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變電站綜合自動化采用自動控制和計算機技術實現變電站二次系統的部分或全部功能。為達到這一目的，滿足電網運行對變電站的要求，變電站綜合自動化系統體系由“數據采集和控制”、“繼電保護”、“直流電源系統”三大塊構成變電站自動化基礎。“通信控制管理’’是橋梁，聯系變電站內部各部分之間、變電站與調度控制中心之間使其相互交換數據。“變電站主計算機系統”對整個綜合自動化系統進行協調、管理和控制，并向運行人員提供變電站運行的各種數據、接線圖、表格等畫面，使運行人員可遠方控制斷路器分、合操作，還提供運行和維護人員對自動化系統進行監控和干預的手段。“變電站主計算機系統”代替了很多過去由運行人員完成的簡單、重復和繁瑣的工作，如收集、處理、記錄、統計變電站運行數據和變電站運行過程中所發生的保護動作、斷路器分、合閘等重要事件，還可按運行人員的操作命令或預先設定執行各種復雜的工作。“通信控制管理’’連接系統各部分，負責數據和命令的傳遞，并對這一過程進行協調、管理和控制。 

    與變電站傳統電磁式二次系統相比，在體系結構上，變電站綜合自動化系統增添了“變電站主計算機系統”和“通信控制管理”兩部分；在二次系統具體裝置和功能實現上，計算機化的二次設備代替和簡化了非計算機設備，數字化的處理和邏輯運算代替了模擬運算和繼電器邏輯；在信號傳遞上，數字化信號傳遞代替了電壓、電流模擬信號傳遞。數字化使變電站自動化系統與傳統變電站二次系統相比，數據采集更精確、傳遞更方便、處理更靈活、運行維護更可靠、擴展更容易。變電站綜合自動化系統結構體系較為典型的是：

    （1）在低壓無人值班變電站里，取消變電站主計算機系統或者簡化變電站主計算機系統。

    （2）在實際的系統中，更為常見的是將部分變電站自動化設備，如微機保護、RTU與變電站二次系統中電磁式設備（如模擬式指針儀表、中央信號系統）揉和在一起，組成一個系統運行。這樣，即提高了變電站二次系統的自動化水平，改進了常規系統的性能，又需投入更多的物力和財力。

    變電站綜合自動化的結構模式

    變電站綜合自動化系統的結構模式主要有集中式、集中分布式和分散分布

     （一）集中式結構

    集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。集中式結構也并非指只由一臺計算機完成保護、監控等全部功能。多數集中式結構的微機保護、微機監控和與調度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的，只是每臺微型計算機承擔的任務多些。例如監控機要擔負數據采集、數據處理、斷路器操作、人機聯系等多項任務；擔負微機保護的計算，可能一臺微機要負責多回低壓線路的保護等。

    集中式系統的主要特點有：

    （1）能實時采集變電站各種模擬量、開關量，完成對變電站的數據采集和實時監控、制表、打印、事件順序記錄等功能。

    （2）完成對變電站主要設備和進、出線的保護任務。

    （3）結構緊湊、體積小，可大大減少站地面積。

    （4）造價低，尤其是對35kV或規模較小的變電站更為有利。

    （5）實用性好。

    集中式的主要缺點有：

    （1）每臺計算機的功能較集中，若一臺計算機出故障，影響面大，因此，必須采用雙機并聯運行的結構才能提高可靠性。

    （2）軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。

    （3）組態不靈活，對不同主接線或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大。

    （4）集中式保護與長期以來采用一對一的常規保護相比，不直觀，不符合運行和維護人員的習慣，調試和維護不方便，程序設計麻煩，只適合于保護算法比較簡單的情況。

    分布式結構

    該系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊（通常是多個CPU）之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題，提高了系統的實時性。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其它模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構，較多地使用于中、低壓變電站。 

    分布分散（層）式結構

    分布分散式結構系統從邏輯上將變電站自動化系統劃分為兩層，即變電站層（站級測控單元）和間隔層（間隔單元）。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

    該系統的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進行設計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數據采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。測控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近，相互之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統代表了現代變電站自動化技術發展的趨勢，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，且具有很高的可靠性，比較好的實現了部分故障不相互影響，方便維護和擴展，大量現場工作可一次性地在設備制造廠家完成。分布分散式結構的主要優點有：

    （1）間隔級控制單元的自動化、標準化使系統適用率較高。

    （2）包含間隔級功能的單元直接定位在變電站的間隔上。

    （3）邏輯連接到組態指示均可由軟件控制。

    （4）簡化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。

    （5）簡化了變電站二次設備之間的互連線，節省了大量連接電纜。

    （6）分布分散式結構可靠性高，組態靈活，檢修方便。