摘要：自动化技术的快速发展推动了社会的进步，变电站是保障居民用电安全的主要设施，因此通过实现变电站的自动化设计，不仅能够提高变电站的效率，还能提其经济效益。
关键词：自动化；设计；变电站
1 变电站综合自动化系统
变电站综合自动化系统重新优化和组合二次设备，例信号系统、自动装置，同时结合发展迅速的计算机技术、通信技术、现代化电子技术等先进技术，以此来实现对变电站中的关键核心设备或技术的控制，核心设备包括输电线、微机、微机，控制技术包括自动化功能、自动监视、测量、控制等。因此变电综合站自动化系统就是应用计算机、集成电路、通信系统等来自动化处理，这就提高了传统的人工监视测量仪、以及常规的中央信号处理和远程监控的部分、打破了电路保护装置的封闭保护。同时这也能实现变电站中不同设备之间的信息交换、数据分享，还能自动监视、管理、控制、协调变电站中的所有设备，这就能够显著的提高变电站的控制性能、提高其开放性，进而确保变电站运行的可靠性、安全性、实用性等。
而在设计过程中就遵守严谨、合理、安全的原则，这就能够变电站布局更加紧凑。当前主要的变电站设计主要包含以下几种形式。
（1）集中式
该种方式根据功能将设备进行不同种类的分类，并将其划分为不同的独立系统，且每个系统中自身功能都是利用集中装置俩实现大的。集中式结构是由一个或2个功能不同的CPU以此来完成对变电站的监视、保护、远程、测量等操作的实时集中控制。这种方式的优势为：组织结构简单、主机集中控制系统、分配调度所有的实时任务、经济投入低、响应速度快。但该种方式也存在一些缺陷：所有的操作都集中在主机上，主机的负荷容易导致宕机，可靠性不高。一般为了提高可靠性，学者提出了应用双系统交替使用，但软件设计复杂，一个系统的改变必然会引起另一个系统，这就导致修改工作量变大，尤其是在更改某系统中的硬件设备后，若另一系统不兼容的话，就会导致双系统都会出现运行错误。由此可知集中式的变电站系统修改复杂，运维工作量大，程序编码复杂，仅适合在算法较为简单的情况。
（2）分布集中式
该种方式是将变电站中设备划分为不同的层次，并将不同层次的设备和功能进行对应，主要划分为：0层-设备层；1层-单元层；2层-变电站。设备层主要包括了站内的所有基础设备，例电流电压传感器、变压器、开关等一次设备。变电站自动化系统则主要是对于各种设备的测量、监控等，因此其位于设备层上，包括在单元层和变电层中。单元层是由各种单元装置来构成的，通常按照间隔来划，以此来保护电路中的关键部位。单元层和变电站层之间的通信是通过局域网或总线来实现的，也会设置相关的断电保护机制，因此集中式的管理是单元层的特点。变电站层则主要性能设备有通信机、监控主机等，该层的主要功能是交换局域网、主机之间、监控主机、单元层之间的信息。
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（3）集中和分散结合式
随着当前的通信技术、单片机技术的飞速发展，也带动了局域网和现场总线技术的应用。集中、分散相结合的方式对象为电网中的任一元件，集中测量、控制、保护等功能在同一个硬件设备中，进而实现功能一体化，而对于电路保护装置例变压器、高压线保护等仍采用传统的集中放置在主控室中。这种方式在我国实际的变电站设计中应用最为广泛，也是被改进最为多的一种设计方式。
集中、分散相结合的方式能够具备两者的特点，既能分散的对各个元件进行管理，也能集中组屏，这就能够简化设计的过程、提高系统安装、维护的效率。因而具备以下优势：
现场安装，直接在现场根据情况进行就地安装，这就能减少前期的布线步骤，减少了电线的使用，节约了资源；
集中组屏结构应用在变压器保护和高压线路保护装置中，这就能有效的提高通信效率，使得各保护设备之间的信息交换更为流畅，提高系统的可靠性；备用的电源装置、控制装置等均采用的时集中组屏结构；
电能的计算应用传感器技术电表中的脉冲量进行采集，并以此为基础得出电能量，接下来将其输出给监控主机，最后传输给控制中心，完成电能量的计算过程。
（4）分散式
分散式具备两个关键的功能：分级分散式的自动化系统，上述系统中的所有优势都能得到体现；电-光传感器的、光纤技术的快速发展，这就为系统化系统提供了基本硬件基础。分散式结构通常设计为一次回路，具体的过程为：首先将设备的安装过程划分为几个小单元，一般都是在户外开关柜内、高压变电站附近安装数据采集、控制单元等装置；然后通过互联网电缆来实现个单元之间的通信，这就能够形成一个分散的自动话系统。
分散式结构的主要优势为：功能单元之间既相互独立，同时也能保持信息的相互联系，那这就能够简化系统的扩展和维护，当某一个单元出现故障，其它单元仍然可以正常运行，具备很强的可靠性、安全性。
结论
变电站的自动化控制系统具备非常好的优势，通过对四种不同的无人值守自动化系统的研究可知：分层分布式自动化系统的主要优势为扩展的便利性；现场总线则更加合适应用在城镇中的较小的变电站。系统的设计要结合自身的特点，选择最合适的设计方式，以此来提高经济效率，降低出错率，提高准确性和可靠性。
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[3]俞学源.无人值守变电站自动化系统浅析[J].新疆有色金属，2011，34（S2）：157-158+160.
论文作者:刘庆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/18
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