变电站智能化改造主要包括哪些内容？

一般认为，智能变电站是以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站的自动控制运行、设备状态检修、运行状态自适应、提高管理和运行维护水平。

智能变电站中二次设备和一次设备之间用光纤代替了电缆、用电子式互感器代替了传统互感器、将传统一次设备改为智能一次设备，并且增加了合并单元与智能接口。与传统变电站相比，其结构设计紧凑、布局更加合理，占地面积小。使用价格低、质量轻的光纤，减少了有色金属的使用，有利于环保和节能。为了延长设备使用寿命，提高安全可靠性以及运行维护水平，对设备进行了寿命周期管理。智能变电站吸收了数字化变电站的优点，以数字化变电站为技术体系架构为基础，实现了一次设备智能化、二次设备网络化、信息交互标准化、运行控制自动化、设备的状态检修、经济运行与优化控制和智能告警等功能。

摘　要：介绍了武汉电网110kV鲁巷变电站开展智能化改造工程至今所取得的成果，通过一次设备和二次设备的智能化、网络化改造，加装在线监测设备、完善遥视安防系统、改进传统的 *** 巡维管理模式等，真正实现了把鲁巷变电站升级改造为具有信息化、自动化特征的智能化示范变电站的目的。
关键词：智能变电站　在线监测　安防系统　管理模式
中图分类号：TM63文献标识码：A　文章编号：1007-3973（2012）007-065-02
1 引言
110kV鲁巷变电站于1993年投入运行，有两台50MVA主变压器，110kV配电装置采用内桥接线，10kV配电装置采用单母线分段接线方式。2011年7月开始，鲁巷变电站智能化改造工程正式启动，该项目是国家电网公司批准的第二批智能化改造试点项目，是湖北省第一座智能化改造变电站。
2 一次设备的智能化改造
通过对站内一次设备加装智能组件，将控制命令转化为数字化信息接收与发送，实现信号的数字化转换与监测的目的。将传统的互感器更换为GIS式电子式互感器直接接入变电站的直流电源，不需要额外供电。此外，还将传统的一次设备与二次设备之间的电缆连接，改为合并单元(MU)、光纤连接，电子式互感器的采集单元安装在与大地紧密连接的接地外壳上，具备了抗干扰能力强、维护更换方便的优点。
3 二次设备的网络化改造
传统变电站的信息传输是以电缆为媒介，而智能化变电站的二次信号传输基于光纤和以太网，运行工况和信息数据以IEC61850标准接入信息一体化平台，通过网络，真正实现数据共享与资源共享。同时，将MMS接口、GOOSE接口、SV接口采用相互独立的数据接口控制器接入网络，测控装置、继电保护、故障录波、防误闭锁、在线状态检测等装置都是都采用高速网络通信连接，再通过GOOSE协议标准，实现间隔层与过程层、间隔层与设备之间的信息共享和传递。
4 设备在线监测全覆盖
41 过程层在线监测
对变压器、断路器、电容器、MOA避雷器、GIS组合电器等设备配备电子设备、数字通讯接口、传感器等，对变压器监测其局部放电、微水含量、油中气体含量；对电容器监测电容电流、介质损耗、三相不平衡电压；对避雷器监测全电流、阻性电流、功耗、动作次数；对GIS组合电器监测局部放电、气体压力、气体水分含量、避雷器泄漏电流、导体温度、断路器动作次数；对智能开关监测控制回路断线、d簧储能时间、开关工作时间、开关动作次数、切断电流累积、开关柜内温度、触头接触部位的温度、分合闸线圈的电流、电压。通过对以上设备的在线监测，来实时监测其绝缘性能和运行状态，并在出现异常时及时报警。
42 环境在线监测
421 温湿度监测系统
在主要设备区均匀分布安装温湿度探测器，探测信息将以5-20mA电流信息方式传输至环境信息处理器，再由该处理器将信息通过通信智能接口设备传输至站端的智能辅助系统服务器进行监测。
端子箱、机构箱柜内安装有温感自动投切装置，加热器和风冷系统根据环境温度自行投切，维持柜内温度恒定。
422 消防系统
将设备区消防系统的详细信息显示在监控工作站内，包括：火灾报警部位、设备安装位置、设备运行状态、故障报警信号、消防设施的动作状态返回信号等，并能够实时打印输出各种有关数据报告。火灾时，图形计算机应自动d出相应报警区域的平面图，并发出声光报警，报警信息存储于数据库中，成为历史记录，便于查看。
423 远程遥视系统
针对每个设备区的实际情况，布置相应功能的摄像机实现设备的实时监控。对于空间较大的区域配置可旋转云台以及长距离移动轨道的可变焦高清摄像机，并且具备预置位功能，可设置报警联动功能。对于小空间区域可设置定焦摄像机。视频软件可设置报警d出画面功能。监视数据通过光纤传到监控中心，对设备的运行状况、表计参数、压板空开投退情况等可进行直观的远程目视化管理。
5 安防系统
51 双鉴探测器
在变电站内各主要门口上方安装双鉴探测器，以微波和红外方式同时探测该门区域内的移动和发热物体，并将报警信号传输至环境信息处理器，再由该处理器将信息通过通信智能接口设备传输至站端智能辅助系统服务器进行监测。同时发出指令，使环境信息处理器开关量输出端使能，驱动声光报警器报警工作。同时联动该区域摄像机进行视频监视。
52 电子围栏和门禁系统
电子围栏系统使用一台双防区高压脉冲发生器，两个防区的探测端使用两回路交叉，四线制围栏，间距以人，猫等不能通过或通过触碰围栏线为准。各个防区围栏线断路、接地、相邻短路脉冲主机都会发出开关量报警信号，信号及报警处理同双鉴探测器。
门禁系统由站内提供不间断电源保证其正常工作，任何开门动作都将联动摄像机进行视频监视，同时，具有多种开门方式：卡、密码、指纹识别等模式。
6 管理模式科学化
现阶段变电站是采取的调度——监控中心（负责对综自站进行实时监控、电容器远程投切、主变调压等工作）—— *** 巡班（ *** 作、巡视、维护）的三级管理模式，其职责划分有交集，而 *** 巡班在兼顾 *** 作的同时还要负担大量巡视、维护等繁琐工作，并且一个班组管理其所辖区域的十几个站，路程遥远，信息反馈难免有延时，不便于及时发现、解决问题。而通过将信息化系统的采集、处理和反馈高度集中后，使得管理模式能相应得以科学的改进，比如 *** 巡班只负责设备停送电、电容器投切和主变调压等工作；将无人变电站设备区、环境的巡视和监视全部交由监控中心负责；成立专门的维护班进行变电站设备及环境的定期维护，做到 *** 、巡、维分职明确，专职专责，从而达到降低人力资源损耗，提高效率。
7 总结
此次鲁巷变电站智能化改造，通过一次主设备加装在线监测装置、常规互感器更换为电子式互感器、采用智能继电保护装置、搭建一体化信息与监控平台、增设智能辅助控制系统、完善安防系统、改进管理模式等改造措施，有效整合相关的信息资源，全面提高了全站的资源优化配置和抵御各种事故风险的能力。
参考文献：
[1]　国家电网公司Q/GDW 383-2009智能变电站技术导则[S]
[2]　高明华,王冬,王学峰,等智能变电站设备在线监测系统[J]山东电力技术,2011(1)
[3]　高翔,张沛超数字化变电站的主要特征和关键技术[J]电网技术,2006,30(23):67-71

数字化变电站可看做是从传统变电站到智能变电站的中间过渡状态，以IEC61850标准的智能电子设备和电子式互感器为基础，促进变电站的数字化改造。智能变电站则在数字化变电站的基础上，进一步增加高级应用，完善变电站的智能化应用与管理。

智能变电涉及的技术领域主要包括变电站信息采集技术、智能传感技术、实时监测技术、状态诊断技术、自适应／自优化保护技术、广域保护技术、协调控制技术和站内智能一次设备技术等。
具体研究内容为：采用先进传感器、通信、信息、自动控制、人工智能技术，对电网运行数据进行统一断面无损采集，统一建立变电站实时全景模型；研究智能电网海量实时信息应用及信息体系架构技术；智能电网中变电站广域关联、配合、交互技术；智能电网广域信息交互及信息安全防护技术；智能变电站运行维护和试验技术；基于广域同步测量系统（WAMS）的广域保护技术；研究采用电力电子技术的智能设备。

物联网用途广泛遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警公文包会提醒主人忘带了什么东西衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如一家物流公司应用了物联网系统的货车当装载超重时汽车会自动告诉你超载了并且超载多少但空间还有剩余告诉你轻重货怎样搭配当搬运人员卸货时一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”或者说“亲爱的请你不要太野蛮可以吗”当司机在和别人扯闲话货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋该发车了” 物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中具体地说就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中然后将“物联网”与现有的互联网整合起来实现人类社会与物理系统的整合在这个整合的网络当中存在能力超级强大的中心计算机群能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制在此基础上人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活达到“智慧”状态提高资源利用率和生产力水平改善人与自然间的关系。 毫无疑问如果“物联网”时代来临人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而不谈什么隐私权和辐射问题单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代但这个过程可能需要很长的时间。 应用案例 一物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。 系统铺设了3万多个传感节点覆盖了地面、栅栏和低空探测可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单购买防入侵微纳传感网1500万元产品。 二ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制 三智能交通系统(ITS) 是利用现代信息技术为核心利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统是发展ITS的基础成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统都涉及交通动态信息的采集交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。 四首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用 我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月18日在苏州科技城投用该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。 高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍以往购票、检票的单调方式将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用让旅客可以摆脱拥挤的车站购票与地铁类似的检票方式则可实现持有不同票据旅客的快速通行 清华易程公司工作人员表示为应对中国巨大的铁路客运量该中心研发了目前世界上最大的票务系统每年可处理30亿人次而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。 五国家电网首座220千伏智能变电站 2011年1月3日国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行并通过物联网技术建立传感测控网络实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术建立传感测控网络将传统意义上的变电设备“活化”实现自我感知、判别和决策从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想设计和建设水平全国领先。 六、首家手机物联网落户广州 将移动终端与电子商务相结合的模式让消费者可以与商家进行便捷的互动交流随时随地体验品牌品质传播分享信息实现互联网向物联网的从容过度缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。 专家称这种智能手机和电子商务的结合是“手机物联网”的其中一项重要功能。有分析表示预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半

国家电网在2009年12月25日推出了新的变电站标准《智能变电站技术导则》，并在随后又发布了一系列相关细化标准，详细规划了智能变电站的设计、改造原则与技术规范。与此同时，数字化变电站的建设在方兴未艾时，即宣告结束。那么智能变电站与数字化变电站有什么异同？还是只是概念上的一个提升，而在实质上并没有明显差别？本文试就此问题做一浅显的探讨，主要依据相关标准并结合变电站项目实践中积累的经验。 国家电网在《智能变电站技术导则》的宣讲资料中详细罗列了现有数字化变电站所存在的问题： 1、数字化变电站仅实现两大应用：电子式互感器、IEC61850 2、缺乏相关的建设标准、规范 3、过程层／间隔层设备与一次设备接口不规范 4、没有解决IEC61850／IEC61970接口 5、主要局限在自动化系统本身，无整个变电站的建设体系（计量） 6、变电站没有信息体系，没有形成更多的智能应用 7、缺乏检验、试验评估体系 其中2、5、6、7可划归到管理范畴，确是指出了数字化变电站的不足。因没有相关标准可供遵循，各地、各企业对数字化变电站的理解有些微的差别，但电子式互感器和IEC61850作为数字化变电站的特征代表却是所有人的共识。在实际中很多人也习惯把数字化变电站与IEC61850等同起来（虽然两者是完全不同的概念）。如果说数字化变电站在应用上仍有很多的不足，那么因数字化变电站的建设，而扩大了IEC61850标准在中国的推广确是不争的事实，研究IEC61850标准与开发相关产品也一度成为电力行业的热门之一。 IEC61850标准仅是一种通信标准，主要用于解决变电站内设备间的互换和互 *** 作问题，淘汰规约转换装置，实现变电站内统一模型和统一标准。至于各设备的数字化改造，以及其它非通信问题，则不在IEC61850的范畴内。在国家没有发布相关标准前，主要是各大厂商在实践中摸索，寻求解决途径。国家电网曾在2007年发布了《DL/T860系列标准工程实施技术规范》，主要用于消除各厂商在理解上的异同，统一IEC61850标准在中国的实施。 用电子式互感器替代常规互感器，大幅增强了数据采集装置的数字化、智能化，但受限于成本及稳定性，电子式互感器的推广仍有待时间的考验。国家电网计划在110kV以上变电站逐步推广电子式互感器，以下则继续沿用常规互感器。
数字化变电站可看做是从传统变电站到智能变电站的中间过渡状态，以推广遵循IEC61850标准的智能电子设备和电子式互感器为基础，促进变电站的数字化改造。智能变电站则在数字化变电站的基础上，进一步增加高级应用，完善变电站的智能化应用与管理。

---