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。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
·控制和操作闭锁 操作人员可通过CRT屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容：①电脑五防及闭锁系统②根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸的操作闭锁功能。③操作出口应具有同时操作闭锁功能。④操作出口应具有跳合闭锁功能。
·同期检测和同期合闸 该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期 设备实现，也可以由微机保护软件模块实现。
·电压和无功的就地控制 无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。无功控制可由专门的无功控制设备实现，也可由监控系统根据保护装置测量的电压，无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。
·数据处理和记录历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：①断路器动作次数②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数③输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间。④独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间⑤控制操作及修改整定值的记录，根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。
·系统的自诊断功能：系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。
·与远方控制中心的通信 本功能在常规远动„四遥‟的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。根据现场的要求，系统应具有通信通道的备用及切换功能，保证通信的可靠性，同时应具备同多个调度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MODEM应相互独立。保护和故障录波信息可采用独立的通信与调度中心连接，通信规约应适应调度中心的要求，符合国标及IEC标准。
·防火、保安系统。从设计原则而言，无人值班变电站应具有防火、保安措施。
国内有多家生产变电站综合自动控制系统的厂家，以下简介几家以及它们各自的生产的变电站综合自动控制系统的特点与功能应用。
南京河海电气软件有限公司
TY-220系列电网AVC变电站自动控制装置是电网电压无功综合优化控制系统的变电站侧控制单元，配合电网电压无功综合优化控制系统实现对电网的无功优化。也可单独实现变电站的自动调压功能。装置以可编程控制器为核心组成控制系统，根据不同的运行模式，自适应跟踪调整方案。适用于变电站的有载(无载)调压变压器与并联电容器组、电抗器组的联合调节。通过对有载调压变压器的分接头切换及并联电容器投切，控制变电所（站）的无功功率补偿容量和母线电压，提高功率因数，保证变电站母线电压始终在一定范围内变动，显著提高供电质量。当根据调度的无功电压、优化控制指令实现遥调时，就可实现电网无功优化。
山东迪生电气股份有限公司
户内标准集中柜式成套装置
▲使用范围
适用于220kV及以下配网变电站的6kV、10kV母线的无功自动补偿和变电站的有载调压，通过对变电站有载调压分接头的自动调节和对母线上的电容器组的自动投切，来实现对变电站电压和无功的综合控制。 ▲产品特点
1、户内集中柜式由高压装置柜和电容电抗柜构成，具有体积小、组合方便、分组灵活等优点。
2、可根据客户不同要求灵活选用DSK3000、DSK4000、DSK5000、DSK6000四种系列的控制器。把额定容量的电容器分为5组等容（或5组以下），自动循环投切（先投先切）。或把额定容量的电容器分为4组（或4组以下）不等容，自动组合投切。
3、配备DSB2040（4组等容）、DSB2030（3组不等容）或DSB2040A（4组不等容）电容器微机保护单元，实现对每组电容器的二段过流保护和零序电压保护。当某组出现故障时可自动切除该组电容器并闭锁，不影响整套装置的正常运行。
4、配置不同比率的电抗器，用于限制合闸涌流和抑制告辞谐波。
5、自动识别适应双主变变电站的各种运行方式（视控制器而定）。
6、具有高电压、低电压、PT断线、机构故障、主变过流等报警保护功能。
7、具有“四遥”功能。
户内分体柜式成套装置
▲适用范围
适用于220kV及以下配网变电站的35kV母线的无功自动补偿和变电站的有载调压，通过对变电站有载调压分接头的自动调节和对母线上的电容器组的自动投切，来实现对变电站电压和无功的综合控制。 ▲装置特点
1、户外分体柜式采用将每分组电容器组投切专用真空开关、放电线圈、避雷器、微机保护单元、电容器、电抗器集中安装在一面柜体内，通过专用母排连接，安装简捷，便于检修。
2、可根据客户不同要求灵活选用DSK3000、DSK4000、DSK5000、DSK6000四种系列的控制器。把额定容量的电容器分为5组等容（或5组以下），自动循环投切（先投先切）。或把额定容量的电容器分为4组（或4组以下）不等容，自动组合投切。
3、配备DSB2040（4组等容）、DSB2030(3组不等容）或DSB2040A（4组不等容）电容器微机保护单元，实现每组电容器都有二段过流、零序电压（或压差）保护功能。当某组出现故障时可自动切除改组电容器并闭锁，不影响整套装置的正常运行。
4、配置不同比率的电抗器，以限制合闸涌流和抑制高次谐波。
5、自动识别适应双主变变电站的各种运行方式。
6、具有高电压、低电压、PT断线、机构故障、主变过流等报警保护功能。
7、具有“四遥”功能。
变电站10kV调压式电压无功综合控制成套装置
▲装置特点
1、变电站调压式电压无功综合控制成套装置采用电压调节器来改变电容器端部电压，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数。电容器固定接入不分组，输出容量可实现从36%到100%分级调节。
2、根据系统运行参数，按照九域控制原理对电压、无功进行综合调节。
3、电容器低电压投入，降低电容器合闸涌流对系统及电容器本身的冲击。
山西银河网电科技有限公司
YH-3000系列微机保护测控装置
▲产品简介及适用范围
YH-3000系列微机保护测控装置是陕西银河网电科技有限公司在总结多年从事发电厂、变电站综合自动化系统研究、开发、设计及生产、服务经验的基础上，充分吸收了国内外同类产品的成功经验，采用系统化设计思想，测控、保护、通信网络整体设计，统一开发的新型电厂、变电站综合自动化产品。该系列微机保护装置具有直接面向用户的开放式软硬件系统、分散分布式安装与集中组屏相结合的安装方式等特点；突出解决了微机保护装置在恶劣环境下长期可靠运行问题和常规控制、测量、通讯与信号的兼容性问题以及系统设计、调试、运行的快速化、简单化、智能化和习惯性问题。该系统从变电站整体出发，统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能，避免了功能装置重复配置等弊病，既减少投资，又有利于变电站运行管理和维护，可直接安装于高低压开关柜上替代传统继电器保护和测量仪表，也可集中组屏安装于集控室内，增加了变电站的可操控性、可扩展性和灵活性，极大地提高了变电站综合自动化系统的智能化水平。
YH-3000系列微机保护测控装置适用于6-110KV及以下各类高压开关柜、箱式变电站、户外断路器等一次设备，完成相关的保护、测量、控制、通讯等功能，广泛用于各级电力系统及石油、化工、煤炭、冶金、建筑等行业。
▲主要功能
◆ 以DSP芯片为核心：采用最新集成电路，软、硬件的良好结合使得装置具有极高的稳定性和可靠性；
◆ 可集中组屏安装也可分散安装于开关柜上运行；
◆ 信息存储：具有记录最新100条事件信息，并具有断电保持功能； ◆ 故障录波功能：由保护启动触发的每通道16周波的波形记录；
◆ 10套定值：各保护测控装置均可存入10套定值，极大地方便了修改及切换定值的要求； ◆ 抗扰性能：单元机箱均采用密闭式结构，内部双层屏蔽，减少了电磁对装置的干扰。装置采用全悬浮式设计结构，能够十分有限的防止冲击。采用6层电路板件，能够有效的防止尖端脉冲的冲击及浪涌 的干扰，特别对于雷击具有很好的防护作用。
◆ 采用现场总线(CAN)网络：组网经济、方便、快捷，可直接与通讯管理机或后台监控系统联网通讯；
◆ 各间隔层的设备包括继电保护功能相对独立，仅通过工业现场总线网互联通信； ◆ 功能齐全的断路器操作回路，广泛适用于各类断路器控制，便于常规传统老变电站的改造；
◆ 硬件系统可扩展性强，模块类别少，升级、维护简单方便；
◆ 通过在 PC 机上使用功能强大的配置组态工具，可以方便地完成变电站信息的生成和维护。组态工具拥有人性化的用户界面，提示信息明确，操作方便；
◆ 接线简单：装置无背板扎线，在工艺上充分保证了产品的制造质量和组屏安装便利。
YH-B2000变电站综合自动化系统
▲产品简介及适用范围
YH-B2000变电站综合自动化系统总体结构设计是以装置分散型嵌入式为指导思想，系统装置中每个装置的结构、外观和尺寸是完全一致的。用户可把各个装置分散安装在一次设备上，或集中组屏安装（常规中采用分散安装和集中组屏相结合形式）。分散安装与集中组屏安装相比具有明显的优点：可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆，减小控制室面积，从而节省了变电站综合造价，简化了施工，方便了维护，并且提高了变电站的可控性，可扩展性和灵活性有了很大提高。消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题，提高可靠性。
YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。系统中每一种装置都面向变电站内的各种一次设备。如线路装置，就是面向开关柜设计的。它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等；电容器装置也象线路装置一样，它是面向电容器组的；变压器是变电站的核心设备，YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能装置。第一是主保护装置，它主要完成变压器差动保护等。第二是后备保护，它主要完成变压器的过流保护等。第三是变压器测控装置，主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。备自投装置是完成变电站两路电源的自动投切功能的，直流子系统也被YH-B2000型变电站综合自动化系统纳入了整体成套范围，作为系统的一个装置整体规划设计，这是YH-B2000系统的一个特色。
YH-B2000型变电站综合自动化系统无论是以何种方式安装，所有装置均通过一根三芯通讯电缆同后台及总控装置实现实时数据交换。后台及总控装置为变电站综合自动化装置的核心，它一方面可实现对各设备的实时数据收集。并向上一级调度转发，同时也对各个装置的运行情况进行监视，包括各种故障及报警。YH-B2000型变电站综合自动化系统的后台总控装置有两种形式。对于小规模变电站，后台总控装置由单片机完成，它的结构外形何各种功能装置完全一样，通过三蕊通讯线同各装置实现实时数据收集，并向上一级调度中心转发数据，以及接收遥控命令，并对变电站的各种事故提供电笛电铃报警，在液晶显示器上推出汉字光子牌。对于较大规模变电站，后台总控部分由工控计算机组成，除完成以上功能外，还可实现强大的当地功能。两种形式由用户选择。
YH-B2000型变电站综合自动化系统，在设计开发时吸收了大量国外产品的功能优点。如：ABB的SPACOM系列装置；西门子的LSA-678单元装置；GE公司的MOR数字继电器，以及SEL公司的系列产品。结合我国电力行业的实际情况，使该系统具以下特点：
1、嵌入式结构：
YH-B2000的所有装置均为嵌入式结构，无论嵌入安装在开关柜上，或集中组屏，只要在安装位置开一个267x147mm的孔即可，装置的深度也只有110mm，它的大小就类似于重合闸继电器。装置嵌入安装后，除了外在安装常规保护压板，再无任何附加元件。装置背面的引线直接连到CT、PT、信号继电器无源接点、断路器控制回路、KM电源以及三芯通讯总线。
2、功能齐全：
每种功能装置包括了相应一次设备的全部保护和远动功能，对断路器的手动控制、防跳、手合前加速、重合后加速、控制回路监视等均在装置内实现。
3、使用简单：
YH-B2000型变电站综合自动化系统不仅功能强大，而且安装使用极其简单。装置所有参数均以汉字显示，光标操作提示，汉字功能按键，操作方便，是一种典型的“傻瓜”形式。
4、可靠性高：
因为设计思想是将装置安装在开关柜上，故装置在防冲击和抗电磁干扰方面作了周密考虑。装置内全部电路设计在一块电路板上，电路板加固装在装置内，没有了接插部件，有利于抵抗开关合闸时的强烈震动。装置内主要逻辑电路板被密封在一个金属箱内，可抵抗强烈的电磁干扰。
▲主要功能
线路保护测控装置
YH—B2000XL微机线路保护测控装置适用于电力系统35KV、10KV线路，装置可完成一条线路的控制、保护、测量。
变压器成套保护测控装置
YH—B2000型微机变压器成套保护测控装置适用于电力系统35KV、110KV变电站的两圈及三圈变压器成套保护和测量，由变压器主保护装置，后备保护装置，测控装置三部分组成。两圈变压器的控制保护由两圈变压器主保护装置，后备保护装置测控装置各一台完成。三圈变压器的控制保护由一台三圈变压器主保护装置，两台或三台后备保护装置，两台或三台测控装置构成，一台非电量保护装置（可选）。根据用户的方案要求，装置可灵活配置。
电容器保护测控装置
YH—B2000DR微机电容器保护测控装置适用于电力系统35KV、10KV电容器的保护、测量及控制。本装置的电容器保护有：速断、过流、平衡、欠压、过压等保护；同时还完成U、I、Q的测量及断路器的操作控制。
分段保护测控装置
YH—B2000FD型微机分段测控装置适用于电力系数35KV，110KV变电站的分段保护和测量。
保护功能：两相两元件过流保护，两相叁元件过流保护，叁相叁元件过流保护。保护可方便设定，定值整定方便灵活。
测量功能：测量IA、IB、IC三相电流直接显示一次值。 备用电源自投装置
YH—B2000BT型备用电源自投装置使用于电力系数35KV，110KV变电站。装置既可单独使用，也可与变电站综合自动化配套使用。能自动完成各种类型的备用电源自投，还具有测量、控制功能。 所用变测控装置
YH—B2000SB型微机所用变测控远动装置，其安装方式可集中，可分散。本装置主要完成被控对象的参数测量及操作控制
通用测控装置
YH—B2000TC型微机通用测控远动装置适用于电力系统各类电压等级的变电站，其安装方式可集中，可分散。本装置主要完成被控对象的参数测量及操作控制。
小电流接地选线装置
YH-B2000XX型微机小电流接地选线装置可广泛应用于电力系统变电站、发电厂以及煤矿、钢铁、冶金、化工等大型厂矿企业的供电系统，可用于满足下述条件的小电流系统选线及延时报警。
1、中性点不接地的小电流系统；
2、中性点经电阻或消弧圈接地的小电流系统。 电动机保护装置
YH-B2000DJ微机电动保护装置适用380V，3KV，6KV，10KV电压等级的各种大中型同步电动机和异步电动机保护。本装置的电动机保护有：速断、过流、欠压，起动时间过长， 反时限负序过流，热过负荷，接地等保护；同时还完成U、I、Q的测量及断路的操作控制。
电动机差动保护装置
YH—B2000DJCD型微机电机差动保护测控装置适用于电力系统10KV、35KV、110KV电机差动的保护、测量及控制。适用于变压器差动保护、电动机差动保护。
电压监测切换装置
YH-B2000PT型微机电压监测切换装置适用于电力系统各类电压等级的变电站，其安装方式可集中，可分散。本装置主要完成被监测对象的参数测量及遥测。
配电变压器保护装置
YH—B2000PB微机配电变压器保护测控装置适用于110KV以下的配电变压器、接地变压器和小容量的联络变压器的控制、保护、测量。既可分散安装到开关柜、又可采用集中组屏的方式安装在控制室。 中央总控装置 YH-B2000ZK总控装置是YH-B2000变电站综合自动化系统的管理、协调核心设备，它通过多种类型的标准通讯接口和通讯规约沟通多种类型的继电保护装置、数据采集装置、智能测控装置进行通讯，收集变电站运行中的各类实时信息送往后台监控系统和调度系统，供它们对变电站进行监控，并接收和转发来自后台监控系统和调度系统的各类操作命令，对变电站的断路器、刀闸、变压器分接头等进行遥控、遥调操作。 后台监控软件
YH-B2008后台监控软件用于人机界面，替代传统变电站控制屏的信号、表盘及操作等功能，并能进行一些电力系统二次计算。
YH-B2008后台监控软件采用国际上流行的Window98或Window2000操作系统。该系统采用软件总线结构方式，各功能模块可根据需要灵活配置，运行快捷安全，人机界面友好，操作简单方便。
