自动站基础知识讲解
配电自动化复习知识点整理
配电自动化复习知识点整理一、配电自动化概述配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户等信息进行集成，实现对配电网的监测、控制和管理，从而提高供电可靠性、改善供电质量、降低运行成本。
配电自动化系统通常由主站、子站、终端和通信网络组成。
主站负责整个系统的运行监控和管理；子站起到信息汇集和转发的作用；终端安装在配电网的各个节点，用于采集数据和执行控制命令；通信网络则保障数据的可靠传输。
二、配电自动化的主要功能1、数据采集与监控（SCADA）实时采集配电网的电气量（如电压、电流、功率等）和非电气量（如开关状态、油温等）。
对采集的数据进行处理和显示，为运行人员提供直观的电网运行状态信息。
2、故障处理故障检测：通过监测电气量的变化，快速准确地判断故障发生的位置和类型。
故障隔离：迅速断开故障区域与正常区域的连接，缩小停电范围。
恢复供电：在故障隔离后，自动或手动恢复非故障区域的供电，提高供电可靠性。
3、无功补偿与电压调节实时监测电网的无功功率和电压，自动投切无功补偿设备，以维持电压在合格范围内，提高电能质量。
4、负荷管理对用户的负荷进行监测和分析，实现负荷预测和负荷控制，优化电网的负荷分布。
5、配电自动化高级应用网络重构：根据电网的运行状态和负荷变化，自动调整电网的运行方式，优化网络结构，降低网损。
停电管理：对停电事件进行管理，包括停电计划的制定、执行和跟踪，以及停电信息的发布和通知。
三、配电自动化的通信技术1、有线通信光纤通信：具有传输速率高、抗干扰能力强、可靠性高的优点，但建设成本较高。
电力线载波通信：利用电力线路作为传输介质，无需额外铺设通信线路，但通信质量受电网干扰较大。
2、无线通信无线公网：如 GPRS、CDMA 等，覆盖范围广，但安全性和实时性相对较差。
无线专网：如 WiMAX、LTE 等，具有较高的安全性和实时性，但建设和维护成本较高。
在实际应用中，通常根据具体情况采用多种通信方式相结合的方式，以满足配电自动化系统对通信的要求。
自动化基础知识
● 2) 系统的通讯网络 主要用于RTU与中心站通讯及与其它RTU通讯
。通讯链路种类有无线、有线、微波、光纤。RTU 可支持的通讯方式有中心站触发的通讯方式和RTU 触发的通讯方式。
中心站触发的通讯方式包括： • 轮询方式 由系统设置一个时间周期，每隔一
个时间段系统进行一次查询，接收中心站所需要 的现场数据。
它的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面 ﹐包括理论﹑方法﹑硬件和软件等。
2、什么是工业自动化技术
工业自动化技术是指综合运用控制理论、电子装备 、仪器仪表、计算机和相关工艺技术，对工业生 产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决 策，达到增加产量、提高质量、节省能耗、降低 消耗、减少污染、确保安全等目的的一种综合性 技术。
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系统组成
● 硬件系统（Hardware） ● 组成计算机的任何机械的、电子的、磁性的部件 ● 整个计算机的物质基础 ● 基本功能：运行由预先设计好的指令编制的各种程序 ● 计算机的主机(由运算器、控制器和存储器组成)、显 示器、打印机、通讯设备等
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系统
● 软件系统（Software）
● 计算机软件是指为了更好地发挥计算机硬件的效能和方便用 户使用计算机而设计的各种程序和数据的总和。
1、SCADA系统
SCADA系统主要应用于水利、石油、供电等行 业中，用于地理环境恶劣无人值守的环境下进行 远程控制。它的主要结构包括远程控制单元RTU （Remote Terminal Unit）、通讯网络及中心站 。
1) 远程终端RTU
RTU 主要作用是进行数据采集及本地控制，进 行本地控制时作为系统中一个独立的工作站，这 时RTU可以独立的完成连锁控制、前馈控制、反 馈控制、PID(比例、微分、积分）控制等工业上 常用的控制调节功能；进行数据采集时作为一个 远程数据通讯单元，完成或响应本站与中心站或 其它站的通讯和遥控任务。
第4章、S7-200PLC基础知识
第4章、S7-200PLC基础知识本章重点1、硬件组成2、系统扩展方法3、内部器件资源4、数据类型5、寻址方式6、编程语言和程序结构因为目前市场上的PLC种类繁多，生产公司不同，PLC的结构和编程语言也会有或多或少的差异，即使是同一家公司的产品，产品系列不同，其编程语言也可能会不同，所以这给大家学习PLC带来了一定的麻烦。
但对此要有一个正确的认识:一、虽然PLC之间存在着一些不相同的地方，但其硬件组成和编程语言的绝大部分是相同或相似的，所以只要学习好一种PLC后，学习或使用其他PLC也就易如反掌了;二、将来基于IEC61131 - 3开放式PLC的编程语言和现在普通PLC的编程语言也比较相似，所以学习好现在的PLC，对以后学习IEC61131 - 3编程语言也有决定性的帮助。
从上面的分析情况看，作为在课堂上讲授PLC，不可能讲解多个产品，这样做也没有必要，所以需要找一种PLC作为讲课的对象。
西门子的SIMATIC S7 - 200系列PLC适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
由于S7-200系列具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得S7 - 200 PLC可以近乎完美地满足小规模的控制要求。
此外西门子的产品体系符合现在自动化笔域的热点技术：现场总线技术的方向，目前市场上最流行的现场总线就是以西门子为主导而开发的PROFIBUS。
所以本书以西门子的S7 - 200系列PLC为讲授对象讲解PLC的基本原理、硬件系统组成和程序设计。
本章主要介绍S7- 200 PLC的一些基础知识。
4. 1概述S7-200PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC，其许多功能达到大、中型PLC的水平，而价格却和小型PLC的一样，因此，它一经推出，即受到了广泛的关注。
最近几年在小型PLC 市场上S7-200 PLC成为了主流产品。
电网稳定及安全自动装置基础知识讲解
当－df／dt≥Df3时，不进行低频判断，闭锁出口。 df／dt闭锁后直到 频率再恢复至启动频率值以上时才自动解除闭锁。
➢ 常见安自装置功能原理介绍
低压自动减载的原理：
U≤U1+0.03Un，t≥0.05s 低压起动
↓
U≤U1， t≥Tu1
第二部分 电网稳定管理及现场运行管理
➢ 调度规程：稳定管理
新疆电网现状
1、地调应根据本地区电网的结构特点，进行系统主电源 失去、解网后的安全稳定分析，为防止电压和频率崩溃， 提出相应的稳定控制措施，经省调审核后，由各供电单位 实施。省调应为地调提供系统年度典型方式的参数，指导 地调进行地区电网的稳定计算。 2、各级电网值班调度员和现场运行值班人员应熟悉相关 设备的稳定运行极限，并负责监控所调管的设备在稳定限 额内运行，当发现超过稳定限额时应迅速处理。厂、站运 行值班人员和电网值班调度员在设备稳定限额的监控方面 负有同等责任。（特别是超热稳过负荷，原理见后）
➢ 调度规程：稳定管理
3、按频率、电压减负荷，远方、就地联锁切机、切负荷， 低频自启动，高频切机，失步、振荡解列等安全自动装 置均是保证电力系统安全稳定的重要措施，应保证能正 常投运，未经相应电力调度机构的值班调度员同意不得 擅自改变其运行状态。 4、发电机组的调速系统、励磁系统（含稳定控制器）、 汽门快关装置及水轮机的自动控制装置对系统稳定有重 要影响，正常运行均应投入在自动响应状态。有关定值 由各发电厂按电力调度机构下达的定值整定，未得到相 应电力调度机构的定值单，不得擅自更改定值。
➢ 安自解决措施
1、利用低频低压减负荷装置解决频率电压问题 2、建设电网安全稳定控制系统。通过检测各重要联 络线的功率，各地区电网的下网负荷，重要发电厂的 运行工况，结合联络通道上检测到的各种故障、发电 机组的故障、联络通道过载等异常运行状况，采取解 列电网、切机、切负荷等手段保障电网的功角、电压、 频率稳定。通过紧急控制策略，有效避免大面积停电 事故的发生。同时在一定程度上提高了系统的输送能 力，有效地缓解部分地区的缺电局面。
自动化专业知识
自动化专业知识自动化控制包括半自动与全自动化，是现代农业、工业和制造业等生产领域中，机械电气一体自动化的集成控制技术。
自动化运用机械辅助工作，帮助人类摆脱了部分危险、繁重的工作，轻松了人类的劳作，提高了生产效率。
自动化控制是工业、农业、国防和科技现代化的重要标志，学习自动化控制基础知识，同时要了解自动化仪表分类、仪表基础知识，学习DCS与PLC。
自动化控制第一，自动化仪表，也称检测与过程控制仪表，可以进行多种分类。
按使用的能源可分为气动、电动和液动仪表；按是否带微处理器的分为智能和非智能仪表；按仪表信号形式分为模拟和数字仪表；最通用的分类按作用划分：检测仪表、显示仪表、调节仪表、执行器。
自动化控制第二，自动化基础知识，常识概念有以下：被控对象：需要控制的机器设备和生产流程等。
被控变量：要求被控对象保持设定数值的工艺参数。
设定值：被控变量的预定值。
偏差：被控变量的设定值与实际值之差。
系统的过渡过程：调节系统在受干扰后，调节器调整参数变化的过程。
调节器：根据偏差，按一定的运算规律产生输出信号。
积分1：消除余差，在系统经受干扰后使系统返回设定值。
微分D：补偿容量的滞后，改善系统稳定性，提高响应速度。
自动化控制优势第三，自动化基础知识包括三种控制系统：单回路、闭环回路和开环回路系统。
单回路控制系统，由被控对象、检测元件、调节器和执行器所构成的单闭环控制系统；闭环回路，既有输出控制，也有回路反馈信号，被控制量的输出会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环；开环回路：开环回路只有输出控制，没有回路反馈。
自动化第四，控制系统，分散、集散控制系统（DCS），综合了计算机、通讯、显示和控制等4C技术，主要原理是分散控制、集中操作、分级管理，集散系统是多级计算机系统，包括过程控制和过程监控。
DCS硬件主要包括控制站、操作站、工程师站、过程控制网；DCS系统结构主要包括分散的过程控制装置、集中的操作管理装置和数字通信网络；集散控制系统特点是集中管理，控制分散，响应速度快、算法先进、监控操作方便，维护方便等。
变电站综合自动化技术及应用第一章 变电站综合自动化系统基础知识
➢微机型自动装置从设计原则上几乎都是面向全厂或全站而不是面向每个间隔 或元件的，因此无论是微机继电保护或微机自动装置、远动装置等，都采用集 中组屏方式。 ➢处于厂、站端的远动设备与控制中心或调度中心的接收设备之间的通信，采 用一对一方式。 ➢除了远动装置具有串行通信接口，能与调度中心通信外，多数自动装置和微 机保护装置几乎没有对外通信接口，即不具备串行通信功能，因此在厂、站内 各微机自动装置只能各自独立运行，不能互相通信，不能共享资源。
1.2.1 变电站综合自动化系统发展的主要因素
1.2.2 变电站综合自动化的基本功能
1.2.1
变电站综合自动化系统发展的主要因素
20世纪80年代以来微电子技术、信息技术、网络通信技术的成熟与发展， 推进了变电站自动化系统的飞速发展，促使变电站自动化技术发展的主要 动因在于经济收益、技术能力、功能（性能）需求，三者之间的关系见下 图。
变电站综合自动化技术及应用
第一章 变电站综合自动化系统 基础知识
第一章 变电站综合自动化系统基础知识
1.1 变电站综合自动化的基本概念及发展过程 1.2 变电站综合自动化系统发展的主要因素及其功能 1.3 变电站综合自动化的体系结构 1.4 实现变电站综合自动化的优点及发展趋势 1.5 变电站综合自动化研究的内容和特点 1.6 本章小结以及课后习题
1.1.1
变电站综合自动化的发展过程
பைடு நூலகம்
变电站自动化阶段 ➢国内外变电站自动化系统从20世纪70年代末开始研制和开发。20世纪80年 代末90年代初，DSP技术的应用，使得随一次设备分散布置的分散式测控单 元很快发展起来，而且还提供了强有力的功能综合优化手段。 ➢20世纪90年代，变电站综合自动化系统主要应用在110kV、66kV或35kV 电压等级的变电站中。 ➢20世纪末～21世纪初，随着大规模集成电路技术、微计算机技术、通信技 术，特别是现场总线和网络技术的发展，使综合自动化系统的技术有可能进一 步向前发展。
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)-2023年学习资料
智能变电站常用名词解释-智能变电站简介-智能变电站与常规站的区别
智能变电站常用名词-ICD-MMS-CID-MU-SCD-智能终端-过程层-SSD-虚端子-GOOSE-客 端-SV-电子式互感器
几个缩写区分-IED Intelligent Electronic Device-智能电子设备-ICD I D Capability Description-IED能力描述文件-CID Configured IED Description-IED实例配置文件-SCD Substation Configuration De cription-全站系统配置文件-SSD System Specification Descriptio -系统规格文件
智能变电站关键点-·智能设备：先进、可靠、集成、低碳、环保；-·基本要求：全站信息数字化-通信平台网络化息共享标准化-·基本功能：自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和-监测；-·高级功能：支持电网实时自动 制、智能调节、在线分析决-策、协同互动等
智能变电站网络结构-。三层两网-·信息分类：-●逻辑结构与物理结构-站控层/间隔层MMS、GOOSE;过层SV目前220KV及以上等级-。站控层与过程层网络独立-采用常规接线模拟量电流电压、-工作站1工作站2远 站-GPS-IEC61850-PCS-其他-保护-测控-IED-电缆-光缆-MU-智能单元-CT/PT-① CVT-传统互感器-智能化开关-电子式互感器-智能变电站结构图
智能变电站基础知识智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
目录-智能变电站简介-智能变电站与常规站的区别-智能变电站常用名词解释
智能变电站简介-智能变电站与常规站的区别-智能变电站常用名词解释
智能电网-坚强智能电网以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑-，以智能控制为手段，包含电力系统的发电、输电 变电、配-电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流-、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚 可靠、经济高-效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。-1智能电网包含发电、输电、变电、配电、用电、调 6大环节-2智能变电站作为智能电网的重要节点，其概念派生于智能电
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
智能单元
电子式互感器 智能化开关
智能变电站结构图
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
工作站1 工作站2 远动站 GPS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
IEC60870 IEC61850 -5-103
间隔层
MMS
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统开关
传统互感器 传统开关
传统变电站结构图
备的通信行为，使出自不同制造商的设备之 间具有互操作性（Interoperation）。
MU merging unit-合并单元
用以对来自二次转换的电流和/或电压数据进行时间 相关组合的物理单元。
电子式互感器合并单元 常规采样合并单元
智能终端 smart terminal
一种智能组建。与一次设备采用电 连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连 接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、 主变压器等）的测量、控制等功能。
坚强
2、经济高效是指提高电网运
可靠
行和输送效率，降低运营成本，
促进能源资源和电力资产的高
效利用；
经济
智能电网
高效
清洁 环保
3、清洁环保是指促进可再 生能源发展与利用，降低 能源消耗和污染物排放， 提高清洁电能在终端能源
友好 消费中的比重；
4、透明开放是 指电网、电源和 用户的信息透明 共享，电网无歧 视开放；
SV或模 拟量输入
线路保护A
智能终端A
测试仪输入
GOOSE
线路保护B 智能终端B
电缆
电缆
开关
1 仿真故障 2 跳闸 3 新位置
测试仪输入
智能站基础知上
• 兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电
网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电 力需求并提供对用户的增值服务。
• 经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化
配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。
• 集成。实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，
智能变电站基础知识
目录
1 2 3
智能变电站概念及结构 智能变电站一次设备
智能变电站二次设备
智能变电站高级应用 新一代智能变电站
4
5 6
回顾与总结
目录
1 2 3
智能变电站概念及结构 智能变电站一次设备
智能变电站二次设备
智能变电站高级应用 新一代智能变电站
4
5 6
回顾与总结
智能电网的概念
• 由于经济发展状况、电网建设水平、内外部发展环境不同，世界各国 在智能电网建设的远景和侧重点上有些差异，对智能电网概念的描述 也不尽相同。
电子式互感器 智能一次设备
以太网、 IEC61850 规约
间隔层
过程层
智能变电站
工作站1 工作站2 远动站
过程层（设备层）
站控层
以太网、 IEC61850 规约
常规变电站中无过程层。
由电子互感器、智能单元、合并 单元等远方I/O、智能传感器和执行 器等构成。采用GOOSE网络跳合闸机 制。 完成一次设备开关量、模拟量的 采集以及控制命令的执行等。
智能电子设备 IED（intelligent electronic device）
包含一个或多个处理器，可接收来自外部源的数据，或向外部发送数据， 或进行控制的装置，例如：电子多功能仪表、数字保护、控制器等。为 具有一个或多个特定环境中特定逻辑接点行为且受制于其接口的装置。
配网自动化基本知识
配网自动化基础知识手册配网自动化是进一步减少配电网故障快速复电的时间，提高配网运行管理水平重要的技术手段，公司自2000 年以来先后组织广州、深圳、佛山、东莞、中山、珠海、茂名等供电局开展了配网自动化试点建设。
在总结试点经验的基础上，2012 年公司将在佛山、东莞、江门等11 个供电局开展配网自动化建设，为使后续工作得以顺利进行，特编制本手册。
1 总体概述配网自动化概念配电自动化是以一次网架和设备为基础，利用计算机及其网络技术、通信技术、现代电子传感技术，以配电自动化系统为核心，将配网设备的实时、准实时和非实时数据进行信息整合和集成，实现对配电网正常运行及事故情况下的监测、保护及控制等。
配电自动化系统主要由配电自动化主站、配电自动化终端及通信通道组成，主站与终端的通信通常采用光纤有线、GPRS5线等方式。
配网自动化意义通过实施配网自动化，实现了对配电网设备运行状态和潮流的实时监控，为配网调度集约化、规范化管理提供了有力的技术支撑。
通过对配网故障快速定位/ 隔离与非故障段恢复供电，缩小了故障影响范围，加快故障处理速度，减少了故障停电时间，进一步提高了供电可靠性。
2 配网自动化基础知识名词术语馈线自动化是指对配电线路运行状态进行监测和控制，在故障发生后实现快速准确定位和迅速隔离故障区段，恢复非故障区域供电。
馈线自动化包括主站集中型馈线自动化和就地型馈线自动化两种方式。
主站集中型馈线自动化是指配电自动化主站与配电自动化终端相互通信，由配电自动化主站实现对配电线路的故障定位、故障隔离和恢复非故障区域供电。
就地型馈线自动化是指不依赖与配电自动化主站通信，由现场自动化开关与终端协同配合实现对配电线路故障的实时检测，就地实现故障快速定位/ 隔离以及恢复非故障区域供电。
按照控制逻辑和动作原理又分为自适应综合型、电压-时间型和电压-电流型。
配电自动化主站配电自动化主站是整个配电网的监视、控制和管理中心，主要完成配电网信息的采集、处理与存储，并进行综合分析、计算与决策，并与配网GIS、配网生产信息、调度自动化和计量自动化等系统进行信息共享与实时交互，按照功能模块的部署可分为简易型和集成型两种配电自动化主站系统。
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自动站基础知识——中尺度篇一、相关的地面气象要素1、风向、风速空气运动产生的气流，称为风。
地面气象观测中测量的风是两维矢量(水平运动)，用风向和风速表示。
风向是指风的来向。
人工观测，风向用十六方位法；自动观测，风向以度(°)为单位。
风速是指单位时间内空气移动的水平距离。
风速以米/秒（m/s）为单位，取一位小数。
（台站上，一些观测员尤其是老观测员，也常常习惯把风速单位读作秒米。
）风的平均量是指在规定时间段的平均值，有3秒钟、2分钟和10分钟的平均值。
风向、风速采用指数滑动平均，每秒钟取一个样本值，以1秒钟为步长计算3秒钟滑动平均值（即瞬时风向、瞬时风速）、1分钟和2分钟滑动平均值。
并以1分钟为步长，计算10分钟滑动平均值，自动站中实时输出的风向、风速值为该分钟前的10分钟滑动平均值，每分钟更新一次。
最大风速是指在某个时段内出现的最大10分钟平均风速值。
也就是说，最大风速及其相应的风向和出现的时间是从滑动过程中的每10分钟平均值中挑取。
极大风速是指某个时段内出现的最大瞬时风速值。
也就是说，极大风带及其相应的风向和出现的时间是从滑动过程中的3秒钟平均值中挑取。
2、温度中尺度自动气象站中所说的温度特指空气温度（简称气温），是表示空气冷热程度的物理量，以摄氏度（℃）为单位，取一位小数。
地面气象观测中，常用干湿球温度表来测定空气的温度和湿度，其中气温由干球温度表测定，因此，我们也常用“干球温度”来表述所测的气温。
气温每10秒钟取一样样本值，一分钟共取6个样本值。
剔除一个最大值和一个最小值，该分钟的平均值即为余下的4个样本值的等要算术平均，一分钟更新一次。
一分钟的平均值也就是瞬时值。
最高气温是指某个时段内出现的最高空气温度；最低气温是指某个时段内出现的最低空气温度。
最高气温和最低气温都是从瞬时值中挑选出来。
3、湿度空气湿度（简称湿度）是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。
湿度分为绝对湿度和相对湿度，中尺度自动站中所说的湿度是指相对湿度。
相对湿度（U）——空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比，以百分数（%）表示，取整数。
湿度每10秒钟取一样样本值，一分钟共取6个样本值。
剔除一个最大值和一个最小值，该分钟的平均值即为余下的4个样本值的等要算术平均，一分钟更新一次。
一分钟的平均值也就是瞬时值。
最小相对湿度是指某个时段内出现的最小湿度，从瞬时值中挑选。
与湿度相关的要素还有水汽压和露点温度。
水汽压（e）——空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。
以百帕（hPa）为单位，取一位小数。
露点温度（T d）——空气在水汽含量和气压不变的条件下，降低气温达到饱和时的温度。
以摄氏度（℃）为单位，取一位小数。
在中尺度自动气象站中，水汽压和露点温度是通过温度、湿度等推算得到。
4、雨量从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的水称为降水。
某一时段内的未经蒸发、渗透、流失的降水，在水平面上积累的深度称为降水量，以毫米（mm）为单位，取一位小数。
在自动气象站中，每分钟测一次1分钟雨量累计值，以此为基础进行累加得到小时和日累计雨量（以北京时20时为日界）。
5、气压气压是作用在单位面积上的大气压力，以百帕（hPa）为单位，取一位小数。
过去，气压也常用毫巴(mb)为单位，1mb=1hPa。
气压每10秒钟取一样样本值，一分钟共取6个样本值。
剔除一个最大值和一个最小值，该分钟的平均值即为余下的4个样本值的等要算术平均，一分钟更新一次。
一分钟的平均值也就是瞬时值。
最高气压是指某个时段内出现的最高大气压力；最低气压是指某个时段内出现的最低大气压力。
最高气压和最低气压均从瞬时值中挑选出来。
二、传感器1、传感器的选型2、传感器的原理1）测风传感器测风传感器包括风向传感器和风速传感器，它们一般情况下成对配套使用。
风向传感器的感应元件为风向标组件，角度变换电路为格雷码盘加光电电路。
当风向标组件随风向旋转时，带动主轴及码盘一同旋转，每转动一个角度，位于光电器件支架上下两边的七位光电变换电路就输出一组格雷码，经整形电路整形并反相后输出。
每组格雷码有七位，代表一个风向。
由于码盘外圈是128等分，故风向分辨力为360°/128=2.8125°，也就是说每转过2.8125°输出一组新的格雷码。
风速传感器的感应元件为三杯式风杯组件，信号变换电路为霍尔开关电路。
在水平风力的驱动下，风杯组旋转，通过主轴带动磁棒盘旋转，其上的36只磁体形成18个旋转的小磁场。
风杯组每旋转一圈，在霍尔开关电路中感应出18个脉冲信号，其频率随风速的增大而线性增加。
测出频率就可以计算出风速，一般为线性关系，计算公式为：V=0.1f，式中V为风速，f为脉冲频率（单位为Hz）。
风向传感器和风速传感器一般安装在风传感器支架（也称为横臂）上使用，如下图所示。
图表 1 风向、风速传感器及横臂使用时，测风传感器应安装在牢固的高杆或塔架上，并附设避雷装置。
风速感应器（风杯中心）距地高度10-12m；若安装在平台上，风杯中心距平台面（平台有围墙者，为距围墙顶）6-8m，且距地面高度不得低于10m。
2）温湿度传感器在需测温度而不需测湿度的自动站中，温度传感器选用ZQZ-TW2型温度传感器；在温、湿度均需测量的自动站中，选用HMP45D型温湿度传感器。
图表 2 温、湿度传感器无论是ZQZ-TW2型还是HMP45D型，其感温元件均为Pt100铂电阻。
Pt100具有良好的温度特性，其电阻值随温度的变化而变化，在0 ℃时的电阻值R0为100Ω，以0℃作为基点温度，在温度t时的电阻值R t 为R t=R0(1+αt+βt2) , 式中，α、β为系数。
经标定，可以求出其值。
在日常维护、维修过程中，为了方便起见，我们可以将此公式近似为R t=100+0.39t。
例:10℃时电阻值为103.9Ω左右,,-10℃时电阻值为96.1Ω左右。
铂电阻温度传感器采用四线制接法，测量方法采用恒流源法，可以消除引线电阻的影响。
使用时，温度传感器安装在百叶箱或防辐射罩内，感应元件的中心部分离地面高度1.5m。
HMP45D的感湿元件为高分子湿敏电容。
高分子湿敏电容的电容C H随高分子膜的吸、放湿而变化，C H 是RC振荡电路中的重要参数。
测出RC振荡电路的频率即可计算出C H值，从而计算出大气相对湿度值。
中尺度自动站中，为HMP45D提供的电源电压为+12V。
HMP45D的湿度输出信号为直流0～1V（对应0～100%RH的湿度值）。
3）雨量传感器雨量传感器的核心部件是上下排列的三个翻斗，从上而下分别称为上翻斗、计量翻斗、计数翻斗。
计量翻斗翻转一次，表示下了0.1mm的雨。
为了计量正确,上有上翻斗作为过渡,以保证无论大雨小雨,计量翻斗受到相同的冲击力。
下有计数翻斗,装有计数用的磁钢,计量翻斗翻转一次,计数翻斗也翻转一次,并使安装在固定支架上的干簧管通断一次,输出一个脉冲。
图表 3 雨量传感器4）气压传感器芬兰Vaisala公司制造的PTB220数字气压表的感应元件是硅电容压力敏感元件，硅电容C p值随大气压的变化而变化。
在一个高级RC振荡电路中，硅电容压力敏感元件的C P是重要参数。
测出RC振荡电路的频率即可计算出C P值，从而计算出大气压值。
传感器由两个一端密封的同轴圆筒组成。
内筒为振动筒，其弹性模数的温度系数很小(α≤±1×10-5 ℃-1)。
外筒为保护筒。
两个筒的一端固定在公共基座上，另一端为自由端。
线圈架安装在基座上，位于筒的中央。
线圈架上相互垂直地装有两个线圈，其中激振线圈用于激励内筒振动，拾振线圈用来检测内筒的振动频率。
两筒之间的空间被抽成真空，作为绝对压力标准。
内筒与被测气体相通，于是筒壁为作用在筒内表面的压力所张紧，这一张力使筒的固有频率随压力的增加而增加，测出其频率即可知压力。
图表 4 气压传感器气压传感器已智能化，其自身带RS-232C串行通信口，通过该通信口可直接读取气压值。
中尺度自动站中，为PTB220传感器提供的电源电压为+12V，为振筒式气压传感器提供的电源电压为+5V。
中尺度自动站出厂时，气压传感器已安装在数据采集器中，不需要再进行现场安装。
5）其它传感器早期的中尺度自动站测量温度和湿度时，所选用的传感器为通风干湿球传感器。
它的感应元件是性能相同的两支铂电阻，称为干球和湿球，测得的干球温度即气温，湿度则通过干球温度和湿球温度按一定的计算公式计算得出。
图表 5 通风干湿球传感器前些年，应用户的特殊要求，中尺度自动站中还用过一些测量其它气象要素的传感器，如超声波蒸发传感器、紫外线传感器、海水温盐仪等，这里不再一一介绍。
图表 6 中尺度自动站曾用过的其它特种要素传感器三、采集器1、功能数据采集器是自动站的核心，数据采集、计算处理、存贮、通信等功能均由采集器实现。
1）测量能自动测量气压、温度、湿度、风向、风速、雨量等气象要素，可计算生成露点温度、水汽压等相关要素。
能对测量及计算得到的数据进行质量控制。
2）存贮老的中尺度站（如ZQZ-AE、ZQZ-AE2）数据采集器内可保存七天的正点气象观测资料，目前主打产品ZQZ-A型的数据采集器可保存一个月的正点资料，外加七天以上的加密资料。
3）通信通过标准RS-232C串行通信口对外进行命令交互的数据传输。
目前，ZQZ-AE和ZQZ-AE2提供两个串口，可同时使用；ZQZ-A型只有一个串口。
在中尺度自动站的后续改进工作中，将保证中尺度站对外提供二个串口，以满足用户的需求。
2、各型采集器简介（历史延革）图表7 ZQZ-AE型（室内型）图表8 ZQZ-AE型（室外型，蓄电池外置）图表9 ZQZ-AE型（室外型，蓄电池内置）图表10 移动式3、五、通信方式图表11 多种通信方式由于GPRS/CDMA1X方式在费用、实时性、网络覆盖面等方面的优势，目前已成为中尺度自动站通信的首选，而且随着各地加密观测的不断深入开展，中尺度自动站布点越来越多，基本以区域性地面气象监测网的形式进行构建。
图表12 组网系统六、电源（参考《中小尺度自动气象站用户手册》相关内容）交流供电太阳能供电七、参考资料《地面气象观测规范》（2004版）《气象仪器和观测方法指南》（WMO第六版）《地面气象观测数据文件和记录簿表格式》《加密自动气象（雨量）站数据文件格式》《中小尺度自动气象站用户手册》各传感器使用说明书风杆使用说明书基础施工图。