論文摘要：隨著變電站自動化程度越來越高，數字化變電站技術在我國得到迅速發(fā)展。數字化變電站就是把變電站的信息采集、處理、傳輸以及輸出全部實現數字化。由于這項技術匯集多方面、多層次技術革新，所以它的發(fā)展將會是一個比較長期的過程。主要闡述了數字化變電站的背景和特征，著重介紹了變電站數字化過程中的關鍵技術，同時介紹了變電站數字化之后對未來產生的影響。

論文關鍵詞：變電站 變電站數字化 通信網絡

為了提高電力系統的自動化水平和可靠性，提高電網企業(yè)的經濟效益和管理水平，我國電力企業(yè)積極進行變電站的數字化。隨著國家標準的不斷完善以及智能斷路器、非常規(guī)互感器和網絡技術的發(fā)展，數字化將是未來變電站自動化發(fā)展的必然趨勢。

一、數字化變電站的特點

隨著數字化技術的出現和應用，數字化變電站的概念也被提出。數字化變電站可以實現信息的整體和統一處理，同時具備變電站內IED之間、控制中心和變電站之間協同互動運行的能力。一般情況下，數字化變電站具備以下幾個技術特點。

1.層次化

由于所具備的功能差異，變電站的結構邏輯可分成間隔層、過程層以及變電站層。間隔層的作用是通過本間隔的數據作用于自身間隔的一次設備。所有與一次設備接口功能的實現是通過過程層完成的。利用全站的數據，變電站層可以對全站的一次設備進行監(jiān)視以及控制，同時可以實現與遠方控制中心進行交換數據。

2.一次設備的智能化

可編程(PLC)控制器可以替換變電站二次回路中的繼電器及其配套的邏輯回路，光電數字和光纖將會代替變電站目前普通的模擬信號和控制線路被。

3.二次設備的網絡化

變電站的二次設備不設功能裝置重復的輸入/輸出接口，通過網絡可以真正實現數據共享、資源共享，普通的功能裝置也會演變成邏輯的功能模塊。

4.運行管理實現自動化

日常運行、維護、數據記錄可以實現無紙化辦公和自動化的信息分流交換;變電站發(fā)生故障時，及時提出故障原因和維修意見;系統可以自動發(fā)出變電站設備狀態(tài)檢修報告。

二、數字化變電站中的關鍵技術

由于用戶對供電質量、可靠性要求以及電壓等級和電網容量的不斷提高，電力電子、傳感器、網絡通信和信號處理等技術日漸成熟，所以變電站一次設備智能化、自動化成為發(fā)展的必然趨勢。當前，該技術主要是智能斷路器、集成型智能開關以及電子式電流電壓互感器等設備的發(fā)展和應用。

1.非常規(guī)的互感器

隨著計算機技術和光電技術日益成熟，非常規(guī)互感器在實際生產中得到了廣泛的應用。它具有很強的抗電磁干擾能力、絕緣好、可測量頻帶寬，新型光電/電子式互感器具有現代光電技術的優(yōu)點以及電光晶體的各種優(yōu)異特性，在電力行業(yè)有著廣泛的應用。同時，結合數字信號處理DSP技術和光電技術，未來將呈現出很好的發(fā)展勢頭。

數字化保護和測控設備可以和非常規(guī)互感器直接接口，省去了中間環(huán)節(jié)。它的優(yōu)點是：能隔離高低壓，絕緣性能良好;由于不含鐵芯，鐵磁諧振和磁飽可以消除;良好的抗電磁干擾性能，低壓側無開路高壓危險;測量精度高，動態(tài)范圍大;頻率響應范圍大;無易燃、易爆等危險。

由于以上優(yōu)點，非常規(guī)互感器不僅具有可觀的經濟效益和社會效益，而且能很好地適應電力系統數字化、智能化和網絡化發(fā)展的需要，提高了電力系統自動化程度并且能夠保證其安全可靠的運行。

2.斷路器智能技術

為了改變現有斷路器的單一空載分閘特性，自動獲得實際開斷時電氣和機械性能上的最佳開斷效果，且由于電網運行過程中會經常有各種開斷指令，斷路器可以執(zhí)行相應的智能操作——自動調整執(zhí)行機構和滅弧室工作條件的選擇。通過智能斷路器的過程層(I/O)通信接口，輸入和輸出通信數據，而這些通信數據必須符合IEC61850標準。或者說根據IEC61850提出的標準體系，斷路器屬于過程層設備，所以控制跳合閘命令的傳遞以及斷路器狀態(tài)信息傳輸是通過IEC61850標準的通信數據來實現的。

3.集成型智能開關設備

國外一些大的電力設備生產公司已經推出類似產品，瑞士ABB公司推出的接插式開關系統PASS是最具代表性的。它是ABB公司在生產氣體絕緣組合電器GLS和空氣絕緣開關設備ALS的基礎上研發(fā)的一種新型電器設備，而該款產品具備了GLS的優(yōu)點。從20世紀末應用至今，已在美國、加拿大、英國、瑞典等變電站使用并且用戶反應良好。可以說，集成型智能開關設備是電力系統將來一次電氣設備的發(fā)展方向，它的主要優(yōu)點是結構緊湊、安裝方便、接線簡化、占地面積小、自動化程度高、可靠性高和日常維護簡單。