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[摘 要] 变电站综合自动化是传统变电站二次系统的重大改革，其装置形式、功能配置以及操作方法都发生了根本变化，因此，对于从事变电站相关工作的人员就有必要了解变电站综合自动化的功能、特性等，本文主要浅析了变电站综合自动化系统的基本概念、结构、特点及发展动向。
[关键词] 变电站自动化 智能化 发展
0.引言
随着中国城市电力网和农村电力网的建设和改造工作的深入进行，对电网的供电质量、供电可靠性和安全性提出了更高的要求。而变电站在电网中的地位十分重要，变电站实现综合自动化不仅为变电站实现无人值班和配网实现自动化奠定了基础，也为供电部分提供更加可靠、安全、经济和高质量的电能创造了条件。因此，近年来，变电站综合自动化系统已在电力系统中被广泛接纳和应用。
1.变电站自动化系统的基本概念
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、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具有功能综合化、系统结构微机化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。变电站综合自动化的基本配置如下图所示。
2.变电站自动化系统的结构
在高压或超高压变电站中，将保护装置，测控装置，故障录波及其它自动装置的I/0单元割裂出来，把它作为作为智能化一次设备的一部分。反之，智能化一次设备的数字化传感器，数字化控制回路代替了；而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整的安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。从逻辑上可分为“过程层”、“间隔层”、“所控层”三个层次。从物理上来说数字化变电站自动化系统的结构可分为智能化的一次设备和网络化的二次设备两类，其中在逻辑层的三个层次来看：
2.1过程层：该层是一个一次设备和二次设备的结合面，换言之过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能可以分为三类：
2.1.1电力运行的实时电气量检测它是与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量入有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。采集传统模拟量被直接采集了数字量所取代。这样做的优点式抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好。开关装置实现了小型化、紧凑化。
2.1.2运行设备的状态参数在线检测与统计变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性和工作状态等数据。
2.1.3操作控制的执行与驱动操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器、刀闸合分控制。直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的，即按上层控制指令而动作，在执行控制命令时具有智能性，能判别命令的真伪及其合理性，还能对即将进行的动作精度进行控制，能使断路器定相合闸，选相分闸，在选定的相角下实现断路器的开合和开断，要求操作时间限制在规定的参数内。
2.2间隔层：其主要功能是：（1）汇总本间隔过程层实时数据信息；（2）实施对一次设备保护控制功能；（3）实施操作同期及其他控制功能；（4）实施本间隔操作闭锁功能；（5）承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及所控层的网络通信功能；（6）对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制。
2.3所控层：其主要功能是：（1）通过两级高速网络汇总全所的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；（2）具有在线可编程的全所操作闭锁控制功能；（3）具有所内当地监控，人机联系功能；（4）按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；（5）接受调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；（6）具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能；（7）具有变电站故障自动分析和操作培训功能。
3.变电站综合自动化系统的优越性
3.1提供供电质量。在变电站综合自动化系统中，能实现对有载调压变压器和无功补偿电容器的自动控制，使系统能根据母线电压水平调节电容器投退或对变压器进行调档，从而极大地提高电压合格率。
3.2提高供电可靠性。在综合自动化系统中，通过集合各个电气量数据和信号，利用计算机计算和判断，将综合结果反映出来，以帮助值班人员尽快的发现问题并处理，尽早恢复供电。
3.3减少变电站总投资。通过实现变电站综合自动化，能够简化系统，共享资源和信息，从而节省大量电缆；通过采用大规模集成电路减少二次设备的占地面积和价格，从而减少变电站投资。
3.4提高边度运行管理水平。采用综合自动化后，能通过计算机对电压、电流、功率等电气量进行自动的监视、测量、记录等工作，并形成历史库，能随时调用出来进行事故分析，用户负荷情况跟踪分析，为系统规划提供数据依据等。综合自动化变电站也可以通过与调度中心的即时通信，实现四遥，即遥测、遥信、遥控、遥调。通过将站内的数据及时传送至调度中心，使调度员能及时掌握变电站的运行情况，并通过对该站设备的操作，实现对整个电网进行控制和调节。既实现变电站的无人值班，从而节省了人力资源，又提高变电站的稳定运行水平。
4.变电站自动化发展的方向
随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已通过计算机、控制、通信、电力装备及电力电子的整合，并结合光纤的高速率传输，使变电站向数字化变电站和智能化变电站建设的智能化发展。变电站通过加强一次设备的智能化水平、提高变电站域的综合预警与分析决策能力、提高变电站试验、检修等工作的智能化手段、提高设备的精细化管理以及提高设备自诊断技术与状态检修水平，将保护和控制设备很好地综合在一起，且各种技术指标能满足运行需要，从而增强变电站的智能运行与控制水平。可以预见，随着变电技术的不断提高，变电站综合自动化将向智能化不断迈进，成为智能电网的核心。
[关键词] 变电站自动化 智能化 发展
0.引言
随着中国城市电力网和农村电力网的建设和改造工作的深入进行，对电网的供电质量、供电可靠性和安全性提出了更高的要求。而变电站在电网中的地位十分重要，变电站实现综合自动化不仅为变电站实现无人值班和配网实现自动化奠定了基础，也为供电部分提供更加可靠、安全、经济和高质量的电能创造了条件。因此，近年来，变电站综合自动化系统已在电力系统中被广泛接纳和应用。
1.变电站自动化系统的基本概念
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、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具有功能综合化、系统结构微机化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。变电站综合自动化的基本配置如下图所示。
2.变电站自动化系统的结构
在高压或超高压变电站中，将保护装置，测控装置，故障录波及其它自动装置的I/0单元割裂出来，把它作为作为智能化一次设备的一部分。反之，智能化一次设备的数字化传感器，数字化控制回路代替了；而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整的安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。从逻辑上可分为“过程层”、“间隔层”、“所控层”三个层次。从物理上来说数字化变电站自动化系统的结构可分为智能化的一次设备和网络化的二次设备两类，其中在逻辑层的三个层次来看：
2.1过程层：该层是一个一次设备和二次设备的结合面，换言之过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能可以分为三类：
2.1.1电力运行的实时电气量检测它是与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量入有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。采集传统模拟量被直接采集了数字量所取代。这样做的优点式抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好。开关装置实现了小型化、紧凑化。
2.1.2运行设备的状态参数在线检测与统计变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性和工作状态等数据。
2.1.3操作控制的执行与驱动操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器、刀闸合分控制。直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的，即按上层控制指令而动作，在执行控制命令时具有智能性，能判别命令的真伪及其合理性，还能对即将进行的动作精度进行控制，能使断路器定相合闸，选相分闸，在选定的相角下实现断路器的开合和开断，要求操作时间限制在规定的参数内。
2.2间隔层：其主要功能是：（1）汇总本间隔过程层实时数据信息；（2）实施对一次设备保护控制功能；（3）实施操作同期及其他控制功能；（4）实施本间隔操作闭锁功能；（5）承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及所控层的网络通信功能；（6）对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制。
2.3所控层：其主要功能是：（1）通过两级高速网络汇总全所的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；（2）具有在线可编程的全所操作闭锁控制功能；（3）具有所内当地监控，人机联系功能；（4）按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；（5）接受调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；（6）具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能；（7）具有变电站故障自动分析和操作培训功能。
3.变电站综合自动化系统的优越性
3.1提供供电质量。在变电站综合自动化系统中，能实现对有载调压变压器和无功补偿电容器的自动控制，使系统能根据母线电压水平调节电容器投退或对变压器进行调档，从而极大地提高电压合格率。
3.2提高供电可靠性。在综合自动化系统中，通过集合各个电气量数据和信号，利用计算机计算和判断，将综合结果反映出来，以帮助值班人员尽快的发现问题并处理，尽早恢复供电。
3.3减少变电站总投资。通过实现变电站综合自动化，能够简化系统，共享资源和信息，从而节省大量电缆；通过采用大规模集成电路减少二次设备的占地面积和价格，从而减少变电站投资。
3.4提高边度运行管理水平。采用综合自动化后，能通过计算机对电压、电流、功率等电气量进行自动的监视、测量、记录等工作，并形成历史库，能随时调用出来进行事故分析，用户负荷情况跟踪分析，为系统规划提供数据依据等。综合自动化变电站也可以通过与调度中心的即时通信，实现四遥，即遥测、遥信、遥控、遥调。通过将站内的数据及时传送至调度中心，使调度员能及时掌握变电站的运行情况，并通过对该站设备的操作，实现对整个电网进行控制和调节。既实现变电站的无人值班，从而节省了人力资源，又提高变电站的稳定运行水平。
4.变电站自动化发展的方向
随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已通过计算机、控制、通信、电力装备及电力电子的整合，并结合光纤的高速率传输，使变电站向数字化变电站和智能化变电站建设的智能化发展。变电站通过加强一次设备的智能化水平、提高变电站域的综合预警与分析决策能力、提高变电站试验、检修等工作的智能化手段、提高设备的精细化管理以及提高设备自诊断技术与状态检修水平，将保护和控制设备很好地综合在一起，且各种技术指标能满足运行需要，从而增强变电站的智能运行与控制水平。可以预见，随着变电技术的不断提高，变电站综合自动化将向智能化不断迈进，成为智能电网的核心。