第一章 变电站综合自动化概述
变电站综合自动化
变电站综合自动化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，对变电站的设备和系统进行集成管理和智能化控制的一种技术手段。
通过自动化系统的应用，可以提高变电站的运行效率、安全性和可靠性，降低运维成本，实现对电网的快速响应和精确控制。
一、变电站综合自动化的概述变电站综合自动化是指将各个设备和系统通过网络连接起来，实现数据的采集、传输、处理和控制，从而实现对变电站的全面监控和智能化管理。
综合自动化系统包括监控系统、保护系统、自动化控制系统、通信系统等，通过这些系统的协同工作，可以实现对变电站的运行状态进行实时监测和控制。
二、变电站综合自动化的功能和特点1. 实时监测功能：通过传感器和监测设备对变电站的各个参数进行实时采集和监测，包括电压、电流、温度、湿度等参数，对变电站的运行状态进行实时监测和分析。
2. 故障诊断功能：通过自动化系统对变电站的设备和系统进行故障诊断，及时发现和排除故障，提高设备可靠性和运行效率。
3. 远程控制功能：通过通信系统实现对变电站设备的远程控制，可以远程操作设备的开关、调节参数等，提高运维效率和安全性。
4. 数据管理功能：通过自动化系统对变电站的数据进行采集、存储和分析，可以生成各种报表和图表，为运维决策提供科学依据。
5. 智能化管理功能：通过自动化系统对变电站的设备和系统进行智能化管理，实现设备的自动化控制和优化调度，提高电网的运行效率和稳定性。
三、变电站综合自动化的应用案例1. 变电站监控系统：通过监控系统实现对变电站设备的实时监测和远程控制，可以实时获取设备的运行状态和参数，及时发现故障和异常情况，并进行相应的处理和修复。
2. 变电站保护系统：通过保护系统实现对变电站设备的故障诊断和保护，可以及时切除故障设备，保证电网的安全运行。
3. 变电站自动化控制系统：通过自动化控制系统实现对变电站设备的自动化控制和调度，可以根据电网负荷和运行状态进行智能调节，提高电网的运行效率和稳定性。
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统硬件结构
二、集中组屏式 调度主站 总控单元 监控主机 显示、打印
RS-485/RS232
高 压 微 机 保 护
中 压 微 机 保 护
遥 测 单 元
遥 信 单 元
遥 控 单 元
电 能 单 元
交 直 流 单 元
V Q C 单 元时 钟 单 元12源自变电站综合自动化系统硬件结构
三、分层分布式 变 电 站 层 调度主站 监控主机 显示、打印
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站控层设备
站控层网络设备 打印机
变电站综合自动化系统配置
I/O测控单元 测控单元应按电气单元配置， 母线设备和站用电设备的测 控单元独立配置。测控单元 应模块化、标准化、容易维 护、更换，允许带电插拔。
间隔层设备组柜原则：电压 等级较高（500/220KV）的 测控每个电气单元组一面柜、 较低测控每2个电气单元组一 面柜、每台主变三侧测控组 一面柜、35kV、10kV测控保 护单元就地布置于开关柜上、 公用设备测控单独组柜；亦 可在按照以上原则的基础上， 根据继电器室结构灵活组柜 。
9
变电站综合自动化系统硬件结构
一、传统改造式 （一）：保留RTU CRT
PC机
微机保护
RTU
模 开 脉 控 拟 关 冲 制 量 量 量 量
调度主站系统
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变电站综合自动化系统硬件结构
（一）：取消RTU形式
调度主站
微机保护
总控单元
当地监控
RS485总线
测控单元（1）
测控单元（2）
测控单元（n）
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变电站综合自动化系统配置
二、软件系统 系统软件 系统软件应为国际通用的、成熟的实 时多任务操作系统并具有完整的自诊 断程序。操作系统应具有系统生成功 能，使其能适应硬件和实时数据库的 变化。 （W/U） 网络软件 支持软件 数据库软件 应用软件包括过程监控软件、网络 通信软件等各种工具软件。应用软 件必须满足系统功能要求，成熟、 可靠，具有良好的实时响应速度和 可扩充性。各应用软件应采用模块 式连接方式，当某一应用软件工作 不正常或退出运行，不能影响系统 的其他功能。
变电站综合自动化
变电站综合自动化引言概述：随着科技的不断发展，变电站综合自动化已经成为电力系统中的重要组成部份。
它通过应用先进的控制技术和自动化设备，实现对变电站的监控、保护、测量和控制等功能，提高了电网的可靠性和运行效率。
本文将从五个大点来详细阐述变电站综合自动化的相关内容。
正文内容：1. 变电站综合自动化的基本概念1.1 变电站综合自动化的定义和目标1.2 变电站综合自动化的基本原理和工作流程1.3 变电站综合自动化的关键技术和设备2. 变电站综合自动化的功能和优势2.1 变电站综合自动化的监控功能2.2 变电站综合自动化的保护功能2.3 变电站综合自动化的测量和控制功能2.4 变电站综合自动化的故障诊断和恢复功能2.5 变电站综合自动化的数据管理和分析功能3. 变电站综合自动化的应用领域3.1 变电站综合自动化在电网调度中的应用3.2 变电站综合自动化在电力负荷管理中的应用3.3 变电站综合自动化在电力市场交易中的应用3.4 变电站综合自动化在电力设备运维中的应用3.5 变电站综合自动化在电力安全管理中的应用4. 变电站综合自动化的发展趋势4.1 变电站综合自动化的智能化发展趋势4.2 变电站综合自动化的网络化发展趋势4.3 变电站综合自动化的数字化发展趋势4.4 变电站综合自动化的可靠性和安全性发展趋势4.5 变电站综合自动化与新能源的融合发展趋势5. 变电站综合自动化的挑战和应对策略5.1 变电站综合自动化面临的技术挑战5.2 变电站综合自动化面临的安全挑战5.3 变电站综合自动化面临的管理挑战5.4 变电站综合自动化面临的人材挑战5.5 变电站综合自动化的应对策略和未来发展方向总结：综合自动化技术的应用使得变电站的运行更加智能化、高效化和安全化。
通过对变电站综合自动化的基本概念、功能和优势、应用领域、发展趋势以及挑战和应对策略的详细阐述，我们可以看到变电站综合自动化在电力系统中的重要性和广泛应用。
未来，随着科技的不断进步，变电站综合自动化将会继续发展，为电力系统的稳定运行和可持续发展做出更大的贡献。
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
变电站综合自动化概述
变电站综合自动化，也就是我们常说的综自系统，是二次系统的一个组成部份。
也是保证变电站安全。
经济运行的一种重要技术手段。
随着智能站的推广，综自系统和保护的界限越来越含糊，其的重要性越来越高。
近几期就和大家一起来学习一些综自方面的相关知识。
本期介绍一些总体的概念。
1 ．综自的概念变电站综合自动化就是将变电站的二次设备(包括测量仪表、保护装置、信号系统、自动装置和远东装置等)的功能综合于一体，实现对变电站主要设备的监视、测量、控制、保护以及与调度通信等自动化功能。
综自系统包括微机监控、微机保护、微机自动装置、微机五防等子系统。
它通过微机化保护、测控单元采集变电站的各种信息(如母线电压、路线电流、断路器位置、各种遥信等)。
并对采集到的信息进行分析处理，并借助通信手段，相互交换和上传相关信息。
综自所谓的综合，既包括横向综合，即讲不同间隔、不同厂家的设备相互连接在一起；也包括纵向综合，即通过纵向通信，将变电站与控制中心、调度之间密切集合。
2 ．综自的布局综自系统按照设备的布局来划分，可以分为集中式、局部份散式、分散式三种。
( 1 )集中式通过集中组屏的方式采集变电站的摹拟量、开关量和数字量等信息，并同时完成保护、控制、通信等功能。
这种布局形式早期应用的比较多，因为早期综自设备技术不成熟，对运行现场的条件要求比较高，所以只能在环境比较良好的主控室中安装。
集中式布局的主要缺点是，所有与综自系统相连的设备都需要拉电缆连接进入主控室，电缆的安装敷设工作量很大，周期长，成本高，也增加了 CT 的二次负载。
随着综自设备技术的成熟，已经用的很少。
( 2 )局部份散式将高压等级的保护、测控装置集中安装在主控室，而将低压等级的保护综自设备就近集中安装于高压室内或者专用继保小室内。
这种布局形式是一种综合考虑经济性和运行环境的方案，现在较多的用在超高压变电站中。
比如一个 500kV 站，分为主控室、500kV 继保小室、 220kV 继保小室，各二次设备电缆就近连接到相应的继保小室中，各个继保小室的保护测控设备间再通过光纤进行通信联系。
变电站综合自动化
变电站综合自动化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、工艺和运行进行全面监测、控制和管理的系统。
该系统通过实时采集、传输、处理和分析变电站各种数据，实现对变电站设备状态、运行参数、故障信息等的实时监测和分析，以及对设备的自动控制和优化管理。
变电站综合自动化系统可以提高变电站的安全性、可靠性和经济性，提高能源利用效率，减少人工操作和维护工作，降低运行成本，提高供电质量和服务水平。
一、变电站综合自动化系统的组成变电站综合自动化系统主要由以下几个部分组成：1. 采集系统：采集系统负责实时采集变电站各种数据，包括设备状态、运行参数、故障信息等。
采集系统通常包括传感器、数据采集装置、通信设备等。
2. 通信系统：通信系统负责将采集到的数据传输到监控中心或其他相关设备。
通信系统通常采用现场总线、以太网等通信协议，通过光纤、电缆等传输介质进行数据传输。
3. 监控系统：监控系统是变电站综合自动化系统的核心部分，负责实时监测和分析变电站各种数据，并提供操作界面和报警功能。
监控系统通常由监控服务器、操作终端、数据库等组成。
4. 控制系统：控制系统负责对变电站设备进行自动控制和调节，实现对变电站的远程控制和操作。
控制系统通常包括PLC（可编程逻辑控制器）、远动终端、执行机构等。
5. 管理系统：管理系统负责对变电站的设备、工艺和运行进行管理和优化。
管理系统通常包括设备管理、工艺管理、运行管理等子系统。
二、变电站综合自动化系统的功能1. 实时监测和分析功能：变电站综合自动化系统可以实时监测和分析变电站设备的状态、运行参数、故障信息等，及时发现和预防设备故障，提高设备的可靠性和安全性。
2. 自动控制和调节功能：变电站综合自动化系统可以对变电站设备进行自动控制和调节，实现对变电站的远程控制和操作，提高设备的运行效率和稳定性。
3. 报警和故障处理功能：变电站综合自动化系统可以根据设定的规则和算法，对设备状态进行实时监测，一旦发现异常情况，及时发出报警，并提供故障诊断和处理建议。
变电站综合自动化系统
二.变电站综合自动化系统的基本要求
变电站综合自动化的“综合”主要包括两个方面：
01
纵向功能：
在变电站层这一级，提供信息，优化、综合处理分析信
03
息和增加的新功能，增强变电站内部、各控制中心间的
协调能力。
横向综合：
02
利用计算机手段将不同厂家的设备连在一起，替代升级
老设备的功能。
综合自动化系 统的主要功能 和组成
变电站自动化的体系结构 变电站综合自动化系统的硬件结构 关于变电站综合自动化功能单元的组屏
第三节 变电站 综合自动化的 功能和信息量
一 变电站综合自动化的信息量
• 模拟量
•
采集的模拟量
•
模拟量输入回路
•
模拟量输出回路
• 开关量（状态量）
•
采集的开关量
•
开关量输入回路
•
开关量输出回路
• 脉冲量
• 数字量
0 4 影响CPU和数字电路
干扰的防范措 施
1
软件的抗干扰措 施
2
硬件抗干扰措施
3
对电源系统才去 的抗干扰措施
4
二次回路上的 抗干扰措施
5
其他抗干扰措 施
第二节 变电站综合自动化系 统的日常维护与系统安装
变电站综合自动化系统内的 部件尽量采用可靠性的新型 设备，但由于设备的内部和 外部因素等，不可避免的会 出现故障，因此，为了设备 能稳定正常的运行，必须合 理、科学的做好日常维护与 检修工作
变电站综合自 动化系统的基 本功能
•二 变电站综合自动化系统的基本功能
•1.、数据采集功能
•2、继电保护功能
•3、时间顺序记录功能
soe
变电站综合自动化
变电站综合自动化1. 引言变电站综合自动化是指利用现代信息技术和自动化技术，对变电站的运行、监控、控制和管理进行集成和自动化处理。
本文将详细介绍变电站综合自动化的定义、目的、主要功能和优势。
2. 定义变电站综合自动化是指利用先进的信息技术、自动化设备和通信技术，对变电站的各种设备、系统和过程进行集成和自动化控制，实现对变电站的运行、监控、控制和管理的全面自动化。
3. 目的变电站综合自动化的目的是提高变电站的运行效率、安全性和可靠性。
通过自动化控制和集成管理，实现对变电站设备和系统的实时监测、快速响应和精确控制，提高变电站的运行效率、降低运维成本，提高供电质量和可靠性。
4. 主要功能4.1 运行监控功能变电站综合自动化系统可以实时监测变电站的各种设备和系统的运行状态，包括变压器、开关设备、保护装置、电力负荷等。
通过数据采集、传输和处理，可以实现对变电站运行参数的监测、报警和故障诊断，及时发现问题并采取相应的措施。
4.2 控制管理功能变电站综合自动化系统可以实现对变电站设备和系统的远程控制和管理。
运维人员可以通过系统界面对变电站的设备进行远程操作，包括开关操作、调整参数、切换模式等。
同时，系统还可以对变电站的运行模式进行优化调整，实现最佳的电力供应策略。
4.3 数据分析功能变电站综合自动化系统可以对变电站运行数据进行采集、存储和分析。
通过对历史数据的分析和比对，可以发现变电站设备的潜在问题和隐患，提前进行维护和修复，避免设备故障和停电事故的发生。
同时，系统还可以生成各种报表和图表，为运维决策提供科学依据。
5. 优势5.1 提高运行效率通过自动化控制和集成管理，变电站综合自动化系统可以实现对变电站设备和系统的快速响应和精确控制，提高运行效率。
运维人员可以通过远程操作和自动化控制，减少人工干预和操作错误，提高工作效率。
5.2 提高安全性变电站综合自动化系统可以实时监测变电站的运行状态，及时发现设备故障和异常情况，并采取相应的措施进行处理。
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第一章变电站综合自动化概述
1.1 变电站综合自动化基本概念
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、优化设计，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。
通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。
变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。
变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
1.2 变电站综合自动化的必要性
1．变电安全运行的需要
（1）具备故障诊断能力
（2）快速切除故障的能力
（3）及时告警的能力
2．提高供电质量的需要
（1）快速的压送负荷有利于提高电能质量
（2）有载调压和无功补偿有利于提高电压的合格率
3．信息共享的需要
（1）高速数据通信支持分散式测控
（2）设备综合性强信息可共享
4．运行管理的需要
（1）监视、测量、记录、抄表高度的自动化
5．方便友好的运行操控界面
6．节约土地、人力和物力的需要
1.3 传统变电站的一些缺点
1.传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低。
2.二次设备主要依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低。
3.由于上述两个原因，传统变电站占地面积大、使用电缆多，电压互感器、
电流互感器负担重，二次设备冗余配置多。
4.电磁型或小规模集成电路调试和维护工作量大，自动化程度低，不能远方修改保护及自动装置的定值和检查其工作状态。
有些设备易受环境的影响，如晶体管型二次设备，其工作点会受到环境温度的影响。
5.电能质量难以控制。
只有及时掌握系统的运行工况，才能采取迅速、有效的控制和调节措施，消除不利因素，保证电力系统优质、安全、经济的运行。
但常规变电站的远动功能不够完善，提供给调度中心的信息量少、精度差，而且变电站内自动控制和调节手段不全，远方集中控制、操作的手段较少，不能远方修改保护及自动装置的定值和检查其工作状态．可控性不高，难以满足电网实时监测和控制的要求，不利于电网的优质、安全、稳定运行。
6.监控以人为主。
传统的变电站二次系统中，主要由人来处理信息，人处于核心位置，但人在处理大量信息时的准确性和可靠性不高，尤其是传统的变电站二次系统提供给人的关于事故发生情况的具体信息不全面，往往要靠人的经验来判断，这不利于正确处理事故。
传统的二次系统中，各设备按设备功能配置，彼此之间相关性甚少，相互之问协调困难，需要值班人员比较多的干预，难于适应现代化电网的控制要求。
另外需要对设备进行定期的试验和维修，既便如此，仍然存在设备故障(异常运行)不能及时发现的现象，甚至这种定期检修也可能引起新的问题，发生和出现由试验人员过失引起的故障。
发展变电站综合自动化的必要性还体现以下几个方面：
1.是随着电网规模不断扩大，新增大量的发电厂和变电站，使得电网结构日趋复杂，这样要求各级电网调度值班人员掌握、管理、控制的信息也大量增长，电网故障处理和恢复却要求更为迅速和准确；
2.是现代工业技术的发展，特别是电子工业技术的发展，计算机技术的普遍应用，对电网可靠供电提出了更高的要求；
3.是市场经济的发展，使得整个社会对环保要求更高，这样也对电网的建设、运行和管理提出许多的要求，如，要求电力企业参与市场竞争，降低成本，提高经济效益；要求发电厂、变电站减少占地面积。
要解决上述问题，显然仅依靠各级电网调度运行值班人员是难以解决的。
现代控制技术的发展，计算机技术、通信技术和电力电技术的进步与发展，电网自动化系统的应用，为上述问题提供了解决的方案。
这些技术的综合应用造就了变电站综合自动化系统的产生与发展。
1.4 变电站综合自动化的优越性
电站是电力系统的重要组成部分，担负着电能转换和电能重新分配的重要任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。
随着电力系统的发展，电网
结构越来越复杂，各级调度中心需要获得更多的信息，以准确掌握电网和变电站的运行情况。
同时为提高电力系统的可控性，实现远方控制和监视，并逐步实现无人值守模式。
传统的变电站一般都采用常规设备。
二次设备中的继电保护和自动装置、远动装置等采用电磁式或晶体管式，体积大，设备笨重，主控室和继电保护室占地面积大、结构复杂、可靠性低、维护工作量大，本身又缺乏自动控制和调控手段，因此采用更先进的技术改造变电站是一种必然趋势。
最初我国对变电站监控技术的研究有两个方面：一是在220kV以下中低压变电站中采用综合自动化技术，全面提高变电站的技术水平和运行管理水平；二是对高压变电站采用全新的保护和控制技术，促进各专业的技术上的协调，提高自动化水平和运行的可靠性。
随着变电站综合自动化技术的不断完善和成熟，一些厂家已生产并应用到高压变电站。
总体来看实现变电站综合自动化的优越性主要有以下几方面。
1.提高供电质量。
在变电站综合自动化系统的功能中包括电压、无功自动控制功能，对具备有载调压变压器和无功补偿电容器的变电站，根据运行情况提高电压合格率，且无功补偿更合理，降低网络中的电能损失。
2.提高变电站的安全、可靠运行水平。
变电站综合自动化系统装置都是有微机组成的、其配置灵活、灵敏度和可靠性高，调试方便，可用计算机在线监视继电保护运行参数及其工作情况，必要时可以从远方对某些保护参数重新进行整定。
还具有故障自诊断能力，使得变电站一次设备和二次设备的工做、作可靠性大大提高。
3.提高电力系统的运行管理水平。
变电站实现综合自动化后，监视、测量、记录等工作全部有计算机来自动进行，既提高了测量的精度又避免了人为的主观干预，运行人员通过看CRT屏幕便可掌握变电站主要设备和各输、配电线路的运行工况和运行参数。
计算机及时将数据反映给值班人员或调度中心，大大提高运行管理水平。
4.降低造价，减少总投资。
由于采用微机及通讯技术，可以实现资源共享和信息共享，变电站综合自动化系统大大减轻了电压互感器、电流互感器的负担，降低了电能损失，并节省大量的控制电缆。
综合自动化硬件电路多采用大规模集成电路，结构紧凑，体积小。
使变电站的占用面积大大减小。
随着技术得进步微机性能价格比不断增加，综合自动化系统功能和性能也不断增加逐渐完善，价格越来越低，最终减少变电站的总投资。
5.促进无人值守变电站管理模式的实行。
变电站综合自动化装置均有故障自诊断能力，系统内部有故障时能自检出故障部位；微机保护和自动装置的定值可在线读出检查，或远距离重新整定；监控系统的抄表、记录等工作自动化进行。
可减少许多维护工作量和维修时间以及值班人员的劳动，为无人值守提供可靠的技术条件。
因此无人值守变电站采用综合自动化方式是今后的发展方向。
综合自动化促进了无人值班变电站管理模式的实行，无人值班变电站也为综合自动化的实现和发展提供了广阔的空间。