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1、 变电所综合自动化系统的结构形成、 配置和发展方向 一、变电所综合自动化系统的结构形式和配置 二、分层（级）分布式系统集中组屏的结构形 式 三、分布分散式与集中相结合的结构形式 四、全分散式结构形式 五、变电站综合自动化对无人值班 六、变电站自动化技术的发展过程 变电站综合自动化技术,是计算机 和微电子技术发展到一定程度,可以在 变电站范围内广泛使用的条件下发展 起来的.它可将变电站远动技术.电力设 备微机保护技术.测量和监视技术和变 电站自动控制技术进行有机的结合,从 而产生了对传统变电站二次系统(即继 电保护.自动控制.故障录波.控制联锁. 仪表计量.远动测控)设备的革命。 一、变电所综合
2、自动化系统的结构 1、设备层（0层） 主要指变电所中的变压器、断路器、 隔离开关和电流、电压互感器等一次设备 。 2、间隔层（1层） 主要由各种继电保护、自动控制装置 和其他智能设备组成，可以通过现场总线 、以太网等站级网络与站控层设备进行数 据通信。一般按断路器间隔来划分。 3、变电所层（2层） 主要由当地监控、远动终端 (RTU)等组成，远动终端负责与牵引 供电远动系统的调度端通过数据通 信通道实现数据交换。当地监控由 监控机通过局部网络和各间隔层之 间进行数据交换，负责在有人值班 时提供人机交互接口，存储各种历 史数据，负责对间隔层的装置的管 理以及开关操作等功能。 二、结构形式 把整套
3、综合自动化系统按其不 同的功能将间隔层按对象划分组装 成多个屏（柜），例如：变压器保 护屏、线路保护屏、直流屏等。这 些控制保护屏一般都安装在主控室 中，又简称“分布集中式结构”。 这种自动化系统可应用于有人或无 人值班变电所。多数传统变电所在 改造初期都采用分布集中式结构。 3、分层分布式系统集中组屏结构特点 （1）分层（级）分布式的配置系统采用按功能 划分的分布式多CPU系统。 其功能单元有：各种高低压线路保护单元、主 变压器保护单元、电容器保护单元、 备用电源 自投控制单元 低频减载控制单元、电压无功综合控制单元、 数据采集与处理单元、电能计量单元 每个功能单元基本由一个CPU组成，也有
4、一 个功能单元由多个CPU完成的，例如主变保护 就由主保护和后备保护组成。这种按功能设计 的分散模块化结构具有软件相对简单、调试维 护方便、组态灵活、系统整体可靠性高的特点 。 （2）继电保护相对独立在综合自动化系统中，继 电保护单元相对独立，其功能不依赖于通信网络或 其他设备。 （3）具有与系统控制中心通信功能 综合自动化系统本身已具有对模拟量、开关量 、电能脉冲量进行数据采集和数据处理的功能，也 具有收集继电保护动作信息、事件顺序记录等功能 ，因此不必另设独立的RTU装置，直接可将综合自 动化系统采集的信息传送给调度中心，同时也接收 调度中心下达的控制、操作命令和在线修改保护定 值命令。
5、（4）模块化结构，可靠性高各功能模 块都由独立电源供电，输入/数出回路都 相互独立，任何一个模块故障，只影响 局部功能，不影响全局。 （5）室内工作环境好，管理维护方便 3、分层分布式系统集中组屏结构的优点 集中组屏，便于设计、安装、调试和管理 ，可靠性也比较高，尤其适合于旧所改造 。 4、分层分布式系统集中组屏结构的缺点 安装时需要的控制电缆相对较多，增加了 电缆及其辅助投资。 三、分布分散式与集中相结合的结构形式 1、结构形式 按每个电网元件（如一条馈线、一台变压器、 一组电容器等）为对象，把控制、保护、测量等功 能设计安装在同一个微机装置中，对于635kV的 中低压线路，可以将这个微机保
6、护监控装置分散安 装在各个开关柜上，然后通过通信网络和监控主机 进行信息交换；对于高压线路或变压器等重要设备 的保护监控装置仍然采用集中组屏方式安装在主控 室内。这也是当前综合自动化的主要结构形式。 2、结构特点及优越性 （1）635kV的中低压线路保护监控采用分散式结构， 就地安装在开关柜中，通过现场总线与主控室监控机交 换信息，可以节约控制电缆。 （2）高压线路、变压器等重要设备的保护监控采用集 中组屏方式，安装在主控室或保护室中，使这些设备的 保护监控装置处于比较好的工作环境中，可以提高供电 的可靠性。 （3）其他的自动装置，如备用电源自投装置和电压、 无功综合控制装置采用集中组屏方式，
7、安装于主控室或 保护室中。 （4）电能计量采用集中组屏方式，安装于主控室或保 护室中。 四、全分散式结构形式 1、全分散式结构形式 将每个电网元件（包括变压器，高、低压线 路，电容器等）的保护、控制、测量功能设计 安装在同一个微机装置中，并且分散安装在各 个开关柜中，然后通过通信网络和监控主机进 行信息交换。这种结构形式中，主控室内只有 监控用的微机和直流操作电源及网络信号集中 转换的柜子，主控室结构简单，设备环境好， 检修更方便。 2、全分散式结构的优越性 （1）简化了变电所二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积。 主控室内减少了保护屏的数量，由于采用综合自动化系统后，原先 常规的控制盘、中
8、央信号屏和模拟屏可以取消。 （2）减少了施工和设备安装工程量。 由于安装在开关柜上的保护测控装置在开关柜出厂前已经由厂家 安装调试完毕，再加上保护测控装置都安装在各开关柜，减少了敷 设到控制室的控制电缆数量，因此现场施工、安装和调试的工期就 缩短了。 （3）简化了变电所二次设备之间的互连线，节省了大量连接电缆 。 （4）分层分散式结构可靠性高，组态灵活，检修方便。 分层分散式结构，由于保护测控装置分散安装在高压设备附近，减 小了电流互感器的负担，同时，各模块与监控机之间通过通信网络 连接，抗干扰能力强，可靠性高。 总之，分层分散式结构可以降低总投资，是变电所综合自动化系统 的未来发展趋势。 五
9、、变电站无人值班运行的要求 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。 1、变电站综合自动化对无人值班的促进作用 对变电站来说，无人值班和有人值班是两 种不同的管理模式，它与变电站一、二次 系统技术水平的发展，与变电站是否实现 自动化没有直接关系。一、二次设备可靠 性的提高和采用先进技术，可以为无人值 班提供更为有利的条件，但不是必须具备 的条件。 2、变电站实现综合自动化的优越性 v安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠 性的要求。 v供电质
10、量缺乏科学的保证 ； v占地面积大，增加了征地投资 ； v不适应电力系统快速计算和实时控制的要求 。 v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。 3、无人值班配电所 配电所各种钥匙、工具、仪表备品等必须 一一清点；外借工具要有借条；备品使用后要 填写记录；并检查工具、仪表、备品摆放是否 整齐。 交班人员应对接班人员说明上一班所完成的 主要工作；交班前，交班人员须对配电所进行 卫生打扫；交班完毕后，双方均应在交接班记 录本上签字。 每天必须对设备巡视检查两次，白天交接班 时一次，晚上熄灯巡视一次。不可漏巡或少巡 ；巡视时要检查设备是否有异常；巡视完毕应 抄表填写记录本。 六、变电站自动化技术的发展过程 变电站综合自动化系统体系由“数据采集 和控制”、“继电保护”、“直流电源系统”三 大块构成变电站自动化基础 。 “通信控制管理是桥梁，联系变电站内部 各部分之间、变电站与调度控制中心之间 使其相互交换数据 “通信控制管理连接系统各部分，负责数 据和命令的传递，并对这一过程进行协调 、管理和控制。 “变电站主计算机系统”对整个综合自动化 系统进行协调、管理和控制，并向运行人 员提供变电站运行的各种数据、接线图、 表格等画面，使运行人员可远方控制断路 器分、合操作，还提供运行和维护人员对 自动化系统进行监控和干预的手段。
