笔记百科变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统概述
一、电力系统自动化概述
电力系统自动化是二次系统的一个组成部分，通常是指对电力设备及系统的自动监视、控制和调度。具体来说，就是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置系统，通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统的运行工况进行就地或远方的自动监视、调节和控制，保证电力系统安全、可靠、经济运行和向电力用户提供合格的电能。
电力系统自动化是一个总称，由多个子系统组成，每个子系统完成一项或几项功能。从电力系统的运行管理区分，可以将电力系统自动化划分为以下几个部分：电网调度自动化、发电厂综合自动化、变电站综合自动化和配电网综合自动化。其中，发电厂综合自动化又可分为火电厂综合自动化和水电厂综合自动化。
1、电网调度自动化系统
电网调度自动化系统的功能可概括为：调度整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下安全、优质、经济地向用户供电，在缺电状态下做好负荷管理，在事故状态下迅速消除故障的影响和恢复正常供电。
电网调度自动化系统的任务是综合利用计算机、远动和通信技术，实现电力调度管理自动化，有效地帮助调度员完成调度任务。在电网调度自动化的层面上，每个变电站的上送信息并不多，主要是相关断路器的遥信状态及电网潮流，但全网覆盖范围非常大。
电网调度自动化系统结构的一个特点是分层结构。通常电网调度控制分为国调、网调、省调、地区调、县调几个层次。
2、配电网综合自动化系统
配网系统虽然电压等级低，但配电网络纷繁复杂，而且相关设备面临日晒雨淋，工作环境恶劣，因此配电网自动化发展较晚，其功能也在不断增加和调整。通过基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的配电综合自动化系统，它能在配电网正常运行时，监视配电网运行状况和遥控改变配电网的运行方式，故障时能够及时检测和自动隔离故障区域，改变配电网络拓朴结构，及时恢复健全段供电。
3、变电站综合自动化系统
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、通信技术和信号处理技术，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。
变电站综合自动化系统（俗称综自系统）包括变电站微机监控、微机保护、微机自动装置、微机五防等子系统。而微机监控的核心是SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。
变电站综合自动化，就是通过微机化保护、测控单元采集变电站各种信息，如母线电压、线路电流、直流温度、断路器位置及各种遥信状态等，并对采集到的信息加以分析和处理，借助于计算机通信手段，相互交换和上送相关信息，实现变电站运行监视、控制、协调和管理。变电站综合自动化既包括了横向综合，即利用计算机手段将不同间隔不同厂家的设备连在一起，又包括了纵向综合，即通过纵向通信联系，实现变电站与控制中心、调度端的紧密结合。
二、变电站综合自动化的结构形式
变电站综合自动化系统的分类可以有多种。如果按照设备布局来划分，可以分为集中式、相对分布式和分散分布式三种；如果按照变电站控制层次来划分，可以分为三层式控制系统、两层式分布控制系统、集控中心站型式等。
（一）按设备布局分类
1、集中式综合自动化系统
集中式综合自动化系统，指通过集中组屏布置的方式采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，并同时完成微机保护、自动控制以及调度通讯等功能。
2、相对分布式综合自动化系统
相对分布式综合自动化系统，是将高压等级的保护和测控设备集中安装于主控室，而将低压等级的保护综自设备集中安装于高压室内或旁边的专用继保测控室。
3、分散分布式综合自动化系统
分散分布式综合自动化系统，是将高压等级的保护和测控设备集中安装于主控室，而将低压等级的保护综自设备分散安装于高压开关柜上，各设备之间通过现场总线或网络进行联结。
（二）按控制层次分类
1、三层式综合自动化系统
三层式综合自动化系统采用间隔层设备、通讯控制层设备、站控层设备的三层式结构：采用总控单元（单机方式或双机主备切换方式）作为综自系统的核心通信单元，站控层分布配置SCADA监控主机（单机或主备方式）、操作员站、保护工程师站及五防主机等。间隔层装置采用单网或双网组网，通常选用485或现场总线方式。三层式综合自动化系统如下图所示。
2、两层式综合自动化系统
两层式综合自动化系统采用间隔层设备、站控层设备的两层式结构：站控层分布配置SCADA监控主机（单机或主备方式）、操作员站、保护工程师站及五防主机等，间隔层装置采用单网或双网组网，通过工业以太网方式直接接入监控网络。对于不方便接入或无法直接接入站控层网络的装置，采用现场总线方式组网，再通过通讯控制器或规约转换器接入站控层监控网。两层式综合自动化系统如下图所示。
3、集控站模式综合自动化系统
集控站模式综合自动化系统，利用一个220kV或110kV枢纽变电站作为集控站，其综合自动化系统不仅完成本站的测控功能，同时还能监控其他的多个无人值班变电站。集控站采用的多为两层式综合自动化系统，如下图所示。
三、变电站综合自动化系统的范围
变电站综合自动化系统（也就是站端自动化系统），在整个自动化系统体系中的位置如下图所示。由下图可知，整个自动化系统由站端自动化系统、远动通信信道、主站自动化系统三部分构成。
厂站与主站的通讯可能采用多种通信方式，图中画出了模拟四线通道和调度数据网通道两种方式。调度数据网在厂站端由路由器、纵向加密认证装置、交换机等构成完整的网络环境，为远动总控、电能量采集装置等提供便捷稳定的网络接入条件。调度数据网是今后主要的发展方向。
作者：陈遵川
校核：张楷旋
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