總結：變電站自動化控制系統是對變電站進行自動監測、測量、控制和協調的綜合系統。 本文分析了變電站自動控制中的計算機監控系統和監控保護，重點討論了變電站自動控制系統應用中的幾個問題：通訊網路和備用電源自拋裝置。
關鍵字：監測系統; 微電腦繼電保護; 通訊網路。
0 引言。 隨著近年來基礎設施建設的不斷加大，電網的投資建設規模也在不斷擴大，對電網的安全、穩定、智慧型執行提出了更高的要求，特別是隨著當今世界電力電子技術的飛速發展， 變電站的自動化程度越來越高。在此背景下，開發了一種自動控制和無人操作的系統——變電站綜合自動化系統。 變電站自動控制系統採用計算機控制技術、網路通訊等技術，將變電站的初級和二次裝置（包括資料採集、執行控制、保護、ATS自動轉換裝置等）與功能塊整合在一起，對功能塊進行分組和優化，從而實現對變電站裝置的及時測量、監測、控制和記錄。
1、變電站監控系統的基本功能。
1.1 收集和處理資料。
主變壓器的工作溫度、母線電壓、電流、功率因數等引數由資料採集單元實時採集和處理。 微機系統通過收集上述資料來更新資料庫。
1.2 控制功能。
控制功能包括對斷路器、消弧線圈、主變壓器風機、變電站各電壓等級的控制無功補償接觸器的就地和遠端控制。
1.3.報警事件處理。
控制系統中的報警有兩種型別，一種是及時報警，另一種是事故報警。 前者包括裝置狀態、資料超限、主站和從站單元和模組的異常狀態等一般異常報警，後者包括因不工作引起的斷路器跳閘、保護聯鎖開關動作等。
1.4 按時間順序記錄事件的功能。
計算機監控系統以毫秒級時間單位採集和記錄斷路器狀態、主變壓器引數、一次和次級線路引數、保護元件的動作訊號資訊，並可在顯示屏上顯示並列印在印表機上。
1.5 **統計計算。
根據取樣的實時資料，可以計算出每個時間間隔的電壓值、電流值、有功功率、無功功率、有功係數、主變壓器溫度值、量動作狀態等，並給出上述資料除以年、月、日的時間統計資料。 例如，電壓和電流的值，功率因數的通過率等。
1.6 顯示和列印螢幕。
顯示屏上可顯示變電站配電系統的一次接線圖和直流系統圖，可顯示統計資料、部分關鍵資料歷史變化曲線、部分報警事件，可列印歷史資料、報警記錄等。
1.7 系統性自我診斷和自我診斷。
監控系統可以實時診斷系統的軟硬體執行情況，一旦發現異常，可以生成並發出報警資訊。 自診斷範圍包括：主站、從站系統、IO單元、模組、外圍裝置、軟體故障等，非嚴重提示報警，系統可進行自報警。
1.8 個工作日管理功能。
平日管理職能是指由負責計算機監控系統的工程師對系統進行日常檢查、管理、維護、更新和優化。 它包括功能維護管理和資料庫維護管理兩個方面。 功能維護管理包括自動控制系統的啟停控制，各種應用功能執行狀態的監控，以及各種應用資料顯示圖表的載入、生成和編輯。 資料庫維護是工程師對資料庫中的應用引數進行新增、刪除和修改。
2.繼電保護功能及應用。
2.1.保護功能。
1）變壓器一般配備差動保護和氣體保護兩種主要保護，以及零序電流保護和過流保護等後備保護。
2）110kV以下線路的TT&C保護配有重合閘和過流保護，110kV以上線路的TT&C保護配有零序電流保護和全面的重合閘保護。
2.2.微電腦繼電保護原理。
1）硬體系統：微機繼電保護硬體系統由大量的IC（積體電路）組成，通常由CPU、定時器、儲存器、暫存器、AD轉換器、D轉換等元件組成。微機繼電保護系統中的資訊採集工作是依靠資料採集系統（主要由取樣保持電路、模數轉換器（AD轉換器）等組成）完成的。
2）軟體系統：軟體系統主要分為監控程式和系統程式，監控程式的功能是包括輸入、輸出狀態、設定、修改和顯示所要監控的保護裝置的引數值，同時控制微機保護裝置的硬體電路狀態;系統程式是監視程式執行環境的系統程式。 系統程式的主要功能有：1）迴圈自檢功能，2）中斷響應功能，3）事件處理功能。
3.主要問題的分析和研究。
3.1 通訊技術。
變電站自控系統中常見的通訊網路技術如下：（1）傳統的RS-232 485現場匯流排用於低速資料傳輸，（2）採用常見的Lonworks和CAN通訊技術等本地控制網路來實現資料的中速傳輸，（3）乙太網用於實現站內裝置的分布式連線。 系統結構由監控主機、交換機、現場控制模組組成，監控主機通過乙太網傳輸實時資料，實現人機對話和完整的監控管理功能。
3.2 ATS（自動待機電源切換）。
為了保證ATS能夠正常工作，需要注意以下幾點：
1）ATS應該能夠實時監測工作母線的電壓狀態，當工作母線發生故障、電力變壓器故障、斷路器跳閘等原因，會造成工作母線的電壓損失時，ATS應該能夠自動切換投入使用瞬間， 以保證負載的不間斷供電。
2）當ATS斷電時，ATS自拋裝置不應執行，因為如果在這種狀態下對事故幾乎沒有反應，ATS如果切入網路將無法發揮任何作用。（3）當供電系統發生故障時，必須首先排除系統故障，然後才能將ATS投入使用，否則極有可能將備用電源放入故障網路，這樣故障網路不僅不能解除故障，而且故障程度會進一步惡化後果。
4.Acrel-1000變電站綜合自動化系統。
4.1. 程式概述。
ACREL-1000變電站綜合自動化監控系統在邏輯功能上由站控層和間隔層兩層裝置組成，並通過分層開放的網路系統連線起來。 站控層裝置包括監控主機，為站台執行提供人機接觸介面，實現管控間隔層裝置等功能，形成全站監控，並與遠端監控排程通訊; 間隔層由若干次級子系統組成，在站控層和站控層網路發生故障的情況下，仍能獨立完成間隔層裝置的區域性監測功能。
根據專案的具體情況，設計方案具有可靠性高、易於擴充套件和友好的人機介面，效能比優越，監控系統由站控層和間隔層兩部分組成，採用分層分布式網路結構，站控層網路採用TCP IP協議乙太網。 站控層網路採用單網雙機熱備配置。
4.二、申請地點：
適用於公共建築、工業建築、住宅建築等各行業電壓等級在35kV以下的使用者側配電系統的執行監測和控制管理。
4.3.系統結構。
4.4、系統功能 ACREL-1000變電站綜合自動化系統，以配電圖的形式直觀顯示配電線路執行狀態，實時監控各迴路的電壓、電流、功率、功率因數等電氣引數資訊，動態監測各配電迴路的斷路器、隔離開關、接地刀等合閘分閘狀態及相關故障， 警報和其他訊號。
監控系統具有事故報警功能。 事故報警包括斷路器跳閘和異常操作引起的保護裝置動作訊號; 預警報警包括一般裝置位移、異常狀態資訊、模擬或溫度超限等。
1）事故報警。當事故狀態模式時，事故報警器立即發出音訊報警（報警音量任意調節），操作工站顯示屏變化閃爍指示裝置配置情況，彈窗顯示紅色報警子句，報警分為實時報警和歷史報警， 歷史報警子句具有選擇查詢和列印的功能。
事故警報一次手動確認一次。 一旦確認警報，聲音和閃光燈將停止。
在第二次事故報警階段，允許下乙個報警訊號進入，即第二次報警沒有覆蓋前一次報警的內容。 告警處理能夠在主機上定義或退出。
2）對於每個測量值（包括計算值），使用者序列設定四個指定的操作限值（物理下限、報警下限、報警上限、物理上限），分別定義為預警報警和事故報警。
3）開關事故跳閘次數或拉動開關次數，並發出報警資訊提示使用者檢修。
4）報紙型別。
報表有多種表現形式，包括彈窗、螢幕閃爍、聲光報警、語音、簡訊等，但不限於上述方式，使用者可以根據自己的需要新增或修改報警資訊。
操作員控制需要控制的電氣裝置。 監控系統具有執行監控功能，允許監護人對操作人員的工作站進行監控，避免誤操作。
操作控制分為四個級別：
第一控制，裝置現場維護控制。 優先控制。 當操作員將本地裝置的遠端本地撥動開關置於本地位置時，所有其他控制功能均被鎖定，僅執行現場操作。
液位控制，間隔層備份控制。 它與**控制的切換是在墊片級別完成的。
第一控制，工位控制層控制。 這種級別的控制是在操作員的工作站上通過遠端控制水平切換完成的。
第四級控制，遠端控制，優先。
原則上採用間隔物控制和裝置現場控制作為備用操作或維護操作手段。 為了防止誤操作，任何控制模式都需要分步操作，即選擇、返回、執行，並在站級設定操作員和監護人密碼和線路**，以確保操作和正確性。 對於任何操作模式，請確保在上乙個操作步驟完成之前不會執行下乙個操作。 一次只允許使用一種控制方法。
控制中包含的裝置包括：35kV及以下斷路器; 35kV及以下帶電動機構的隔離開關和接地開關; 站電380V斷路器; 主變壓器抽頭; 繼電保護裝置的遠端復位器和遠端返回聯結器。
3）時序控制。操作人員對需要控制的電氣裝置進行定時控制操作，設定啟動和關閉時間，完成定時控制。
4）監控系統的控制輸出。控制輸出端的觸點為無源觸點，觸點的容量為直流110V（220VA），交流為220V，5A。
系統設定了使用者許可權管理功能，可以防止未經授權的作業系統定義具有不同操作許可權的許可權組（如管理員、維護者、守望者組等），並為每個許可權組新增使用者名稱和密碼，為系統的執行、維護和管理提供可靠的保障。
5 系統硬體配置。
6 結論。 當今世界，隨著科學技術和社會生產力的飛速提高，使用變電站自動化控制系統可以減少人員投入，提高工作效率，保證電力的高質量、穩定、連續、可靠執行，提高整個電力系統的自動控制水平。 隨著現代電力電子技術、網路通訊技術、自動化控制技術、計算機技術、人工智慧等技術的快速發展，變電站自動化控制系統的自動化程度將進一步提高，其功能將更加完善和強大，從而不斷滿足社會快速進步對電力發展的需求。