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第二章 变电站综合自动化系统的技术分析 2.1 变电站综合自动化系统的结构 变电站综合自动化系统的组成在结构上主要可以分成：集中式、分散式、分层分布式、集中分散式四种。 2.1.1 集中式结构 变电站监控系统的结构的早期设计都是采用集中式。这种方案是在原有基本设备配置的基础上，增加并提高微机管理功能水平，其配置按照变电站的规模制定相应容量、微机远动装置和功能的微机保护装置。并在变电站主控制室内安装，且各线路、主变及站内其他设备的运行状态通过电压互感器、电流互感器、变送器，通过各类型电缆传送到主控室微机保护装置、微机远动装置，经初步采集、处理后送到 I/O 通信控制器进行数据格式的变换，并将变电站所有保护，测量，信号和控制信息统一处理，与当地的后台机和远方调度中心进行信息交换，并完成当地控制、显示和制表打印等功能，以上各种组成变电站综合自动化系统。这种集中式结构的缺点是系统内在各种信号采集后通过模拟量传输为主，导致精度低，容易受到其他干扰，影响到数据质量；而且这种结构系统调试麻烦，运行维护工作量大，可扩容性低，最终导致传输速度低，集中式结构因设计特点导致信息集中，如果中央控制设备故障，将导致系统结构内整个瘫痪，故可靠性不高；而且很多功能不具备，需啊使用更多屏柜，更大面积，以及大量的电缆。 2.1.2 分散式结构 分散式结构根据一次设备来布局。第一步根据一次设备不同部分分成相应单元，如果控制设备、微机保护设备、数据采集设备布局在一次设备高压开关附近或者开关柜内。通过网络电缆将各分散设备连接在一起，构成分散式结构的系统。分散式系统结构拥有许多优点，如：一次设备上各种单元相互独立，但又互相通讯，有利于维护管理，有利于系统扩展，如若莫一个单元发生故障时，相互影响不大。而且，传送于系统内装置的信息是数字信号形式，故干扰力强，且可靠性高，而且各单元因分布式结构配置CPU的方式，提高了各设备单元的数据处理水平，大大降低了中控室主计算机的处理负荷；分布式系统可以将计量电度、测量、控制、保护、远动等统一数据，从而成为一个整体，不会出现重复设置，在实际运用过程中对占地面积的需求减少，对二次电缆的数量也不是特别多。 2.1.3 分层分布式结构 分层分布式结构模式从逻辑上将监控系统划分间隔层(间隔单元)、通信层和站级监控层三层，即通信层由规约转换设备、光纤或电缆网络构成，数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能通过现场总线技术实现。间隔层由保护测控、保测一体单元组成，根据电气一次回路或电气间隔的布局，按照功能单元进行设计，在各个开关柜或其他一次设备附近将测控单元和保护单元就地分布安装。站级监控层通过通信层的网络，对间隔层提供的数据进行采集、分析和处理。分层分布式结构的间隔层测控终端通过就地布置，对于面积的需求减少，各装置之间提供相对独立功能，组态灵活，有相对高的可靠性。且因交流采样通过模拟量传输需少量电缆，成本降低，抗干扰能力增强，大大提高了系统采集的数据精度。系统数据量的采集有所提高，采集信息的完整度提高，保护定值的修改及信号复归能实现在远方操作，有助于运行管理维护水平提高。此结构方便系统扩展和维护，模块(部件)正常运行不受其他局部故障影响。独立的电气监控主站的设置，便于分步调试和投运，倒送电的要求得到满足。对站内各个设备的运行维护管理有很好的帮助。 2.1.4 集中和分散结合式综合自动化系统 这种结构方式介于集中式与分散式两种结构之间，形式较多。国内目前较多的结构方式是集中和分散相结合的方式。集中和分散结合式首先具有分散式结构的所有优点，因采用了集中式组屏，于系统的设计非常有利，对于安装与维护管理相对方便。因规模比较小的变电站一次设备比较集中，所以集中和分散结合式比较适用面积不是非常大的变电站。 2.2 监控系统的通信模式 通信是变电站监控系统非常重要的基础功能。站内各个设备需要通过相互交换信息和信息共享需要通过通信，如歌线路间隔中保护装置、测控装置、计算机系统、远动系统等需要通信的设备，从而提高变电站运行的可靠性，减少电力电缆数量和相应设备需求。以下几个方面内容是变电站自动化系统通信主要涉及的： （1）变电站自动化系统与电网自动化系统通信； （2）变电站计算机系统内部计算机间相互通信； （3）各保护测控单元与变电站计算机系统通信； （4）其他智能化电子设备 IED 与变电站计算机系统的通信； （5）各保护测控单元之间互通信。 2.2.1 监控系统的通信的任务 变电站通信主要有两部分内容：一是变电站与操作控制中心的信息传递，即远程通信；二是变电站内部各部分之间的信息传递，如保护动作信号传递给中央信号系统报警。监控系统的现场级通信：监控系统的现场级通信，主要解决监控系统内部各子系统与上位机(监