随着世界经济的发展，能源需求量持续增长，环境保护问题日益严峻，调整和优化能源结构，应对全球气候变化，实现可持续发展成为电力工业实现转型发展的核心驱动力。
智能电网成为全球电力工业应对未来挑战的共同选择。智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，高压开关设备智能化是实现智能变电站的关键，也是智能变电站的重要标识之一。
西开电气在高压开关设备研发、设计、生产的60年经验积累基础上，对高压开关智能化进行了不断探索，在智能化变电站建设、在线监测等方面取得了可喜的成绩。按照智能电网的技术要求，西开电气研发出IEC61850体系构架的126~1100kV全系列电压等级智能GIS，实现了GIS的智能控制、状态监测、测量数字化等功能。
为满足和实现智能组件和开关本体一体化设计，西开电气在前期研究和试点工程基础上对智能开关的一体化设计原则、方法、系统通讯、试验方法等制定出系列化的企业标准或导则。在已有的11项企业标准中升级为国家标准的为2项，升级为国家能源局标准1项，升级为机械汽车行业标准1项。
设计理念
1、行业内首先提出智能开关设备的一体化设计原则，明确规定智能元件是智能输变电设备的一个有机组成,应遵从以下设计原则：1）一次设备和智能元件物理结构相匹配原则；2）一次设备和智能元件电气性能相适应原则；3）一次设备和智能元件机械性能相适应原则；4）智能元件通讯规约标准化原则。
2、遵循一体化融合设计思路，从输变电设备的整体性、适用性、运行安全性、检测准确性等方面实现了一二次接口通用设计，提出了各类传感器的安装布置原则、相关要求，制定了相应的通用技术规范，并在仿真、试验和实际工程中得到了验证。
3、智能开关设备：功能一体化、测量数字化、通讯统一化、控制网络化、信息互动化、操作程序化、监控远程化、状态可视化。
1）测量数字化：开关设备控制器、电子式电流互感器与电压互感器、合并单元按照IEC61850规约通信，通过网络传输相关数字化测量和检测信息；GIS间隔智能监测装置及各IED装置分别采集局放、断路器状态、SF6气体状态、避雷器仪表等信号，并转化为数字量进行分析。
2）控制网络化：开关设备不仅能完成继电保护控制指令，还能按照IEC61850规约通信，CB\DS\ES\FES正确执行网络遥控命令。
3）操作程序化：开关设备能接收程序化操作指令，自动按照规定的时序和逻辑闭锁要求逐一完成各指令所规定的操作。
4）状态可视化：这里所谓状态可视并非对运行人员而言，而是对相关系统的，如高压设备运行管理系统和电网调度系统。这些系统可以“看”到所属设备的健康状态，以便自动生成检修建议方案和针对可靠性显著下降设备的故障切除预案,以优化电网的运行。
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5）功能一体化
6）信息互动化
7）通讯统一化：智能组件包括过程层网络通信和站控层网络通信，遵循DL/T860（IEC61850）通信协议。智能组件内所有IED都接入过程层网络，各IED以及IED与站控层系统之间进行信息传递。
8）监控远程化
解决方案
西开电气研制的智能高压开关实现了一体本体与智能组件的整体设计，采用标准的信息接口，融合测控保护、状态监测等技术于一体，最终实现测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化功能的高压开关设备。
1、智能控制器：智能化开关设备能够按照电力系统五防及安全规程要求，按照规定顺序进行智能操作，每次操作前，智能控制系统按照要求自动检查各元件状态，条件满足后才会进行操作，如不满足条件，将自动终止操作并发出报警信息。
2、选相合闸器：选相合闸，能够主动按照最佳时机进行合闸投送，可有效缩短断路器合闸瞬间产生的暂态过程，抑制涌流，大幅限制系统过电压，可有效地降低系统绝缘配置等级，并提高电网运行可靠性。
3、智能控制柜：智能控制柜为智能组件提供防尘、防雨、防盐雾、防电磁干扰等防护措施，以及电源、电气接口、温湿度控制、照明等运行措施，使智能组件满足变电站现场环境长期安全运行。1）温湿度调节功能；2）电磁屏蔽功能（GB/T18663.3一级要求）；3）外壳防护等级IP55。
4、电子式互感器：研制了基于罗氏线圈原理的电子式互感器，解决了电场分布、气体密封等问题；攻克了在三相共箱式GIS中，光纤敏感环外置的同时，阻断环流回路，并实现气体密封的难题。
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5、SF6状态在线监测
1）产品特点：产品采用标准的4U机箱，安装方便；支持多种传感器，可采用一体化传感器或者独立传感器；支持西开远程监测诊断系统；支持IEC61850通讯协议，可提供趋势图，历史数据分析等多种功能。
2）技术指标：电源为AC220，DC220V/110V；通讯接口为RS485两路，光纤接口两路；环境温度范围为-5°C~+45°C；相对温度为5%-95%；抗震能力为水平加速度0.3g，垂直加速度0.15g；防护等级为IP40；大气压力为86kPa~106kPa。
3）产品功能：SF6气体密度、压力、温度、水分等的在线监测功能；主IED的状态监测结果的综合分析；装置支持IEC61850协议，实现监测数据的远程传输，并与相关系统进行信息交换。
6、机械特性检测
7、避雷器检测
8、触头位置视频在线监测
9、红外测温系统：非接触式测量原理；测量距离范围宽，可达数米；温度范围为0~1000℃；测温精度为±1％或±2℃；响应时间≤150ms；数字信号RS-485输出。
10、远程专家综合诊断系统
通过在线监测装置，将智能开关设备的当地的运行参数通过网络实时传到西开数据中心，建立典型故障指纹特征及指纹库和快速有效的状态诊断算法，能够对设备的运行状态进行早期诊断，达到状态检修的目的。
11、开关设备手机终端系统
手机终端系统基于Android/IOS平台设计，是将变电站的报警信息从远程诊断服务器提取，并发送到手机终端上，实现对变电站报警信息的实时监测。
（本文根据“2016第十一届中国电工装备创新与发展论坛”演讲PPT编辑而成 演讲人单位系西安西电开关电气有限公司）
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