变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统
该系统是一种结合变电站自动化最新技术和发展方向，采用先进的计算机技术、嵌入式微处理器技术、DSP数字信号处理技术、以太网技术，研发出的新一代高度集成、结构紧凑、功能强劲并充分优化的变电站自动化系统。
系统适用于220kV及以下各种电压等级的升压或降压变电站，通过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。
变电站自动化系统以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标，提供了测量、控制、监视、保护、录波、通信、报表、小电流接地选线、电压无功自动补偿、五防、故障分析及其他自动化功能，在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等方面发挥了重要作用。
变电站综合自动化系统由站控层、通信层和间隔层组成。
1.站控层：包括操作员工作站、工程师工作站、五防工作站、Web工作站、GPS卫星对时系统，站控层设备采用100M工业以太网连接，根据厂站规模和用户需求可以增加工作站或减少部分工作站。
2.通信层：主要由光纤网线双绞线等通信介质、以太网交换机、通信管理机等设备组成，根据不同的厂站规模和用户需求，可自由选择RS485工业总线、星型以太网、双以太网、光纤环网等不同的组网模式，系统开放性好，组网灵活。
3.间隔层：以一次设备为对象，采用单元式配置，根据厂站规模和用户需求，可选择采用保护测控一体化设备，或者选择采用保护和测控相互独立的设备。
各单元独立性强，系统组态灵活，具有高可靠性、高扩展性。
装置维护简单方便。
变电站综合自动化系统拥有如下优点：1、完整的变电站自动化系统解决方案，以高性能的子系统构造优异的变电站自动化系统;2、系统扩展方便、功能灵活，满足变电站设备的增加及系统功能增加的需求;3、面向变电站的整体设计，将保护、测量、控制、通讯融为一体，全方位思维，大大减少了用户现场的调试量;4、采用先进的现场总线通信方式，标准的IEC60870-5-103通讯规约，大大提高了通讯速率及系统的可靠性;5、间隔层可集中组屏也可按站内一次设备分布式布置，直接安装于开关柜上，既相对独立，又节省投资;6、间隔层采用32位DSP技术，使产品的稳定性和运算速度得到保证;7、继电保护功能独立，完全不依赖于通讯网，仅通过通信层交换信息;8、友好的人机界面，全汉化菜单操作，使用户操作更简单。
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
10
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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20
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。
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统在电力系统中，变电站是连接输电网和配电网的重要环节，是电能转换、分配和控制的关键组成部分。
为了提高变电站的运行效率和安全性，变电站综合自动化系统应运而生。
一、系统架构1. 主控系统主控系统是变电站综合自动化系统的核心，负责整体的监控、管理和控制。
通常由人机界面、数据采集与处理、远程通信等模块组成，能够实时监测变电站各种设备的状态并调度控制。
2. 保护系统保护系统是变电站综合自动化系统的重要组成部分，用于实时监测电力系统的运行状态，及时发现故障并采取相应的保护措施，确保电网的稳定运行。
3. 辅助设备系统辅助设备系统包括通风、照明、消防等设备，为变电站的安全运行提供支持。
二、功能特点1. 实时监控变电站综合自动化系统能够实时监测各种设备的运行状态，及时发现问题并作出相应处理，有效减少事故发生的可能性。
2. 自动化控制系统能够根据预设的逻辑和参数实现自动化控制，提高变电站的运行效率和精度。
3. 远程通信通过网络通信技术，可以实现对变电站的远程监控和操作，方便操作人员进行远程调度。
三、发展趋势随着信息技术的不断发展，变电站综合自动化系统也在不断完善和智能化。
未来，随着物联网、云计算等技术的广泛应用，变电站综合自动化系统将更趋于智能和自动化，实现更高效、安全、可靠的电力系统运行。
四、结语变电站综合自动化系统作为电力系统的重要组成部分，发挥着关键作用。
通过不断完善和创新，可以更好地适应电力系统的发展需求，提升变电站的运行效率和安全性。
希望在未来的发展中，变电站综合自动化系统可以发挥更大的作用，推动电力系统的可持续发展。
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
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统是指用电子、通信和控制技术实现
对变电站设备和过程的监测、控制和管理的智能化系统。
其主要功能包括变电站设备状态监测、故障诊断、数据采
集和处理、远程控制和操作、报警与录波、安全保护等。
变电站综合自动化系统由以下几个主要组成部分构成：
1. 变电站智能终端单元 (RTU)：用于采集变电站各种设备
的模拟量和数字信号，并将数据传输给主站进行处理。
RTU还可以接收主站的控制命令，执行远程操作。
2. 主站系统：负责监控、控制和管理整个变电站。
主站系
统通过与RTU的通信，实现对变电站设备状态的实时监测
和故障诊断，以及对设备的远程操作和控制。
3. 通信网络：用于连接变电站的各个设备和综合自动化系
统的通信网络。
通信网络可以采用各种通信技术，如有线、无线、光纤等，以确保数据的可靠传输和通信的稳定性。
4. 数据管理系统：用于存储、处理和管理变电站的各种数据。
数据管理系统可以对采集的数据进行实时分析和统计，生成各种报表和图表，为变电站运行和维护提供有力的支持。
变电站综合自动化系统的应用可以提高变电站运行的可靠
性和安全性，提高设备利用率和运行效率，减少人工操作
和维护工作，减少故障的发生和处理时间，提升整个电网
的运行水平和管理能力。
变电站综合自动化系统的几点理解及认识
变电站综合自动化系统的几点理解及认识随着电力行业的发展，变电站综合自动化系统越来越受到人们的关注。
这种系统涉及到多个领域，包括电子技术、通信技术、控制技术等等。
本文将就变电站综合自动化系统的几点理解及认识做一详细的分析。
一、什么是变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统是指在变电站中应用现代计算机、通讯、控制等科学技术手段，自动实现电力系统在运行、控制、保护等方面的管理和控制。
通过对变电站的设备、系统和操作过程进行监控，实现对电网的远程及自动化控制，提高输电效率，保障电网的稳定、安全、可靠运行。
二、变电站综合自动化系统的组成及功能1. 组成变电站综合自动化系统主要由自动化控制系统、通信系统、保护系统、计算机网络系统、配电单元、BV接口单元、电能质量测量装置、能源管理系统以及同步远传控制系统等多个子系统和部件组成。
2. 功能(1) 远程监控：实现对变电站内外系统设备运行状态、检修、管理、控制等各种信息的监控及人机对话。
(2) 远程计量：实时监视电网的电量、电压、电流等参数，收集有关的数据并进行处理。
(3) 远程调控：依据电网的运行情况对电力系统运行模式进行调整，实现对电网的远程控制。
(4) 远动保护：实现变电站内自投自断、自恢复等自动化保护动作，提高电网的稳定性和可靠性。
(5) 远程操作：可实现对变电站设备的远程开机、关机、重启等操作，提高操作效率。
(6) 通讯能力：实现变电站内、外通信的定时、定向、点对点、广播等各种通讯方式。
三、变电站综合自动化系统的优势(1) 可实现对变电站设备的远程监控和操作，提高操作效率。
(2) 可以实时监视电网的电量、电压、电流等参数，及时发现电力设备的异常，提高电网的稳定性和可靠性。
(3) 可以自动进行保护动作，提高电力系统的安全防护能力。
(4) 可以实现对电网的实时控制，提高输电效率。
(5) 可以进行电量测量和数据分析，在实现电网控制的同时，提高能源管理水平。
四、变电站综合自动化系统的发展趋势(1) 智能化：随着人工智能技术的不断发展，变电站综合自动化系统将不断智能化，实现对电力系统运行的高度智能化管理。
变电站综合自动化原理与系统
变电站综合自动化原理与系统电力系统中的变电站综合自动化系统是通过引入先进的信息技术、通信技术和自动控制技术，对变电站的监测、控制、保护等功能进行集成和自动化的系统。
以下是变电站综合自动化系统的一般原理和组成部分：1.监测与测量：•使用传感器、计量装置等设备对电力系统的各个参数进行实时监测，如电流、电压、频率等。
2.通信系统：•引入高速、可靠的通信网络，将变电站内的设备连接起来，实现数据的实时传输与共享。
常见的通信方式包括光纤通信、无线通信等。
3.数据采集与处理：•将监测到的各种数据进行采集和处理，通过计算机系统进行数据分析、转换和存储。
4.保护与自动化控制：•利用智能保护装置，对电力系统进行实时保护，包括过流保护、过电压保护等。
•引入自动化控制系统，对电力系统进行调度、运行控制，确保系统的安全稳定运行。
5.SCADA系统（监控与数据采集系统）：•SCADA系统用于实时监测和远程控制变电站的运行状态，可视化地展示电网的运行情况。
6.HMI（人机界面）：•通过人机界面，操作人员可以直观地了解电力系统的运行状态，进行实时监控和控制。
7.故障诊断与报警：•系统能够通过故障诊断技术对电力系统中的异常情况进行分析，并及时产生报警信息。
8.能效管理：•引入能效管理系统，对电力系统的能源利用效率进行监测和管理，提高能源利用效率。
9.远程操作与维护：•支持远程操作和维护，可以通过远程方式对变电站进行调度和维护，降低人员风险。
10.历史数据记录与分析：•系统能够记录和存储历史运行数据，以供分析、优化和故障排查使用。
综合自动化系统通过对电力系统各个方面的综合管理，提高了电力系统的运行效率、安全性和可靠性。
这种系统的设计原理和应用可根据特定的变电站规模、功能需求和技术水平而有所不同。
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浅析变电站综合自动化系统
摘要：本文简要介绍了变电站综合自动化系统的重要性和概念，分析变电站综合自动化的系统结构、通讯方式和能实现的基本功能。
关键词：变电站综合自动化概念系统结构基本功能
一、概述
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一项措施。
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，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能变电站综合自动化的概念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。
这里变电站综合包括两方面：
（1）横向综合，是指利用计算机将不同厂家的设备连在一起，替代或升级老设备的功能。
（2）纵向综合，是指在变电站层这一级，提供信息、优化、综合处理分析信息和增加新的功能，增强变电站内部、各控制中心间
的协调能力。
二、系统结构
目前变电站综合自动化大致存在以下几种结构：集中组屏式、分层分布式、完全分散式和分散集中结合式等四种类型.
1、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、开关量和数字量等信息，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。
这种结构的特点：
①能实时采集变电站中各种电气设备的模拟量、脉冲量、开关状态量，完成变电站的数据采集、实时监控、制表、打印、追忆及crt显示功能。
②值班员可通过画面操作，并能检查操作的正确与否。
③系统具有自诊断功能和自恢复功能，当设备受到外界瞬间干扰信号而影响正常工作时，系统能发出自恢复命令，使设备立即进入正常工作状态。
④造价低，适合小型变电站的新建或改造。
集中式结构最大的缺点是：
（1）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，因此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性。
（2）集中式结构，软件复杂，修改工作量大，系统调试麻烦。
（3）组态不灵活，对不同主线或规模不同的变电站，软硬件都
必须另行设计，工作量大，因此影响了批量生产，不利于推广。
（4）集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。
2、分层分布式结构：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。
（1）间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和继电保护部分。
（2）站控层的主要功能就是作为数据集中处理和保护管理，担负着上传下达的重要任务。
（3）管理层由一台或多台微机组成，具有数据处理、画面显示、打印、谐波分析计算等功能，这种微机操作简单方便，界面汉化，使运行值班人员极益掌握。
分层分布式集中组屏综合自动化系统结构特点
（1）可靠性高，可扩展性和灵活性高；
（2）二次电缆大大简化，节约投资也简化维护量。
（3）分布式系统为多cpu工作方式，各装置都有一定数据处理能力，从而减轻了主控制机的负担。
（4）继电保护相对独立。
（5）具有与系统控制中心通信功能。
（6）适合于老站改造。
主要缺点是安装时需要的控制电缆相对较多，增加了电缆投资。
3、集中分散结合式：是指既有集中部分又有分散部分。
按集中和分散的不同结合可分为：局部集中-总体分散结构、高压集中-配电分散结构，其基本特点是：
（1）配电线路的保护和测控单元，分散安装在各开关柜内，简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积；
（2）高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构，保护屏安装在控制室或保护室中，处于比较好的工作环境中，有利于提高可靠性；简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆；
（3）模块与监控主机间通过局域网或现场总线连接，原来变电站内大量的信号传输改变为数据传输，抗干扰能力强，可靠性高；
（4）分层分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。
4、完全分散式
是指以变压器、断路器、母线等一次主设备为安装单位，将保护、控制、输入/输出、闭锁等单元就地分散安装在一次主设备的开关屏（或柜）上，安装在主控制室内的主控单元通过现场总线与这些分散单元进行通信，主控单元通过网络与监控主机联系。
其基本特点是：
（1）系统部件完全依主设备分散安装分层分布式的配置；
（2）节约控制室面积；
（3）节约二次电缆；
（4）综合性能强；
（5）可减少调度—控制间故障的发生。
三、常见通讯方式
目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论
rs-232c、eia-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。
现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。
常见的通讯方式有：
（1）双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kv变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网。
（2）单以太网，双/单监控机模式。
（3）双lon网，双监控机模式。
（4）单lon网，双/单监控机模式。
四、变电站自动化系统实现的功能
1、微机保护功能：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。
各类保护应具有下列功能：
1）故障记录
2）存储多套定值
3）显示和当地修改定值
4）与监控系统通信。
根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。
当前整定值及自诊断信号。
接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。
通信应采用标准规约。
2、数据采集及处理功能
包括状态数据，模拟数据和脉冲数据
1）状态量采集
状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。
目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。
2）模拟量采集
常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。
馈线电流，电压和有功、无功功率值。
3、事件记录和故障录波测距
事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。
变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，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，即由微机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监控系统由监控系统存储和分析。
4、控制和操作功能
操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。
为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。
5、防误闭锁功能
6、系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能，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，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。
7、数据处理和记录
历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：1）断路器动作次数；
2）断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；
3）输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；
4）独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；
5）控制操作及修改整定值的记录。
根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。
8、人机联系系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。
9、本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。
还应具有同调度中心对时，统一时钟的功能和当地运行维
护功能。
五、结语
通过以上分析，可以看到变电所综合自动化对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化，提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用，它将能大大加强电网一次、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。