总结：变电站自动化控制系统是对变电站进行自动监测、测量、控制和协调的综合系统。 本文分析了变电站自动控制中的计算机监控系统和监控保护，重点讨论了变电站自动控制系统应用中的几个问题：通信网络和备用电源自抛装置。
关键字：监测系统; 微电脑继电保护; 通信网络。
0 引言。 随着近年来基础设施建设的不断加大，电网的投资建设规模也在不断扩大，对电网的安全、稳定、智能运行提出了更高的要求，特别是随着当今世界电力电子技术的飞速发展， 变电站的自动化程度越来越高。在此背景下，开发了一种自动控制和无人操作的系统——变电站综合自动化系统。 变电站自动控制系统采用计算机控制技术、网络通信等技术，将变电站的初级和二次设备（包括数据采集、运行控制、保护、ATS自动转换设备等）与功能块集成在一起，对功能块进行分组和优化，从而实现对变电站设备的及时测量、监测、控制和记录。
1、变电站监控系统的基本功能。
1.1 收集和处理数据。
主变压器的工作温度、母线电压、电流、功率因数等参数由数据采集单元实时采集和处理。 微机系统通过收集上述数据来更新数据库。
1.2 控制功能。
控制功能包括对断路器、消弧线圈、主变压器风机、变电站各电压等级的控制无功补偿接触器的就地和远程控制。
1.3.报警事件处理。
控制系统中的报警有两种类型，一种是及时报警，另一种是事故报警。 前者包括设备状态、数据超限、主站和从站单元和模块的异常状态等一般异常报警，后者包括因不工作引起的断路器跳闸、保护联锁开关动作等。
1.4 按时间顺序记录事件的功能。
计算机监控系统以毫秒级时间单位采集和记录断路器状态、主变压器参数、一次和次级线路参数、保护元件的动作信号信息，并可在显示屏上显示并打印在打印机上。
1.5 **统计计算。
根据采样的实时数据，可以计算出每个时间间隔的电压值、电流值、有功功率、无功功率、有功系数、主变压器温度值、量动作状态等，并给出上述数据除以年、月、日的时间统计数据。 例如，电压和电流的值，功率因数的通过率等。
1.6 显示和打印屏幕。
显示屏上可显示变电站配电系统的一次接线图和直流系统图，可显示统计数据、部分关键数据历史变化曲线、部分报警事件，可打印历史数据、报警记录等。
1.7 系统性自我诊断和自我诊断。
监控系统可以实时诊断系统的软硬件运行情况，一旦发现异常，可以生成并发出报警信息。 自诊断范围包括：主站、从站系统、IO单元、模块、外围设备、软件故障等，非严重提示报警，系统可进行自报警。
1.8 个工作日管理功能。
平日管理职能是指由负责计算机监控系统的工程师对系统进行日常检查、管理、维护、更新和优化。 它包括功能维护管理和数据库维护管理两个方面。 功能维护管理包括自动控制系统的启停控制，各种应用功能运行状态的监控，以及各种应用数据显示图表的加载、生成和编辑。 数据库维护是工程师对数据库中的应用参数进行添加、删除和修改。
2.继电保护功能及应用。
2.1.保护功能。
1）变压器一般配备差动保护和气体保护两种主要保护，以及零序电流保护和过流保护等后备保护。
2）110kV以下线路的TT&C保护配有重合闸和过流保护，110kV以上线路的TT&C保护配有零序电流保护和全面的重合闸保护。
2.2.微电脑继电保护原理。
1）硬件系统：微机继电保护硬件系统由大量的IC（集成电路）组成，通常由CPU、定时器、存储器、寄存器、AD转换器、D转换等元件组成。微机继电保护系统中的信息采集工作是依靠数据采集系统（主要由采样保持电路、模数转换器（AD转换器）等组成）完成的。
2）软件系统：软件系统主要分为监控程序和系统程序，监控程序的功能是包括输入、输出状态、设置、修改和显示所要监控的保护装置的参数值，同时控制微机保护装置的硬件电路状态;系统程序是监视程序运行环境的系统程序。 系统程序的主要功能有：1）循环自检功能，2）中断响应功能，3）事件处理功能。
3.主要问题的分析和研究。
3.1 通信技术。
变电站自控系统中常见的通信网络技术如下：（1）传统的RS-232 485现场总线用于低速数据传输，（2）采用常见的Lonworks和CAN通信技术等本地控制网络来实现数据的中速传输，（3）以太网用于实现站内设备的分布式连接。 系统结构由监控主机、交换机、现场控制模块组成，监控主机通过以太网传输实时数据，实现人机对话和完整的监控管理功能。
3.2 ATS（自动待机电源切换）。
为了保证ATS能够正常工作，需要注意以下几点：
1）ATS应该能够实时监测工作母线的电压状态，当工作母线发生故障、电力变压器故障、断路器跳闸等原因，会造成工作母线的电压损失时，ATS应该能够自动切换投入使用瞬间， 以保证负载的不间断供电。
2）当ATS断电时，ATS自抛装置不应运行，因为如果在这种状态下对事故几乎没有反应，ATS如果切入网络将无法发挥任何作用。（3）当供电系统发生故障时，必须首先排除系统故障，然后才能将ATS投入使用，否则极有可能将备用电源放入故障网络，这样故障网络不仅不能解除故障，而且故障程度会进一步恶化后果。
4.Acrel-1000变电站综合自动化系统。
4.1. 程序概述。
ACREL-1000变电站综合自动化监控系统在逻辑功能上由站控层和间隔层两层设备组成，并通过分层开放的网络系统连接起来。 站控层设备包括监控主机，为站台运行提供人机接触界面，实现管控间隔层设备等功能，形成全站监控，并与远程监控调度通信; 间隔层由若干次级子系统组成，在站控层和站控层网络发生故障的情况下，仍能独立完成间隔层设备的局部监测功能。
根据项目的具体情况，设计方案具有可靠性高、易于扩展和友好的人机界面，性能比优越，监控系统由站控层和间隔层两部分组成，采用分层分布式网络结构，站控层网络采用TCP IP协议以太网。 站控层网络采用单网双机热备配置。
4.二、申请地点：
适用于公共建筑、工业建筑、住宅建筑等各行业电压等级在35kV以下的用户侧配电系统的运行监测和控制管理。
4.3.系统结构。
4.4、系统功能 ACREL-1000变电站综合自动化系统，以配电图的形式直观显示配电线路运行状态，实时监控各回路的电压、电流、功率、功率因数等电气参数信息，动态监测各配电回路的断路器、隔离开关、接地刀等合闸分闸状态及相关故障， 警报和其他信号。
监控系统具有事故报警功能。 事故报警包括断路器跳闸和异常操作引起的保护装置动作信号; 预警报警包括一般设备位移、异常状态信息、模拟或温度超限等。
1）事故报警。当事故状态模式时，事故报警器立即发出音频报警（报警音量任意调节），操作工站显示屏变化闪烁指示设备配置情况，弹窗显示红色报警子句，报警分为实时报警和历史报警， 历史报警子句具有选择查询和打印的功能。
事故警报一次手动确认一次。 一旦确认警报，声音和闪光灯将停止。
在第二次事故报警阶段，允许下一个报警信号进入，即第二次报警没有覆盖前一次报警的内容。 告警处理能够在主机上定义或退出。
2）对于每个测量值（包括计算值），用户序列设置四个指定的操作限值（物理下限、报警下限、报警上限、物理上限），分别定义为预警报警和事故报警。
3）开关事故跳闸次数或拉动开关次数，并发出报警信息提示用户检修。
4）报纸类型。
报表有多种表现形式，包括弹窗、屏幕闪烁、声光报警、语音、短信等，但不限于上述方式，用户可以根据自己的需要添加或修改报警信息。
操作员控制需要控制的电气设备。 监控系统具有运行监控功能，允许监护人对操作人员的工作站进行监控，避免误操作。
操作控制分为四个级别：
第一控制，设备现场维护控制。 优先控制。 当操作员将本地设备的远程本地拨动开关置于本地位置时，所有其他控制功能均被锁定，仅执行现场操作。
液位控制，间隔层备份控制。 它与**控制的切换是在垫片级别完成的。
第一控制，工位控制层控制。 这种级别的控制是在操作员的工作站上通过远程控制水平切换完成的。
第四级控制，远程控制，优先。
原则上采用间隔物控制和设备现场控制作为备用操作或维护操作手段。 为了防止误操作，任何控制模式都需要分步操作，即选择、返回、执行，并在站级设置操作员和监护人密码和线路**，以确保操作和正确性。 对于任何操作模式，请确保在上一个操作步骤完成之前不会执行下一个操作。 一次只允许使用一种控制方法。
控制中包含的设备包括：35kV及以下断路器; 35kV及以下带电动机构的隔离开关和接地开关; 站电380V断路器; 主变压器抽头; 继电保护装置的远程复位器和远程返回连接器。
3）时序控制。操作人员对需要控制的电气设备进行定时控制操作，设置启动和关闭时间，完成定时控制。
4）监控系统的控制输出。控制输出端的触点为无源触点，触点的容量为直流110V（220VA），交流为220V，5A。
系统设置了用户权限管理功能，可以防止未经授权的操作系统定义具有不同操作权限的权限组（如管理员、维护者、守望者组等），并为每个权限组添加用户名和密码，为系统的运行、维护和管理提供可靠的保障。
5 系统硬件配置。
6 结论。 当今世界，随着科学技术和社会生产力的飞速提高，使用变电站自动化控制系统可以减少人员投入，提高工作效率，保证电力的高质量、稳定、连续、可靠运行，提高整个电力系统的自动控制水平。 随着现代电力电子技术、网络通信技术、自动化控制技术、计算机技术、人工智能等技术的快速发展，变电站自动化控制系统的自动化程度将进一步提高，其功能将更加完善和强大，从而不断满足社会快速进步对电力发展的需求。