某110KV变电站设计论文

石家庄铁道大学毕业设计

某110KV变电站设计

A 110KV Substation Design

2012 届电气与电子工程学院

专业电气工程及其自动化

学号 20083206

学生姓名髙会娟

指导教师韩兵欣

完成日期2012年 6 月 1 日

毕业设计成绩单

毕业设计任务书

毕业设计开题报告

五、解决方案

? 根据当地的电网结构及电源情况，拟在本地建设110kv变电站为南部地区供电。

? 调查当地的负荷情况并考虑5-10年的发展规划，本变电站选择50MV A变压器两台。

? 110kv电源进线从220kv变电站取得，110kv侧采用内桥接线，户外配电装置。10kv侧采用单母线分段接线，户内配电装置，10kv侧出线6回。

摘要

在配电系统规划中,变电站的增容方式是解决负荷增长常采用的方法，它有助于利用现有电气设备完成供电任务，节省电力投资，缩短建设周期。但是由于受到电网结构、变压器容量等因素的限制，增容方式并不适用于所有的网络。本文提出了新建变电站解决负荷增长需求的方法。经过对当地实地情况的调查并考虑电力系统建设的要求，进行了变电站的选址、负荷预测及变电站接入系统方式和电气主接线的分析和讨论；建立了电力系统的数学模型进行了短路电流计算，并据此选择了变电站的一次设备；最后，绘制出了电气主接线图并列出了电气设备清单，为进一步进行施工图设计打好了基础。为保证电力系统安全运行，减少不必要的损失，需对变电站的防雷及接地进行设计。本变电站采用架构式避雷针进行直击雷防护，用避雷器进行过电压侵入波的防护。为满足工作安全和防雷保护的接地要求，变电站采用敷设接地网的形式进行接地设计，站内需要接地的电气设备均通过金属接地线与变电站的接地网连接，实现接地保护。

关键词：负荷增长变电站电气主接线一次设备

Abstract

Distribution system planning is essential to assure that the growing demand for electricity can be satisfied by increasing the capacity of the substations which can both reduce the capital investment of the electric power system and shorten the construction periods. But this method does not always fit for all sorts of networks under the constrations of network configuration and the capacity of the transformer. In this paper, a new method is proposed to meet the growing electricity demand, familiarly known as constructing a new substation.

The location of the substation and the forecast of the load magnitude and the way the substation connected to the power system are discussed in this paper under the consideration of the requirements of the power system and the conditions of the local areas. A mathematic modal is established which are the accordance of the short circuit calculation and the selection of the electric power devices. Finally, a figure showed the connections between the devices in the substation and a list of the devices are given, so that the next stage of the substation design can go on smoothly. The subatation uses frame type lightning arrester to avoid the lightning strike and the lightning arrester to avoid overvotage intruded waves. In order to ensure the saftey and satisfy the grounding requirments of the lightning protection, the substation lays the grounding grid to make the grounding design.the device needed grounding, use a metal wire to be connected to the grounding grid.

Key words: growing load demand a new substation connections of the devices the electric power devices

目录

第1章绪论 (1)

1.1 课题研究的目的意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (1)

1.2.1 变电站规划设计研究现状 (1)

1.2.2 变电站一次及二次设备的发展 (2)

1.3 电力系统发展阶段的研究 (2)

1.3.1 电力工业的形成 (2)

1.3.2 变电站的基本知识 (6)

第2章负荷调查 (10)

2.1 负荷基本情况调研 (10)

2.1.1 现场勘查 (10)

2.1.2 负荷基本情况 (10)

2.2 电网基本情况 (11)

2.3 负荷预测 (11)

2.3.1 负荷预测的意义 (11)

2.3.2 负荷预测的内容 (12)

2.3.3 负荷预测的分类 (12)

2.3.4 负荷预测的方法 (13)

2.3.5 负荷预测的过程 (13)

2.3.6 本设计负荷预测解决方案 (14)

第3章变电站的设计方案 (15)

3.1 变电站建设流程 (15)

3.2 变电站建设在电网中的地位 (15)

3.3 变电站设计的内容 (15)

3.3.1 初步设计的内容 (15)

3.3.2 施工设计 (16)

3.4 变电站设计方案确定 (16)

第4章变电站设计 (18)

4.1 变电站选址 (18)

4.1.1 变电站选址的重要意义 (18)

4.1.2 变电站选址原则 (18)

4.1.3 变电站选址方法 (18)

4.1.4 变电站选址的基本思路 (18)

4.1.5 变电站选址 (19)

4.2 变压器的选择 (20)

4.2.1 变压器容量和台数的选择 (20)

4.2.2 变压器型式的确定 (22)

4.2.3 变压器冷却方式的确定 (23)

4.2.4 变压器的选择结果 (23)

4.3 变电所接入系统的方式的确定 (23)

4.4 变电站电气主接线的选择 (24)

4.4.1 变电站电气主接线的基本要求 (24)

4.4.2 电气主接线的基本类型 (25)

4.4.3 本变电站主接线的确定 (25)

4.5 电气设备的选择 (27)

4.5.1 电气设备的特性 (27)

4.5.2 电气设备选择的一般条件 (29)

4.5.3 短路电流计算 (33)

4.5.4 电气设备的选择 (36)

4.5.5 电气设备选择结果列表 (44)

第5章变电站的防雷与接地 (47)

5.1 变电站防雷 (47)

5.1.1 变电站防雷的必要性 (47)

5.1.2 变电站的防雷 (47)

5.2 变电站的接地 (47)

5.2.1 接地的必要性 (47)

5.2.2 变电站接地设计 (48)

第6章结论与展望 (49)

6.1 毕业设计总结 (49)

6.2 变电站的发展展望 (49)

参考文献 (51)

致谢 (52)

附录A 外文参考文献 (53)

A1 英文原文 (53)

A2 译文 (63)

附录B 电气主接线图

第1章绪论

1.1课题研究的目的意义

电能是国民经济发展的动力主要来源,也是人们日常生活不可或缺的能源,工业生产中机器的旋转是由电能驱动的电动机带动的,农业生产中灌溉是由电能带动水泵来实现的,医疗器械的很大部分是由电能驱动的,日常生活中的照明,电视娱乐,甚至饮食起居都与电能息息相关,可以说如果没有电,社会将无法正常运转.

电能是由一次能源转化而来的,由发电机、升压变电站、输电线路、降压变电站、用电设备构成的电力系统完成了将电能传输到用户的任务，再在用户处通过用电设备将电能转换成机械能、热能、光能等其它形式的能量。

由于受到电源结构及经济发展情况的限制，还考虑到交通运输的瓶颈，我国主要采用在资源丰富地区集中发电，然后远距离输送到用电地区的输电形式来满足经济发展对电能的需要。

由于受到绝缘水平和制造工艺的限制，发电机端发出的电压仅为20-30k v，由s=ui 可知当传输功率一定时，电压越低，电流越大，传输过程中的电能损耗就越大，这样到远距离的输电线路末端，电压将可能不能满足用户的要求，因此，为了降低电能损耗，提高末端电压，必须将电压升高，再进行电力传输。因此，在发电机发出电后，须经升压变电站将电压升高，再进行远距离传输。由于高压操作维护较困难，且考虑到用户安全，到达用电地区后再经降压变电站将电压降低到供用户使用的电压，因此，变电站在电能的传输过程中具有不可替代的作用。

变电站的设计是电网规划的重要内容。变电站的位置、变电站与系统的连接方式、变电站的容量、变电站的主接线形式等因素将影响电网结构及电网建设经济性乃至影响电力系统运行的稳定性。因此变电站设计需综合考虑各方面的因素，慎重进行。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 变电站规划设计研究现状

变电站的规划设计主要包括变电站个数及容量的确定、变电站之间的连接方式及供电范围的确定等以建立优化的网络结构。

随着计算机技术的发展相继出现了基于各种计算机算法的规划方法，例如基于启发

式算法的电网规划、蚁群算法在电网规划中的应用等等，这些方法的出现使电网规划更加省时、有效。

1.2.2 变电站一次及二次设备的发展

1.2.2.1 变电站一次设备的发展

由电力系统传输来的电能经隔离开关、断路器、然后经过变压器进行电压变换，将电能传输到汇流母线再进行电能的分配。这些对电能进行传输和变换的设备称为电力系统的一次设备。

一次设备的主要特点是高电压，它的发展主要表现在绝缘水平和灭弧能力的提高，以提高电力系统的运行水平；以及在故障情况下切断故障的能力，以提高电能质量。

以断路器为例，先后出现了磁吹断路器、空气断路器、油断路器、真空断路器、六氟化硫断路器。

绝缘技术及断流技术的发展使变压器的容量也得以不断扩大，从而促进了大规模电力系统的形成。

1.2.2.2变电站二次的发展

电力系统的安全稳定运行，除了一次设备外，还需要对一次设备进行保护、监视、测量控制等的装置设备，以确保供电质量，减少停电带来的损失。

这些对一次设备进行保护、监视、测量、控制的设备称为变电站的二次设备，由二次设备组成的系统称为继电保护系统。传统的变电站继电保护系统由互感器的二次侧通过控制电缆连接到控制室内，再引接到相应控制屏的继电器上，工作人员通过对控制屏的操作实现对开关设备的控制。

目前，随着计算机技术的发展，变电站的二次系统正在向数字化、智能化发展。

一次设备的信息通过互感器的二次侧经过模拟量输入通道(由电压变换器、滤波器、采样保持器、A/D转换器、多路转换开关组成)传到控制室内的计算机上，通过计算机对一次设备的状态进行监视、测量、控制，并且能通过计算机进行实现系统间的通信，使运行人员能够掌握整个电力系统的运行状态，使整个电力系统能经济运行。

智能变电站通过加装智能元件，从而使一次与二次，变电站与变电站之间的通信更加智能化，是电力系统的运行的可控性进一步加强。

1.3 电力系统发展阶段的研究

1.3.1 电力工业的形成

人类对电的认识是从自然界中的雷电开始的，从摩擦起电到富兰克林的风筝实验，人们认识到它们来自电荷、定义导体与绝缘体、发现同性相斥异性相吸、发明莱顿瓶、避雷针的提出等重要的发明相继出现，人们在电的世界里不断探索。

磁在我国古代最早应用于指南针，从磁石到司南、指南鱼、指北龟，人们认识到地球的磁性，磁极是成对出现的、发现了地球的水平倾角、电流的磁效应等重要的现象陆续被人们发现，人们对磁的认识越来越深。

1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第在前人的基础上经过一系列的实验发现由电磁作用能产生不间断的机械运动，为电动机的发展开辟了道路。

1831年法拉第在经过了多次的实验与观察思考后提出了著名的电磁感应定律：一个线圈中感生的感应电流，其大小与单位时间中线圈所切割的磁力线多少成正比，与线圈电阻成反比。定律中提出割切磁力线的概念，清楚的说明了不论移动磁铁或是移动线圈或是通断另一个线圈中的电流，只要磁力线与线圈有相对运动而造成割切磁力线，就能看到电磁感应现象。为发电机的发明做了理论铺垫。并于同一年由法拉第发明了世界上第一台直流发电机。

在电磁感应原理基础上产生的交流电，1876年在电力照明领域得到广泛应用。

乌萨根利用交流电的优点，利用感应线圈改变了供电电压，并于1882年在莫斯科全俄展览会上展出了升压变压器及降压变压器。

电机的进步及交流电的应用，使工业生产的动力来源问题得到解决，只要有人集中建造发电厂，再用导线就可以将电能输送到各个工厂及千家万户，对每个用户来说只要具备电动机就成为动力来源了。这无疑为工业的迅速发展创造了条件，加速了电气化时代的到来。

1875年，法国巴黎建成世界上第一座火力发电厂，标志着世界电力时代的到来。与世界有电的历史几乎同步，1879年，中国上海公共租界点亮了第一盏电灯，随后1882年在上海创办了中国第一家公用电业公司——上海电气公司。从此中国翻开了电力工业的第一页。1891年，德国劳芬电厂建设世界上第一台三相交流发电机，并通过第一条13.8kv输电线将电力输送到远方用电地区，使电力既用于照明又用于电力拖动，开创了大功率远距离输电的历史。

电力的广泛应用，电力需求的不断增加，推动电力技术不断发展。

1.3.1.1 发电厂的建设与电力传输

美国在1879年在旧金山建成实验电厂向用户出售电能，我国也在这一年于上海建成了一台7.5kw电机的电厂，主要是供用户照明使用，英国霍尔本电厂、俄国彼得堡电厂先后建成。

从发电厂向用户输送电能的问题，早在1873年法国佛泰因在维也纳国际博览会上用燃气发动机带动发电机，输电到一千米以外的电动机，成功的驱动了一台水泵。1874年俄国的皮罗茨基进行了直流输电的实验，并申请了专利。1876年俄国雅布罗契柯夫用交流向路灯输电并采用开磁路的最早的变压器。1880年在俄国《电》杂志中拉契诺夫提出：当输电距离加长或传输的电能增加时必须升高电压。1882年他在法国建造了57千米的输电线，将密士巴赫水电站的电能输送到巴黎博览会，功率约为3马力，始端电压为1413v，终端电压为850v，所用导线粗达4.5mm，线路损失高达总能量的78%。1885年他又建成自瓦利尔到巴黎的输电线，距离为56km，这次将始端电压提高到6000v，线路损失降低到总能量的55%，因为采用的是直流电继续提高电压是很困难的，现在看来这个输电效率是太低了，但是能够远距离传输电能在当时已经是一个突破了。

由于交流电可以用变压器很方便的提高或降低电压，同时交流电机制造方便、成本低廉，不会产生换向故障等优点，交流电得到广泛应用。

1886年美国开始建造交流发电厂，功率为6kw，用单相供电，欧洲又陆续建成一些发电厂。

1888年多里沃—多布罗夫斯基创立三相制，在1991年建成由法国劳芬水电厂至德国法兰克福的三相交流高压输电线路。在始端采用390/15200v的升压变压器，在终端建有两座变电所将电压降低。输电效率已达到80%以上，经济效益比较显著，此后的交流输电大都采用三相制了。

美国1882年仅有发电厂3座，至1902年电厂数目已达3621座，发展十分迅速。欧洲各国兴办电厂数目也迅速增加，电力工业已经成为重要的产业部门了。

随着发电厂的建立，需要有通断大电流、耐受高电压的开关电器，20年代最简单的开关是金属棒与盛有水银的容器。接通时就将金属棒插入水银中，断开时将棒提起。这种开关比较笨重，价钱也很贵，使用时要操作几次才能保证接触良好，这迫使人们寻求更好的开关。

除了在接通后开关触点要接触良好外，随着功率和电流的增大，开关断开时产生的火花就成为电弧了。电弧的高温可以使触点烧坏，甚至熔化，造成伤人或火灾。因此必须设法使电弧及早熄灭，使电路的分断成功。1893年多里沃—多布罗夫斯基设计成自动开关，这个开关具有过载时自动切断保护发电机的作用。1897年英国工程师布朗取得羊角形出头的断路器专利。1895年英国费朗梯取得油断路器专利。

电力传输技术的发展，表现在电压等级的不断提高。因为输电线传送电能的容量、距离和效率都与电压的等级有密切的关系。1906年发明了悬链式绝缘子，它比针柱式绝缘子耐受的电压可以提高很多倍，而且机械强度也大为增加，可以承受更粗重的导线。分裂导线的发明使高压导线上的电晕损失减少。高压断路器出现多种类型，特别是灭弧

技术不断改进。早期的自然熄弧发展为磁吹、油吹、高压空气吹弧等多种方法，增强了断路器的分断能力，人们又研制了六氟化硫气体密封式高压电器及输电管道。这些技术使高压及超高压的大功率远程输电线路陆续实现[1]。

1908年美国开始出现110kv输电线路，到1922年又建成150kv线路，1923年再将输电电压提高到220kv，随后欧洲许多国家也都建成220kv线路。1936年美国建成287kv 输电线。1959年苏联建成500kv输电线。我国在70年代建成了西北的330kv线路，80年代建成了东北、华中、华北的500kv输电线，并形成了近十个大型电力系统[2]。

1.3.1.2 电力系统的形成

早期向电力负荷供电采用单台发电机供电的方式，从发电厂发出的电力直接经过架设输送和分配电力的线路到用户。如果用户离发电厂较远，就需要通过升压变电站的升压变压器才能输送过去。到了用户附近时在经过降压变电站的降压变压器把电压降到用户合适的电压供用户使用。

这种由单台发电机供电的方式，由于用户的用电随着季节、日月、昼夜而不同。高峰时的负荷与平均数相差很大，发电机大了成本太高，轻载时效率又太低。另外，雷电的发生、设备故障以及开关操作引起的过电压都会引起用户用电的中断。为了克服上述缺点，我们把发电厂通过电力线路连接起来(如果各个发电厂机组发出的电压等级不同，则还需要通过变压器变成同一电压等级才能连接)，从而组成电力系统。

目前，全国出现区域电网互联的趋势，可以产生更显著的经济效益：

(1)更经济合理的开发一次能源，优化电能资源配置，实现水、火电资源的优势互补。电网互联可在煤炭丰富的矿区建立超临界、超超临界汽轮机组，高效率、低成本的大型水电厂，充分发挥水电和火电在电力系统中的互补作用。

(2)降低互联的各电网总的高峰用电负荷，提高提高发电机组的利用率。减少总的装机容量。由于各区域电网的用电构成、负荷特性、电力消费习惯存在一定差异，各电网的年负荷曲线、周负荷曲线和日负荷曲线将不同，使得各电网高峰用电负荷可能不出现在同一时间，相互错开。这样互联电网总的日高峰负荷、周高峰负荷和年高峰负荷不是各电网高峰负荷的线性相加，使得互联电网总的高峰负荷比各电网高峰负荷之和低，互联电网总的日负荷曲线、周负荷曲线、年负荷曲线与各被互联电网的相应负荷曲线相比，峰谷差减少。因此，在整个电网同样运行容量的条件下，可向用户提供更多的电力，从而提高发电机组的利用率。换句话说，在满足同样负荷水平条件下，整个电网可减少装机容量，因此，电网互联可产生较好的错峰效益。检修和紧急事故备用互助支援，减少备用发电容量。

(3)为了确保电力系统的安全运行和向用户连续不间断的供电，电力系统无论大小都

必须既有运行备用、检修备用又有事故备用。电网互联以后，满足同样容量负荷水平的发电容量水平将减少，整个系统备用容量一般按期望的尖峰负荷的一定百分比安排，另外，整个系统内单一元件故障的容量不会因联网而增加，这样，整个系统的备用容量可相应减少。对各被联电网来说它可享受到整个系统的备用容量，因而减少了本身的备用容量。由于各区域电网可分享备用容量，在出现事故时最有效的利用现有发电容量，进行紧急事故的相互支援，从而减少用于备用的安装容量。

(4)提高电网运行的可靠性和供电质量。

(5)安装高效率、低成本大容量机组和建设更大容量规模电厂，产生更大规模经济效益，为了电力系统的安全运行，确保连续、可靠供电，单台机组和但各电厂的容量占系统容量的比例应保持在一定范围内，具体比例由各国电力系统安全导则按照停电造成的社会影响确定，一般应保持在10%的范围内。由于电网互联后。整个系统容量增加，单台机组和电厂规模可加大，更多的投入大型、特大型高效率机组，从而是整个系统火电厂的供电煤耗率和供电成本以及电厂运行、维护和管理的成本降低[2]。

1.3.1.3 电力系统的发展

电力系统中为了减小事故造成的损失，保护人身及设备安全，必须有保护的设施。最早的保护设备只是简单的熔断器、避雷器、自动断路器等。随着机组的加大和电压的提高，陆续研制出各种继电器及量测设备，组成保护电路。继电保护已经发展成为电厂中的一种专门技术了。除了事故处理外，在系统的正常运行中仍然需要进行一些调度工作，以适应用户负荷的变化和机组的情况，使系统的总体效率提高。这方面已经进行了很多研究：例如电能的潮流分布、短路电流的计算、静态及动态稳定性判定、过电压分布等，又如励磁调节技术、无功功率的补偿、水电火电的配合、抽水蓄能方法、调峰技术等等，积累了很多经验。但是，因为电力系统中牵涉的环节太多，出现的情况千变万化，直到现在人们的技术水平还不能完全适应需要，包括欧美很先进的国家也一再出现电力系统失控，造成大面积停电。因此对电力系统的研究正在进一步的发展中。

1.3.2变电站的基本知识

我们所使用的交流电主要是由交流发电机提供的，由于受绝缘水平的限制，发电机输出端发出的电压一般低于30kv，用这样低的电压将电能进行远距离输送事实上是不可能的，为此需要利用升压变压器将电压升高后，然后再将电能进行远距离输送，到用电负荷所在地区后，由于用电设备多是低压设备，所以用高压将电能输送到用电地区后，还必须利用降压变压器降低电压，才能供给用户使用。因此，电压变换在电力生产过程中是一个重要环节。

进行电压变换就需要相应的电气设备及其控制装置和保护装置，将这些变电设备按其功能和规定要求组合起来就成为变电站。

变电站的主要电气设备有电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线及各种无功补偿装置。

1.3.

2.1 变电站的作用

在电力系统中，变电站主要担负着电压变换这一重要任务，其作用概括如下：

(1)提高输电电压，减少电能损失。电能在输送过程中由于电流的热效应，就要产生电能损失，且电能转化为热能的损失数量和电流的平方成正比。因此，当输送功率一定时，提高输电电压就可减小电流，电网就会相应减少电能损失。

(2)降低电压，分配电能。电能经过升压分配到用电地区后，用户很难使用高电压的电气设备，因为高电压的电气设备从制造到运行维护都很困难，而且使用也不安全。因此，须经降压变电站把电压降低再分配到用户。

(3)集中电能，控制电力流向。一个电网多数由多个电源点提供电能，这些电能的集中必须通过枢纽升压变电站来实现。在用电地区，根据负荷情况，再由降压变电站来控制电力的流向。

(4)调整电压，提高电压质量，满足用户的要求。通过变电站的变压器调压装置和无功补偿装置，既可以使用户得到稳定的电压，也可以提高线路的输电功率[2]。

1.3.

2.2 变电站的分类

(1)枢纽变电站。枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，汇集着电力系统中多个大电源和多回大容量的联络线，连接着电力系统的多个大电厂和大区域，这类变电站的电压一般为330—500kv。

(2)中间变电站。中间变电站的电压等级多为220—330kv，高压侧与枢纽变电站连接，以穿越功率为主，在系统中起交换功率的作用或使高压长距离输电线路分段，它一般汇集2—3个电源，其中压侧一般是110—220kv，供给所在的多个地区用电并接入一些中小型电厂。这样的变电站主要起中间环节作用。

(3)地区变电站。地区变电站高压侧一般为110—220kv，低压侧一般为10—110kv，主要对地区用户供电，所以这类变电站是一个地区或城市的主要变电站。

(4)企业变电站。企业变电站是大中型企业的专用变电站，电压等级为35—220kv，1—2回进线。

(5)终端变电站。终端变电站位于配电线路的终端，接近负荷处，高压侧10—110kv 引入线，经降压后向用户供电[3]。

1.3.

2.3 变电站的结构形式

(1)室外变电站。室外变电站除控制、直流电源等设备放在室内外，变压器、隔离开关、断路器等主要设备均布置在室外。这种变电站建筑面积小，建设费用低，电压较高的电站一般采用室外布置。

(2)室内变电站。室内变电站的主要设备均放置在室内，减少了总占地面积，但建筑费用较高，适宜市区居民密集地区，或位于海岸、盐湖、化工厂及其它空气污秽等级较高的地区。

(3)地下变电站。在人口和工业高度密集的大城市，由于城市用电量大，建筑物密集，将变电站设置在城市大建筑物、道路、公园的地下，可减少占地，随着城市电网改造的发展，位于城区的变电站将更多地采取地下变电站。

(4)箱式变电站。箱式变电站又称预装式变电站，是将变压器、高压开关、低压电器设备及其相互连接和辅助设备紧凑组合，按主接线和元器件不同，以一定方式布置在一个或几个密闭箱壳内。箱式变电站是由工厂设计和制造的，结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便，广泛应用于居民小区和公园等场所。

箱式变电站一般容量不大，电压等级一般为3—35kv。箱式变电站按装设位置不同又可分为户内和户外两种类型。

(5)移动变电站。将变电设备装在车辆上，以供临时或短期用电场所的需要[3]。

1.3.

2.4变电站的发展趋势

随着社会经济的发展，对电能质量的要求的不断提高，电网正在向智能化发展。作为其中的变电环节，智能变电站必将成为其发展的主要方向。

智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、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，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、协同互动等高级功能的变电站。与常规站项目比起，智能变电站具有如下特点：

(1)一次设备的数字化、智能化。传统的电磁式互感器由电子式互感器取代，经合并单元后由光纤介质向外提供经数字化的一次电量信息；传统的变压器、断路器等一次设备加装智能组件，实现信号的数字式转换与状态监测，控制命令的数字化接收与发送，达到一次设备智能化的要求。

(2)二次设备的网络化、数字化。由以太网通过GOOSE协议标准实现间隔层与过程层设备之间以及间隔层设备之间的信息共享与传递。如测量控制装置、继电保护装置、故障录波装置、防误闭锁装置、以及在线状态检测装置等都是都采用高速网络通信连接，并具备对外光纤网络通信接口。与传统变电站信息传输以电缆为媒介不同，智能化变电站二次信号传输是基于光纤以太网实现的，除直流电源之外，传统的二次电缆全部由光

纤或屏蔽网络代替，通过网络真正实现数据共享与资源共享。

(3)变电站通信网络和系统实现IEC61850标准统一化。因1EC61850标准的完整性、系统性、开放性，保证了数字化变电站内设备间具备互操作性的特征。

(4)运行管理系统的自动化。在传统综自站已有的较大程度自动化特征的基础上，数字化变电站在站内设备的互操作性，信号的光纤传输，基于IEC61850传输协议的网络通信平台信息共享等方面进一步体现了运行管理自动化的特点。

综合以上特点分析，智能变电站的建设与常规变电站不尽相同，一是新增了智能组件，在智能组件的配合下，传统的一次设备具有了智能作用；二是智能变电站新型设备的应用，安装形式将产生变化，如新型保护测控装置之间的链接，由电缆链接转为光纤连接，安装时需加强对光纤的保护；三是变电站二次设备的调试形式发生大的变化，保护测控等二次设备输入量采用数字化形式，相应的，数字继电保护测试仪等新型测试仪器将大量采用[4]。