变电站综合自动化系统结构设计(报告)

铁路变电站微机综合自动化系统结构设计论文导读：变（配）电站的综合自动化系统是保护系统微机化之后的又一发展方向。

关键词：铁路变(配)电站，综合自动化，结构设计1.概述变（配）电站的综合自动化系统是保护系统微机化之后的又一发展方向。

随着微机保护设备逐渐取代传统的继电保护设备的日益广泛使用，越来越多的微机智能设备出现在变（配）电站中。

如何将这些独立的设备信息组织起来，建立一个集中的信息平台进行管理控制就成为变配电站综合自动化系统的题目。

2.现状一般来说，现在的新建和经过微机保护改造的变配电站，都在一定的程度上实现了变配电站的综合自动化。

但对于微机集中抄表、模拟显示屏、直流屏等设备，铁路变配电所对这些系统的综合集成都比较少，有较大的改进余地。

3.改进在变配电站的综合自动化系统中，每个变配电站的微机后台系统将不仅仅是提供简单的操作界面，而将变成整个变电站的信息中心。

它将集成变配电站内的所有职能设备系统，通过变配电站的综合自动化系统，变配电站将成为整个电网自动化系统的一个节点，值班人员将大大减轻劳动负荷。

4.设计4.1总体结构根据现代变配电站综合自动化系统的设计常规，变配电站综合自动化系统被划分为间隔层、通信层、站控层三个不同的层面。

间隔层是基础的底层智能设备，负责基础功能执行和数据采集工作，同时，间隔层的设备还担负着隔离强电和自动化系统中的弱电的任务。

通信层是联系站控层和间隔层的通信层的通信设备，负责将间隔层的通信信息转变成站控层能够读取的信息，同时也起到隔离站控层和间隔层的作用。

4.2间隔层的选择综合自动化变配电站的综合自动化实质上是一个综合的数据处理系统，其自动化系统必须首先采集各自动化分系统的状态数据然后才可以进行分析处理。

因此各分系统必须首先拥有可以同计算机系统通信的能力。

4.2.1微机保护设备的选择对于微机保护设备，首先要根据保护功能的不同要求选择不同类型的保护设备，并在满足可靠性和成本要求的情况下尽量选用更先进的设备。

变电站综合自动化系统结构报告变电站是电力网络中线路的连接点，承担着电压和功率的变换、电能的收集和分配等功能。

它的运行直接影响到整个电力系统的安全、可靠和经济运行。

然而，变电站的运行很大程度上取决于其二次设备的性能。

现有变电站有三种类型:一种是常规变电站；一种是部分由微机管理并具有一定自动化水平的变电站，另一种是完全计算机化的综合自动化变电站。

对于常规变电站来说，其致命弱点是不具备自诊断、故障记录分析、能力和资源共享的能力，无法检测二次系统本身的故障，也无法全面记录和分析运行参数和故障信息。

全计算机化的综合自动化变电站用计算机化的二次设备取代了传统的分立设备。

它集继电保护、控制、监视和远动功能于一体，实现了设备和信息资源的共享，使变电站的设计简单紧凑，实现了变电站更安全可靠的运行。

同时系统二次接线简单，减少了二次设备的占地面积，使变电站二次设备以崭新的面貌出现。

1.1变电站综合自动化简介1.1.1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二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动化装置和远动装置)的功能进行组合和优化，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，实现整个变电站的主设备和输配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护的综合自动化功能，与调度进行通信。

变电站综合自动化系统，即由多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，取代了常规的测量和监视仪表、常规的控制屏、中央信号系统和遥控屏，用微机保护取代了常规的继电保护屏，改变了常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷。

因此，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术和通信技术在变电站领域的综合应用。

变电站综合自动化系统可以收集比较完整的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。

变电站综合自动化系统具有功能集成、结构计算机化、运行监控屏幕化和运行管理智能化的特点。

变电站综合自动化控制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。

它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。

变电站自动化系统的基本结构有集中式系统结构、分布式系统结构和分散（层）分布式结构。

变电站综合自动化系统应能实现的功能：•微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。

各类保护实现故障记录、存储多套定值、适合当地修改定值等功能。

•数据采集①状态量采集：状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。

目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。

保护动作信号则采用串行口（RS-232或RS485 ）或计算机局域网通过通信方式获得。

② 模拟量采集：常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压，线路电压，电流和功率值。

馈线电流，电压和功率值，频率，相位等。

此外还有变压器油温，变电站室温等非电量的采集。

模拟量采集精度应能满足SCADA系统的需要。

③脉冲量：脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，也采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。

•事件记录和故障录波测距事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。

其SOE分辨率一般在1~10ms之间，以满足不同电压等级对SOE的要求。

220kv变电站及其综合自动化系统方案设计摘要：本文旨在设计一种220kv变电站综合自动化系统方案。

通过对变电站系统运行状态的监测和控制进行研究，本文提出了一种综合自动化系统方案设计。

该方案包括变电站的基础电气设备、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统。

同时，该方案还包括自动化系统的硬件和软件设计。

本文最后进行了方案可行性分析和实验验证，结果表明，该设计方案具有较高的可行性和实际应用价值。

关键词：220kv变电站；综合自动化系统；方案设计；可行性分析；实验验证引言：随着电力工业的不断发展，220kv的变电站已成为电力系统的重要组成部分。

变电站的运行状态监测和控制是电力系统稳定运行的重要保障。

为此，220kv变电站综合自动化系统方案设计成为研究热点。

本文将从变电站基础电气设备的监测和控制、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统等方面进行研究，设计出一种综合自动化系统方案。

同时，本文将对方案可行性进行分析，并进行实验验证。

一、基础电气设备自动化系统设计基础电气设备是变电站运行的核心，其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。

基础电气设备自动化系统主要包括变压器、断路器、隔离开关、组合电器等的自动化控制。

1、变压器自动化控制：变压器是电力系统中最基础的设备之一，其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。

为此，本系统将采用数字化变压器差动保护，可实现对变压器的实时监测、故障定位等功能。

2、断路器自动化控制：断路器是变电站中最主要的设备之一，其自动化控制可大大提高电力系统的稳定性。

为此，本系统将采用信息化断路器保护，可实现对断路器的状态监测、动作判据计算等功能。

3、隔离开关自动化控制：隔离开关作为保护装置的一部分，其自动化控制也是变电站综合自动化系统的重要组成部分。

为此，本系统将采用高压气体绝缘金属封闭开关进行实现。

4、组合电器自动化控制：组合电器是基础电气设备的组合，包括变压器、断路器、隔离开关等设备。

变电站综合自动化系统结构与功能综述关键词：变电站综合自动化系统结构功能---综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。

随着这些高科技的不断发展，综合自动化系统的体系结构也不断发生变化，其性能和功能以及可靠性等也不断提高。

从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看，其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。

1.集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统，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、开关俩个和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。

多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的卫星计算机完成的，只是每台微计算机承担的任务多些。

例如监控机要负担数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务：担负微机保护的计算机，可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。

随着微处理器的发展、微型计算机的性能价格比迅速优于小型机后，才开始发展以微处理器为核心的变电站自动化系统。

图2.1 集中式结构的综合自动化系统框图这种集中式的结构式更具变电站的规模，配置相应容量的集中式保护装置和监控主机及数据采集系统，它们安装在变电站中央控制室内。

主便延期和各进出线及站内所有电器设备的运行状态，通过TA、TV经电缆传送到忠言控制室的保护装置和监控主机。

继电保护动作信息往往是取保护装置的信号继电器的辅助触点，通过电缆送给监控主机。

这种系统的主要功能即特点是：1）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。

2）完成对变电站主要设备和进出线的保护任务3）集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。

4）造价低，尤其是对35kV或规模较少的变电站更为有利。

变电站综合自动化系统电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。

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综合措施。

随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统已经成为必然趋势；另一方面，保护系统本身也需要有自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能，为此发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展新的趋势。

目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构。

1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。

分布式系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。

分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。

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。

分布式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。

该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。

分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。

但是目前还存在着抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。

2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、开关量等信息，集中进行计算和处理，分别完成变电站的微机监控、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、打印及远方通信等功能。

集中式系统的主要优点是：结构紧凑、体积小，可大大减少站地面积；造价低，尤其是对35kV或规模较小的变电站更为有利。

变电站综合自动化系统的结构形式及选择随着电力系统的不断发展和智能化的加强，变电站综合自动化系统（SAS）的应用越来越广泛。

SAS是指集数据采集、监控、控制、保护、通信和故障诊断等功能于一体的自动化系统。

本文将详细介绍变电站综合自动化系统的结构形式及其选择。

一、变电站综合自动化系统的结构形式变电站综合自动化系统包括三个层次：上位机层、网关层和设备层。

1. 上位机层：该层负责SAS系统的整体监控和管理，包括数据采集、通讯管理、故障诊断和数据存储等功能。

上位机层通常由一个或多个工作站组成，可对系统进行实时监控和控制，提供各种数据报表、图形化界面和报警功能等。

2. 网关层：该层是SAS系统的通信枢纽，负责将设备层与上位机层进行连接，并将数据进行传输和转换。

网关层还可进行自适应性控制、安全保护和实时监视等功能。

同时，网关层也可作为一个安全隔离点，防止外部攻击，保证系统的稳定性和安全性。

3. 设备层：该层是SAS系统的核心，包括各种控制、保护、测量和监控设备。

设备层的功能主要包括：电源控制、继电保护、仪表测量、数据采集、设备控制等。

设备层的数据可经过网关层进行汇总和处理，最终由上位机层进行监测和控制。

二、选择变电站综合自动化系统应考虑的因素1. 技术方案与功能要求：技术方案的选择与预算密切相关，需要充分考虑功能要求和系统稳定性等因素。

同时，也需要考虑系统升级和维护的便利性。

2. 通信传输和安全保护：系统的通信传输是SAS系统正常运行的前提。

网络性能、带宽、数据传输安全和抗干扰等因素都会影响到系统的运行效率和准确性。

3. 控制保护功能：设备层是SAS系统的主要组成部分，如果控制保护功能不完善，易造成设备故障和人员伤害。

因此，需要在技术方案和功能要求的基础上进行定制化设计和验证测试，确保系统能够达到预期的控制保护效果。

4. 成本和效益：SAS系统的成本不仅包括硬件、软件、人工及测试等方面，还包括系统维护、升级和运行等费用。

变电站综合自动化系统优化设计随着技术和网络技术的发展，变电站综合自动化技术也得到高速发展，下面是小编搜集整理的变电站综合自动化系统设计探究的，供大家阅读借鉴。

[摘要]变电站综合自动化技术是利用计算机技术、现代通信技术，对变电站内的二次设备的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

它的出现为变电站的小型化、智能化、扩大设备的监控范围、提高变电站安全可靠、优质和经济运行提供了现代化的手段和基础保证。

它的运用取代了运行工作中的各种人工作业，从而提高了变电站的运行管理水平。

[关键词]自动化;优化设计;智能化第一章绪论变电站综合自动化技术是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术，对变电站内的二次设备的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

通过变电站综合自动化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。

变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。

现有的变电站有三种形式：第一种是传统的变电站;第二种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站;第三种是全面微机化的综合自动化变电站。

第二章变电站自动化系统设计概述2.1变电站综合自动化的体系结构变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。

为达到这一目的，满足电网运行对变电站的要求，变电站综合自动化系统体系结构如图1所示。

“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。

“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、合闸操作。

“通信控制管理”连接系统各部分，负责数据和命令传递，并对这一过程进行协调、管理和控制。

变电站综合自动化的结构形式变电站综合自动化是指利用先进的计算机、通信、控制和信息技术对变电站进行全面自动化、智能化管理和运行的系统。

它通过集成各种设备和系统，实现对变电站的监控、控制、保护、调度、信息处理和管理等功能，提高运维效率，提供可靠的电力供应，同时为电力系统提供了更可靠、灵活、高效的支撑。

1.硬件架构：（1）采集单元：变电站综合自动化系统需要对变电站各种设备的运行参数和状态进行实时采集。

采集单元通常包括传感器、采集装置和信号处理器等设备，通过采集设备和传感器的信号将变电站实时数据传送到综合自动化系统的控制中心。

（2）控制单元：控制单元负责对变电站的各种设备进行控制和调度。

控制单元通常包括PLC（可编程控制器）、RTU（远动终端单元）等设备，通过接收控制中心的指令，控制设备的运行状态，实现对变电站的智能化控制。

（3）通信网络：通信网络是变电站综合自动化系统的基础，用于实现各个设备之间和与控制中心之间的数据通信。

通信网络包括以太网、无线网络、光纤等传输介质，确保实时、可靠、稳定地传送数据。

（4）控制中心：控制中心是整个变电站综合自动化系统的核心，负责对变电站设备进行监控、控制、保护、调度和管理等功能。

控制中心通常包括监控系统、远动控制系统、保护系统、自动化系统和信息管理系统等模块，通过人机界面和专业软件对变电站进行综合管理。

2.软件架构：（1）监控系统：监控系统是变电站综合自动化系统的基础子系统，用于实时监视变电站各种设备的运行状态，包括电流、电压、频率、温度等参数，以及各种开关、隔离器、变压器等设备的位置、状态等信息。

（2）远动控制系统：远动控制系统用于实现对变电站设备的遥控和遥调功能，包括对开关、隔离器、变压器等设备的远程操作和调度。

通过远动控制系统，可以实现变电站的自动化操作和调度，提高运维效率。

（3）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，用于对变电站各种设备进行保护和安全控制。