变电站综合自动化系统概述
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。
变电站综合自动化概述
1.2 变电站综合自动化的优越性
型号 CSC2000 V2
BSJ-2200 RCS-9000 RCS-9600/9700 PS 6000 PowerComm2000 CBZ-8000
生产厂家 北京四方 南瑞科技
南瑞 南瑞继保 国电南自 上海惠安 许继自动化
பைடு நூலகம்
监控机操作系统 Windows/UNIX
UNIX UNIX UNIX/Windows Windows UNIX Windows/Linux
人（受值班人员的技术水平等条件 计算机（按规定程序执行） 影响正确性、可靠性）
模拟式（表计指针式，误差大） 数字指示（监控系统上）
信号系统 其他
灯光（光字牌）、音响（电笛、电 告警信息、报文、音响（电笛、电铃）
铃），为一对一信息。
、语音，信息共享，一对多信息。
占地面积大，控制室设备复杂。 占地面积小，控制室设备简单。
➢ 为了掌握系统运行状态，需要对有关电气量进行连续测量，供运行监视、记录 ➢ 为了保障变压器、输电线路安全运行，需要实现过流、过压等故障的安全保护 ➢ 为了向电网调度提供系统运行状态，需要将运行信息向上级调度传送 ➢ 为了提供合格的电能，需要进行有关的控制调节
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1.1 变电站综合自动化的基本概念
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1.2 变电站综合自动化的优越性
比较项目
常规变电站
综合自动化变电站
继电保护及自动 大多电磁型、小规模集成电路型、 微机型或大规模集成电路型
装置
晶体管型
二次信息传输设 备
处理核心
指示仪表
大量电缆，传输模拟信号，强电传 网线、光纤，传输数字信号，弱电传输 输（信息量小、灵活性差、可靠性 低、功耗大）
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
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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）
11
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。
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统概述第1章概述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。
变电站自动化是将应用控制技术、信息处理和通信技术，通过计算机软、硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。
它包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术及变电站其他智能技术。
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。
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。
第2章原因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。
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。
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
二.变电站综合自动化系统的基本要求
变电站综合自动化的“综合”主要包括两个方面：
01
纵向功能：
在变电站层这一级，提供信息，优化、综合处理分析信
03
息和增加的新功能，增强变电站内部、各控制中心间的
协调能力。
横向综合：
02
利用计算机手段将不同厂家的设备连在一起，替代升级
老设备的功能。
综合自动化系 统的主要功能 和组成
变电站自动化的体系结构 变电站综合自动化系统的硬件结构 关于变电站综合自动化功能单元的组屏
第三节 变电站 综合自动化的 功能和信息量
一 变电站综合自动化的信息量
• 模拟量
•
采集的模拟量
•
模拟量输入回路
•
模拟量输出回路
• 开关量（状态量）
•
采集的开关量
•
开关量输入回路
•
开关量输出回路
• 脉冲量
• 数字量
0 4 影响CPU和数字电路
干扰的防范措 施
1
软件的抗干扰措 施
2
硬件抗干扰措施
3
对电源系统才去 的抗干扰措施
4
二次回路上的 抗干扰措施
5
其他抗干扰措 施
第二节 变电站综合自动化系 统的日常维护与系统安装
变电站综合自动化系统内的 部件尽量采用可靠性的新型 设备，但由于设备的内部和 外部因素等，不可避免的会 出现故障，因此，为了设备 能稳定正常的运行，必须合 理、科学的做好日常维护与 检修工作
变电站综合自 动化系统的基 本功能
•二 变电站综合自动化系统的基本功能
•1.、数据采集功能
•2、继电保护功能
•3、时间顺序记录功能
soe
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统一、引言变电站是电力系统的重要组成部分，起到将高压电能转换为低压电能、配电给用户的作用。
为了提高变电站的运行效率、可靠性和安全性，人们逐渐引入综合自动化系统来实现对变电站的智能化管理和控制。
本文将介绍变电站综合自动化系统的基本概念、组成部分以及在实际运行中的应用。
二、综合自动化系统概述变电站综合自动化系统是指通过现代信息技术和自动化控制技术，对变电站进行实时监测、智能控制和故障处理的系统。
它由多个子系统组成，包括监控与管理子系统、保护与自动化控制子系统、通信与信息系统等。
2.1 监控与管理子系统监控与管理子系统是变电站综合自动化系统的核心部分，主要负责对变电站各种设备的状态进行实时监测和管理。
通过采集各种传感器和仪表的数据，监控与管理子系统可以实时显示变电站的运行状态，并对异常情况进行报警和处理。
同时，它还提供了人机界面，使操作人员可以直观地了解变电站的运行情况，进行远程操作和控制。
2.2 保护与自动化控制子系统保护与自动化控制子系统主要负责对变电站的设备和线路进行保护和控制。
它通过采集各种信号，判断设备和线路的状态，当发生故障或异常情况时，保护与自动化控制子系统能够及时做出反应，采取相应的措施进行保护和控制。
同时，它还可以实现变电站的自动化控制，根据不同的工况要求，实现自动调节和控制设备的运行。
2.3 通信与信息系统通信与信息系统是变电站综合自动化系统的重要组成部分，它负责变电站内部各个子系统之间以及与外部系统之间的数据交换和通信。
通过网络和通信设备，通信与信息系统能够实现数据的传输和共享，确保变电站各个子系统之间的协调运行。
同时，它还可以提供数据存储和处理的功能，为变电站的管理和决策提供支持。
三、变电站综合自动化系统应用案例3.1 变电站设备监测变电站综合自动化系统可以实时监测变电站各种设备的运行状态，包括变压器、开关设备、熔断器等。
通过采集各种传感器和仪表的数据，监控与管理子系统能够实时显示设备的参数和运行状态，并对异常情况进行报警。
变电所综合自动化的概念、特点及基本功能
变电站综合自动化系统的特点
功能综合化
变电变站电综站合综变自合电动自站化动实系化现统的综是另合个一自技个动术最化密大后集特，、点不多是论 种专运业行技管术理是相智有互能人交化值错。班、。相还互是配无合人的值系班统，。操它作是人
要求，它的工作不受监控系统和其他子系统的影响。 (2) 具有故障记录功能。 (3) 具有与统—时钟对时功能，以便准确记录发生故障
和保护动作的时间。 (4) 存储多种保护整定值 (5) 当地显示与多处观察和授权修改保护整定值。 (6) 设置保护管理机或通信控制机，负责对各保护单元
特征
A. 功能综合化 B. 结构微机化 C. 操作监视屏幕化 D. 运行管理智能化
优点
A. 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。
B. 用不同的模块软件实现常规设备的各种功能， C. 用计算机局域网代替大量信号电缆的连接， D. 用主动模式代替常规的被动模式， E. 简化了变电站二次部分的硬件配置，减轻了安装
测量显示数字化 操作监视屏幕化 运行管理智能化
判微别机与监事的控故监子记视系录与统，操综事作合件。了顺常原序规来记庞的录大仪，的表制模屏表拟、打屏操印被， 不 式 控 的 几仪 统 仪 明 印 且作 号 的 监 和1同 结 制 系器 厅 表 了 报 提屏 系 保 控 小个自 和 系 功 安 系 视综配 构 等 统长， ， 全 。 表 高微 还、 统 护 子 电微动 故 统 能 全 统 一合置 ， 各 。期其 彻 被 而 所 了机 可模 等 装 系 流处报 障 本 。 可 所 次通自 —的 子C以确 底 原 代 测保 根拟 功 置 统 接理R警 恢 身 这 靠 无 设C常 的 标 字 和 过过动 个单 系T来度 改 来 替 量护 据屏 能 。 结 地R器显等 复 的 对 性 法 备规 跳 操 牌 文 计T网化 综片 统，低 变 的 。 精子 用和 ； 合 等屏同示； 操 故 于 是 实 、在 、 作 报 字 算络系 合机 联变、 了 人 这 度系 户变 ， 子幕时器） 作 障 提 非 现 而断 合 或 警 提 机、统 自或 接电读 原 工 不 和统 的送 综 系上并上吏 智 自 高 常 的 本路 闸 键 信 示 上总内 动微 起站数 来 抄 仅 管需器 合 统代的行的重 能 诊 变 必 。 身器 操 盘 号 或 的线各 化型 来采不 的 表 减 理要屏 了 的替实工数要 化 断 电 要 常 的安 作 操 ， 语C将计子 系，用轻方 测 记 的，、故 功了时R作字的；、站的规故装，作被言T微算系统构指了便 量 录 科微远障能电主显，显是，而自的的障处被所报C机机统可成针值。手则学动机录。磁接R示实示能也且闭运二必或代警CT保组利以一式班采段完性装保波式线屏器R现所实是能锁行次须控替所T护成各有个仪员用，全。置护、或画屏幕，各代现常实和管设靠制；取、。功分1表的微常由、子故晶面幕画可种几替故规现自理备维屏常代数采能级作劳机规打中系障体取上面以功个，障的自恢水只护上规，据用模分为动监指印央统测管代的闪监能甚直分二动复平能人进的即采分块布测。控针机信和距式；鼠烁视。至观析次化等和监员行光通集布由式量而系式打、、
浅析变电站综合自动化系统
浅析变电站综合自动化系统一、引言变电站是电力系统中重要的组成部分，其作用是将输送来的高电压电能转换为低电压电能供给用户使用。
为了提高变电站的安全性、稳定性和可靠性，综合自动化系统被广泛应用于变电站的运行和管理中。
本文将对变电站综合自动化系统进行浅析，包括系统的定义、功能、组成以及应用案例等方面。
二、系统定义变电站综合自动化系统是指利用先进的计算机、通信、控制和监测技术，对变电站的设备、工艺和运行状态进行实时监测、控制和管理的一种自动化系统。
该系统通过实时采集和处理各种数据，并根据预设的规则和算法进行分析和决策，实现对变电站设备的自动控制和运行状态的监测与管理。
三、系统功能1. 设备监测与控制：变电站综合自动化系统可以实时监测变电站各种设备（如变压器、开关设备、保护设备等）的运行状态和参数，并根据需要进行远程控制和调节。
例如，系统可以监测变压器的温度、油位等参数，并在异常情况下自动发出警报或采取控制措施。
2. 事故检测与处理：系统可以通过对变电站设备的监测和分析，及时发现设备故障和事故，并自动进行处理。
例如，当系统发现某个开关设备发生故障时，可以自动切换到备用设备，以保证电力供应的连续性和可靠性。
3. 数据采集与分析：系统可以实时采集和存储变电站各种设备的运行数据，并进行分析和统计。
通过对数据的分析，可以了解设备的运行状况和负荷情况，为变电站的运行和管理提供科学依据。
4. 远程监控与管理：变电站综合自动化系统可以实现对多个变电站的远程监控和管理。
通过远程通信技术，可以监测和控制分布在不同地点的变电站设备，提高运行效率和管理水平。
四、系统组成1. 采集与传输子系统：该子系统负责采集变电站各种设备的运行数据，并将数据传输到中央控制中心。
采集方式包括传感器、仪表、通信设备等。
传输方式可以采用有线或无线通信技术。
2. 控制与决策子系统：该子系统负责对采集到的数据进行处理、分析和决策。
通过预设的规则和算法，对设备的运行状态进行评估和判断，并根据需要进行控制和调节。
变电站综合自动化系统介绍
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操作。
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。
21
4、主要功能
调节控制指对电压、无功的控制目标值等进行设定后，系统自动按要求的方式对 电压－无功进行联合调节。 其中包括自动投切无功补偿设备和调节主变压器分接头位置。 电压－无功自动控制要充分考虑运行方式的需要和各种闭锁条件。
22
4、主要功能
报警处理：报警处理分两种方式，一种是事故报警，另一种是预告报警。 前者包括保护动作信号和非操作引起的断路器跳闸信号。 后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限／复限、计算机站控系统的 各个部件、间隔层单元的状态异常、趋势报警等。
9
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。 主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔 所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完 成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或 特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地 减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好 的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备 制造厂家完成。
变电站自动化系统
变电站自动化系统变电站自动化系统是一种集电力监控、控制、保护和通信于一体的综合性系统，它能够实现对变电站设备的自动化管理和运行状态的实时监测。
本文将从系统架构、功能模块、技术特点和应用优势等方面详细介绍变电站自动化系统。
一、系统架构变电站自动化系统的架构主要由监控层、控制层、保护层和通信层组成。
1. 监控层：监控层是变电站自动化系统的核心部分，它通过连接到各种监测仪器和设备，实时采集和监测变电站的运行数据。
监控层通常包括人机界面、数据采集、数据处理和报警管理等功能模块。
2. 控制层：控制层是变电站自动化系统的控制中心，它负责对变电站设备进行远程控制和调度。
控制层通常包括自动化控制、设备调度、运行管理和故障处理等功能模块。
3. 保护层：保护层是变电站自动化系统的安全保障层，它通过对变电站设备的电气参数进行监测和保护，确保设备的安全运行。
保护层通常包括差动保护、过电流保护、过压保护和接地保护等功能模块。
4. 通信层：通信层是变电站自动化系统的数据传输层，它负责将监控层、控制层和保护层之间的数据传输和通信。
通信层通常包括局域网、远程通信和数据存储等功能模块。
二、功能模块变电站自动化系统具有以下主要功能模块：1. 实时监测：系统能够实时监测变电站设备的运行状态，包括电流、电压、功率等参数的采集和显示。
2. 远程控制：系统支持对变电站设备的远程控制，包括开关控制、调节控制和故障处理等功能。
3. 数据存储：系统能够对变电站设备的运行数据进行存储和管理，以便后续的数据分析和报表生成。
4. 报警管理：系统支持对变电站设备的异常情况进行实时报警，并能够自动发送报警信息给相关人员。
5. 数据分析：系统能够对变电站设备的运行数据进行分析，提供运行状态评估和故障诊断等功能。
6. 远程维护：系统支持对变电站设备的远程维护和升级，减少了人工巡检和维护的工作量。
三、技术特点变电站自动化系统具有以下技术特点：1. 开放性：系统采用开放式架构，能够与其他系统进行数据交互和集成，提高了系统的灵活性和可扩展性。
变电站综合自动化系统
单元保护装置或测控装置通信中断
出现该类故障，其原因多在于保护装置与综自系 统的通信出现问题，有可能是因为保护装置通信 接口模块故障、通信接线松动。针对该类情况可 以先查找保护装置至综自保护管理机之间的接线 是否牢固、完好，保护管理机通信指示灯是否正 常，保护装置面板显示是否正常，是否出现通信 模块故障或是装置故障的告警，而后相应的进行 紧固接线、重启装置、更换相关装置模块等处理。
(2)两台监控后台正常运行时以主／备机方式互为热 备用，“当地监控尸作为主机运行时，应在切换柜 中将操2”自动升为主机，同时应在切换柜中将操作 开关置在“当地监控2”。 (3)某测控单元通信网络发生故障时，监控后台不能 对其进行操作，此时如有调度的操作命令，值班人 员应到保护小间进行就地手动操作。同时立即汇报 调度通知专业人员进行检查处理。 (4)微机监控系统中发生设备故障不能恢复时应将该 设备从监控网络中退出作开关置在“当地监控尸， 这样遥控操作定义在“当地监控l”上，“当地监控 2”(备用机)上就不能进行遥控操作。当“当地监控1” 发生故障时，“当地监控，并汇报调度部门。 (5)通信中断的处理原则。
保护装置（非综自厂家的保护装置）通信中断
综自系统与其他厂家的保护装置因为使用的通信 规约不同，所以综自系统采集保护信号需要经过 保护管理机进行规约转换，一台保护管理机可以 容纳多台保护装置的信号传输，一旦小室内的保 护管理机出现死机或是故障，往往导致所接的所 有保护装置信号无法正常传输，遥信信号无法更 新，可能会错失重要信号报文。出现该类问题， 可以通过观察保护管理机的通信指示灯是否正常 来判断，并且检查其与路由器之间的接线是否正 常，而后相应的进行重启装置、紧固接线、更好 装置等处理。
PDS-700保护装置：
微机保护系统功能是变电站综合自动化系统的最基本、最重 要的功能，它包括变电站的主设备和输电线路的全套保护：高压 输电线路保护、变压器的主保护、后备保护以及非电量保护、低 压配电保护、电机及所用变保护等。 除保护功能外，还应具有以下附加功能： (1)具有事件记录功能； (2)具有与系统对时功能； (3)具有存储多种保护定值功能； (4)具备当地人机对话接口功能； (5)具备通讯功能； (6)具备故障自诊断功能；
变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统1. 简介变电站综合自动化系统是一种基于计算机技术的智能化电力变电设备控制和监测系统。
它采用了先进的传感器、控制器、通信设备和软件，实现对变电站的自动化控制和远程监测。
变电站综合自动化系统能够提高变电站的运行效率和安全性，减少人工操作，提供可靠的电力供应。
2. 功能2.1 监测功能变电站综合自动化系统可以实时监测变电站的重要参数，包括电流、电压、功率因素等。
通过传感器和数据采集设备，系统能够准确地测量这些参数，并将数据传输到控制中心进行处理和分析。
监测功能可以帮助运维人员及时发现变电站的异常情况，并采取相应的措施进行处理。
2.2 控制功能通过变电站综合自动化系统，运维人员可以实现对变电站设备的远程控制。
系统可以根据运维人员的指令，自动调节设备的工作状态，实现对电力供应的控制。
例如，系统可以自动切换变压器的接线方式，实现变电站的电压调节功能。
控制功能可以提高变电站的运行效率，并减少人工操作的需要。
2.3 报警功能变电站综合自动化系统可以监测变电站设备的状态，及时发现故障和异常情况，并向运维人员发出报警。
系统可以通过短信、邮件等方式向运维人员发送报警信息，提醒其及时采取措施。
报警功能可以帮助运维人员快速发现和解决问题，保证变电站的安全运行。
3. 架构变电站综合自动化系统的架构包括以下几个组成部分：3.1 传感器与采集设备传感器负责实时测量变电站的各个参数，包括电流、电压、功率因素等。
采集设备负责将传感器采集到的数据传输到控制中心。
传感器和采集设备通过有线或无线方式进行连接，实现数据的传输。
3.2 控制器控制器负责接收控制指令，并对变电站设备进行相应的控制。
控制器根据运维人员的指令，调节设备的工作状态，实现对电力供应的控制。
3.3 通信设备通信设备负责将传感器采集到的数据和控制指令传输到控制中心。
通信设备可以采用有线或无线通信方式，例如以太网、GPRS等。
通信设备能够实现变电站与控制中心的远程通信。
变电站综合自动化系统
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单元二 变电站综合自动化系统的结构形 式
• 集中式结构的变电站综合自动化系统，是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、微机保护和自动控 制等功能，而并非指由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数 集中式结构的微机保护、微机监控及与调度等通信的功能是由不同的 微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多一些。例如监 控机要负责数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务; 进行微机保护的计算机，可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。 这种结构形式主要出现在变电站综合自动化系统问世的初期，如图11所示。这种结构形式的变电站综合自动化系统在国内有较多的早期 的产品。
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单元二 变电站综合自动化系统的结构形 式
• 这种结构形式按变电站的规模配置相应容量、功能的微机保护装置和 监控主机及数据采集系统，它们安装在变电站主控室内。主变压器、 各种进/出线路及站内所有电气设备的运行状态通过电流互感器、电 压互感器经电缆传送到主控制室的保护装置或监控计算机上，并与调 度控制端的主计算机进行数据通信。当地监控计算机完成当地显示、 控制和制表打印等工作。
单元一 变电站综合自动化的基本概念
• 变电站实现综合自动化的优越性主要体现在以下几方面。 • (1)提高供电质量，提高电压合格率。 • (2)提高变电站的安全、可靠运行水平。 • (3)提高电力系统的运行管理水平。 • (4)缩小占地面积，降低造价。 • (5)为变电站实现无人值班提供了可靠的技术条件。
• 三、变电站综合自动化系统的功能
• 变电站综合自动化系统的基本功能，从不同的角度有不同的描述。
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? （模拟量、状态量、电能量、数字量）
? 运行监视与报警功能； ? 操作控制功能； ? 数据处理与记录功能； ? 事故顺序记录与事故追忆功能； ? 故障录波与测路功能； ? 人机联系功能； ? 制表打印功能； ? 运行的技术管理功能； ? 谐波的分析和监视功能
? 从专用设备到标准的软件硬件平台； ? 从集中控制向综合智能控制发展； ? 从室内型向户外型演变； ? 从单纯的屏幕数据监视到多媒体监视； ? 设计将实现纵向和横向的综合。
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；
? 通信回路：主要功能是完成自动化装置间通信及信息远 传等；
? 电源：提供整套变电站综合自动化系统中功能模块所需 要的直流稳压电源。
模拟量的输入/输出原理1
? 特点：①转换时间固定，不随输入信号的变化而 变化； ②转换速度较快，一般在 1~100us 内，适 于工业系统应用； ③抗干扰能力稍差
模拟量的输入/输出原理2
横向综合与纵向综合
? 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。
? 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、各控制中心的 协调能力。
常规变电站的二次系统特点
? 组成：继电保护、故障录波、当地监控、远动。
变电站综合自动化系统的典型硬件结构说明3
? 模拟量输入/输出回路：完成模 /数转换及数 /模转换；
? 开关量输入/输出回路：由并行口、光电隔离电路及中 间继电器组成；主要用于人机接口、发跳闸信号等的告 警信号以及闭锁信号等；
? 人机对话接口回路：主要包括打印、显示、键盘及信号 灯、音响或语言告警等，主要功能是人机对话，完成调 试、定值整定、工作方式设定、动作行为记录与系统通 信等工作；
? 特点：功能不同、硬件设备不同、技术不同、技 术上与管理上条块分割。
? 1.硬件设备之间互不兼容； ? 2.硬件设备难于标准化； ? 3.接线复杂、安装调试不便； ? 4.没有自检功能，需要定期对设备本身进行测试
和检验。
变电站综合自动化的优越性
? 在线运行的可靠性高； ? 供电电能质量高； ? 专业综合、易于发现隐患 ,处理事故恢复供电快； ? 变电站运行管理的自动化水平高； ? 减少控制电缆、缩小占地面积； ? 维护调试方便； ? 为变电站实现无人值班提供了可靠性技术条件；
开关量的输入及输出通道
电隔离技术 1
电隔离技术2
开关量输入电路原理图
开关量输出电路原理图
典型的数字量输入/输出接口电路
CPU对数字量输入及输出的控制方式
? 同步传递方式；（无条件程序控制方式） ? 查询传递方式； ? 中断控制方式； ? 直接存储器访问方式；
综合自动化监控系统的基本功能
变电站综合自动化技术
杜荣君
河南电力工业学校电气技术部
变电站综合自动化
变电站综合自动化是将变电站的二次 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，以及调度通信等综合性的自动化 功能。
变电站综合自动化系统的特点
? 功能综合化(综合了交直流电源以 外的全部二次设备 )；
? 结构分布、分层、分散化； ? 操作监视屏幕化； ? 通信局域网络化、光纤化； ? 运行管理智能化； ? 测量显示数字化。
变电站综合自动化系统的主要内容
? 1.随时在线监视电网运行参数、设备运行状况、 自检、自诊断设备本身的异常运行，发现变电站 设备异常变化或装置内部异常时，立即自动报警 并使相应的闭锁出口动作，以防止事故扩大；
? 测量、监视、控制功能； ? 继电保护功能； ? 自动控制智能装置的功能； ? 远动及数据通信功能； ? 自诊断、自恢复和自动切换功能。
智能装置包括以下内容
? 电压、无功综合控制； ? 低频减负荷控制； ? 备用电源自投控制； ? 小电流选线控制。
变电站综合自动化系统的结构
变电站综合自动化系统的结构形式
? 2.电网出现事故时，快速采样、判断、决策、迅 速隔离和消除事故，将故障限制在最小范围；
? 3.完成变电站运行参数在线计算、存储、统计、 分析报ห้องสมุดไป่ตู้、远传和保证电能质量的自动和遥控调 整。
变电站综合自动化系统的基本功能
? 具备远动、保护、开关操作、测量、故障 录波、事故顺序记录、运行参数记示功能， 包括以下几个方面：
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。
? 存储器用来保存程序和数据， EPROM紫外线擦除可编程只读存储器；
? EEPROM电擦除可编程只读存储器； SRAM静态随机存储器； FLASH快擦写存储器； NVRAM非易失性随机存储器；
? 程序及不变数据存于 EPROM；定值存于 EEPROM SRAM 用于保存暂存数据； FLASH和 NVRAM多用来保存故 障数据。
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。
? 集中式结构形式 ? 分层分布式结构集中组屏形式 ? 分散与集中相结合的结构形式 ? 完全分散式结构形式
集中式结构形式
分层分布式结构集中组屏形式
分层分布式结构集中组屏形式
分层分布式结构集中组屏形式
分散与集中相结合的结构形式
完全分散式的结构形式
变电站综合自动化技术的发展趋势
? 从集中控制、功能分散型到向全分散网络 型发展；