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[摘 要]变电站自动化工作是变电站电气设计中不可或缺的重要组成部分，同时是电网安全运行的重要保障，尤其是随着计算机技术的发展，变电站的自动化水平不断提高，向着更高级的自动化水平发展。本文首先阐述了变电站自动化发展的过程以及其结构功能，分析了我国变电站自动化的发展现状，并分析了变电站自动化系统的发展方向。
[关键词]变电站自动化； 发展方向； 存在问题；
中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0268-01
1 变电站自动化系统的概述
1.1 发展过程
变电站自动化的技术变革是从上世纪七十年代开始的，到目前为止可以划分为三个阶段。
1.1.1 分立元件构成阶段
在20世纪70年代，随着晶体管技术的发展和应用，变电站自动化系统也大多采用的晶体管组成的模拟线路，这在当时是具有重要意义的技术革新，晶体管等分立元件的使用，大大提高了变电站的自动化水平，在预防系统安全隐患方面发挥了一定作用。
1.1.2 微处理器为核心的智能装置阶段
随着变电站自动化水平的要求逐渐提高，晶体管分立原件组成的模拟电路已经不能适应系统智能化要求，微处理器具备强大的计算能力和智能化程度，可以处理变电站系统中的测量数据，并提高了测量数据的精确度和科学性，同时微处理器能够支持新功能的扩展和升级，尤其是装置本身的故障自动诊断功能，大大提高了变电站的故障处理工作，有效地保证了设备的正常运行。
1.1.3 变电站综合自动化系统的发展阶段
在70年代初，电器集中控制装置就已经面世，其功能强大，包含了集点、控制、信号为一体，随着技术的不断发展，在此基础上，各种变电站自动化设备也如雨后春笋般出现，其设备的明显特点就是其系统结构由原来的集中式结构变为分散性的结构，其控制系统也由原来的几台计算机变为综合型的保护、监控控制系统，而且其结构的各個部分独立性较强，设备出现故障并不影响其他设备的正常运行。
1.2 功能与结构形式
变电站自动化系统在应用中发挥的主要功能：故障诊断功能、变压器保护功能、电压控制功能、防误闭锁功能。当前应用较为广泛的变电站自动化系统主要有三种类型的结构形式。
1.2.1 集中式
这种结构类型的变电站自动化系统通常会使用不同级别的计算机来控制系统程序，同时使用计算机来扩展其外围的接口电路，其数据的采集、处理都是集中由微机控制完成，集中式自动化系统的优点是结构紧凑，占据的体积较小，同时造价较低，在35kV以及以下的配电电路中使用广泛，但是其缺点明显，即运行可靠性差，对于故障的应对不及时。
1.2.2 分散与集中结合
分散和集中相结合的变电站自动化系统是将线路保护器和测控单元分散安装在开关柜中，但是其内部的高压线路和主变压器保护装置则是采用了集中安装结构，这种自动化系统是最常用的结构形式。
1.2.3 全分散式
全分散式的自动化系统主要是由一系列的主设备组成，如开关、变压器、母线等，把各个安装单元分散安装在一台主设备上，并通过串行口连接在设备上，与管理设备和远方的调度中心保持着通信联络，实现了系统的远程控制。
2 变电站自动化系统存在问题
当前变电站的自动化系统在变电站中广泛的应用，并取得了良好的应用效果，但是依然存在着一些问题，制约了系统自动化的运行，本文总结归纳了以下几点问题。
2.1 变电站内继电保护功能和设计问题缺乏重视
变电站中的继电保护设备是变电站中的重中之重，当变电站中的保护原件发生运行故障时，继电保护设备就会及时地选择性的切断电路，避免原件继续受到破坏，同时保证其他设备的正常运行，一旦继电保护不能发挥其正常功能，就容易造成变电站的整体瘫痪。但是继电保护工作取决于其他各个方面的配合工作，部分变电站中的继电保护设备的设计不完善，其安装实验、保护数值的调整、设备的运行可靠性上都存在着较多的问题。
2.2 变电站内继电保护设备的自动测试及事件记录有待加强和完善
变电站的继电保护设备都有特定的保护数值，并且需要定期地进行设备的调试试验，保证设备的正常运行。变电站的自动化系统能自动地监测设备运行，并能自动调整，但是部分技术人员往往过分的依赖于设备的数字保护系统，忽视了人工的监测工作，而且在监测数据的记录上存在着较多的漏洞。
2.3 变电站内通信网接口和协议的标准化问题
变电站自动化系统的设备构件较多，而且各种设备的生产厂家不同，在通信网络接口和协议的标准化上存在问题，由于没形成规范的行业内规范，各个厂家之间的通信接口不兼容，例如某些厂商虽然签订了标准化协议，但是在协议的落实中，存在着标准改动的现象，造成接口困难的现象。
2.4 变电站自动化系统的设计规范和验收标准问题
当前变电站自动化系统的设计方案较多，每个变电站都针对自身运行情况采取不同的设计标准，但是没有一个共同的设计标准用来参考，从而造成用户和生产厂商的双重困难。
3 变电站自动化系统的发展方向
变电站自动化系统的设计是分层管理模式，各个组件部分的信号会传达到相应的通信分管理机上，在汇总到总管理机上，通信总管理机可以实现监控调度通信、分屏管理通信，并汇总了各个分管理机上的信息，这种形式的变电站自动化系统是其发展方向。
变电站系统配置包括电源及出口模件、CPU模件、断路器操作模件等构成。断路器操作模件代替了原来开关柜的全部操作功能，同时各保护单元设有独箱体，正面配有薄膜面板，液晶显示，触摸示按键、CPU运行灯、断路器位置指示灯均装于门上。DMP300保护系统考虑了集中配屏方式，可配置11个线路和管理机单元。集中配屏方式仍然保留各单元的箱体，全密封的小箱体和大机柜构成双重屏闭，增强了抗干扰能力。DMP300保护装置采用模设计。
3.1 集成化
集成电路和计算机技术在继电保护上的应用，极大的提高了系统的自动化水平，集成电路的应用将保护和测控装备更加的集成化，可以把各项功能集成于独立的模块存储中，而各个模块之间的信息交流是通过光纤的传输，取代了传统的导线焊接连接。这种高集成化的线路保证了信息传输的通畅性，增强了计算机的数据处理功能，同时增大了数据的存储空间，降低了设备设计成本，减少了线路故障的发生。
3.2 数字化
变电站一次设备的智能化程度提高，各种智能的开关设备、新型电压设备、智能数字装备等在自动化系统中逐步地应用，自动化系统开始迈向数字化、信息化、整体协调化，之前独立于变电站内的设备单元，如I/O单元、A/D单元，逐渐独立地分散在智能化一次设备中，并对于其数据模拟信号进行分工和组合，增强了自动化系统的保护和控制。
数字化变电站系统主要有三部分组成：（1）智能化的一次设备，由光电式和电子式的互感器，智能化断路器等组成，这种互感器具有较好的绝缘性能和较强的抗电磁干扰能力，更加适应电子系统数字化、智能化和网络化的需求；（2）变电站内的二次设备。有继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置及正在发展中的在线状态监测装置，这些装置充分实现数据共享和资源共享；
3.3 标准化
标准化的不完善一直是制约变电站自动化发展的瓶颈，当前整个系统开始转向标准化的发展方向，例如规范产品的基本功能标准、型号标准、外接口的标准以及通讯协议的标准化，为客户提供了更自由的选择性，真正达到产品的“即插即用”。随着标准化浪潮的发展，一些不符合要求的产品正在被淘汰出市场，促进了自动化行业的良性发展。
4 结语
总之，随着变电站自动化技术的发展和应用，使得电力自动化产业迅速发展，虽然当前的自动化系统中存在着一些问题，但是集成电路技术和计算机技术的发展，为自动化系统的革新提供了技术保障，相信在不久的将来，自动化系统最终会实现集成化、数字化、标准化。
参考文献
[1] 沈国荣，郑玉平.变电站自动化发展综述[J].江苏电机工程，2010年12月.
[2] 梁剑.对变电站自动化系统技术及发展方向的探究[J].工业技术，2011（23）.
[关键词]变电站自动化； 发展方向； 存在问题；
中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0268-01
1 变电站自动化系统的概述
1.1 发展过程
变电站自动化的技术变革是从上世纪七十年代开始的，到目前为止可以划分为三个阶段。
1.1.1 分立元件构成阶段
在20世纪70年代，随着晶体管技术的发展和应用，变电站自动化系统也大多采用的晶体管组成的模拟线路，这在当时是具有重要意义的技术革新，晶体管等分立元件的使用，大大提高了变电站的自动化水平，在预防系统安全隐患方面发挥了一定作用。
1.1.2 微处理器为核心的智能装置阶段
随着变电站自动化水平的要求逐渐提高，晶体管分立原件组成的模拟电路已经不能适应系统智能化要求，微处理器具备强大的计算能力和智能化程度，可以处理变电站系统中的测量数据，并提高了测量数据的精确度和科学性，同时微处理器能够支持新功能的扩展和升级，尤其是装置本身的故障自动诊断功能，大大提高了变电站的故障处理工作，有效地保证了设备的正常运行。
1.1.3 变电站综合自动化系统的发展阶段
在70年代初，电器集中控制装置就已经面世，其功能强大，包含了集点、控制、信号为一体，随着技术的不断发展，在此基础上，各种变电站自动化设备也如雨后春笋般出现，其设备的明显特点就是其系统结构由原来的集中式结构变为分散性的结构，其控制系统也由原来的几台计算机变为综合型的保护、监控控制系统，而且其结构的各個部分独立性较强，设备出现故障并不影响其他设备的正常运行。
1.2 功能与结构形式
变电站自动化系统在应用中发挥的主要功能：故障诊断功能、变压器保护功能、电压控制功能、防误闭锁功能。当前应用较为广泛的变电站自动化系统主要有三种类型的结构形式。
1.2.1 集中式
这种结构类型的变电站自动化系统通常会使用不同级别的计算机来控制系统程序，同时使用计算机来扩展其外围的接口电路，其数据的采集、处理都是集中由微机控制完成，集中式自动化系统的优点是结构紧凑，占据的体积较小，同时造价较低，在35kV以及以下的配电电路中使用广泛，但是其缺点明显，即运行可靠性差，对于故障的应对不及时。
1.2.2 分散与集中结合
分散和集中相结合的变电站自动化系统是将线路保护器和测控单元分散安装在开关柜中，但是其内部的高压线路和主变压器保护装置则是采用了集中安装结构，这种自动化系统是最常用的结构形式。
1.2.3 全分散式
全分散式的自动化系统主要是由一系列的主设备组成，如开关、变压器、母线等，把各个安装单元分散安装在一台主设备上，并通过串行口连接在设备上，与管理设备和远方的调度中心保持着通信联络，实现了系统的远程控制。
2 变电站自动化系统存在问题
当前变电站的自动化系统在变电站中广泛的应用，并取得了良好的应用效果，但是依然存在着一些问题，制约了系统自动化的运行，本文总结归纳了以下几点问题。
2.1 变电站内继电保护功能和设计问题缺乏重视
变电站中的继电保护设备是变电站中的重中之重，当变电站中的保护原件发生运行故障时，继电保护设备就会及时地选择性的切断电路，避免原件继续受到破坏，同时保证其他设备的正常运行，一旦继电保护不能发挥其正常功能，就容易造成变电站的整体瘫痪。但是继电保护工作取决于其他各个方面的配合工作，部分变电站中的继电保护设备的设计不完善，其安装实验、保护数值的调整、设备的运行可靠性上都存在着较多的问题。
2.2 变电站内继电保护设备的自动测试及事件记录有待加强和完善
变电站的继电保护设备都有特定的保护数值，并且需要定期地进行设备的调试试验，保证设备的正常运行。变电站的自动化系统能自动地监测设备运行，并能自动调整，但是部分技术人员往往过分的依赖于设备的数字保护系统，忽视了人工的监测工作，而且在监测数据的记录上存在着较多的漏洞。
2.3 变电站内通信网接口和协议的标准化问题
变电站自动化系统的设备构件较多，而且各种设备的生产厂家不同，在通信网络接口和协议的标准化上存在问题，由于没形成规范的行业内规范，各个厂家之间的通信接口不兼容，例如某些厂商虽然签订了标准化协议，但是在协议的落实中，存在着标准改动的现象，造成接口困难的现象。
2.4 变电站自动化系统的设计规范和验收标准问题
当前变电站自动化系统的设计方案较多，每个变电站都针对自身运行情况采取不同的设计标准，但是没有一个共同的设计标准用来参考，从而造成用户和生产厂商的双重困难。
3 变电站自动化系统的发展方向
变电站自动化系统的设计是分层管理模式，各个组件部分的信号会传达到相应的通信分管理机上，在汇总到总管理机上，通信总管理机可以实现监控调度通信、分屏管理通信，并汇总了各个分管理机上的信息，这种形式的变电站自动化系统是其发展方向。
变电站系统配置包括电源及出口模件、CPU模件、断路器操作模件等构成。断路器操作模件代替了原来开关柜的全部操作功能，同时各保护单元设有独箱体，正面配有薄膜面板，液晶显示，触摸示按键、CPU运行灯、断路器位置指示灯均装于门上。DMP300保护系统考虑了集中配屏方式，可配置11个线路和管理机单元。集中配屏方式仍然保留各单元的箱体，全密封的小箱体和大机柜构成双重屏闭，增强了抗干扰能力。DMP300保护装置采用模设计。
3.1 集成化
集成电路和计算机技术在继电保护上的应用，极大的提高了系统的自动化水平，集成电路的应用将保护和测控装备更加的集成化，可以把各项功能集成于独立的模块存储中，而各个模块之间的信息交流是通过光纤的传输，取代了传统的导线焊接连接。这种高集成化的线路保证了信息传输的通畅性，增强了计算机的数据处理功能，同时增大了数据的存储空间，降低了设备设计成本，减少了线路故障的发生。
3.2 数字化
变电站一次设备的智能化程度提高，各种智能的开关设备、新型电压设备、智能数字装备等在自动化系统中逐步地应用，自动化系统开始迈向数字化、信息化、整体协调化，之前独立于变电站内的设备单元，如I/O单元、A/D单元，逐渐独立地分散在智能化一次设备中，并对于其数据模拟信号进行分工和组合，增强了自动化系统的保护和控制。
数字化变电站系统主要有三部分组成：（1）智能化的一次设备，由光电式和电子式的互感器，智能化断路器等组成，这种互感器具有较好的绝缘性能和较强的抗电磁干扰能力，更加适应电子系统数字化、智能化和网络化的需求；（2）变电站内的二次设备。有继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置及正在发展中的在线状态监测装置，这些装置充分实现数据共享和资源共享；
3.3 标准化
标准化的不完善一直是制约变电站自动化发展的瓶颈，当前整个系统开始转向标准化的发展方向，例如规范产品的基本功能标准、型号标准、外接口的标准以及通讯协议的标准化，为客户提供了更自由的选择性，真正达到产品的“即插即用”。随着标准化浪潮的发展，一些不符合要求的产品正在被淘汰出市场，促进了自动化行业的良性发展。
4 结语
总之，随着变电站自动化技术的发展和应用，使得电力自动化产业迅速发展，虽然当前的自动化系统中存在着一些问题，但是集成电路技术和计算机技术的发展，为自动化系统的革新提供了技术保障，相信在不久的将来，自动化系统最终会实现集成化、数字化、标准化。
参考文献
[1] 沈国荣，郑玉平.变电站自动化发展综述[J].江苏电机工程，2010年12月.
[2] 梁剑.对变电站自动化系统技术及发展方向的探究[J].工业技术，2011（23）.