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【摘要】随着人们生活水平的不断提高，人们在日常生活以及工作中的用电需求也在逐渐增大，并且在用电过程中，也对用电系统的安全性和便捷性提出了更高的要求。变电站实现自动化已经在目前阶段中成为了配电系统的主要发展方向。本文根据变电站自动化系统的设计与应用，进行了以下分析。
【关键词】变电站；自动化；设计；应用
随着变电站自动化系统正在日趋成熟，其所带来的经济收益更是与日俱增。由此可见，变电站自动化管理系统的实现，在经济效益的增长、以及相关工作人员的负担减轻方面，都具有重要的意义。
一、变电站自动化系统的发展情况
在七十年代末期，变电站的远动装置已经进入到了逐渐淘汰使用的阶段。其中，日本在电力系统中微处理器的应用方面，虽然在起步上晚于发达国家，但是在技术的发展方面，很快居于国际领先水平。日本在两家电力公司的协助下，于80年代初研发成功了配电变站的数字控制系统的样机，并现场投入使用，在确定无误的情况下，于第二年开始投入生产。在80年代之后，对于变电站综合自动化系统的研究已经逐渐在各方的电力工作中得到了普及，并且初步取得了成效。在九十年代中旬，中国也陆续建立了十几个变电站，并且在技术层面也都实现了自动化系统的运行和管理。在1987年，我国第一个变电站自动化系统被成功研制出来，并投入运行。根据这一自动化系统的特性，可以进行子系统的分类：安全监控、微机保护、以及电压、无功控制三种。这一变电站自动化系统的成功研制，表明我国在变电站自动化系统的研制方面，已经具备了独立研制的水平和技术。并且经过多年来的不懈努力，近年来，变电站的自动化系统已经在我国得到了广泛的推广和应用，在其功能和性能方面也得到了不断的完善，并逐渐趋于成为我国新建变电站的主导技术手段。
二、变电站自动化系统的设计
（一）变电站自动化系统的结构形式
根据变电站自动化系统的结构形式，可以分为分布式设计、集中式设计、分布集中式综合自动化系统以及集中于分散结合式综合自动化系统。
1、集中式
在这四种结构中，集中式设计是采用模块化、集中式立柜结构，即在变电站的中央控制室内，安装继电保护以及远动装置，并并通过电缆的输送，对保护、测量以及信号和控制信息进行集中，并对所搜集的信息进行初步的处理，完成远方调度中心的信息交换，从而使变电站建立起一个较为完善的运行模式。但是，这种结构模式存在的弊端，就在于其组屏多、占地面积大、从而造成变电站的投入成本增大、利润减少的情况。
2、分布式
分布式自动化系统，则是依靠单片机技术以及网络技术进行实现的。并且该系统结构在设计过程中，与其设备上所设置的开关柜活靠近开关柜的控制保护单元有着紧密的联系。对变电站的控制、保护、测量以及报警灯具有一定信息意义的信号，完成相应的数据传输，并且在主控制室的监控计算机中处于相互独立的就地单元，对彼此没有任何形式的影响。
图1?分布式系统结构
3、分布集中式
将变电站进行层次划分，可分为变电站层、单元层和设备层三种。单元层的划分在一般情况下都是根据断路器间隔进行划分，将具有测量、控制、或者是继电保护装置划分到单元层的范围中。从某种意义上来说，单元层本身其实也就是一个由不同的单元装置组成的的空间结构，通过局域网络和串行总线等途径与变电站层保持信息传输。单元层也存在着设有数采管理机活保护管理机的情况，对各个保护、测量、监控等单元履行其管理职能，最后通过数采管理机和保护管理机两种设备，完成与变电站层的信息交换和通信交流。从结构意义上来说，单元层其本身就是一个两级管理的结构形式，在变电站的整体结构职能中，通过现场总线和局域网，配置全站性的监控主机、远动通信机等设备，保证“分布集中式”的变电站自动化系统发挥其应有的系统职能，保证各主机之间、与监控主机之间以及单元层之间的信息交换和传输。
图2?分布集中式系统结构
4、集中于分散结合式
目前，我国在变电站的自动化系统的设计和应用上，普遍采用的是集中与分散集合的形式，即分散式结构集中式组屏。这种结构方式在系统的设计、安装与管理维护方面，都具有十分现实的促进意义。并且由于其具备可就地安装、提高自动化系统的可靠性和电能计量方面的优势，使其在具体的变电站的自动化系统的设计上，得到了广泛的应用。
（二）变电站自动化系统的功能
变电站自动化系统具有以下的功能：监测、监控、远传、保护。其中，监测功能，指的是对变电站的设备工作情况信息进行采集，并及时分析反馈数据中所隐含的信息，监测数据信息的内容包括模拟量、脉冲量以及开关量三个方面的内容；对变电站的监控工作，包括了跳闸统计、接地选相等事故的监控，以便于技术人员后期对事故情况进行处理；远传和保护，则是指变电站在正常运行或是发生事故产生报警情况时，及时将情况问题通过远传系统进行上传，并根据事故情况，采取相应的保护手段。
三、变电站自动化系统的应用
以传统保护系统与微机保护系统相比较，分析变电站自动化系统的应用。
首先，两种保护系统的主要区别，在于由危机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器，并且在信号传输方面，将传统的信号屏装置取消，完成计算机对信号源的连接输入。其次，为了提升集中控制的便利性，对所有的控制保护单元采用了集中布置的形式，使得二次系统结构在整个变电站系统中所处的结构层次一目了然。并且由于微机保护系统中所采用的信息交流通讯方式是通过网络完成的，因此还大大减少了二次接线量，使得整个变电站系统处于一种更为简洁、快捷的运行状态中，大大提高了变电站的运行效率。
结语：
虽然我国在变电站自动化系统的设计与应用方面已经初步取得了成效，但是，从更长远的发展目标来看，变电站自动化系统由于其自身所具备的系统化、标准化的功能特性，使其有着极为广阔的发展前景。在未来的变电站自动化系统的逐步实现中，应致力于其设计上的完善，从而使变电站自动化系统，得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1]刘江.变电站综合自动化系统的设计与研究[J].包头职业技术学院学报，2014（03）.
[2]陈洪胜.变电站自动化系统的设计与应用[J].中国新技术新产品，2012（17）.