变电站综合自动化的现状及发展教学内容
变电站综合自动化系统的现状和发展趋势浅谈
电力科技2016年12期︱255︱变电站综合自动化系统的现状和发展趋势浅谈杨 超云南电网有限责任公司大理供电局，云南 大理 671000摘要：受当前供电系统不断发展的影响，变电站系统的自动化趋势已经日益明显，为供电需求的进一步满足带来了重要契机。
在这一背景下，变电站的综合自动化系统的现状及未来发展趋势便随之受到了广泛关注，本文将以此为立足点，针对变电站综合自动化的具体方式，对变电站综合自动化系统的未来发展趋势做出了分析与论述，仅供参考。
关键词：变电站；综合自动化系统；现状；发展趋势中图分类号：TM63 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）12-0255-01前言 变电站综合自动化发展即指通过各项现代通信技术及计算机网络技术针对变电站实施的控制及监视等，趋向于综合性自动化系统形式。
在各种新型技术普及度不断提高的前提下，当前变电站的综合自动化水平已经呈现质的飞跃，为电网安全性的提升与供电需求的进一步满足提供了重要的先决条件。
为促进电力水平的进一步提升，笔者特从当前变电站综合自动化系统的实际现状出发，并对其将来发展趋势进行阐述，总结如下。
1 变电站综合自动化方式概述 1.1 集中式自动化 自20世纪90年代起，数字保护技术应运而生，变电站自动化的概念逐步得以实现。
从初代变电站自动化系统来看，其主要以控制室内设置计算机系统为核心，再通过数据采集与控制部件的设置来进行控制命令的传输[1-2]。
这一类型即为集中式自动化，主要特点在于造价较低、体积较小且结构较为紧凑，在规模偏小的变电站中较为适用。
在微机保护柜中，不同的柜分别具有一个对应的管理单元，与系统的控制部件及数据采集部件呈相连状态，可将保护装置中的各类参数及信息进行传输，并根据保护定值进行整定与显示。
1.2 分散式自动化 集中式自动化虽具有着特定的优势，但受系统调试工序相对复杂、软件相对繁琐、实际精度偏低等因素的制约，应用过程中时常面临着灵活性较差、维护频率较高等问题，仍存在较大的改进空间。
变电站自动化发展综述
06
结论
研究成果总结
自动化技术提高了变电站的运行效率和安全性，减少了 人工干预和操作风险。
自动化技术的应用推动了变电站向智能化、集成化方向 发展，提高了电网的运行效率和可靠性。
自动化系统能够实时监测和记录变电站设备的运行状态， 为故障诊断和预防性维护提供数据支持。
自动化技术的发展还促进了相关领域的技术创新和产业 升级，为电力行业的发展带来了新的机遇和挑战。
理提供有价值的信息。
04
应用案例与效果分析
实际应用案例
某地区500kV变电站
采用先进的自动化技术，实现远程监控、自动控制等功能，提高 了运行效率和安全性。
某城市220kV变电站
引入智能巡检机器人，实现无人值守，降低了运维成本。
某山区110kV变电站
采用无线通信技术，实现远程监控和数据传输，解决了通信难题。
对未来研究的建议
深入研究自动化技术在变电站 中的应用，提高系统的稳定性
和可靠性，降低故障率。
加强自动化系统与智能电网的 融合，提高电网的智能化水平
和自适应性。
探索自动化技术在新能源并网 、分布式电源接入等方面的应 用，促进可再生能源的发展和 利用。
加强国际合作与交流，引进先 进的自动化技术和理念，推动 变电站自动化技术的不断创新 和发展。
目的与意义
提高变电站运行效率
降低人力成本
通过自动化技术，实现对变电站的远 程监控和智能管理，提高运行效率。
自动化技术的应用可以减少人工干预， 降低人力成本，提高经济效益。
保障电力系统安全
自动化技术能够实时监测变电站设备 的运行状态，及时发现和处理故障， 保障电力系统的安全稳定运行。
02
变电站自动化技术的演变
变电站综合自动化系统现状及趋势
变电站综合自动化系统现状及趋势摘要：变电站是电网系统中的关键部件之一，综合变电站自动化技术在变电站控制中有广泛应用，不仅可以有效解决传统变电站存在的问题，而且将先进的电子通讯技术、智能控制技术、信号处理等技术融合进去，实现对相关设备的合理、智能化控制，进一步提高了供电系统的可靠性。
关键词：变电站；技术标准；监控功能；信息传输一、综合自动化系统发展历程1）阶段一。
我国变电站综合自动化系统的研究始于1980年，该阶段的变电站综合自动化系统是利用RTU作为核心控制元件，并将其与主机、保护装置、调制解调器、输入装置等连接起来，实现其对各装置的合理调控，且结构框图如图1所示。
该系统利用RTU技术实现了“四遥”功能，但系统的功能稳定性较差。
2）阶段二。
该阶段，我国变电站综合自动化系统是利用集中分布式控制技术对系统的功能进一步细化，有效提高了系统的各部分性能，且其结构如图2所示。
由图2可知，集中式分布式变电站综合自动化系统分为三阶，主要由监控单元、通信单体、数据采集单元、保护单元部分组成，其中第一阶的监控单元是利用监控主机对整个系统进行实时监控；第二阶是利用通信单元为中间媒介将上下阶串联起来，实现信息的接收与传递功能；第三阶是利用数据采集单元来完成对模拟量、开关量、脉冲量等信息的接收与传递功能，而且在信息传递过程中，需要保护单元与监控单元配合对信息进行实时监控与保护。
多个单元紧密配合实现系统的集中分布式控制。
虽然该系统在功能方面有所提高，但是系统比较复杂，且稳定性不好。
3）阶段三。
在阶段三时期，现场总线技术与互联网技术迅速兴起并广泛应用在变电站综合自动化系统中，实现了其分层分布式控制，结构如图3所示。
由图3可知，分层分布式变电站综合自动化控制系统是在传统的变电站综合系统上进行改进的，分为站控层、通信层、间隔层三个级别，其中站控层是利用站级计算机来完成信息的判断与处理，是最为核心的部分；通信层主要是利用通信单元实现数据的传输；间隔层是利用多个I/O单元与保护单元来对一次设备进行合理控制。
变电站综合自动化---教学大纲
变电站综合自动化---教学大纲标题：变电站综合自动化---教学大纲
引言概述：
变电站综合自动化是电力系统中的重要组成部份，它通过自动化技术实现对变电站设备的监测、控制和保护，提高了电力系统的运行效率和安全性。
因此，对于电力工程专业的学生来说，学习变电站综合自动化是非常重要的。
本文将针对这一主题进行详细的教学大纲设计。
一、基础知识
1.1 变电站综合自动化的概念和作用
1.2 变电站综合自动化系统的组成和功能
1.3 变电站综合自动化技术的发展历程和应用领域
二、自动化控制
2.1 变电站综合自动化系统的控制原理
2.2 变电站综合自动化系统的控制策略
2.3 变电站综合自动化系统的控制模式
三、监测与诊断
3.1 变电站综合自动化系统的监测技术
3.2 变电站综合自动化系统的故障诊断方法
3.3 变电站综合自动化系统的数据分析与处理
四、保护与安全
4.1 变电站综合自动化系统的保护原理
4.2 变电站综合自动化系统的安全措施
4.3 变电站综合自动化系统的应急处理方法
五、实践应用
5.1 变电站综合自动化系统的实际案例分析
5.2 变电站综合自动化系统的工程设计与施工
5.3 变电站综合自动化系统的运行与维护
结论：
通过以上的教学大纲设计，学生可以系统地学习变电站综合自动化的基础知识、自动化控制、监测与诊断、保护与安全以及实践应用等方面的内容，从而为将来从事电力工程相关工作打下坚实的基础。
同时，教学大纲的设计也有助于提高学生的综合素质和实践能力，促进电力系统的现代化发展。
变电站自动化发展综述
三.变电站自动化系统关键技术
1.网络技术 2.防误闭锁技术 3.分散式同期合闸技术 4.时钟同步技术 5.分散式故障录波技术 6.分技术
7.分散式低周减载技术 8.分散式母线保护技术 9.电压无功控制技术 10.保护信息管理技术
1.网络技术 网络层完成信息传递和系统对时等功能 流行两种网络层结构：即双层网和单层网结构
现场总线是面向底层设备的通信网络,解决IED 之间通信的低端应用
●
以太网最初是应用于上层(管理层)的通信网络 的高端应用
●
随着工业以太网发展,以太网设备成本下降,正 在走向低端产品,用以太网一统网络世界为时不 远
●
2.防误闭锁技术
╌何为“五防”:
(1) 防止误分、误合开关 (2) 防止带负荷拉、合隔离刀闸 (3) 防止带电挂(合)接地线(接地刀闸) (4) 防止带接地线(接地刀闸)合开关(隔离刀闸) (5)防止误入带电间隔
大多按电压等级110KV为界划分
110KV及以下变电站综合自动化系统典型结构图
监控工作站
GPS 路由器 MODEM
调度
对时总线
总控通信单元 （远动工作站）
总控通信单元 （远动工作站）
RS232/422/485
现场总线
测控装置
保护装置
保护测控装置
第三方智能设备
110KV部分
35KV,10KV部分
110KV及以下变电站综合自动化系统典型结构图
国际电工委员会解释为“在变电站内提供包括通信基础 设施在内的自动化系统 (SAS-Substation Automation System： The SAS provides Automation in a Substation including the Communication infrastructure)”
变电站综合自动化技术的现状及发展
变电站综合自动化技术的现状及发展
变电站综合自动化技术是一种集成化的技术，通过自动化系统实现对变电站的监控、控制和管理。
随着现代化技术的发展，变电站综合自动化技术也在不断发展。
目前，变电站综合自动化技术已经广泛应用于电力系统中，成为现代电力系统中不可或缺的一部分。
在技术方面，变电站综合自动化技术已经实现了数字化、智能化和网络化的发展。
数字化技术使得变电站中的数据可以被数字化处理和存储，提高了数据的可靠性和安全性。
智能化技术通过引入人工智能和机器学习技术，可以实现对变电站的自适应和预测性管理。
网络化技术则使得变电站可以连接到大型电力系统中心，并实现可视化监控和远程控制。
在应用方面，变电站综合自动化技术主要应用于电力生产、输送、配送和交易等各个环节。
通过自动化系统，可以实现对电力系统中的各个节点进行监控和控制，提高电力生产和输送的效率和可靠性。
同时，还可以实现对电力供需的快速调节和交易，为用户提供高效的电力服务。
未来，随着新能源和智能电网的快速发展，变电站综合自动化技术还将面临更大的发展机遇和挑战。
变电站综合自动化技术需要进一步发展数字化、智能化和网络化技术，实现对新能源的集成和智能电网的管理。
同时，还需要加强对安全性和稳定性的保障，确保电力系统的可靠性和安全性。
- 1 -。
变电站综合自动化---教学大纲
变电站综合自动化---教学大纲引言概述：变电站综合自动化是电力系统中的重要组成部分，它通过应用先进的自动化技术，实现对变电站的监控、控制和管理。
本文将详细介绍变电站综合自动化的教学大纲，包括其基本概念、主要内容和培养目标等。
一、基本概念1.1 变电站综合自动化的定义变电站综合自动化是指利用计算机、通信、控制和信息技术，对变电站的设备和系统进行自动化监控、控制和管理的一种技术手段。
1.2 变电站综合自动化的发展背景随着电力系统的发展和变电站规模的不断扩大，传统的手动操作已经无法满足对变电站的要求。
变电站综合自动化的应用可以提高变电站的运行效率、可靠性和安全性，同时减少人工操作的工作量。
1.3 变电站综合自动化的重要性变电站综合自动化是电力系统自动化的重要组成部分，它可以实现对变电站设备和系统的实时监控、智能控制和数据管理，从而提高电力系统的运行效率和可靠性。
二、主要内容2.1 变电站综合自动化的基础知识包括电力系统的基本概念、变电站的组成和工作原理等。
学生需要了解电力系统的结构和运行方式，以及变电站各种设备的作用和相互关系。
2.2 变电站综合自动化的技术与方法介绍变电站综合自动化所涉及的技术和方法，包括计算机控制、通信网络、自动化仪表和监控系统等。
学生需要学习各种自动化设备和系统的原理、应用和调试方法。
2.3 变电站综合自动化的应用案例通过实际案例的分析和讨论，学生可以了解变电站综合自动化在电力系统中的应用。
案例包括变电站的远程监控、故障诊断和自动化调度等方面。
三、培养目标3.1 知识与技能学生应具备电力系统和变电站综合自动化的基本知识，掌握自动化设备和系统的应用技能，能够进行变电站的自动化监控和控制。
3.2 创新与实践能力学生应培养创新思维和实践能力，能够独立进行变电站综合自动化系统的设计、调试和优化。
3.3 团队合作与沟通能力学生应培养团队合作和沟通能力，能够与他人合作完成变电站综合自动化项目，有效地进行团队协作和信息交流。
变电站综合自动化第一章
第一章变电站综合自动化系统概论第一节变电站综合自动化的概念及特点第二节变电站综合自动化的内容、主要功能第三节变电站综自系统的结构形式和配置第五节变电站综合自动化技术的发展方向第一节变电站综合自动化的概念及特点⏹一、常规变电站状况⏹电力系统的环节：发、输、配、用⏹变电站的基本作用：变换电压等级、汇集电流、分配电流、控制电能流向、调整电压⏹常规变电站的二次系统构成：⏹继电保护————保护屏⏹就地监控————控制屏⏹远动装置————中央信号屏⏹录波装置————录波屏⏹常规变电站的二次系统的缺点：⏹(1)安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。
⏹(2)二次系统的硬件设备类别杂，彼此相关性小，设备之间互不兼容。
⏹(3)设备使用大量电线电缆，安装调试工作量大。
⏹(4)维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平。
⏹⏹二、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等)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。
⏹变电站综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
⏹变电站综合自动化，“综合”二字含义：⏹两方面——横向综合和纵向综合。
⏹横向综合——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。
⏹纵向综合——通过通信等新功能，增强变电站内部、各控制中心之间的协调能力。
如：借助人工智能技术，在控制中心就可以实现对整个变电站的控制和保护系统进行在线诊断和事件分析。
⏹变电站综合自动化与一般自动化最大区别：自动化系统能否作为一个整体执行保护、检测和控制功能。
变电站综合自动化系统SCS的概念和现状
变电站综合自动化系统SCS的概念和现状一、变电站综合自动化系统的基本概念随着近十年来计算机技术和继电保护自动化理念的发展。
变电站的微机综合自动化已经在我国的电力系统及其工业用户中得到了广泛的推广和应用，并在技术上具有了更多更新的内涵。
作为现代意义上的变电站综合自动化系统本身必须完成以下两大功能：❖作为一个独立的控制系统，可实现站级控制系统的所有测量、控制、保护、自动调节功能，实时采集大量的设备运行情况数据，并提供友好的人机界面。
❖同时作为电网自动化系统的基本节点，可实时向上级调度中心发送站内设备运行信息，并在调度中心指令下实现各种遥控、遥调操作。
SCS系统采用模块化、分布式开放系统结构。
本着分散控制、集中监视的原则设计集中监视的原则设计，实现设备分层与网络分层的解决方案，整个系统可划分图一、SCS系统结构为间隔级与站级两层(见图一)，充分实现了变电站综合自动化系统的基本功能：❖间隔级设备包括各类微机保护装置、馈线终端、控制终端、自动远动装置、及智能测量仪表组成。
完成各间隔就地功能(如保护，联锁控制，测量等等)及数据采集功能。
❖站级设备可按照其功能划分为SYS500，COM500及MMC500。
其中SYS500为系统服务器，为站级监控提供人机界面；COM500为通讯服务器，完成规约转换功能；MMC500 则用作为操作员工作站。
由于系统采用了先进的计算机技术与通信技术，改变了传统的变电站二次设备模式。
间隔级设备均为采用先进CPU技术的各类微机保护或智能终端，可就地安装于各设备间隔，通过光纤为媒介建立间隔级通讯网络，实现与站级计算机系统通讯及间隔间信息共享 (后者适用于支持LONBUS的各类智能终端)。
同传统变电站监控系统相比，SCS系统大大简化了二次接线，减少了二次电缆与占地面积，降低了整体系统造价。
而且各间隔设备在设计上均采取了相应抗干扰措施，符合各类IEC抗干扰标准，并在间隔级网络通讯层采用光纤作为通讯媒介，整个系统具有抗电磁干扰能力强，可靠性高等优点。
变电站综合自动化
变电站综合自动化标题：变电站综合自动化引言概述：变电站是电力系统中重要的组成部分，其作用是将高压输电线路的电能转换为适合城市、工矿企业和居民生活使用的低压电能。
随着科技的发展，变电站的自动化程度也在不断提高，变电站综合自动化系统的应用越来越广泛。
本文将从多个方面介绍变电站综合自动化的相关内容。
一、提高运行效率1.1 自动化控制系统自动化控制系统可以实现对变电站设备的远程监控和操作，提高了运行效率和安全性。
1.2 数据采集与处理通过数据采集与处理系统，可以实时监测变电站各个设备的运行状态，及时发现问题并采取措施，避免事故发生。
1.3 智能化运维管理智能化运维管理系统可以对变电站设备进行预测性维护，延长设备的使用寿命，减少维修成本。
二、提高供电质量2.1 负荷预测与调度通过负荷预测系统，可以准确预测用电负荷，合理调度发电设备，保障供电质量。
2.2 智能配电管理智能配电管理系统可以实现对供电网络的动态调整，提高供电质量和稳定性。
2.3 故障自动定位故障自动定位系统可以快速定位变电站故障点，缩短故障处理时间，减少停电时间。
三、提高安全性3.1 安全监测系统安全监测系统可以实时监测变电站设备的运行状态，及时发现安全隐患并采取措施。
3.2 防雷保护系统防雷保护系统可以有效防止雷击对变电站设备的损坏，提高设备的可靠性和安全性。
3.3 紧急应急系统紧急应急系统可以在发生突发事件时快速响应，采取紧急措施，保障变电站和周边区域的安全。
四、节能减排4.1 节能监测系统节能监测系统可以对变电站设备的能耗进行监测和分析，找出节能潜力，实现节能减排。
4.2 智能能效管理智能能效管理系统可以对能源利用情况进行优化调整，提高能源利用效率，减少能源浪费。
4.3 绿色发电通过绿色发电技术，如太阳能、风能等，可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放，保护环境。
五、未来发展趋势5.1 人工智能技术人工智能技术的应用将进一步提高变电站综合自动化系统的智能化水平，实现更精准的运行管理。
变电站自动化的发展现状和趋势
变电站自动化的发展现状和趋势
变电站自动化技术是将智能设备、高级数据采集、多种信息处理方式、图形动态显示、远程控制和监控等现代信息技术运用到电力系统中的一种
新技术，其在变电站和电力企业的管理上起着重要的作用。
随着信息化工
程的大力推广，“智能化”考虑在电力自动化系统的设计中越来越多，变
电站自动化技术的研究以及研发也取得了长足的进步。
目前，变电站自动化的发展主要集中在测试、控制和监控三大领域，
主要发展方向有：
一、测试技术
当前，各种高精度、快速、多功能测试技术及仪器的发展和应用，是
变电站自动化发展的一个热点。
这些新技术可以改善测量准确性，以更短
的时间得出测量数据，节省费用，使变电站的自动化运行更加精细。
如负
荷测量技术应用，可以实现对变电站实时功率的测量；故障测试技术应用，可以实现对变电站设备故障的快速检测；变压器电磁谐振技术，可实现变
压器的快速在线监测；线路电磁谐振技术、地磁谐振技术等，实现线路和
变电站场地超高频电磁信号检测。
二、控制技术
在控制领域，变电站自动化技术的发展已经开始采用更智能化的方式
控制变电站各种设备。
变电站综合自动化技术的现状及发展
变电站综合自动化技术的现状及发展随着科技的快速发展和电力行业对智能化需求的增加，变电站综合自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛。
本文将从现状和发展两个方面探讨变电站综合自动化技术的情况。
我们来了解一下变电站综合自动化技术的现状。
目前，随着电力系统的规模不断扩大和电力负荷的增加，传统的手工操作已经无法满足电网的要求。
变电站综合自动化技术通过引入先进的信息技术和自动化控制系统，能够实现对变电站设备和电力系统的监测、控制和管理，提高变电站的运行效率和可靠性。
在变电站综合自动化技术的应用中，监测系统是至关重要的一环。
它通过传感器和仪表对变电站的各项参数进行实时监测，并将监测的数据传输给控制系统。
监测系统能够实时获取变电站的运行状态，包括电流、电压、功率等参数，帮助运维人员及时发现故障和异常情况，提高变电站的安全性。
控制系统是变电站综合自动化技术的核心，它通过控制器和执行器对变电站的设备进行自动化控制。
控制系统能够根据监测系统获取的数据，自动调节设备的运行状态，实现对变电站的精确控制。
例如，通过控制系统可以实现对变压器的调节和切换，对断路器的控制和保护，对开关的操作等。
这样不仅提高了设备的运行效率，还降低了人为操作的风险。
变电站综合自动化技术还包括数据管理系统和通信系统。
数据管理系统可以对监测系统获取的数据进行存储和分析，为电力系统的运行和维护提供数据支持。
通信系统则负责传输各个子系统之间的数据和信息，实现变电站内部各个子系统的协调工作。
尽管变电站综合自动化技术已经取得了很大的进展，但仍存在着一些问题和挑战。
首先，由于变电站综合自动化技术涉及到多个子系统的协同工作，如何实现各个子系统之间的无缝连接和协调工作仍然是一个难题。
其次，安全性和可靠性是变电站综合自动化技术的重要考量因素。
在应用过程中，如何保障系统的安全性和可靠性，防止黑客攻击和意外故障，是一个需要解决的难题。
再次，随着电力系统的复杂性不断增加，变电站综合自动化技术需要不断升级和改进，以适应新的电力系统需求。
变电站综合自动化的发展现状
变电站综合自动化的发展现状变电站综合自动化是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和数字信号处理（DSP）等技术，实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合性自动化功能。
它综合了变电所内除交直流电源以外的全部二次设备功能。
电力系统进行的农网改造、城网改造对于变电站二次系统的改造主要是以综合自动化系统替换原有的常规二次系统。
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“两网”改造的深入和电网运行水平的提高，采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向，也是电网发展的趋势。
1变电站自动化系统的基本结构及特点1.1 集中式系统结构集中式一般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和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、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、打印及远方通讯等功能。
此类结构对监控主机的性能要求较高，且系统处理能力有限，开发手段少，系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差，抗干扰能力不强，该结构在早期自动化系统中应用较多，目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式。
1.2 分布式系统结构按变电站被监控对象或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。
其结构的最大特点是采用主、从CPU协同工作方式，各功能模块如智能电子设备（Intelligent Electronic Device，IED）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。
各功能模块（通常是多个CPU）之间采用网络技术或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。
其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。
变电站自动化技术的现状与发展
变电站自动化技术的现状与发展在当今的电力系统中，变电站作为电力传输和分配的关键环节，其自动化技术的发展对于提高电力系统的可靠性、稳定性和经济性具有至关重要的意义。
随着科技的不断进步，变电站自动化技术也在不断革新和完善，为电力行业带来了新的机遇和挑战。
一、变电站自动化技术的现状1、智能化的一次设备目前，智能化的一次设备在变电站中得到了广泛应用。
例如，智能断路器、智能变压器等设备能够实现自我监测、诊断和控制功能。
这些设备通过内置的传感器和智能模块，实时采集运行数据，并将其传输至监控系统，从而实现对设备状态的实时掌握和故障的提前预警。
2、先进的二次系统二次系统是变电站自动化的核心部分。
当前，基于微机保护和自动化装置的二次系统已经相当成熟。
微机保护装置具有高精度、高可靠性和快速动作的特点，能够有效地保护电力设备和线路。
同时，自动化装置能够实现对变电站的测量、控制、监视和保护等功能，大大提高了变电站的运行管理水平。
3、通信技术的应用通信技术在变电站自动化中发挥着关键作用。
以太网、光纤通信等高速通信技术的应用，使得变电站内各种设备之间能够实现快速、准确的数据传输。
此外，IEC 61850 标准的推广应用，为不同厂家设备之间的互操作性提供了保障，促进了变电站自动化系统的集成和优化。
4、监控与管理系统监控与管理系统是变电站运行人员的重要工具。
目前，这些系统具备了强大的功能，包括实时数据显示、历史数据查询、故障分析与处理、操作票管理等。
同时，图形化的界面和友好的人机交互方式，使得运行人员能够更加直观、便捷地掌握变电站的运行状况。
二、变电站自动化技术的发展趋势1、高度集成化未来的变电站自动化系统将朝着高度集成化的方向发展。
通过将一次设备和二次设备进行深度融合，实现测量、控制、保护等功能的一体化，减少设备之间的接口和连线，提高系统的可靠性和稳定性。
2、智能化水平的提升随着人工智能、大数据等技术的不断发展，变电站自动化系统的智能化水平将得到进一步提升。
变电站自动化技术的现状与未来
变电站自动化技术的现状与未来在现代电力系统中，变电站作为电力传输和分配的关键节点，其自动化技术的发展对于提高电力系统的可靠性、稳定性和运行效率具有至关重要的意义。
随着科技的不断进步，变电站自动化技术也在不断革新和完善，为电力行业带来了诸多变革。
一、变电站自动化技术的现状（一）智能化的一次设备如今，智能化的一次设备在变电站中得到了广泛应用。
例如，智能变压器能够实时监测自身的运行状态，包括油温、油位、绕组温度等参数，并通过智能传感器将这些数据传输至控制系统，实现对变压器的智能化控制和保护。
此外，智能断路器具备自动检测故障电流、快速切断故障等功能，大大提高了电力系统的故障处理能力。
（二）先进的二次设备二次设备是变电站自动化系统的核心组成部分。
目前，微机保护装置、测控装置等二次设备的性能不断提升。
这些设备具有高精度的测量、快速的运算处理能力和强大的通信功能，能够实现对变电站内各种电气量的精确测量和控制。
同时，基于数字信号处理技术的继电保护装置，能够更准确地识别故障类型和位置，提高保护动作的可靠性。
（三）通信技术的发展通信技术是实现变电站自动化的关键。
当前，以太网、光纤通信等高速通信技术在变电站中得到了广泛应用。
通过这些通信技术，变电站内的各种设备能够实现高速、可靠的数据传输，为实现变电站的智能化控制和管理提供了有力支持。
此外，IEC 61850 标准的推广应用，使得不同厂家的设备之间能够实现无缝通信和互操作，进一步提高了变电站自动化系统的开放性和兼容性。
（四）监控与管理系统变电站的监控与管理系统也日益完善。
通过计算机监控系统，运行人员可以实时掌握变电站内设备的运行状态、电气参数和告警信息，并能够远程控制设备的操作。
同时，管理系统能够对变电站的运行数据进行分析和处理，为设备的维护检修、运行管理提供决策依据。
二、变电站自动化技术面临的挑战（一）数据安全与隐私保护随着变电站自动化程度的提高，大量的敏感数据在网络中传输和存储，数据安全和隐私保护成为了一个重要问题。
综合自动化技术现状与发展
变电所综合自动化的现状 继电保护功能 牵引主变压器保护 馈线保护及自动重合闸 并联电容器保护 动力变压器保护 保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性、速 动性四项功能 实时数据采集与处理 运行监视功能 故障录波与测距功能 事故顺序记录与事故追忆功能 控制及安全操作闭锁功能 数据处理与记录功能
技术讲座
电气化铁路牵引变电所 综合自动化专题讲座
安康供电段 2012年2月
技术讲座
电气化铁路牵引变电所 综合自动化技术现状与发展
国电南京自动化股份有限公司
讲座提纲 一、变电所综合自动化的基本概念 二、变电所综合自动化的发展过程 三、变电所综合自动化的现状 四、变电所综合自动化的发展方向
变电所综合自动化的基本概念 什么是变电所综合自动化系统？ 利用先进的计算机技术、现代电子技术、通 信技术、信息处理技术等实现对变电所二次设 备（包括：继电保护、控制、测量、信号、故 障录波、自动装置、远动装置等）的功能进行 重新组合、优化设计，对变电所全部设备的运 行情况执行监视、测量、控制、协调的一种综 合性的自动化系统。
变电所综合自动化的现状 变电所综合自动化系统的间隔单元
变电所综合自动化的现状 牵引变电所综合自动化系统的功能介绍 国际大电网会议WG34.03工作组将变电所自动 化功能分类为：控制与监视功能、自动控制功能、 测量表计功能、继电保护功能、与继电保护有关 功能、接口功能、系统功能等7种。 变电所综合自动化功能由电网安全稳定运行和 变电站建设、运行维护的综合经济效益要求所决 定。
变电所综合自动化的现状 监视控制功能 人机联系功能 打印功能 运行的技术管理功能 谐波分析和监视功能 自诊断、自恢复和自动切换功能
变电所综合自动化的现状 自动控制装置的功能 备用电源自投控制 远动及数据通信功能 综合自动化系统的现场级通信 综合自动化系统与上级调度的通信
变电站综合自动化发展
变电站综合自动化发展摘要变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。
为了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，向用户提供髙质量电能服务，变电站综合口动化技术开始兴起并得到广泛应用。
本文首先介绍了变电站综合口动化的概念、系统的主要功能、传统变电站综合口动化系统的结构。
数字化变电站是变电站口动化技术的发展方向，因此文中较为详细地介绍了数字化变电站的概念、特点及主要技术特征进行介绍。
关键词：变电站综合自动化结构功能系统设计11引言变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。
为了提高变电站安全稳定运行水半, 降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供髙质量电能服务，变电站综合口动化技术开始兴起并得到广泛应用。
变电站综合口动化是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和数字信号处理(DSP)等技术，实现对变电站主要设备和输、配电线路的口动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合性口动化功能。
它综合了变电所内除交直流电源以外的全部二次设备功能。
电力系统进行的农网改造、城网改造对于变电站二次系统的改造主要是以综合口动化系统替换原有的常规二次系统。
变电站综合口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“两网”改造的深入和电网运行水平的提高，采用变电站综合口动化技术是计算机和通信技术应用的方向，也是电网发展的趋势。
1.1变电站综合口动化概述变电站综合口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、口动装置和远动装置等)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、配电线路的口动监视、测量、口动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的口动化功能。
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变电站综合自动化的现状及发展变电站综合自动化的历史现状及展望常规变电站的二次设备主要由继电保护、就地监控(测量、控制、信号)、远动、故障录波等装援组成。
随着微机技术的发展和在电力系统的普遍应用，近年来，这些装置都开始采用微机型的，即微机保护、微机监控、微机远动等。
这些微机装置尽管功能不一，但其硬件配置却大体相同，装置所采集的量和要控制的对象许多是共同的。
但由于这些设备分属不同的专业，加上管理体制上的一些原因，在变电站上述各专业的设备出现了功能重复、装置重复配置、互连复杂等问题。
这就迫切需要打破各专业分界的框框，从全局出发来考虑全微机化的变电站二次设备的优化设计，这便提出了变电站综合自动化的问题。
变电站综合自动化利用微机技术将变电站的二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置、远动装置）经过功能的重新组合和优化设计，构成了对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的综合性自动化系统。
它是计算机、自动控制、电子通讯技术在变电站领域的综合应用，它具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特点。
使变电站综合自动化成为电力系统自动化的发展方向原因有两个方面：一是随着电力系统的发展，对变电站保护和监控的要求发生了很大的变化，而现有的常规保护和监控系统渐渐不能满足要求；二是变电站现有的常规保护和监控系统设计本身具有很多缺点和不足。
1.对变电站保护和监控的要求的变化❖继电保护要求的变化当前的电力系统具有电网规模大、电压等级高和机组容量大的特点。
为了最大限度的发挥电网的经济性，电力系统越来越多地运行在其稳定极限附近。
这就要求一旦发生故障，继电保护装置能更快地切除故障。
220KV及以上的超高压输电线路要求的典型故障切除时间≤30ms，严重故障时要求故障切除时间更短；母线保护要求内部故障切除时间≤10ms，能自动识别母线运行方式并作出相应调整，能在近端外部故障下抗CT饱和并可闭锁；差动保护作为变压器的主保护，其关键问题仍是励磁涌流的鉴别。
传统的办法是监测差流中的谐波成分，但是对超高压大容量变压器接长距离输电线或低压侧接无功补偿装置时，内部故障电流中也会含有丰富的谐波成分，在这种情况下就难以判别故障还是涌流。
❖自动监控装置作用的变化电力系统监控方面最主要的变化在于对监控装置在降低发电成本和跳提高电网运行水平方面的要求越来越高。
电力系统经济运行需要更多有关电网运行的信息和更精确可靠的监控，这就需要更多通道和手段来采集和分析电网信息并作出监控。
另外在电网进行安全分析，特别是进行网络偶然事故分析时还要求对电网信息采集和监控功能进行协调。
❖变电站扩容改造的要求一般来讲，大型变电站开始仅有几回进线，经过几年后逐步发展成为具有多回联络线。
变电站扩容改造的每一步都要增加保护和监控设备，甚至需要重新安排母线的布置，因此要对现用的监控设备和保护装置进行较大的调整或重新配置。
这就要求这些装置具有较大的灵活性和可扩充性以便以最小的费用和最短的时间完成扩容和改造。
❖变电站无人值班运行的要求由于具有明显的技术经济效益（运行可靠性高、劳动生产率高、建设成本低），发达国家早在七十年代就开始实施这种新的变电站运行管理模式。
实现变电站无人值班的技术基础是变电站中的测量、监视、保护、监控等二次设备具有高度的安全性与可靠性，优越的协调性与兼容性。
变电站综合自动化系统的运用是实现变电站无人值班运行的有效途径。
2.现行变电站常规保护和监控装置的缺点在变电站中，保护和监控装置的主要功能是对站内一次设备进行监视、报警、控制、保护、事件记录、开关闭锁、和远方信息交换等。
目前国内常规变电站的保护装置和监控系统采用六、七十年代的机电和电子技术，进入九十年代以来越来越暴露出其固有的缺陷和局限性。
❖装置间相互独立、互不兼容目前变电站中现有常规二次系统的各种硬件设备基本上是按功能独立配置的，彼此间联系很少且互不兼容，设备型号庞杂，在组合过程中协调性差，没有标准化。
❖设备不具备自检功能故障率高常规二次系统是个被动系统，因此这些装置可能在无任何报警信息的情况下出现故障。
目前的办法是对常规二次系统进行定期的测试和校验，这不但增加了维护人员的工作量，而且仍无法保证装置绝对的可靠，另外维护人员在定期检测中人为造成装置误动的情况也时有发生。
❖目前变电站中主要用指示灯显示监控操作，用各种各样的模拟式表盘反映模拟量瞬时值，大部分的历史数据、操作记录和事件记录主要靠手工完成或用专门的记录器记录，费时费力且易出错。
自八十年代以来，伴随着微机保护的崛起和成熟、数字通信技术和光纤技术的广泛应用、计算机网络技术的长足发展，集变电站二次功能于一身的变电站综合自动化系统已越来越明显的成为变电站自动化发展的趋势。
变电站综合自动化系统以全微机化的新型二次设备替代常规设备，尽量做到硬件资源、信息资源共享。
用不同的模块软件实现常规设备的各种功能，用计算机局域网代替大量信号电缆的连接，用主动模式代替常规的被动模式，简化了变电站二次部分的硬件配置，减轻了安装施工和运行维护工作量，降低了变电站总造价和运行费用，使变电运行更安全、可靠，为提高运行管理自动化水平打下了基础。
国外从70年代末80年代初就开始进行保护和控制综合自动化新技术的开发和试验研究工作。
到目前为止，各大电力设备制造公司都陆续推出了系列化产品。
90年代以来，世界各国新建变电站大部分采用了变电站综合自动化系统。
我国在70年代初期便先后研制成电气集中控制装置和“四合一”集控台。
随着微机技术在电力系统应用的日益成熟，80年代中期，我国亦开始研究变电站综合自动化技术。
尤其是近年来，国内变电站综合自动化技术发展迅速，本文就国内外变电站综合自动化技术的现状与发展作一总结和分析。
1.国外变电站综合自动化技术发展概况1.1.国外变电站综合自动化系统概况国外从70年代末、80年代初就开始进行保护和控制综合自动化系统的新技术开发和试验研究工作。
如由美国西屋电气公司和美国电力科学研究院(EPRI)联合研制的 SPCS变电站保护和控制综合自动化系统，由日本关西电力公司与三菱电气公司共同研制的 SDS—I、II保护和控制综合自动比系统从1977一1979年进行了现场试验及试运行，8O年代初已交付商业应用。
目前，日本日立、三菱、东芝公司，德国西门子公司(SIEMENS)、 AEG 公司，瑞士 ABB公司，美国通用电气公司(GE)、西屋电气公司(Wesing house)，法国阿尔斯通公司(AL—STHOM)，瑞士 Landis&Gyr公司等国际著名大型电气公司均开发和生产了变电站综合自动化系统(或称保护与控制一体化装置)，并取得了较为成熟的运行经验。
其主要特点为：系统一般采用分层分布式，系统由站控级和元件／间隔级组成，大部分系统在站控级和元件／间隔级的通信采用星形光纤连接，继电保护装置下放到就地，主控制室与各级电压配电装置之间仅有光缆联系，没有强电控制电缆进入主控制室，这样节约了大量控制电缆，大大减少对主控制室内计算机系统及其他电子元件器的干扰，提高了运行水平和安全可靠性。
1.2.国外在制定变电站综合自动化技术规范方面的进展国外变电站综合自动化系统制造厂商颇多，但他们彼此之间一开始就十分注意系统的技术规范和标准的制定及协调，以避免各自为政造成的不良后果，以便于这门新技术能够迅速发展和广泛的应用。
目前，许多国际性组织或权威机构都在进行这项工作，如国际电工委员会(IEC)、国际大电网会议(CICRE)、德国电力事业联合会(VDEW)和电工供货商机构(ZVEI)、美国电力科学研究院（EPRI)和 IEEE的电力工程学会(IEEE、 PES)都正在制订或已制订了某些标准。
1.2.1.德国电力事业联合会(VDEW)和电工供货商机构(ZVEI)制定的关于数字式变电站保护控制系统的推荐草案。
该草案于1987年公布，成为 IECTC57在起草保护与控制之间接口标准的参考。
德国的3大电气公司 Siemens、 ABB、 AEG基本上是按照这一推荐规范设计和开发自己的产品。
该草案把变电站的结构规定为站控级(Station Level)和元件／间隔级(Bay LeveI)。
对于系统的硬件、软件、参数化、资料、测试、验收和现场调试等那做出了具体而详尽的规定。
该推荐草案的公布不仅对德国国内变电站综合自动化的发展而且对整个欧洲地区都起了一定的促进和规范作用。
1.2.2.美国电力科学研究院关于变电站控制与保护工程的系统规范该规范由美国电力科学研究院(EPRI)委托西屋电气公司研究起草．于1983年8月发表、1989年11月对该规范作了进一步的修改与增补。
该规范定义出了变电站综合自动化系统的范畴，同时列出了该系统应具备的功能菜单，规定了每一种功能应具备的内容及基本要求。
它反映了变电站综合自动化的基本要求，总共逐个规定了26种功能。
普遍认为，任何一种装置的功能都不可能超出上述功能清单之外。
1.2.3.国际电工委员会(IEC)及国际大电网会议(CIGRE)在变电站控制和保护接口方面的工作IEC有 TC95(量度继电器和保护设备)和TC57(电力系统远动、远方保护及有关的通信)2个技术委员会在进行这项工作。
TC95的第6工作组WG06(工作组名称：保护通信接口)经过几年的工作已提出一个国际标准(IEC1733保护通信接口)草案的第 l、2部分，即总则和电气装置通信标准总体结内。
该标准计划分8部分，除以上2部分外，还有通信基本服务、系统功能、操作员功能、设备库、计算和功能、文本和传输层等。
IEC／TC57于1994年成立了专门工作组 AH—WG进行“变电站连制和保护接口”的工作。
其于1995年2月向IEC秘书处提交了保护通信伙伴标准 IEC87O—5—103。
为避免工作重复和标准内容不一致，TC57和 TC95成立了联合工作组共同进行这项工作，标准编号挂在 TC95的名下。
CIGRE的第34(继电保护)研究委员会组织了工作组 WG34.03研究变电站内数据传输的通信要求，内容包括保护、控制、监视、测量、扰动记录等。
WG34.03已提出报告《高压变电站数据通信：保护和控制功能接口》。
这些研究结果已作为 IEC标准的基础。
2.国内变电站综合自动化技术发展现状和趋势我国变电站综合自动化技术的起步发展虽比国外晚，但我国70年代初期便先后研制成电气集中控制装置和“四合一”装置(保护、控制、测量、信号)。
如南京电力自动比设备厂制造的 DJK型集中控制装置，长沙湘南电气设备厂制造的 WJBX型“四合一”集控台。
这些称之为集中式的弱电控制、信号、测量系统的研制成功和投运为研制微机化的综合自动化装置积累了有益的经验。
70年代末 80年代初南京电力自动比研究院事先研制成功以Motorola芯片为核心的微机 RTU用于韶山灌区和郑州供电网，促进了微机技术在电力系统的广泛应用。