综合自动化的基本概念及发展过程
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。
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。
综合自动化的基本概念
综合自动化的基本概念综合自动化是指将多种自动化技术和系统集成在一起，实现多个工作过程的自动化。
它结合了机械、电子、控制、传感器、网络等技术，通过先进的软件和硬件设备实现不同系统之间的信息传递和控制。
综合自动化旨在提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并提供更安全、更可靠的工作环境。
一、综合自动化的发展历程自动化技术的发展经历了多个阶段。
最早期的机械自动化，主要利用机械装置实现生产过程中的重复工作。
随着电子技术的发展，电子自动化出现了，使用电子元器件来控制和监测自动化系统。
在计算机技术的引入下，出现了计算机自动化，实现了更复杂的自动控制和管理。
到了现在的综合自动化阶段，涵盖了多种自动化技术和系统的集成，能够实现更高效、更精细化的生产。
二、综合自动化的特点1. 系统集成能力强：综合自动化将多个自动化系统进行深度集成，实现了信息的共享和协同工作。
2. 高度自动化：综合自动化利用各种先进的技术和系统，实现了高度自动化的生产过程。
3. 网络化：综合自动化系统通过网络将不同的系统连接在一起，实现了远程监测和控制。
4. 数据化：综合自动化通过传感器和数据采集系统，获取大量的生产数据，并进行分析和处理。
5. 灵活性：综合自动化系统能够根据实际需求进行调整和改变，适应不同生产环境和工艺要求。
三、综合自动化的应用领域综合自动化广泛应用于各个行业和领域，如制造业、能源、交通、医疗、物流等。
1. 制造业：综合自动化在制造业中应用广泛，能够提高生产效率、降低成本，并实现产品质量的精确控制。
2. 能源：综合自动化在能源领域的应用，可以实现能源的合理利用和节约，提高能源的综合利用效率。
3. 交通：综合自动化在交通领域可以实现交通流量的控制和管理，提高交通的安全性和效率。
4. 医疗：综合自动化在医疗领域的应用，可以提高医疗设备的自动化程度，改善医疗服务质量。
5. 物流：综合自动化在物流领域的应用，可以实现物流过程的自动化和智能化，提高物流效率。
变电站综合自动化第一章(丁书文版)
变电站综合自动化的概念
综合自动化阶段（８０年代后期）
变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量 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、通信技 术、现代电力电子技术、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、控制、保 护、与上级调度通信的综合性自动化功能。
图1-5 大型变电站分层分布式集中组屏结构形式
分层分布式集中组屏综自系统结构特点： 功能尽量下放原则，能在本间隔层就地完
成的功能，绝不依赖通信网，减少设备故 障影响范围； 多CPU分布式工作方式，减轻主机负担； 保护相对独立； 保护、监控数据存放在数据库，调度中心 可直接调取，提高无人站的可靠性； 通信控制机完成与调度中心的信息互传。
（三）分散与集中相结合
间隔层＋变电站层+管理层 面向对象：面向一次设备（一条出线、一台主 变。。。）。 间隔层按间隔划分，以每个电网元件为对象，集测量、 控制、保护集中于一体，设计在同一个机箱中，将这种 模块单元分散安装在一次主设备的开关柜中。（低压配 电线路） 功能分布与物理分散相结合。 各模块单元与监控主机通过网络联系。 高压线路保护，变压器保护，自动装置（备自投、电压 无功控制，低频减载）仍可集中安装在中央控制室内。
第三节变电站综合自动 化的结构及配置
设计的原则和要求
功能、配置服从电网调度自动化的总体设计 功能配置下放原则 应能全面替代常规二次设备。 微机保护的软硬件与监控系统既相对独立，又 相互协调。 微机保护应有通信功能 应能满足无人值班的要求。 有可靠的通信网络和通信协议。 有良好的抗干扰能力。
设计的原则和要求
电压和无功控制
变电所综合自动化的概念、特点及基本功能
备用电源自投控制功能：
备用电源自投装置是因为电力系统故障或其他原因使工作电 源被断开后，能迅速将备用电源、备用设备或其他工作正常的电 源投入工作，使失去工作电源的用户能迅速恢复供电的一种自动 控制装置。
变电所综合自动化系统的通信功能：
变电所综合自动化系统的通信网络的任务体现在两个 方面，一方面，各个单一功能的子系统间具有很强的通信 功能；另一方面，先进的自动化系统应能替代远程终端的 全部功能，与调度中心具有很强的通信功能
变电所综合自动化的特点及优越性
优越性：
1）变电所综合自动化系统利用计算机技术和通信技术，改变 了传统二次模式，实现了信息共享，简化了系统，减少了连接电 缆，减少了占地面积，降低了造价，改变了变电所的面貌。 2）提高了变电所的自动化水平，减轻了值班员和技术人员的 工作量。 3）先进的通信功能为各级调度提供了更多变电所的信息。 4）为无人值班管理模式提供了更好的条件。 5）全面提高了变电所运行的可靠性和经济性。
微机保护子系统的功能：
微机保护是综合自动化系统的关键环节，可以说综合自动化 系统是从微机保护的研究开始的。微机保护既可以用于综合自动 化系统中，也可以单独代替传统保护用于传统变电所技术。
电压、无功综合控制子系统的功能：
电压水平和功率因数是两个重要的电气参数，电压、无功综 合控制也是变电所综合自动化系统的一个重要组成部分。源自变电所综合自动化的特点及优越性
特点：
1）结构特点：分散和分层。 2）功能特点：保护、测量、控制逐步形成一体化设备。 3）通信特点：构建一个标准化得三层网络系统，既设备层、 变电所层、调度层。 4）采样特点：数据采样逐步由直流采样过度到直流、交流采 样方式。 5）监视特点：操作监视屏幕化。 6）管理特点：变电所综合自动化技术集继电保护功能、自动 控制功能、测量表计功能、接口功能及系统管理功能为一体，完 成对变电所的自动化管理。
对自动化专业的理解 自动化的认识
对自动化专业的理解自动化的认识自动化是一门综合性学科，它涵盖了电子技术、计算机技术、控制技术和信息技术等多个领域。
它的核心目标是通过使用各种自动化设备和系统，实现对生产过程、工业设备和各种系统的自动控制和管理。
自动化技术的应用范围非常广泛，包括工业生产、交通运输、能源管理、环境保护、医疗卫生、农业等各个领域。
自动化的认识主要包括以下几个方面：1. 自动化的基本概念：自动化是指通过使用各种自动化设备和系统，实现对生产过程、工业设备和各种系统的自动控制和管理。
它的目标是提高生产效率、降低成本、提高产品质量和安全性。
2. 自动化的发展历程：自动化技术的发展经历了多个阶段。
最早的机械自动化是通过机械装置实现的，后来随着电子技术的发展，浮现了电子自动化。
而现在，随着计算机技术和信息技术的不断进步，浮现了计算机控制和网络控制等先进的自动化技术。
3. 自动化的关键技术：自动化技术的实现离不开一系列关键技术的支持。
其中包括传感器技术、执行器技术、控制算法、通信技术、人机交互技术等。
这些技术的不断创新和应用，推动了自动化技术的发展。
4. 自动化的应用领域：自动化技术在各个领域都有广泛的应用。
在工业生产中，自动化技术可以实现生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在交通运输领域，自动驾驶技术可以提高交通安全性和交通效率。
在能源管理中，自动化技术可以实现能源的自动监测和控制，提高能源利用效率。
5. 自动化的优势和挑战：自动化技术的应用带来了许多优势，如提高生产效率、降低成本、提高产品质量和安全性。
但同时也面临一些挑战，如技术创新的速度、人机协同的问题、信息安全等。
总之，自动化是一门非常重要的学科，它的发展对于提高生产效率、降低成本、改善人们生活质量具有重要意义。
对于自动化专业的学习和理解，需要掌握相关的基础知识和技术，并不断关注自动化技术的最新发展和应用。
通过不断学习和实践，可以在自动化领域中发挥重要的作用。
变电站综合自动化系统ppt课件
2024/6/1
22
图 2.2 采样过程
2024/6/1
23
2.2.3 安全监控功能
1.对采集的模拟量不断进行越限监视，如 发现越限，立刻发出告警信息，同时记 录和显示越限时间和越限值，并将越限 情况远传给调度中心或控制中心。
2024/6/1
13
1.3.4 变电站综合自动化全面提高无人值 班变电站的技术水平
（1）提高了变电站的安全、可靠运行水平。
（2）提高电力系统的运行、管理水平和技术水平
（3）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投 资。
（4）提高供电质量，提高电压合格率，降低电能 损耗。
（5）减少维护工作量。由于综合自动化系统中的 微机保护装置和自动装置，都具有故障自诊断功 能，装置内部有故障，能自动显示故障部位，缩 短了维修时间 。
系统到90年代，成为热门话题。
2024/6/1
9
1.2 变电站综合自动化的发展过程
1.2.2 我国变电站自动化的发展过程
2024/6/图1 1.2.2 变电站微机监测、保护综合控制系统框图 10
1.3 变电站综合自动化与无人值班
1.3.1国外无人值班的发展简况
西欧、北美、日本等发达国家的绝大多数变电站， 包括许多500kV、380kV的变电站也都实行无人值班。 例如：巴黎，1985年建立新一代的计算机自动管理系 统，所有225/20kV变电站都由调度中心集中控制。调 度室可掌握所有225/20kV变电站及20kV主网络运行状 况，当电网发生事故时，调度中心可以直接进行必要
2024/6/1
7
1.2 变电站综合自动化的发展过程
SDCS－1按功能分为3个子系统：
（1）继电保护子系统
变电站综合自动化技术ppt课件
调度
总控通信单元 （远动工作站）
保护装置
110KV部分
35KV,10KV部分
监控工作站
测控装置
第三方智能设备
保护测控装置
RS232/422/485
MODEM
路由器
调度
远动工作站）
保护装置
110KV及以下变电站综合自动化系统典型结构图
35KV,10KV部分
110KV部分
特点： 10KV保护测控一体化,110KV线路保护测控独立, 可靠性,经济性 2. 现场总线与以太网并存(现状) 3. 以太网取代现场总线(不久将来) 4. 淡化后台作用,加强远动工作站性能,适应集控站模式,无人值班模式
过程层 (电子PTCT,智能开关)
变电站层 (包括网络)
间隔层 (保护,测控,故障录波,IED…)
变电站自动化系统(SAS)
上级调度 控制中心
远方控制层
结构特点: •全开放式,所有智能电子设备(IED)通信接入 •分层分布式,以太网为主,现场总线和串口通信为辅 •监控后台 •以面向对象(间隔)设计为主,面向功能设计为辅 •能适应未来技术的发展,如IEC61850
微机型或大规模集成电路型
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
综合自动化的基本概念及发展过程[导读]变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务曾柳霞（广东电网公司佛山供电局广东佛山528000）【摘要】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。
【关键词】变电站综合自动化；基本概念；发展过程Basic concept of integrated automation and development processZeng Liu-xia(Guangdong Grid Foshan Power Supply Bureau CorporationFoshanGuangdong528000) 【Abstract】Substation integrated automation system is the use of advanced computer technology, modern electronic technology, communication technology and information processing technologies to realize substation secondary equipment (including relay protection, control, measurement, signal, fault recording, automatic devices and far dynamic devices, etc.) to re-combination of features to optimize the design of the substation operation of all equipment, the implementation of monitoring, measurement, control and coordination of an integrated automation system. Through the substation automation system devices in the mutual exchange of information, data sharing, the completion of substation monitoring and control tasks to run.Integrated substation automation replaces the conventional substation secondary equipment, simplifying the substation secondary wiring. Substation substation automation is to improve the level of safe and stable operation and reduce operation and maintenance costs, improve economic efficiency, to provide users with high-quality power is an important technical measures.【Key words】Substation automation; Basic concepts; Development process 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. 发展变电站综合自动化的必要性变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。
变电站继电保护、监控自动化系统是保证上述任务完成的基础。
在电网统一指挥和协调下，电网各节点(如变电站、发电厂)具体实施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。
因此，变电站自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。
作为变电站自动化系统，它应确保实现以下要求：(1)检测电网故障，尽快隔离故障部分。
(2)采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制。
(3)采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考。
(4)实现当地后备控制和紧急控制。
(5)确保通信要求。
因此，要求变电站综合自动化系统运行高效、实时、可靠，对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。
同时，又必须与电网系统进行实时、有效的信息交换、共享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下空间。
传统变电站中，其自动化系统存在诸多缺点，难以满足上述要求。
例如：(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)远动功能不够完善，提供给调度控制中心的信息量少、精度差，且变电站内自动控制和调节手段不全，缺乏协调和配合力量，难以满足电网实时监测和控制的要求。
(5)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。
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：一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；二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；三是市场经济的发展，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。
2. 变电站综合自动化系统的发展过程现有的变电站有三种形式：第一种是传统的变电站；第二种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站；第三种是全面微机化的综合自动化变电站。
变电站自动化的发展可以分为以下三个阶段。
2.1由分立元件构成的自动装置阶段。
20世纪70年代以前，由研究单位和制造厂家生产出的各种功能的自动装置，（比如我公司采用的自动重合闸装置、低频自动减负荷装置、备用电源自动投入、直流电源和各种继电保护装置等），主要采用模拟电路，由晶体管等分立元件组成，对提高变电站和发电厂的自动化水平，保证系统安全运行，发挥了一定的作用。
但这些自动装置，相互之间独立运行，互不相干，而且缺乏智能，没有故障自诊断能力，在运行中若自身出现故障，不能提供告警信息，有的甚至会影响电网安全。
同时，分立元件的装置可靠性不高，维护工作量大，装置本身体积大，不经济。
2.2以微处理器为核心的智能化自动装置阶段。
随着我国改革开放的发展，微处理器技术开始引入我国，并逐步应用于各行各业。
在变电站自动化方面，用大规模集成电路或微处理机代替了原来的继电器晶体管等分立元件组成的自动装置，利用微处理器的智能和计算能力，可以发展和应用新的算法，提高了测量的准确度和可靠性；能够扩充新的功能，尤其是装置本身的故障自诊断功能，对提高自动装置自身的可靠性和缩短维修时间是很有意义的；此外，由于采用了数字式，统一数字信号电平，缩小了体积等，其优越性是明显的。
由于这些微机型的自动装置，只是硬件结构由微处理器及其接口电路代替，并扩展了一些简单的功能，虽然提高了变电站自动控制的能力和可靠性，但基本上还是维持着原有的功能和逻辑关系，在工作方式上多数仍然是各自独立运行，不能互相通信，不能共享资源，变电站和发电厂设计和运行中存在的问题没有得到根本的解决。
3. 变电站综合自动化系统的发展阶段我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。
到70年代初，便先后研制出电气集中控制装置和集保护、控制、信号为一体的装置。
在80年代中期，由某大学研制的35kV变电站微机保护、监测自动化系统在某变电站投入运行。
与此同时某省京自动化研究院也开发出了220kV某河口变电站综合自动化系统。
此外，国内许多高等校及科研单位也在这方面做了大量的工作，推出一些不同类型、功能各异的自动化系统。
为国内的变电站自动化技术的发展起到了卓有成效的推动作用。
进入90年代，变电站综合自动化已成为热门话题，研究单位和产品如雨后春笋般的发展，具有代表性的公司和产品有：某四方公司的CSC 2000系列综合自动化系统，某集团公司的BSJ2200计算机监控系统，某有限公司的RCS一9000系列综合自动化系统，某Power comm 2000变电站自动化监控系统，国电南瑞的PS 6000系列综合自动化系统，许继电气公司的CBZ一8000系列综合自动化系统等。