分层分布式综合自动化变电站结构简介
分层分布式综合自动化变电站结构简介
操作员工作站，包括操作系统和应用软件，从主机 数据库调用数据。提供友好的人机对话界面，以实 现变电站的运行监视和控制。
工程师工作站，主要为监控系统维护人员使用，具 备对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验 及数据库的修改等功能。
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“分布”体现在“功能的分布化”上，也就是对智能 电子设备的设计理念上由集中式自动化系统中的面向 厂、站转变为面向对象（一次设备的一个间隔）。分 布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其它 模块正常运行 。
分层分布式结构示意图
二、站控层的构成及功能
站控层主要由监控主机、操作员站、工程师站、远 动服务器等设备组成。
110kV及以上电压等级的设备按电气设备间隔配置 保护装置及测控单元，35kV及以下设备采用保护、 测控一体化装置。
间隔层采集和处理一、二次设备的测量和状态信息， 通过网络传给站控层设备监控主机和远动服务器， 同时接受站控层发出的命令。间隔层也可独立完成 对断路器和隔离开关等设备的控制操作。
间隔层构成方式
1、分布集中式：把保护、测控装置按功能组装成多个 屏，例如：主变保护屏、主变测控屏、线路保护屏等 等，集中安装在主控室中。
2、分布分散式：35kV、10kV保护、测控一体化装置 安装于一次高压开关柜。
四、网络层的构成及功能
包括站控层网络设备和间隔层网络设备。通常由网 络交换机、光电转换器、接口设备和网络传输介质 组成。
远动服务器，直接从网络层采集间隔层和通信规约 转换接口的数据，处理后，按照调度端的远动通信 规约，实现与调度自动化的数据交换。
变电站综合自动化 (2)
变电站综合自动化变电站综合自动化是指通过应用先进的信息技术和自动化控制技术，对变电站的运行、监测、控制、保护等各个环节进行集成和自动化管理。
其目的是提高变电站的运行效率、可靠性和安全性，减少人为操作错误和事故发生的风险，提升电力系统的稳定性和可持续发展能力。
一、综合自动化系统架构变电站综合自动化系统包括监控系统、控制系统、保护系统、通信系统和辅助系统等多个子系统，各个子系统之间通过网络进行数据交互和信息共享。
系统架构普通分为三层：上层管理层、中层控制层和下层执行层。
1. 上层管理层：主要负责对整个变电站的运行状态进行监测、分析和管理。
包括运行状态监测系统、数据管理系统、故障诊断系统等。
2. 中层控制层：主要负责对变电站设备进行控制和调度。
包括自动控制系统、调度管理系统、智能优化系统等。
3. 下层执行层：主要负责对变电站设备进行实时监测和控制。
包括保护系统、监控系统、通信系统等。
二、综合自动化系统功能要求1. 运行监测：对变电站设备的运行状态进行实时监测和数据采集，包括电流、电压、温度等参数的监测。
2. 远程控制：通过远程操作终端，实现对变电站设备的远程控制和调度，包括开关、断路器、遥控装置等的控制。
3. 故障诊断：通过对变电站设备运行数据的分析，实现对故障的自动诊断和预警，提高故障处理的效率和准确性。
4. 保护功能：对变电站设备进行电气保护，包括过电流保护、过电压保护、短路保护等，确保设备和人员的安全。
5. 数据管理：对变电站设备的运行数据进行采集、存储和管理，包括历史数据查询、报表生成等功能。
6. 通信功能：建立可靠的通信网络，实现各个子系统之间的数据交互和信息共享，包括局域网、广域网等通信方式。
7. 可视化界面：提供直观、友好的操作界面，方便用户对变电站设备进行监控和操作。
8. 安全性保障：采用多层次的安全措施，确保系统的数据和操作的安全性，防止非法入侵和数据泄露。
三、综合自动化系统应用示例1. 运行监测：通过实时监测变电站设备的运行状态，及时发现异常情况并进行处理，提高设备的可靠性和运行效率。
变电站综合自动化系统结构
电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。
变电站综合自动化是一项提高变电站安全可靠稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能服务的综合措施。
随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或者更新传统的变电站二次系统已经成为必然趋势；另一方面，保护系统本身也需要有自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能，为此发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展新的趋势。
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构。
按变电站被监控对象或者系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。
分布式系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。
分布式模式普通按功能设计，采用主从CPU 系统工作方式，多CPU 系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU 运算处理的瓶颈问题。
各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或者串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统，较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。
分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。
该模式在安装上可以形成集中组屏或者分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。
分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。
但是目前还存在着抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
集中式普通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量、开关量等信息，集中进行计算和处理，分别完成变电站的微机监控、微机保护和自动控制等功能。
由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通信等功能。
集中式系统的主要优点是：结构紧凑、体积小，可大大减少站地面积；造价低，特别是对35kV 或者规模较小的变电站更为有利。
变电站综合自动化系统结构报告
变电站综合自动化系统结构报告变电站是电力网络中线路的连接点，承担着电压和功率的变换、电能的收集和分配等功能。
它的运行直接影响到整个电力系统的安全、可靠和经济运行。
然而，变电站的运行很大程度上取决于其二次设备的性能。
现有变电站有三种类型:一种是常规变电站；一种是部分由微机管理并具有一定自动化水平的变电站，另一种是完全计算机化的综合自动化变电站。
对于常规变电站来说，其致命弱点是不具备自诊断、故障记录分析、能力和资源共享的能力，无法检测二次系统本身的故障，也无法全面记录和分析运行参数和故障信息。
全计算机化的综合自动化变电站用计算机化的二次设备取代了传统的分立设备。
它集继电保护、控制、监视和远动功能于一体，实现了设备和信息资源的共享，使变电站的设计简单紧凑，实现了变电站更安全可靠的运行。
同时系统二次接线简单，减少了二次设备的占地面积，使变电站二次设备以崭新的面貌出现。
1.1变电站综合自动化简介1.1.1变电站综合自动化的基本概念变电站综合自动化是将变电站二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动化装置和远动装置)的功能进行组合和优化，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，实现整个变电站的主设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护的综合自动化功能，与调度进行通信。
变电站综合自动化系统，即由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，取代了常规的测量和监视仪表、常规的控制屏、中央信号系统和遥控屏，用微机保护取代了常规的继电保护屏，改变了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
因此，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术在变电站领域的综合应用。
变电站综合自动化系统可以收集比较完整的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。
变电站综合自动化系统具有功能集成、结构计算机化、运行监控屏幕化和运行管理智能化的特点。
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
简述变电站综合自动化系统的结构及组成
变电站综合自动化系统是指用于实现变电站自动化控制和监视的一种集成化系统。
该系统通过集成各种自动化设备和软件，实现对变电站的综合监控、保护、控制和通信等功能。
变电站综合自动化系统的结构主要包括以下几个方面：
1. 数据采集系统：负责采集各种传感器和仪器的输入数据，如电流、电压、温度等。
通常采用PLC、RTU等设备来实现数
据采集。
2. 控制系统：负责对变电站设备的控制操作，包括开关的控制、断路器的操作、遥控等。
通常采用主站与站控器相结合的方式，使用远动装置来实现远距离的控制功能。
3. 保护系统：负责对变电设备和电力系统进行保护，包括对电流、电压、频率等参数进行监测和保护。
通常采用继电器保护装置、差动保护装置等设备来实现。
4. 监控系统：负责对变电站设备及电力系统的状态进行监测和显示，包括对各种仪器设备的状态、运行参数等进行实时监控，并通过人机界面显示给操作人员。
通常采用SCADA系统来实现。
5. 通信系统：负责变电站内各个设备之间的通信以及变电站与上级调度中心之间的通信。
通常采用通信协议如IEC 61850等
来实现设备之间的互联互通。
综合自动化系统通常还包括数据存储、数据处理分析、故障诊断、报警管理等功能，以及人机界面、报表输出、事件记录等辅助功能。
总而言之，变电站综合自动化系统主要由数据采集系统、控制系统、保护系统、监控系统和通信系统等组成，通过集成和协调各个子系统，实现对变电站设备和电力系统的快速、准确的运行控制和监视。
变电站综合自动化系统的结构形式和配置
• （1）分层（级）分布式的配置系统采用按功 的分布式多CPU系统
• （2）继电保护相对独立 • （3）具有与系统控制中心通信功能 • （4）模块化结构，可靠性高 • （5）室内工作环境好，管理维护方便
能划分
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分层分布式系统集中组屏结构的综合自动化系统框图(一)
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分层分布式系统集中组屏结构的综合自动化系统框图(二)
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全分散式结构形式
• 将每个电网元件（包括变压器，高、低压线路，电容器等）的保护、控制、测量功能设计安装在同一个微 机装置中，并且分散安装在各个开关柜中，然后通过通信网络和监控主机进行信息交换。这种结构形式中， 主控室内只有监控用的微机和直流操作电源及网络信号集中转换的柜子，主控室结构简单，设备环境好， 检修更方便。
护控制模式 • 分层是指变电所综合自动化系统按逻辑上划分为三层，即站级管理层、通信层、间
隔层
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综合自动化技术发展方向
• 系统结构的转变 • 智能电子装置的发展 • 光感互感器的应用 • 监控系统的发展 • 人工智能技术的发展应用
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通信方式的发展
•以太网通信结构
•
是一种总线型拓扑结构，增减用户方便，某一节点故障不影响其他部分工作。
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调度端
牵引变电所
监控机 监控机
变
电
所
主
控
通信网络
室
高压电气设备及高压开关柜
高 压 室
视 屏 盘当 地 监 控 盘1主 变 盘 # 1馈 线 盘 10并 补 盘2主 变 盘 # 计 量 盘交 流 盘直 流 盘
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变电站综合自动化系统结构设计(报告)
变电站综合自动化系统结构与功能综述关键词：变电站综合自动化系统结构功能---综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。
随着这些高科技的不断发展，综合自动化系统的体系结构也不断发生变化，其性能和功能以及可靠性等也不断提高。
从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看，其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。
1.集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统，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、开关俩个和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。
多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的卫星计算机完成的，只是每台微计算机承担的任务多些。
例如监控机要负担数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务：担负微机保护的计算机，可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。
随着微处理器的发展、微型计算机的性能价格比迅速优于小型机后，才开始发展以微处理器为核心的变电站自动化系统。
图2.1 集中式结构的综合自动化系统框图这种集中式的结构式更具变电站的规模，配置相应容量的集中式保护装置和监控主机及数据采集系统，它们安装在变电站中央控制室内。
主便延期和各进出线及站内所有电器设备的运行状态，通过TA、TV经电缆传送到忠言控制室的保护装置和监控主机。
继电保护动作信息往往是取保护装置的信号继电器的辅助触点，通过电缆送给监控主机。
这种系统的主要功能即特点是：1）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。
2）完成对变电站主要设备和进出线的保护任务3）集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。
4）造价低，尤其是对35kV或规模较少的变电站更为有利。
第7章变电站的综合自动化简介
统的壁挂式主接线模拟板，被CRT屏幕上的实时主
接线画面所取代；传统的断路器分、合闸操作，被
用鼠标或键盘在CRT屏幕上的控制所取代。传统的
声、光报警信号，被CRT屏幕画面中闪烁文字提示
或语言报警所取代。
（4）运行管理智能化 智能化不仅表现在传统的自动化功能上，如自动 报警、电压和无功的自动控制、小接地电流系统的 单相接地的自动选线以及事故判别与记录等方面。
集中式
分层分 布式
适用于变电站的回 路数较少，一次设 备比较集中，信号 电缆不长，易于设 计、安装和维护的 中低压变电站。 适用于更新建设的 中、大型企业总降 压变电站。
分布分 散式
减少了二次设备和电缆、投 资少、安装调试简单、维护 方便、站地面积小、组态灵 活、可靠性高、抗干扰能力 强、扩展性和灵活性好。
更重要的是实现故障分析和恢复操作的智能化，以
及自动化系统本身的故障自诊断、自闭锁和自恢复
等功能。
（5）测量显示数字化
变电站实现综合自化后，利用庞大的监控系
统，改变了传统人工抄表记录和指针式仪表的测量，
取而代之的是用微机控制的打印机和CRT显示屏。
这不仅使得所有数据清晰可见，减轻了工作人员的
劳动强度，而且大大的提高了测量精度和管理的科
三、变电站综合自动化系统的基本功能
操作控制
人机联系 通信
微机保护 自诊断
返 回
7-2 变电站综合自动化的结构形式
一、集中式
这种结构按信息类 型划分功能，其系统功
能模块与硬件无关，各
功能模块的连接通过模 块化软件实现。 集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等 信息，集中进行计算和处理，完成系统的监视、保 护和控制等功能。
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三、间隔层的构成及功能
间隔层主要包括继电保护及自动装置、测控装置、 间隔层主要包括继电保护及自动装置、测控装置、 及其它智能设备（ 站内交直流电源管理设备、 及其它智能设备（例：站内交直流电源管理设备、 电度表等）。 电度表等）。 110kV及以上电压等级的设备按电气设备间隔配置 110kV及以上电压等级的设备按电气设备间隔配置 保护装置及测控单元，35kV及以下设备采用保护 及以下设备采用保护、 保护装置及测控单元，35kV及以下设备采用保护、 测控一体化装置。 测控一体化装置。 间隔层采集和处理一、二次设备的测量和状态信息， 间隔层采集和处理一、二次设备的测量和状态信息， 通过网络传给站控层设备监控主机和远动服务器， 通过网络传给站控层设备监控主机和远动服务器， 同时接受站控层发出的命令。 同时接受站控层发出的命令。间隔层也可独立完成 对断路器和隔离开关等设备的控制操作。 对断路器和隔离开关等设备的控制操作。
五、分层分布式结构特点
可靠性高，任意部分设备故障只影响局部。 可靠性高，任意部分设备故障只影响局部。 可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。 可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。 以电气间隔为对象，实现面对对象设计。 以电气间隔为对象，实现面对对象设计。 继电保护相对独立。 继电保护相对独立。
分层分布式结构示意图
二、站控层的构成及功能
站控层主要由监控主机、操作员站、工程师站、 站控层主要由监控主机、操作员站、工程师站、远 动服务器等设备组成。 动服务器等设备组成。 监控主机，包括操作系统、数据库系统和应用软件。 监控主机，包括操作系统、数据库系统和应用软件。 是数据收集、处理、存储及控制的中心，可兼作操 是数据收集、处理、存储及控制的中心， 作员站，同时提供友好的人机对话界面。 作员站，同时提供友好的人机对话界面。 操作员工作站，包括操作系统和应用软件， 操作员工作站，包括操作系统和应用软件，从主机 数据库调用数据。提供友好的人机对话界面，以实 数据库调用数据。提供友好的人机对话界面， 现变电站的运行监视和控制。 现变电站的运行监视和控制。
工程师工作站，主要为监控系统维护人员使用， 工程师工作站，主要为监控系统维护人员使用，具 备对站内设备进行状态检查、参数整定、 备对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验 及数据库的修改等功能。 及数据库的修改等功能。 远动服务器， 远动服务器，直接从网络层采集间隔层和通信规约 转换接口的数据，处理后， 转换接口的数据，处理后，按照调度端的远动通信 规约，实现与调度自动化的数据交换。 规约，实现与调度自动化的数据交换。 GPS对时系统 接收全球卫星定位系统GPS 对时系统， GPS的标准授 GPS对时系统，接收全球卫星定位系统GPS的标准授 时信号， 时信号，对站内计算机监控系统和继电保护等有关 设备的始终进行校正，保证全站时钟的一致性。 设备的始终进行校正，保证全站时钟的一致性。
四、网络层的构成及功能
包括站控层网络设备和间隔层网络设备。 包括站控层网络设备和间隔层网络设备。通常由网 络交换机、光电转换器、 络交换机、光电转换器、接口设备和网络传输介质 组成。 组成。 网络传输介质，一般采用屏蔽双绞线、同轴电缆、 网络传输介质，一般采用屏蔽双绞线、同轴电缆、 光缆。 光缆。 站控层与间隔层间传送或交换的基本信息包括： 站控层与间隔层间传送或交换的基本信息包括：测 量及状态信息；操作信息；参数信息。 量及状态信息；操作信息；参数信息。 网络的连接方式就是网络的拓扑结构。目前， 网络的连接方式就是网络的拓扑结构。目前，变电 站监控系统主要采用串行数据总线、 站监控系统主要采用串行数据总线、现场总线和工 业以太网等。 业以太网等。
分层分布式综合 自动化变电站结构简介
讲解人
内容提要
分层分布式结构 站控层的构成及功能 间隔层的构成及功能 网络层的构成及功能 分层分布式结构特点
一、分层分布式结构
分层分布式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划 分为两层，即变电站层（站控层）和间隔层； 分为两层，即变电站层（站控层）和间隔层；也可分 为三层，即变电站层（站控层）、网络层和间隔层。 ）、网络层和间隔层 为三层，即变电站层（站控层）、网络层和间隔层。 分布”体现在“功能的分布化” “分布”体现在“功能的分布化”上，也就是对智能 电子设备的设计理念上由集中式自动化系统中的面向 站转变为面向对象（一次设备的一个间隔）。 ）。分 厂、站转变为面向对象（一次设备的一个间隔）。分 布式结构方便系统扩展和维护， 布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其它 模块正常运行 。
间隔层构成方式 分布集中式：把保护、 1、分布集中式：把保护、测控装置按功能组装成多个 屏，例如：主变保护屏、主变测控屏、线路保护屏等 例如：主变保护屏、主变测控屏、 集中安装在主控室中。 等，集中安装在主控室中。 分布分散式：35kV、10kV保护 保护、 2、分布分散式：35kV、10kV保护、测控一体化装置安 装于一次高压开关柜。 装于一次高压开关柜。
ห้องสมุดไป่ตู้
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