摘 要 本文就变电站综合自动化系统常见的结构形式进行简单的介绍，分析各种形式的特点，以及各类变电所在系统结构形式上的选择。
【关键词】变电站综合自动化系统 变配电所 微机监控 微机保护
变电站综合自动化系统已经普遍应用于高中压变配电所，系统设计时首先应确定其结构形式，常见的结构形式主要包括集中式、分层分布式、分散与集中结合式、完全分散式等，各变配电所应根据其特点予以选择。
1 各种结构形式简介
1.1 集中式
集中采集变电站的模拟量，开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理。但集中式也并非由一台计算机完成全部功能，多数集中式结构的保护、监控、调度等功能由不同微机完成。这种形式国内早期的产品较多。
微机保护装置和监控主机及数据集中系统安装在变电站主控室内。主变压器，各种进出线路及站内所有电器设备的运行状态通过电流互感器、电压互感器经电缆传送到保护装置或监控计算机上，并与调度控制端的主计算机进行数据通信。
1.2 分层分布式结构集中组屏的形式
分布式结构采用主从CPU协同工作方式，各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，提高了处理并行多发事件的能力，解决了集中式独立CPU计算处理的瓶颈问题，方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。分层式结构分为管理层，站控层和间隔层三层布置。
间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量，控制和继电保护部分，独立的单元装置直接通过总线接到站控层。
站控层的主要功能就是作为数据集中处理和保护管理，对下它可以管理各种间隔单元装置，包括微机监控，保护，自动装置等，收集各种数据，并发出控制命令，起到数据集中作用，还可以通过现场总线完成对保护单元的自适应调整；对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系，将数据传送给管理后台机或调度台，起到数据处理作用。
管理层有一台或多台微机组成，具体功能有：
（1）数据处理功能；
（2）画面显示功能；
（3）打印功能；
（4）谐波分析计算功能等。
分层分布式集中组屏的结构是把整套综合自动化系统按其功能组装成多个屏或柜。一般来说，这些屏都集中安装在主控室中。
有的系统采用按功能划分的分布式多CPU系统，每个功能单元由一个或多个CPU完成。这种按功能设计的分散模块化结构具有软件相对简单，调试维护方便，组态灵活，系统整体可靠性高等特点。
变电站的监控主机，通过局部网络与保护管理机和数据采集控制机以及控制处理机通信。
1.3 分散与集中相结合的结构形式
分散与集中相结合的结构形式是采用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计的，间隔层各个数据采集、监控单元和保护单元做在一起，就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近。各间隔单元的设备相互独立，仅通过光纤和电缆网络由站控机对它们进行管理和交换信息。将功能分布和物理分散二者有机结合，能在间隔层内完成的功能一般不依赖通信网络。
1.4 完全分散式
完全分散式是指以变压器，断路器，母线等一次主设备为安装单位，将保护，控制，输入/输出，闭锁等单元就地分散安装，主控单元通过现场总线与监控主机联系。
2 各种结构形式的特点
2.1 集中式
特点主要有：
（1）能实时采集变电站中各种电器设备的模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集，实时监控，制表，打印，事件追忆及CRT显示负荷曲线，变电站主接线图功能。
（2）可通过画面操作站点内的电器设备，并能检查操作的正确与否。
（3）系统具有自诊断功能和自恢复功能，当设备受到外界瞬间干扰信号而影响正常工作时，系统能发出自恢复命令，使设备立即进入正常工作状态。
（4）造价低，适合小型变电站的新建或改造。
存在下述缺点：
（1）每台计算机的功能较集中，如果一台计算机出故障，影响面大，因此必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性。
（2）软件复杂，修改工作量大，调试麻烦。
（3）组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软，硬件都必须另行设计，因此影响了批量生产，不利于推广。
（4）与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便。
2.2 分层分布式结构集中组屏的形式
特点主要有：
（1）凡是可以在间隔层就地完成的的功能，绝不依赖通信网，可靠性高，任一部分设备有故障时，只影响局部；可扩展性和灵活性高；站内二次电缆大大简化，节约投资，减少维护量。
（2）分布式系统多为CPU工作方式，各装置都有一定数据处理功能，从而大大减轻主控机的负担。
（3）继电保护相对独立。
（4）实时检测数据和保护信息分别放在数据库中，调度中心直接从站控机中获取，为无人化建立了可靠的自动化监控系统。
（5）具有与系统中心通信功能。因此不必另设独立的RTU装置，不必为调度中心单独采集信息，而将综合自动化系统采集的信息直接传送给调度中心，同时也接受调度中心下达的控制，操作命令和在线修改保护定值命令。
2.3 分散与集中相结合的结构形式
集中了分布式的全部优点，此外还最大限度的压缩了二次设备及其繁杂的二次电缆，节省土地投资。这种结构形式本身配置灵活，从安装配置上除了能分散安装在间隔开关柜上以外，还可以实现在控制室内集中组屏或分层组屏。一般将配电线路的保护和监测单元分散安装在开关柜内，而高压线路保护装置等采用集中组屏的系统结构，是比较先进的模式之一。
2.4 完全分散式
主要特点是：
（1）节约控制室面积；
（2）节约二次电缆；
（3）综合性能强。
3 结论
根据对各种结构形式的分析，现阶段大多数变电站的综合自动化系统一般采用分层分布式结构、分散与集中组屏相结合的形式。
参考文献
[1]丁书文.变电站综合自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2006.
[2]中国航空工业规划设计研究院等.工业与民用配电设计手册（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2005.
[3]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].北京：中国电力出版社，2004.
作者单位
中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 吉林省吉林市 132002