2高压、超高压变电技术
2.1高压直流隔离开关
一、技术原理与特点直流输电技术具有输送容量大、损耗小、适宜远距离输送等优点，已经成为我国未来电网建设的重要组成部分。高压直流隔离开关作为换流站直流场的关键设备之一，在直流输电工程中起到至关重要的作用。
高压直流隔离开关是在常规交流隔离开关技术基础上进行研制的，主要用于连接和隔离换流站直流场中的各主要一次电气设备，以及投切直流滤波器组等场合。其技术原理和设计结构与常规交流隔离开关基本一致，一般由导电回路、传动环节、操动机构、支撑或旋转绝缘子、底座和支架等几部分组成，通过电机旋转传动相间连杆，带动导电杆进行合分闸操作，实现回路的接通或开断。根据使用地点的不用，直流隔离开关一般分为双柱水平伸缩、双柱水平旋转和三柱水平旋转等结构形式。2008年中国电力技术装备有限公司等单位已成功研制额定电流为6300A的515kV直流隔离开关，2010年成功研制额定电流为8000A的816kV直流隔离开关。
直流隔离开关与常规交流隔离开关的主要区别包括长期通过电流值较大，防污、防腐性能要求较高，承受抗弯、抗扭能力较强等。直流隔离开关主要技术特点包括：
（1）通流能力大、开合能力强。区别于交流隔离开关一般只通过较低水平运行电流的工况，直流隔离开关则需要长期承受额定运行直流电流（通常达到4000A甚至更高），为防止大电流引起的触头等接触部位过热，会对隔离开关触头、触指等的设计结构作出改进，例如采用触头多点接触和绝缘板隔离每片触指等技术，以确保大电流可靠通流。同时，高压直流隔离开关在原有大电流隔离开关研制技术的基础上，采取隔离开关与真空断路器并联组合的方式，利用真空断路器具有开断短路电流能力进行隔离开关的辅助开断，可具备开合谐波电流200A（46kV）的能力。
（2）机械操作次数较多、防腐性能较高。由于直流隔离开关设备较高，通过增加镀银层硬度、改善润滑效果，或者采取柔性设计方式，减少动静触头接触时产生的摩擦力，提高触头耐磨性能，从而提高隔离开关的使用寿命；通过采用特殊的热镀锌工艺，达到提高金属组部件（如导电杆、相间连杆、底座、支架等）的防腐性能。
（3）具有较强防污能力。由于直流的静电吸尘效应，相同电压下直流积污要远高于交流积污,相同的积污水平下直流污闪电压要低于交流，因此，直流隔离开关绝缘子必须具备较强的防污能力，交流隔离开关的爬电比距达到31mm/kV就可满足严重污秽地区的使用要求，而直流隔离开关如安装在户外，其爬电比距则远高于交流设备，通常达到50mm/kV甚至更高。
（4）直流隔离开关产品结构布置灵活。在直流工程中隔离开关布置结构灵活，该产品具有多样性的布置结构形式，可满足极线侧、中间点、中性侧、阀厅内等各种电压等级的需求。
二、适用地点与条件直流隔离开关适用于极线侧、中性母线侧、中性点侧等直流换流站中的多个位置，既可以安装在阀厅内，也可安装在户外直流场使用。选型时应考虑安装地点的温湿度、海拔、污秽等级、日照强度、风速、覆冰、地震等诸多因素的影响。
由于直流隔离开关特殊的运行条件，其原材料与零部件价格通常比常规交流隔离开关昂贵。因此，选型时需综合考虑设备购置成本、运行可靠性、检修维护费用、占地费用等诸多因素。此外，高压直流隔离开关制造工艺较为复杂，部分元件技术参数要求较高，需要制定更加严格的生产制造标准，规范制造、装配的各个环节，实施有效的质量控制。
三、推广应用计划
2011年，针对直流隔离开关的结构、性能特点与国外制造企业开展技术交流，并对目前国内运行的多个直流换流站内的直流隔离开关运行情况充分展开调研。在特高压直流工程中应用。
2012～2015年，在后续直流输电工程中全面推广应用各个电压等级的国产直流隔离开关。
四、责任部门
基建部、生产技术部、建设部、物资部
2.2智能变电站技术
一、技术原理与特点智能变电站通过采用先进的通信、信息技术，实现电网运行数据的统一断面无损采集，提供变电站实时全景模型并实现共享；通过先进的自动控制、人工智能技术，全面提升实时控制、动态调整技术水平，实现各类电源及用户的无扰接入、故障隔离，系统和设备具备自描述、自适应、自诊自愈能力。
一次设备智能化主要是通过利用电子式互感器及各种状态监测传感技术对传统一次设备进行智能化改造，在变压器及开关等关键设备增加智能组件，实现状态监测与保护、控制、测量等功能整合。DL/T860的应用为我国变电站自动化系统提供了统一的信息模型和接口标准，智能变电站在该标准的基础上，实现变电站全景信息的采集与共享。通过监控一体化，整合传统的SCADA、保信、五防、在线监测等功能居于一体，显著提高系统集成化程度；通过顺序控制智能变电站具备在各执行端接收和执行集控中心、本地监控系统发出的控制指令，经安全校核并自动顺序一次性自动完成多个控制步骤的操作，同时具有中断、急停的功能；智能告警基于全站设备对象信息统一建模，通过告警信息的筛选过滤，并通过告警信息之间的逻辑关联，运用推理技术确定最终告警，实现变电站正常及事故情况下告警信息分类，并建立信息上送的优先级标准，在异常及事故情况下实现信息分级上送。故障信息综合分析功能主要由主程序、推理机、拓扑及平台接口软件、数据库快速定义软件等构成。通过对故障录波、保护装置、SOE等相关事件信息进行挖掘、整合、综合分析，得出故障分析结果为电网运行提供辅助决策；智能变电站通过对辅助系统的智能化改造，配置智能辅助控制系统，实现图像监控、火灾报警、消防、照明、采暖通风、环境监测等系统的智能联动控制，将非电力专业纳入自动化范畴，从而提升变电站智能化程度，保证变电站的安全可靠运行。
通过应用智能变电站技术主要实现运行监控、操作与控制、综合信息分析与智能告警、辅助应用五类应用功能。
相对于常规变电站来说，智能变电站的技术特征表现在一次设备智能化、二次系统一体化、辅助系统集成化、高级功能实用化等方面。一次设备智能化是通过应用智能组件，实现测量数字化、控制网络化和状态可视化等功能；二次系统一体化是将计算机监控系统、设备状态监测、保护、计量辅助系统等一体化建设，实现信息集成；辅助系统集成化是将智能变电站视频监控、安防系统、照明系统、站用电源系统的控制功能进行集成，实现辅助系统优化控制；高级功能实用化就是在智能变电站中实现智能告警、故障信息综合分析决策、支撑经济运行与优化控制、站域控制等高级应用功能。
通过一次设备智能化，智能变电站试点工程将合并单元、智能终端、状态监测、保护等二次设备下放至高压设备本体附近，实现了智能组件的功能集成，可在进一步提高设备集成度的情况下推广使用该种模式。智能组件在线监测功能应选取目前较成熟且技术经济性较好的在线监测功能；信息一体化基本具备推广条件，在推广使用的同时，可继续提升变电站信息一体化水平；在保证基础数据的完整性及一致性基础上，顺序控制、设备状态可视化、智能告警分析、故障分析决策、源端维护等高级功能已经得到初步应用，但还需要在推广过程中提高其“智能”程度，切实有效地减轻运行维护的工作量，为高质高效的运行维护提供有力支撑；一体化电源、绿色照明以及变压器风冷变频控制等技术，技术成熟，经济性较好，可推广应用。
二、适用地点与条件
智能变电站整体解决方案适用于110kV～750kV的新建智能变电站或在运变电站的智能化改造工程。
在智能变电站建设中应以安全可靠为前提，着力于应用相对成熟且效益明显的技术及设备，不应盲目追求应用大量的新技术和新设备。应优化集成设计方案，减少建筑物面积、优化屏柜布置等。智能变电站建设应严格遵循并跟进相关标准、规范和规定。三、推广应用计划2011年开始，在新建或改造的110kV～750kV变电站全面推广应用智能变电站技术。
“十二五”期间，新建110（66）kV及以上电压等级智能变电站5100座、变电站智能化改造约1000座。到2015年，公司经营区域110（66）kV及以上电压等级智能变电站占变电站总座数的38%左右。
四、责任部门发展策划部、生产技术部、基建部、智能电网部、物资部、国家电力调度通信中心
3高压、超高压设备运行、维护和管理
3.1电力机器人技术
一、技术原理与特点电力机器人技术是以机器人技术为核心，整合电力设备非接触检测技术、多传感器融合技术、自动控制技术、高压绝缘防护技术等，实现辅助或代替人工完成危险或恶劣环境下的特定电力作业任务。电力机器人技术包含变电站机器人智能巡检技术和机器人带电作业技术。
变电站设备巡检普遍采用人工巡视、手工记录的方式。人工巡检存在着劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、管理成本高等弊端。变电站机器人智能巡检技术是利用移动机器人，携带红外和可见光成像设备，在全天候条件下，以全自主或遥控方式，进行变电站设备巡检，对巡检提供专家分析系统，有效降低工作劳动强度，降低变电站运维成本，提高正常巡检作业和管理的智能化和自动化水平。
配网带电作业历来由人工进行，因为线路设计安全距离小，其作业安全防护、遮蔽要求极其严格，稍不慎可能造成安全事故。利用机器人代替等电位人员进行带电作业是解决该问题的有效途径之一。机器人带电作业技术利用主从遥操作机械臂，辅助作业人员进行带电作业任务，使作业人员与高压电隔离，可有效降低操作人员的劳动强度，降低安全风险。
变电站智能机器人巡检系统具备以下功能：变电站设备常规自动巡检、恶劣环境下的特殊巡检（如：高原、寒冷等地理条件或大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气条件下）、就地和远程视频巡检和远程视频指导、站内监控系统联动、变电站巡检集控管理、设备缺陷管理、免操作自主运行等。
机器人配网带电作业系统具备以下功能：主从遥操作、抓取更换作业工具、绝缘线路的绝缘皮剥除、螺母螺栓的安装拆除、绝缘防护的安装拆除（包括裸露带电线路绝缘包裹和可能碰到的地电位设施的绝缘包裹）。
机器人配网带电作业系统可完成的带电作业项目有：带电断接引，绝缘子、跌落保险的带电更换，线路异物清除等。
变电站智能机器人巡检系统主要技术指标：
（1）防护等级IP43；
（2）连续检测时间不少于4h；
（3）可见光摄像机图像达到D1格式；
（4）红外热像仪精度小于等于±2%等。机器人配网带电作业系统主要技术指标：
（1）作业电压等级10kV及以下；
（2）绝缘防护标准45kV；
（3）作业高度19m；
（4）整体运输高度小于4.2m等。变电站机器人智能巡检技术已在国内多个省份得到应用，其中变电站机器人智能巡检技术已在山东、北京、天津、广东、广西、浙江、陕西、山西等十余座变电站投入运行，覆盖220kV～750kV各电压等级变电站及直流换流站，其中第四代产品已经在山东青岛午山智能变电站和浙江金华兰溪智能变电站投入运行。
公司在带电作业机器人技术研究方面已经开展多年，于2002年研发出第一台试验室样机，2005年完成产品化样机的研究。带电作业机器人已在山东电力济宁供电公司和山西电力长治供电分公司通过试用。
在变电站巡检和配网带电工作中引入机器人技术，对于加快坚强智能电网建设、保障电网安全稳定运行具有积极的推进作用。电力机器人技术通过用户实用，已经具备推广条件。
二、适用地点与条件
变电站智能巡检机器人系统适用于220kV及以上变电站，尤其是无人或少人值守变电站，在实际应用中应优先考虑500kV及以上变电站。
带电作业机器人适用于10kV及以下配网输电线路的带电作业任务，尤其适合靠道路侧的垂直排列的线路。
电力机器人主要用于解决一些特定问题，对于特殊复杂的环境条件，功能上尚存在局限性，有待进一步改进、完善。此外，电力机器人当前量产能力有限，价格较为昂贵，在推广应用初期应给予综合考虑。
三、推广应用计划
（1）变电站机器人智能巡检技术
2011～2012年，变电站智能巡检机器人系统在华北等地区进行小规模应用，在公司智能站改造或500kV技改工程中优先考虑。
2013～2015年，技术进一步完善，量产能力满足要求后在全公司范围大规模推广。
（2）带电作业机器人技术
2011～2013年，带电作业机器人在沿海等发达地区进行小规模试点应用。
2014～2015年，技术进一步完善，量产能力满足要求后在全公司范围内大规模推广。
四、责任部门
生产技术部、智能电网部
