【摘 要】综合自动化技术在变电站的应用正日趋广泛，在电力系统的建设中发挥了重要作用，保证了发电、输电、配电等各个环节的安全、可靠运行。现基于国内外大量参考文献，介绍了变电站综合自动化技术的起步背景及发展过程，阐述了变电站综合自动化系统的常见结构类型和应用现状。
【关键词】智能变电站 状态检修 状态监测 二次回路 辅助检修 继电保护
1 前言
变电站继电保护设备对保障电力系统的安全可靠运行起着决定性作用。在智能变电站技术条件下，继电保护设备大量采用数字化、网络化、智能化技术，使得传统的依赖人工定检的运维方式更加复杂和困难，实现状态检修已成为发展趋势。借助智能设备及运维系统自身的状态采集及评估能力，为继电保护运维人员提供检修决策的依据，实现按设备运行工况进行检修，能够准确定位故障，缩短停电检修时间，提高供电可靠性。
2 变电站自动化技术的发展
2.1 自动装置阶段
这一阶段研发的自动化系统主要采用模拟电路，采用电子管、继电器等分立元件组成，硬件体积庞大，且无需编写软件，所有信息、数据的收集和判断均由硬件电路完成，具有独立运行能力，智能化程度较低。但是，由于系统无法提供自诊断故障功能，当分立元件出现故障时，常常会影响到电网运行的安全，维护成本较高。
2.2 智能自动装置阶段
随着电子技术的发展，各种微处理器、大规模集成电路在电力系统中应用越来越广泛。这一阶段的变电站自动化系统主要特点是以微处理器芯片为核心，大量运用大规模集成电路构成外围电路，取代了过去数量庞大的继电器、晶体管等分立元件。智能自动装置仍然是各自独立运行，但由于采用了统一的数字信号电平，大大减小了自动装置的体积，提高了自动装置诊断自身故障的能力，大大提高了系统的可靠性、准确性和数据传输速度，但由于缺少相互之间的通信功能，无法实现资源共享。
2.3 变电站综合自动化阶段
随着电子、通信和计算机技术的发展，自动化技术在电力系统中全面推广应用，变电站综合自动化系统应运而生。第一套变电站综合自动化系统由测控系统、保护系统和开关闭锁系统三部分组成，并具有全分散式和局部分散式两种结构。随后，变电站综合自动化技术飞速发展，系统结构也呈现出多样化的发展趋势。
3 变电站综合自动化系统的结构类型
3.1 集中式系统结构
集中式综合自动化系统一般采用功能较强的计算机作为前置管理计算机，并扩展其I/O接口，在原有的继电保护及二次接线的基础上增加远程终端装置。利用前置计算机集中对变电站的模拟量和数字量等信息进行采集、计算和处理，处理结果经过变送器变换后送给远程终端，完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。这类系统由于成本低廉，在国内应用仍然较多，但由于前置管理计算机任务繁重，硬件接线复杂，大大降低了系统整体的可靠性，同时软件复杂，增加了维护工作量。
3.2 分散式系统结构
分散式综合自动化系统的设计理念是将变电站被监控对象或系统功能划分为各功能单元，由多台计算机进行处理，一般由数据采集单元、主机单元、遥控执行单元、保护单元等组成，并通过通信网络实现资源共享。这类系统由于采用多台计算机，具有实时处理并行多发事件的能力，一般应用于中、低压变电站，但是系统连接电缆仍然较复杂，尽管对各功能模块进行了划分，但对变电站自动化系统缺乏全局上的考虑，因而系统可靠性较低。
3.3 分层分布式结构
这类系统结构上将变电站的控制对象分别设置为变电站层设备和间隔层设备。间隔层设备是系统中具有就地处理某一项功能的设备，这些功能可以是保护、测量、控制、通信、录波等，如一台主变压器、一条线路等都可称为间隔层设备。变电站层设备则是分层分布式系统的核心，一方面为了掌握变电站整体的实时运行情况，要对间隔层设备的信息进行收集、分析和存储；另一方面还要与远程调度中心通信，完成保护、监控等综合化功能，实现信息资源的共享。这类系统大大简化了设备之间的电缆连接，同时，间隔层设备既可放置在一次设备附近，也可放置在开关柜上，节约了主控室的占地面积，具有可靠性高、可扩展性强、维护方便等优点。目前，分层分布式综合自动化系统是变电站综合自动化技术发展的主要方向，我国许多电气设备知名企业也已成功研发和投运分层分布式综合自动化系统。
4 变电站综合自动化技术的应用现状
国内对变电站综合自动化技术的研究工作可追溯到20世纪70年代初，由南京电力自动化设备厂和长沙湘南电气设备厂先后成功研制了我国第一套电气集中控制装置和保护、控制、测量和信号“四合一”集控台；随后，80年代中期，南京电力自动化研究院、清华大学、华北电力学院等先后将计算机技术成功应用于继电保护、远动、故障录波、监控装置中。1993年，南京电力自动化研究院成功研制出第一套适用于综合自动化系统的成套微机保护装置，随后，变电站综合自动化系统飞速发展，如今，在电力系统主干网、城市供电网、企业供电网和农村供电网等各类型的电力网络中，变电站综合自动化系统均有应用，电压等级范围从0.4V至500kV，几乎覆盖了全部的供电网络，促进了我国城乡电网建设的现代化发展。但由于国内应用中的变电站综合自动化系统常采用以太网通讯方式，这种通讯方式尽管满足了大多数系统对通信的需求，但当系统容量较大时，通讯速度较缓慢。同时，国内变电站综合自动化技术还存在着设计规范不统一、专业管理水平较低等诸多问题。
5 结语
随着通信技术和计算机技术的发展，变电站综合自动化技术在电网中的应用将更加广泛而深入，朝着网络化、智能化和多媒体化的方向发展。同时，也对电网管理方式产生了深远的影响。因此，相关管理人员一定要遵循科学、严谨的工作原则，加强自身综合素质的提升，确保电网运行的安全性和经济性。
参考文献：
[1]姜凯翔.变电站综合自动化系统改造的实践应用分析[J].機械管理开发，2016（10）.
[2]邬凤梅.电力系统综合自动化控制与设计分析[J].科技创新与应用，2012（04）.
[3]朱子敬.综合自动化在矿井供配电系统中的研究与应用[J].河北煤炭，2012（04）.