变电站综合自动化技术
变电站综合自动化通用技术规范
变电站综合自动化通用技术规范1、引言本文档旨在规范变电站综合自动化系统的设计、建设、运行和维护，确保安全、高效、可靠地运行变电站。
本规范适用于各类变电站综合自动化工程。
2、术语和定义2.1 变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统是指集监控与控制、自动操作、保护与安全、通信与信息处理等功能于一体的电力系统自动化系统。
2.2 监控与控制监控与控制是指通过对变电设备的状态和参数进行采集、显示、分析和操作，实现对变电站运行状态的实时监测和远程控制。
2.3 自动操作自动操作是指对变电设备进行自动切换、调节、跳闸等操作，以实现变电站的自动化运行。
2.4 保护与安全保护与安全是指对变电设备进行故障检测、故障隔离和设备保护，以保证变电站的安全运行。
2.5 通信与信息处理通信与信息处理是指通过数据传输和处理技术，实现变电站与上级调度中心、其他变电站之间的信息交换与共享。
3、变电站综合自动化系统设计要求3.1 系统层次结构3.1.1 变电站综合自动化系统应具有合理的层次结构，包括上位机、下位机、网络、传感器和执行器等组成部分。
3.1.2 上位机主要负责监控与控制、自动操作等功能，下位机主要负责采集、执行等功能，网络主要负责数据传输和信息交换，传感器主要负责数据采集，执行器主要负责执行操作指令。
3.2 系统硬件选型3.2.1 变电站综合自动化系统应采用可靠、稳定的硬件设备，确保系统运行的可靠性和稳定性。
3.2.2 硬件设备应符合国家相关标准和规范要求，且具备良好的兼容性和可升级性。
3.3 系统软件开发3.3.1 变电站综合自动化系统的软件开发应符合国家相关标准，采用先进的软件开发方法和工具。
3.3.2 系统软件应具备良好的可扩展性和可维护性，方便后续的软件升级、维护和管理。
4、变电站综合自动化系统建设要求4.1 工程建设组织4.1.1 变电站综合自动化系统的建设应按照国家相关标准和规范进行，严格按照工程设计和施工组织进行建设。
变电站综合自动化技术PPT课件
集中式的结构形式
全集中式方案
DI DO AI
集中式优点
该种方式结构紧凑，体积小，造价低，尤其是 对35KV或规模较小的变电站更为有利，能完 成综合自动化式变电站的各种要求。
集中式的缺点
➢ 每台机器的功能较集中，一旦机器发生故障，会 有较大的影响，所以最好采用双机并联运行的结 构才能提高可靠性。
二、综合自动化的结构形式
1、从发展过程： 集中式 分布式 分散式
2、从安装的物理位置： 集中组屏 分层组屏 分散在一次设备间隔设备上
㈠集 中 式
集中式结构的变电站综合自动化系统是 指采用不同档次的计算机，扩展其外围 接口电路，集中采集变电站的模拟量、 开关量和数字量等信息，集中进行计算 与处理，分别完成微机控制、微机保护 和一些自动控制等功能。
90年代中期后，综合自动化系统飞速发展。随着微 机技术的不断发展和已投入运行的变电站综合自动化 系统取得的经济效益和社会效益，吸引全国许多用户、 科研单位和高等院校，因此变电站综合自动化系统， 在90年成为热门话题
变电站微机监测、保护综合控制系统
一、变电站综合自动化的基概念
综合自动化： 就是将变电站的二次设备 （包括仪表，信号系统，继电保护，自动 装置和远动装置）经过功能的组合和优化 设计，利用先进的计算机技术，现代电子 技术和通信设备及信号处理技术，实现对 全变电站的主要设备和输配电线路的自动 监视，测量，自动控制和微机保护以及与 调度通信等综合性的自动化功能。
➢ 所谓分层式结构的体系结构，是将变电 站信息的采集和控制分为管理层、站控 层和间隔层三个级分层布置。
各层的设备
➢ 间隔层：按断路器的间隔分，具有测量、 控制和保护部件。
➢ 站控层：中央处理器、通讯管理机、 MODEM。
变电站综合自动化技术
一、基础知识
变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代 电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二 次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、 自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合，对变电站 全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一 种综合性的自动化系统。
分立元件的装置可靠性不高，经常需要维修，且体积大。
2、微处理器为核心的智能自动装置阶段
20世纪80年代，随着大规模集成电路和微处理器技术的应用，在变电站 自动化阶段，将原来由晶体管等分立元件组成的自动装置逐步由大规模 集成电路或微处理器替代。
微机监控、微机保护、微机远动装置分别设置，分别完成各自的功能。 优点: ①由于采用了数字电路，缩小了体积，明显的显示出优越性。 ②利用微处理器的智能和计算能力，可以应用和发展新的算法，提高了 测量的准确度和控制的可靠性，还扩充了新的功能。 ③装置本身的故障自诊断能力，对提高装置自身的可靠性是很有意义的。 缺点： 各自动化装置仍是独立运行，不能互相通信，不能共享资源。
3.变电站综合自动化系统 Integrate Substation Automation System
4.变电站自动化系统 Substation Automation System
按功能(四遥)设计的模式称为 ---RTU模式(1,2)
按对象(间隔)设计的模式称为 ---分层分布式(或网络)模式(3,4)
3、变电站综合自动化阶段
国际上，20世纪70年代末开始变电站综合自动化的研究工作， 于80年代开始进入实用应用。
例：西门子公司于1985年在德国投入其第一套变电站综合自动化系统。
我国从20世纪80年代末开始研制和开发，20世纪90年代进入应 用阶段。
变电站综合自动化---教学大纲
变电站综合自动化---教学大纲标题：变电站综合自动化---教学大纲
引言概述：
变电站综合自动化是电力系统中的重要组成部份，它通过自动化技术实现对变电站设备的监测、控制和保护，提高了电力系统的运行效率和安全性。
因此，对于电力工程专业的学生来说，学习变电站综合自动化是非常重要的。
本文将针对这一主题进行详细的教学大纲设计。
一、基础知识
1.1 变电站综合自动化的概念和作用
1.2 变电站综合自动化系统的组成和功能
1.3 变电站综合自动化技术的发展历程和应用领域
二、自动化控制
2.1 变电站综合自动化系统的控制原理
2.2 变电站综合自动化系统的控制策略
2.3 变电站综合自动化系统的控制模式
三、监测与诊断
3.1 变电站综合自动化系统的监测技术
3.2 变电站综合自动化系统的故障诊断方法
3.3 变电站综合自动化系统的数据分析与处理
四、保护与安全
4.1 变电站综合自动化系统的保护原理
4.2 变电站综合自动化系统的安全措施
4.3 变电站综合自动化系统的应急处理方法
五、实践应用
5.1 变电站综合自动化系统的实际案例分析
5.2 变电站综合自动化系统的工程设计与施工
5.3 变电站综合自动化系统的运行与维护
结论：
通过以上的教学大纲设计，学生可以系统地学习变电站综合自动化的基础知识、自动化控制、监测与诊断、保护与安全以及实践应用等方面的内容，从而为将来从事电力工程相关工作打下坚实的基础。
同时，教学大纲的设计也有助于提高学生的综合素质和实践能力，促进电力系统的现代化发展。
变电站综合自动化技术
第七章
22、 小波分析在变电站综合自动化中的应用前景。[P103内详] 第八章
23、变电站内的信息传输： （1） 设备层与间隔层（单元层）间信息交换 （2） 单元层内部的信息交换 （3） 单元层之间的通信 （4） 单元层和变电站层的通信 （5） 变电站层的内部通信 24、变电站通信网络的要求：快速的实时响应能力，很高的可靠性，优 良的电磁兼容性能，分层式结构。
（4） 系统的机柜和机箱采用铁质材料。
第一章
1、变电站综合自动化：是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化 设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技
术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自
动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。
2、传统变电站的缺点： （1） 安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。 （2） 供电质量缺乏科学的保证。 （3） 占地面积大，增加了征地投资。 （4） 不适应电力系统快速计算和实时控制的要求。 （5） 维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动 化水平。
化，此时发电机转轴上的转矩平衡被打破，发电机的转速将发生变化，
系统的频率随之发生偏移。
11、电力系统频率降低的危害： （1） 系统的频率下降，使发电厂的厂用机械出力大为下降，结果必然 影响发电设备的正常工作，使发电机的有功出力减少，导致系统频率的
变电站综合自动化系统概述
变电站综合自动化系统的典型硬件结构
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明1
• 微处理器（中央处理器）CPU是指挥中枢，计算机 程序的运行依赖于CPU来实现；
• ②电气型防误系统：是建立在二次操作回路上的 防误功能，一般通过断路器和隔离开关的辅助触 点连锁来实现，主要包括电气回路闭锁、电磁回 路闭锁、电气报警和高压带电显示装置等。
• ③微机五防：采用计算机技术，用于高压开关设 备防止电气误操作的装置，由主机、电脑钥匙、 编码锁具等功能元件组成。主要用于断路器、隔 离开关、接地刀闸、遮拦网门等。
特点： ①工作稳定，线性好，电路简单； ②抗干扰能力强，不受脉冲和随机高频噪音干扰； ③与CPU接口简单，工作不需要CPU控制； ④可以方便地实现多CPU共享一套VFC变换。
模拟量输出电路的组成
• 作用是把微机系统输出的数字量转换成模 拟量输出，核心元件是模/数转换器，锁存 器是用来保持数字量的稳定的。
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明2
• 定时器/计数器有两个用途一是用来触发采样信号， 引起中断采样；二是在V/F变换式A/D中，定时器/ 计数器是把频率信号转换为数字信号的关键部件。
• Watchdog主要作用是当自动化装置受到干扰导致 微机系统运行程序出轨、程序无法正常运行时，能 自动复位微机系统，使微机系统重新开始执行程序， 进行入正常运行轨道。
综合自动化监控系统的基本要求
• 实时 • 可靠 • 可维护 • 信息处理和输出技术先进 • 人机交流方便 • 通信可靠 • 信息处理和控制算法先进
变电站综合自动化通用技术规范
变电站综合自动化通用技术规范一、引言变电站综合自动化是指利用先进的信息技术和自动控制技术，对变电站的设备、系统和过程进行监测、控制和管理，实现变电站的智能化运行。
本技术规范旨在规范变电站综合自动化的设计、安装、调试、运行和维护，提高变电站运行的可靠性、安全性和经济性。
二、术语和定义1. 变电站综合自动化：利用先进的信息技术和自动控制技术，对变电站的设备、系统和过程进行监测、控制和管理，实现变电站的智能化运行。
2. 变电站综合自动化系统：由监测子系统、控制子系统、管理子系统和通信子系统组成的一体化系统。
3. 监测子系统：负责对变电站的设备和过程进行实时监测，采集各种参数和状态信息。
4. 控制子系统：负责对变电站的设备和过程进行实时控制，实现自动化操作和调节。
5. 管理子系统：负责对变电站的设备和过程进行综合管理，包括故障诊断、设备维护和运行优化等功能。
6. 通信子系统：负责变电站综合自动化系统内部各子系统之间以及与外部系统之间的数据传输和通信。
7. 监测装置：用于采集变电站设备和过程的参数和状态信息的设备，包括传感器、仪表和监测仪等。
8. 控制装置：用于实现对变电站设备和过程的自动控制和调节的设备，包括PLC、RTU和控制终端等。
9. 管理装置：用于对变电站设备和过程进行综合管理和优化的设备，包括SCADA系统和能量管理系统等。
三、设计要求1. 可靠性要求：变电站综合自动化系统应具有高可靠性，能够保证系统的稳定运行，确保变电站的安全性和可靠性。
2. 安全性要求：变电站综合自动化系统应具有严格的安全保护措施，能够防止非法入侵和操作失误导致的安全事故。
3. 灵便性要求：变电站综合自动化系统应具有良好的灵便性，能够适应不同变电站的需求，并支持系统的扩展和升级。
4. 互操作性要求：变电站综合自动化系统应具有良好的互操作性，能够与其他系统进行数据交换和共享。
5. 可维护性要求：变电站综合自动化系统应具有良好的可维护性，能够方便地进行系统的维护和升级。
第三章变电站综合自动化
本章内容要点： 1、变电站综合自动化能够实现的功能 2、变电站综合自动化的硬件结构 3、变电站综合自动化数据通信 4、变电站综合自动化VQC系统
第一节 变电站综合自动化
一、常规变电站的控制 1、常规变电站二次系统组成
按功能进行组屏， 按保护、远动、 就地监控、测量、 录波等功能组织。
技术条件允许时 可实现综自
管理模式问题
不同范畴
技术问题
第二节 变电站综自系统的功能
国际大电网会议WG34.03工作组分析，变 电站综自系统完成的功能大约63种，按其 功能分类可归纳为： ①控制与监视功能 ②自动控制功能 ③测量表计功能 ④继电保护功能 ⑤与继电保护相关的功能 ⑥接口功能 ⑦系统功能
保 I/0 电
护测
压
测控
无
控
功
装
控
置
制
间隔1
间隔L－1 间隔L 500kV电 气 小 室
4、大型变电站分层分布式集中组屏结构
5、分层分布集中组屏式结构的特点 ①模块化结构，可靠性高 ②继电保护相对独立
③功能尽可能的下放，可靠性高、组态灵活 可扩性好
④具有与调度通信的功能 ⑤需要大量二次电缆 四、分散分布与集中相结合的结构 1、概念：面向电气一次回路或电气间隔进行
五、完全分散式结构 1、基本概念：以一次设备为安装单位，将保
护、控制、输入/输出、闭锁等单元就地分 散地安装在一次主设备的开关柜上，通过 通信与监控主机联系.
2、结构形式
两种模式：①保护相对独立，测量和控制合 二为一 ②保护、测量、控制完全合一
第四节 变电站电VQC子系统
一、电压、无功综合控制的重要性 二、电压、无功综合控制目标 （1）维持供电电压在规定的范围内 ① 500kV(330kV)变电站的220kV母线正
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避塑盥。
变电站综合自动化技术
段晓华
(洛阳阳光热电有限公司，河南洛阳471023)
嘴要】本文简要介绍了变电站综合自动化的概念及特点，并对变电站综合自动化系统结构、通讯方式和基锄能进行分析。
4饫键词]变电站；综合；自动化
1概述
变电站综合自动化是将变电站的二次设备经功能的组合和优化设计，利用先进的计算机、电子、通信和信号处理技术，实现对变电站主要设备和输配电线路的自动监测、控制和保护，以及与调度通信等功能。
综合自动化的该心是自动监控系统，而综合自动化的纽带是监控系统的局域通信网络，它把保护、自动装置和远动功能综合在—起形成一个具有远方数掳术渤能的自动监控系统。
2系统结构
总结变电站综合自动化技术的发展过程，大致有以下几种结构形式。
21分散式结构
硬件结构为完全分敏的综合自动化系统，指以一次设备为安装单位将配套的自动化单元分布安装，通过现场总线与各单元通信实现网络监控，如图1。
这种结构有两种实现模式：一是保护相对独立，测量和控制合二为一：另一种是保护、测量、控制完全合一，实现变电站自动化的高度综合。
主要特点有系统部件完全依主设备分散安装，安装节约空间和电缆，系统综合性能强。
22集中式结构形式
集中式采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电
站的模拟和数字量等信息并集中计算和处理，分别完成锶溯监控、保护和自动控制等功能。
由前置机完成㈣^输出、保护、控制及监测等
功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方i酗飘等功能，如图2：
目前国内许多厂家属于这种结构方式，这种结构的不足是每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障影响面大；软硬件设计复杂，调试组态不灵活j
23分层分布式结构
所谓分层分布式结构如图3，将变电站信息的采集和控制分为管理层、站控层和间隔层，按其功能分布组装成多个屏集中安装在主j空室。
这种结构相比集中式处理系统有明显优点：可靠性提高，任—部
分设备故障只影响局部：多C P U工作提高处理能力：继电保护相对姚’
3通讯方式
目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网之前，无论R S一232C、EI A一422／485都无法避免通信系统繁琐速度缓慢的缺陷。
以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。
常用通讯方式有双以太网、双监控机模式，主要用于220—500kV变：单以太网、双／单监控机模式，双LO N网、双监控棚模式和单L O N网、双／单监控机模式。
4基本功能
4．1微机保扩功能
对站内所有的电气设备进行保护，各类保护均具有故障记录、存储多套定值、显示和修改定值、与监控系统的通信和时钟校对等功能。
42教据采集、处理和记录功能
1)数曙采集包括：状态量、模拟量和脉冲量。
目前状态量大部分采用光电隔离方式输入，也可通过通信方式获得。
2)数据处理和记录。
主要包括断路器切除故障时截断容量和跳闸次数的累计，输电线路和变压器的有功、无功、母线电压值，控制操作及修改整定值的记录。
43事件记录和故障录波测距
事件记录包含保护动作序列记录，开关跳合记录。
故障录波可采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信；另一种是分散型，由微栅保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送至监控系统存储和分析。
4．4自动控制智能装置的功能
1)电压、无功综合控制。
利用有载调压变压器和母线无功补偿电容器及电抗器进行局部的电压及无功补偿的自动调节。
2)低频减负荷控制。
当系统频率下降时，低频减载装置自动断开部分负荷，防止频率进—步下降，保证电力系统稳定运行和重要负荷的正常工作。
3)备用电源自投控制。
工作电源故障，自动装置能迅速投入备用电源。
4)小电流接地选线控制。
小电流接地系统中发生单相接地时，接地保护能正确的选出接地线路及接地相并报警。
45系统自诊断、自切换功能
系统内各插件具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。
对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，对发现的故障及缺陷给出提示和故障位置。
自动切换指双机系统中，其中一台主机故障时，所有工作自动切换到另一台主机，切换过程中所有数据不丢失。
4．6远动通信功能
变电站综合自动化的通信功能包括系统内部的现场通信和自动化系统与上级调度的通信两部分。
综合自动化必须兼有R TU的螂功能，
将所采集的模拟量和状态量信息及SO E等远传至调度端，同时接收调度端下达的各种命令，完成R TU的四遥功能。
5绪语
变电站综合自动化技术对于实现电网调度自动化，提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用，它将大大加强电网一、二次系统的效能和可靠性，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。
随着技术的进步和硬件软件环境的改善，它的优越性必将i
出—步体现出来。