变电站综合自动化系统介绍
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 。
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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
4、其他某些重要控制设备，例如备用电源自动投入装置、控制电容器投切和变压 器分接头有载切换旳无功电压控制装置等，也不依赖通信网，而设置专用旳装置放在 对应间隔屏上。
继电保护是无人值班变电站综合自动化系统旳关键环节，其功能旳安全可靠性，直 接影响整个系统，因此还必须具有如下附加功能：
1、继电保护旳通信功能和信息量； 2、具有与系统统一时钟对时功能； 3、存储多种保护整定值功能； 4、当地显示与远方查看和修改保护定值； 5、设置保护管理机和通信控制机，负责对各保护单元旳管理； 6、故障自诊断、自闭锁和自恢复功能； 7、自动重叠闸功能。
一般变电站应报警旳参数有：母线电压报警；线路电流负荷越限报警；主变压器过 负荷报警；系统频率偏差报警；消弧线圈接地系统中性点位移电压越限及合计时间 超过容许值时报警；母线上旳进出功率及电度量不平衡越限报警；直流电压越限报 警等。 3、故障录波与测距功能 进行故障记录，并能对故障进行录波，以用于对故障进行综合分析。变电站旳故障 录波和测距可采用两种措施实现： （1）由微机保护装置兼作故障记录和测距，再将记录和测距旳成果送监控机存储及 打印输出或直接送集控主站，这种措施可节省投资，减少硬件设备，但故障记录量 有限，合用于中、低压变电站。 （2）采用专用旳微机故障录波器，并能与监控系统通信。 4、事件次序记录与事故追忆功能 系统具有强大旳数据库功能，可对断路器合闸，保护动作次序记录，对遥信、遥测、 遥控信息分类处理、记录、存储、报警、查询及记忆。系统采集环节应有足够旳内 存，以寄存足够数量和长时间旳事件记录，保证当地监控子站和集控主站通信中断 时不丢失信息。通过事件次序记录和事故追忆功能可以懂得断路器旳动作状况，系 统或某一回路在事故前后所处旳工作状态，对于分析和处理事故起辅助作用。 5、控制及安全操作闭锁功能 实现变电站正常运行旳监视和操作，可以对断路器和隔离开关进行分、合操作，对 变压器分接头进行调整控制，对电容器组和电抗器组进行投、切控制，同步要能接 受遥控操作命令，进行远方操作，所有远方/就地切换应有完善旳闭锁。系统具有操 作权限闭锁（设置密码）、“五防功能闭锁”。
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。
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变电站综合自动化产品：是采用现代工业计算机技术、网络通信技术，针对变电 站的变压器、线路、开关等输供电设备，完成实时监视、测量、控制、调整、保护 和信息管理等功能的装置 。
变电站设备运行状态：指各断路器、隔离开关的实际运行状态(合闸、分闸)； 主变压器分接头实际位置、主变压器状态，压力、气体继电器是否报警；保护运行 状态；被监控变电站系统状态；监控系统运行状态等。
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2、结构模式
集中式：初期的变电站自动化设计都是采用集中式结构。这种结构的设计方法是 将设备按其不同功能进行归类划分，形成若干个独立系统，各系统分别采用集中装 置来完成自身的功能。
远动：应用通信技术，完成遥测、遥信、遥控和遥调等功能的总称。
通道：在数据传输中，传输信号的单一通路或其一段频带。
主站：控制站，对子站实现远程监控的站。
子站：被控站，受主站监视和控制的站。
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1、基本概念
调制解调器：对远动设备所传送的信号进行调制和解调的设备。 调制：为了使信号便于传输、减少干扰和易于放大，使一种波形(载波)参数按另 一种信号波形(调制波)变化的过程。 解调：从调制的载波信号中复原原调制信号的过程。
规约：在通信网络中，为了通信双方能正确有效可靠的进行数据传输，在通信的 发送和接收过程中有一系列的规定，以约束双方正确，协调的工作。
链路：站与站之间的数据传输设施。 以太网： 57推荐使用的变电站通信网络，局域网的一种。
规约转换器：连接两个通信网络的智能电子装置。它能够按一种规约接收一个网 络的信息，进行转换后，按第二个规约向另一个网络转发，或相反。
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1、基本概念
同步传输：一种数据传输方式，代表每比特的信号出现时间与固定时基合拍。
异步传输：一种数据传输方式，每个字符或字符组可在任意时刻开始传输。
广播命令：向网络的部分或全部子站同时发出的命令。 地址：报文的部分，用以识别报文来源或报文目的地。
波特：数字信号的传输速率单位，等于每秒传输的状态或信号码元数。 双机切换：含义是在双机(主备机)配置的情况下，当主机(值班机)发生故障时,备 机可自动或在人工干预下转为主机，主机转为备机。多机配置情况与双机类似，当 主机发生故障时，任一备机可自动或在人工干预下转为主机。
变电站综合自动化系统 介绍
胡建斌 2012.01.04
内容概要
第一部分：基本概念 第二部分：结构模式 第三部分：主要特征 第四部分：主要功能 第五部分：通信网络
1、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。
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1、基本概念
站控层：由主机或／和操作员、工程师站、远动接口设备等构成，面向全变电站 进行运行管理的中心控制层。
间隔层：由智能I／O单元、控制单元、控制网络和保护等构成，面向单元设备的 就地控制层。
后台机：对本站设备的数据进行采集及处理，完成监视、控制、操作、统计、报 表、管理、打印、维护等功能的处理机。
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2、结构模式
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2、结构模式
分层分布式：分布分散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(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为三层，即变电站层、通信层 和间隔层。
这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间，形式较多。目前国内应用较多 的分散式结构集中式组屏。这种结构方式具有分散式结构的全部优点,由于采用了集 中式组屏,非常有利于系统的设计、安装与维护管理。
1
1、基本概念
遥信：指对状态信息的远程监视。 遥测：指运用通信技术传输所测变量之值。 遥控：指具有两个确定状态的运行设备进行的远程Байду номын сангаас作。 遥调：指对具有不少于两个设定值的运行设备进行的远程操作。 遥脉：指运用通信技术对远方的运行设备的脉冲量(如电能量)进行远程累计。 遥视：指运用通信技术对远方的运行设备状态进行远程监视。
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1、基本概念
通道监视及切换：通道监视是指计算机系统通过通信控制器，统计与变电站测控 装置、保护或其他变电站自动化系统、电网调度自动化系统通信过程中接收数据错 误和长时间无应答的情况。根据通道监视情况，系统可以告警或采取相应控制措施。 如果通道配置有冗余，即某厂站有双通道的情况下，当一个通道故障时，系统可自 动转到另一个通道上进行通信。
实时数据：指在线运行时实时记录和监视的物理量。
历史数据：指在线运行时按规定的间隔或时间点记录的物理量。在变电站中历史 数据指按指定时间间隔或特殊要求保存下来的运行实时数据、各记录和报表、曲线 等。
变电站运行实时参数：指为监测和控制变电站运行所需的各种实时数据。主要有： 母线电压、系统频率；馈线电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量；主变 压器电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量、温度；保护定值，直流电源 电压；变电站设备运行状态等
这种结构方式的缺点是资源不能共享，设备设置重复、且运行的可靠性低，功能 有限，也不能大量节省电缆、屏柜和占地面积，因而这种结构方式并没有得到广泛 的推广应用。
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2、结构模式
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2、结构模式
分散式：这种结构方式一般是按一次回路进行设计。首先将设备按一次安装单位 划分成若干单元。将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户外高压开关 附近或户内开关柜内。然后将各分散单元用网络电缆互连，构成一个完整的分散式 综合自动化系统。
这种分散式结构具有很多优点：各个功能单元上既有通讯联系，又相对独立，便 于系统扩展，便于维护管理，当某一环节发生故障时，不致于相互影响。此外，它 的抗电磁干扰性能强，可靠性高，可以把电度计量、测量表计、控制、保护、远动 合为一体，可使数据统一，避免设备重复设置，在二次设计上能最大限度地减少二 次设备的占地面积和节省大量电缆及接线。