势是用微电子、计算机技术和新型传感器建立新的断路器二次系统，开发具有智能化操作功能的断路器。其主要特点是由电力电子技术、智能控制装置组成执行单元，代替常规机械结构的辅助开关和辅助继电器。
（3）智能组件
智能组件是灵活配置的物理设备，可包含测量单元、控制单元、保护单元、计量单元、状态监测单元中的一个或几个。测控装置、保护装置、状态监测单元等均可作为独立的智能组件。智能组件安装方式是外置或内嵌，也可以2种形式共存。
3.2 网络化的二次设备
智能变电站系统网络化的二次设备架构采用三层网络结构：过程层、间隔层、站控层。
（1）过程层（设备层）
过程层（设备层）包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，是一次设备和二次设备的结合面，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。智能设备操作宜支持顺序控制。
（2）间隔层
间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/ 输出、智能传感器和控制器通信。
（3）站控层
站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。站控层功能应高度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入式装置中。智能变电站数据源应统一、标准化，实现网络共享。
4 110kV智能变电站的关键技术探讨
4.1智能高压设备
智能变电站的最主要的特点就是智能高压设备的应用，应用此设备的明显特点不仅可靠性高，而且不需要进行维护，同时这也是智能变电站最主要的技术。其中，智能高压设备主要由3部分组成，即高压设备、控制器、智能组件。高压设备和控制器借助智能组件完成连接，这样一来，就具有了多种功能，例如：测量控制、检测、保护等。技术特征表现在网络控制、状态检测等。
对于智能变电站的状态检修来说，高压设备状态检修大多数都是依靠人工检查、试验来完成的，比如：检查有无异常声音、绝缘试验、色谱检查等，将这些方法统称为人工检测方法或者是离线检测。然而，这些方法都存在一定的缺陷和漏洞。因此，在使用智能高压设备过程中，将离线检测转变为在线检测，及时掌握运行状态，如果出现系统故障，那么可以立即发出报警信号。
另外，在智能变电站中的断路器，要求不仅有断路器所有的功能，而且还需要有诊断与检测的功能。如果有了检测功能，那么智能变电站中的断路器则不需要判断故障性质是瞬时性的还是永久性的，而是依据故障形式直接判断出是否进行再重合。除此之外，智能高压设备利用了可视化技术，比如：安装移动探头、红外监测技术等。针对不同的设备通过不同的检测手段进行检验。
4.2统一建模和信息平台的建立
统一建模和信息平台的建立是为改变以往变电站中存在的诸多问题，例如：系统较多、信息孤立等，这样做的目的是为建立一体化的监控系统。此系统集能量采集、保护与管理信息为一体的功能体系，同时具有倒闸操作、五防闭锁程序化控制等，进而最终实现变电站运行与调度相互统一、监测运行状态等的最佳结合。
4.3网络化备自投的应用
现如今，智能变电站完成改变了传统变电站备自投的模式，广泛应用了网络化备自投，这样一来，可以和备用电源之间进行快速切换。和传统的备自投装置相比，完全取消专用备自投装置和保护装置的连线，可减少重复采集信息的现象。通过网络进行信息采集与传输，既能减少大量时间的消耗，又能提高备自投装置动作的准确性。
4.4网络化低频低压减载装置的应用
此技术的应用，是把变电站母线运行的一切信息借助网络进行采集和处理，以便作出准确的判断，通过对信息的整合与减载利用网络再发送到间隔层设备中完成执行操作。和传统低周低压减载装置相比，能大大减少重复采集信息与定值分散整定的现象，这样一来，使装置动作既准确，又可减少整定交验工作任务。
5 结束语
110kV智能变电技术是结合电力输变技术和现代信息管理技术的最新的变电站的发展产物，是变电站发展的必然趋势和我国电网实现节能减排的重要手段，更是符合智能化电网的发展要求。相信在我国信息技术不断发展和科研人员的精心研究下，智能变电站技术一定会更加完善，为人们的生产和生活谋求最大的福利。
参考文献：
[1]郭军亮.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[Ll.企业导报，2014，（14）：140-141.
[2]何磊,郝晓光.数字化变电站通信网络的性能测试技术[J]．电力系统保护与控制,2014,38(10):75-78.