1. 研究目的与意义
随着社会的发展,人们的生产生活对电力的需求与日俱增，电力已经成为世界经济发展的生命线。保障供电质量已成为各国的紧迫任务。箱变是供电系统中的重要节点，监测了解其负荷运行及故障情况非常重要。选定箱式变电站智能化装置设计做为课题，是为了研制并生产出一种专门针对箱变的测量及保护监控装置，来加速电网自动化进程。本次研究的意义在于以下三个方面：第一方面，智能变电站的建设是电力系统改革的迫切需要。智能电网将信息化、数字化、计算机网络控制技术和发电、输电、用电几个环节结合，形成了一种智能、新型的电网，随着全球资源、环境压力的不断增大，电力用户对电能安全可靠性能和高质量电能的要求不断增加，导致电力市场化进程的不断深入，复杂的电力系统正在向智能化方向发展。作为智能电网建设的一部分，智能箱式变电站的建设无疑是电力系统改革的迫切需要。第二方面，现有的箱式变电站自动化装置仍然存在诸多的不足，采集的数据不准确，无法真实反映变电站运行情况，导致所采集的变电站运行数据准确度低，控制系统智能化程度低等。第三方面，箱式变电站中二次接线复杂，增加了箱式变电站运行、维护的难度，给电力设计员和调试维护员带来了很大的困扰，降低了智能系统的可靠性。
2. 国内外研究现状分析
目前,国内有关研制和生产单位推出的智能变电站系统及产品很多,根据该技术的发展过程及系统结构特点,在硬件设备上可分为3种类型：第1种类型为基于RTU、变送器及继电保护与自动装置等设备的变电站综合自动化系统；第2种类型为从硬件结构上按功能对装置进行了划分,系统由数据采集单元(模拟量、开关量、脉冲量)、主机单元(总控单元)、遥控执行单元、保护单元组成。各功能单元(设备)通过通信网络等手段实现有机结合,构成系统。该类系统可替代常规的保护屏、控制屏、中央信号屏、远动屏、测量仪表等。但系统仍然比较复杂,联结电缆较多,系统可靠性不太高。第3种类型系统采用分层分布式结构。分为现场设备层和站控层。设计的原则是：变电站现场设备层是通过串行接口通讯将信息上传到站控层，由站控层了解和掌握整个变电站实时运行情况,实现变电站控制,它还负责站内信息收集、分析、存储以及与远方调度中心的联系,这类系统实现了信息资源的共享以及保护、监控功能的综合化,大大简化了站内二次回路,它完全消除了设备之间错综复杂的二次电缆国外从70年代末、80年代初就开始进行保护和控制综合自动化系统的新技术开发和试验研究工作。其主要特点为：系统一般采用分层分布式，系统由站控级和元件/间隔级组成，大部分系统在站控级和元件/间隔级的通信采用星形光纤连接，继电保护装置下放到就地，主控制室与各级电压配电装置之间仅有光缆联系，没有强电控制电缆进入主控制室，这样节约了大量控制电缆，大大减少对主控制室内计算机系统及其他电子元件器的干扰，提高了运行水平和安全可靠性。
3. 研究的基本内容与计划
（1）分析箱式变电站的发展历史与研究现状，分析箱式变电站的结构组成和基本功能，比较智能箱式变电站和传统箱式变电站在功能方面的区别；
（2）研究智能箱式变电站的需求和功能，设计智能箱式变电站的总体方案。
（3）设计智能箱式变电站智能系统，智能系统采用模块化结构，由智能终端模块、通讯模块和后台管理模块组成。
4. 研究创新点
(1)投资少，占地面积小。由于箱变不需要建房，高低压，变压器等设备均布置在一个具有五防功能的全封闭可移动的箱体内。这样既可以减少土建工程量，同时占地面积也会相应减少。
(2)安装方便。在箱变送到现场之前，所有的元器件安装调试工作都已经完成。当箱变到达现场后，只需将箱变安置在预先挖好的土建上即可。
(3)运行可靠。由于箱式变电站的结构采用了一些特殊处理，即使是在日晒雨淋、风沙漫天的恶劣气候下，设备依旧能保持正常运行。同时，箱变内部还安装了温湿度控制器，随时对内部的温度湿度进行检测控制，保障内部元器件安全运行。
