數(shù)字化變電站指信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化的變電站，基本特征為設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行管理自動化等。
智能化HGIS有以下主要特點：
1、一次設(shè)備智能化
采用數(shù)字輸出的電子式互感器、智能開關(guān)(或配智能終端的傳統(tǒng)開關(guān))等智能一次設(shè)備。一次設(shè)備和二次設(shè)備間用光纖傳輸數(shù)字編碼信息的方式交換采樣值、狀態(tài)量、控制命令等信息。
2、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化
二次設(shè)備間用通信網(wǎng)絡(luò)交換模擬量、開關(guān)量和控制命令等信息，取消控制電纜。
3、運(yùn)行管理系統(tǒng)自動化
應(yīng)包括自動故障分析系統(tǒng)、設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和程序化控制系統(tǒng)等自動化系統(tǒng)，提升自動化水平，減少運(yùn)行維護(hù)的難度和工作量。
智能化HGIS的優(yōu)勢
1、變電站的各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺，避免設(shè)備重復(fù)
數(shù)字化變電站的所有信息采用統(tǒng)一的信息模型，按統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)接入變電站通信網(wǎng)絡(luò)。變電鏡謀;ぁ⒉飪亍⒓屏俊⒓囁亍⒃動、VQC等系統(tǒng)均用同一個通信網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)等信息以及發(fā)出控制命令，不需為不同功能建設(shè)各自的信息采集、傳輸和執(zhí)行系統(tǒng)。
傳統(tǒng)變電站由于各種功能采用的通信標(biāo)準(zhǔn)和信息模型不盡相同，二次設(shè)備和一次設(shè)備間用電纜傳輸模擬信號和電平信號，各種功能需建設(shè)各自的信息采集、傳輸和執(zhí)行系統(tǒng)，增加了變電站的復(fù)雜性和成本。
2、便于變電站新增功能和擴(kuò)展規(guī)模
變電站的設(shè)備間信息交換均通過通信網(wǎng)絡(luò)完成，變電站在擴(kuò)充功能和擴(kuò)展規(guī)模時，只需在通信網(wǎng)絡(luò)上接入新增設(shè)備，無需改造或更換原有設(shè)備，保護(hù)用戶投資，減少變電站全生命周期成本。
數(shù)字化變電站的各種功能的采集、計算和執(zhí)行分布在不同設(shè)備實現(xiàn)。變電站在新增功能時，如果原來的采集和執(zhí)行設(shè)備能滿足已能新增功能的需求，可在原有的設(shè)備上運(yùn)行新增功能的軟件，不需要硬件投資。
3、通信網(wǎng)絡(luò)取代復(fù)雜的控制電纜
數(shù)字化變電站的一次設(shè)備和二次設(shè)備間、二次設(shè)備之間均采用計算機(jī)通信技術(shù)，一條信道可傳輸多個通道的信息。同時采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，通信線的數(shù)量約等于設(shè)備數(shù)量。因此數(shù)字化變電站的二次接線將大幅度簡化。
4、提升測量精度
數(shù)字化變電站采用輸出數(shù)字信號的電子式互感器，數(shù)字化的電流電壓信號在傳輸?shù)蕉卧O(shè)備和二次設(shè)備處理的過程中均不會產(chǎn)生附加誤差，提升了保護(hù)系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和計量系統(tǒng)的系統(tǒng)精度。
例如采用0.2級的TA和TV，傳統(tǒng)變電站由于電纜和電表帶來的附加誤差，計量系統(tǒng)總誤差在0.7%的水平。而數(shù)字變電站計量系統(tǒng)的誤差僅由TA和TV產(chǎn)生，可達(dá)到0.4%的水平。
5、提高信號傳輸?shù)目煽啃?/p>
數(shù)字化變電站的信號傳輸均用計算機(jī)通信技術(shù)實現(xiàn)。通信系統(tǒng)在傳輸有效信息的同時傳輸信息校驗碼和通道自檢信息，一方面杜絕誤傳信號，另一方面在通信系統(tǒng)故障時可技術(shù)告警。
數(shù)字信號可以用光纖傳輸，從根本上解決抗干擾問題。
傳統(tǒng)變電站一次設(shè)備和二次設(shè)備間直接通過電纜傳輸沒有校驗信息的信號，當(dāng)信號出錯或電纜斷線、短路時都難以發(fā)現(xiàn)。而且傳輸模擬信號難以使用光纖技術(shù)，易受干擾。
6、應(yīng)用電子式互感器解決傳統(tǒng)互感器固有問題
數(shù)字化變電站采用電子式互感器，沒有傳統(tǒng)互感器固有的TA斷線導(dǎo)致高壓危險、TA飽和影響差動飽和、CVT暫態(tài)過程影響距離保護(hù)、鐵磁諧振、絕緣油爆炸、六氟化硫泄漏等問題。
7、避免電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題
數(shù)字化變電站二次設(shè)備和一次設(shè)備之間使用絕緣的光纖連接，電磁干擾和傳輸過電壓沒有影響到二次設(shè)備的途徑，而且也沒有二次回路兩點接地的可能性。
傳統(tǒng)變電站的二次設(shè)備與一次設(shè)備之間仍然采用電纜進(jìn)行連接，電纜感應(yīng)電磁干擾和一次設(shè)備傳輸過電壓可能引起的二次設(shè)備運(yùn)行異常，在二次電纜比較長的情況下由電容耦合的干擾可能造成繼電保護(hù)誤動作。盡管電力行業(yè)的有關(guān)規(guī)定中要求繼電保護(hù)二次回路一點接地，但由于二次回路接地點的狀態(tài)無法實時檢測，二次回路兩點接地的情況近期仍時有發(fā)生并對繼電保護(hù)產(chǎn)生不良影響，甚至造成設(shè)備誤動作。
8、解決設(shè)備間的互操作問題
數(shù)字化變電站的所有智能設(shè)備均按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)建立信息模型和通信接口，設(shè)備間可實現(xiàn)無縫連接。
數(shù)字化變電站唯一可用的通信標(biāo)準(zhǔn)為IEC 61850。IEC 61850的信息自解釋機(jī)制，在不同設(shè)備廠家使用了各自擴(kuò)展的信息時也能保證互操作性。
傳統(tǒng)變電站的不同生產(chǎn)廠家二次設(shè)備之間的互操作性問題至今仍然沒有得到很好地解決，主要原因是二次設(shè)備缺乏統(tǒng)一的信息模型規(guī)范和通信標(biāo)準(zhǔn)。為實現(xiàn)不同廠家設(shè)備的互連，必須設(shè)置大量的規(guī)約轉(zhuǎn)換器，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度和設(shè)計、調(diào)試和維護(hù)的難度，降低了通信系統(tǒng)的性能。
9、進(jìn)一步提高自動化和管理水平
數(shù)字化變電站的采用智能一次設(shè)備，所有功能均可遙控實現(xiàn)。通信系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒏暾ㄐ诺目煽啃院蛯崟r性都大幅度提高。變電站因此可實現(xiàn)更多、更復(fù)雜的自動化功能，提高自動化水平。一次設(shè)備、二次設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)都可具備完善的自檢功能，可根據(jù)設(shè)備的健康狀況實現(xiàn)狀態(tài)檢修。
智能一次設(shè)備
1、智能柜
由于尚無國產(chǎn)智能一次設(shè)備，進(jìn)口智能一次設(shè)備相當(dāng)昂貴，可通過在傳統(tǒng)一次設(shè)備的接線端子箱中安裝智能控制單元來實現(xiàn)過程層設(shè)備智能化。
智能柜是與HGIS高壓組合電器配套使用，是一種集微機(jī)測控和HGIS開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的綜合控制柜。
智能柜主要包括操作單元和智能單元;就地、遠(yuǎn)控操作及開關(guān)位置狀態(tài)、壽命等在線監(jiān)測兩大模塊。
a、操作單元包含操作箱，主要實現(xiàn)斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的就地操作，滿足斷路器、隔離/接地開關(guān)之間的閉鎖關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)完善的五防閉鎖功能;
b、智能單元
目前主要實現(xiàn)的功能：是對斷路器、隔離、接地開關(guān)的分合閘位置、氣體壓力報警閉鎖等等遙信量的采集以及對斷路器、隔離、接地開關(guān)的遠(yuǎn)控操作;
HGIS高壓組合電器的基本的運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(此功能目前還在開發(fā)、調(diào)試階段)主要包括：
①斷路器的電壽命的統(tǒng)計與計算;
②斷路器彈簧儲能機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況及磨損;
③斷路器分合閘線圈的監(jiān)測;
④SF6氣體壓力的監(jiān)視;
⑤隔離開關(guān)/接地開關(guān)電動操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況的監(jiān)測;
智能一次設(shè)備的電子元件工作在現(xiàn)場，甚至工作高電壓部分，需承受惡劣的溫度、振動和電磁環(huán)境，這對電子元件的穩(wěn)定性和壽命提出極大的挑戰(zhàn)。因此我們柜體結(jié)構(gòu)、通風(fēng)、散熱、制造工藝等方面投入了很多精力，對其進(jìn)行進(jìn)一步的完善工作。
c、選用IEC61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
該標(biāo)準(zhǔn)包含通信要求、信息模型、通信協(xié)議、工程管理和一致性檢測等內(nèi)容，支持站控層、間隔層和過程層通信，完全滿足數(shù)字化變電站的要求。
2、光電互感器
數(shù)字化變電站采用輸出數(shù)字信號的電子式互感器，數(shù)字化的電流電壓信號在傳輸?shù)蕉卧O(shè)備和二次設(shè)備處理的過程中均不會產(chǎn)生附加誤差，提升了保護(hù)系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和計量系統(tǒng)的系統(tǒng)精度。
已開發(fā)數(shù)字輸出的電子式互感器——OET700系列10kV～500kV光電式互感器，通過國家級鑒定，已有數(shù)上百套110kV等級以上的 OET700系列光電式電流電壓互感器投入運(yùn)行，最長已運(yùn)行近4年，能滿足數(shù)字化變電站建設(shè)的要求。
OET700系列光電式互感器具有以下優(yōu)點：
a、無CT飽和、CVT暫態(tài)和鐵磁諧振等問題
b、精度高，不受傳輸距離和負(fù)載影響
c、數(shù)據(jù)可靠性高，帶校驗碼，即時檢查CT斷線和PT斷線
d、配置靈活，接口規(guī)范，系統(tǒng)的升級和擴(kuò)展方便
e、無CT二次開路(短路)危險
f、彈性固體絕緣材料填充設(shè)計，無爆炸、無滲漏
g、體積小，重量輕，加工、安裝方便
h、綜合使用成本低