信号专业自动化论文

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信号专业自动化论文范文第1篇

论文关键词：MATLAB，矩阵，自动化，教学方法

 

引言

MATLAB是MATrixLABorotory(矩阵实验室)的缩写。MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，它在数值计算、符号计算、绘图功能以及图形化编程等方面有着非常强大的功能。同时MATLAB具有丰富的工具箱，包括符号数学工具箱、SIMULINK仿真工具箱、控制系统工具箱、信号处理工具箱、图象处理工具箱、通讯工具箱、系统辨识工具箱、神经元网络工具箱、金融工具箱等数十种，使其在工业研究与开发，数学、电子学、控制理论和物理学、经济学、化学和生物学等学科的教学与研究中得到广泛应用。MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，历经二十多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。在欧美各高等院校，MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，成为大学生、硕士生、以及博士生必须掌握的基本技能。

目前，国内大学的理工科专业都将MATLAB作为专业基础课程，那么如何能够让学生在本课程的学习中提高兴趣，掌握相关知识为后续课程搭建好学习和实验研究的平台就成为了本课程教学中的一个重要问题。本文结合作者MATLAB课程多年的教学经验，对该课程的教学做以下探讨。

1、掌握MATLAB语言的特点矩阵，把握细节教学

MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具，所有的变量都被看作矩阵，例如 C = A + B，A，B，C都是矩阵，是矩阵的加运算，即使一个常数，Y=10，MATLAB也看做是一个1′1的矩阵。对于矩阵的学习，关键是掌握矩阵元素的标识并灵活运用。在教学中，我们可以通过下面的矩阵使学生对矩阵的标识进行掌握中国知网论文数据库。

（1）

掌握矩阵元素的基本标识之后，对于应用和提取矩阵中的元素，通过以下表格并演示运行结果来掌握。

举例，如对于

A(:, 4)=

表1 矩阵元素寻访

 

标识

使用说明

A(m, n)

提取第m行，第n列元素

A(:, n)

提取第n列元素

A(m, :)

提取第m行元素

A(m1:m2, n1:n2)

提取第m1行到第m2行和第n1列到第n2列的所有元素

A(m:end, n)

提取从第m行到最末行和第n列的子块

信号专业自动化论文范文第2篇

论文摘要:本文针对电气自动化专业英语的教学目标，研究了其教学方法。在教学内容方面，强调与主干课程同步;在词汇学习方面，采用普遍联系法、同义词法和反义词法;在句子层次上，强调句子成分划分方法的使用和常用句型的模仿应用;在段落层面上，突出主题句的提纲作用，剖析段落的展开方法;在篇章水平上，讨论了摘要的写作方法和整个文章的组织结构;在教学过程中，强调师生交流和互动。并结合具体的教学内容，制作多媒体课件，选派合适的任课教师，以拓宽学生的知识面，提高专业英语知识的应用能力。

一、引言

电气自动化专业英语是为了培养和提高该专业学生对英语专业文献的阅读、写作、听说和翻译能力而开设的课程，对于学生在专业方向上的发展，如研究生入学复试、工作面试、阅读和翻译实际工作中遇到的英文专业文献等，具有重要的作用。然而，在实际教学中，电气自动化专业英语却没有得到应有的重视，多数大学的自动化专业教学大纲对此多列为考查课的形式，学时也较少。以河南科技大学为例，该课程以必选考查课的形式，分成三个阶段进行，分别在第5、6、7学期开课，每阶段为16学时，共48学时。这种课程设置方式，无形地使学生降低了对该课程的重视程度。另外，由于各个大学都非常重视英语四、六级考试通过率，加大了对公共英语的教学投入，使学生的公共英语水平有了较大的提高，对专业英语则在主观上认为难度不大而不够重视。

因此，对电气自动化专业英语的教学方法进行研究和探讨是很有必要的。刘怡阐述了专业英语和基础英语在学习阶段、学习重心和教材甄选上的差异，结合电子技术类专业英语的新词层出不穷和缩写词汇多的特点，提出了增强学生对专业英语重要性的认识、提高教学的趣味性和教材多样化的建议。[1]李文娟等在明确专业英语定位的基础上，就电气工程及其自动化专业英语的教学内容、教学方式和教师培养进行了探讨，给出了所涵盖的专业知识范围，采用了回顾、自述、教学和总结的四步课堂教学方式及平时、笔试、口试综合的考核方式，指出了专业英语教师培养的建议。[2]李俊梅针对专业英语教学中存在的问题，提出了重构专业英语教学模式的具体解决办法。[3] 上述文献在不同侧面反映了当前专业英语教学的现状，所提出的解决方案对于专业英语教学具有一定的借鉴意义。

本文对教学内容和课堂教学方法进行探讨，强调教学内容与开课学期的主干课内容同步，针对不同的教学内容，提出了具体的教学方法。例如，针对词汇短语，提出了普遍联系法、反义词法和同义词法;针对句子，主要讨论句子成分划分和句型结构;针对段落，主要强调动词和名词的变化、段落主题句、段落的组织结构和语句之间的起承转合;针对篇章，主要讲述文章的层次结构、英文摘要写作、剖析和解读;同时，重视师生交互，关注学生对讲课内容和学习方法的掌握程度。主要手段有:课堂提问、公布电子邮箱、约定答疑和作业。还强调了多媒体教学、课外读物选择、考核方法、任课教师的选择在专业英语教学中的重要性。

二、课堂教学方法

1.教学内容与主干课程同步

强调教学内容与开课学期的主干课内容同步的目的，是在学习专业英语基本内容的同时，培养学生阅读英文教材的能力，提高主干课程学习兴趣，开拓学生获取专业知识的来源，相互印证专业主干课程的教学内容，起到查漏补缺的作用，还促使学生有能力登录国外重点大学的相关课程网站(如MIT的courseware网站)，下载和阅读专业课程学习资料，进一步提高专业主干课程的教学质量和学生的专业素质。

2.词汇短语学习

专业英语的词汇短语是构成句子和文章的基本要素，探讨词汇的教学方法有助于提高学生的专业英语水平。专业英语词汇一般比较生僻，往往是一个词的第三个意思，甚至更靠后，这与公共英语学习中所记忆的词义有很大的不同。例如:step一词，人们往往知道其意思是“脚步、台阶”等，但是在自动化专业英语中，它常用来表示阶跃信号，用在step response短语中，则表示为“阶跃响应”。在这种情况下，教师应鼓励学生与所学专业主干课程相联系，找到其中的中文表达，以帮助理解英文资料的内容。另外，还可在专业主干课程中找到其它的短语，如“斜坡响应”和“脉冲响应”，此时，教师应给出相应的英文表达，即“ramp response”和“pulse response”，这种称为“普遍联系法”的方法对于扩充专业英语词汇量非常有效。还可以借鉴一些公共英语词汇书籍的方法，通过查找同义词和反义词来扩充词汇量。

3.句子成分划分和句型

专业英语的句子结构不是很复杂，偶尔会遇到一些长句和难句，可采用公共英语中的句子成分划分的方法来剖析句子的结构，明晰各个部分之间的修饰关系，进而用符合中文习惯的行文方式，将其翻译出来，努力做到信、达、雅。对于一些常见句型，则通过模仿造句的方式加以练习，提高句型的实际应用能力。

4.段落主题句和动词、名词变化

英文段落往往有一个主题句，段落根据主题句层层深入地展开论述，将一个个句子组合成一个段落。应通过对段落主题句和段落组织结构的剖析，使学生模仿和掌握段落展开的方法。在英语文章中，强调动词和名词的变化，使文章富于变化，不再呆板，例如，在关于电机Y-Δ起动的章节中，给出了wye configuration、wye connection和delta arrangement三种变化。再如，在英文论文的摘要中，动词也富于变化，经常会看到present、discuss、scribe、propose等动词。 转贴于

5.篇章

篇章阶段的课程材料是选择专业相关的、地道的英文学术论文。在整个文章的结构方面，主要理清作者架构文章的思路脉络，学习如何行之有效地组织整篇文章，进而写出符合英文论文格式的英文摘要。在写摘要时，强调动词和名词的变化。将论文的目的、主要研究过程、所用方法和由此得到的主要结果及推出结论表达清楚，在可能的情况下，还应提及论文结果和结论的适用范围和条件。阅读文章实际上是与作者的交流。有时，需要站在作者的角度去看问题、去构思文章和遣词造句，以此思路去阅读专业学术论文，能够获得很大程度的提高。

6.加强师生之间的沟通

加强师生之间的交互、交流和沟通，有助于教师更好地设计课堂内容，有助于教师了解学生对所讲内容的掌握程度和薄弱环节，有助于教师发现课程讲授中的问题，也有助于增强师生间的了解。常用的方式是上课随堂提问、课后答疑、公共电子邮箱和布置作业。通过这些手段，可以了解学生的英语水平和学习态度，进而给教师的课堂教学设计提供第一手资料。

7.课件设计和师资配备

专业英语学时少、任务重，仅依靠任课教师板书讲解，很难按计划完成教学任务，因此不得不对教学内容做出取舍。另外，一些专业的设计图和原理图是教师手工难以绘制的。这些问题均可借助多媒体课件加以解决。任课教师可根据教学内容制作相应的、多样的课件，形式可以是Gif和Flash动画，也可以是各种格式的图片，将这些素材放到PowerPoint文档中就制作成了课件，也可将其以讲义的形式打印出来，便于学生复习，也有利于他们课前预习、课堂中集中精力听讲，节约笔记时间。

关于师资力量配备，可结合各阶段课程的具体教学内容和教师的专业背景、研究方向，选派合适的教师任教各个阶段的课程，避免了一个教师和一种风格的弊端。在专业英语的讲授过程中，可酌情添加各任课教师负责的科研项目等内容，有助于开拓学生的眼界，加深对课堂内容的理解，进一步调动学习积极性和主动性。

专业英语在各个专业学生的培养过程中起着重要的作用。教师通过各种方法和手段调动学生的学习热情、积极性和主动性，利用各种可以利用的资源，拓宽学生的专业知识面，发展他们应用专业英语知识解决实际问题的能力，能够读懂专业文献，写出高质量的英文摘要，听懂专业学术报告，讲出自己的学术思想，以及翻译出符合信、达、雅要求的专业文献资料，做到学以致用。

参考文献:

[1]刘怡.电子技术类“专业英语”课程的探讨[J].电气电子教学学报，2004，4，26(2).

信号专业自动化论文范文第3篇

论文摘要:文章要介绍的是变电站综合自动化系统的发展趋势和重要性，提出了变电站综合自动化基本概念，并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析。

一、概述

电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。

二、系统结构

目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：

（一）分布式系统结构

按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。

（二）集中式系统结构

集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：

前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。

软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。

组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。

（三）分层分布式结构

按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。

这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：

可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。

可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。

三、常见通讯方式

目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有：

双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网；单以太网，双/单监控机模式；双LON网，双监控机模式；单LON网，双/单监控机模式。

四、变电站自动化系统应能实现的功能

微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：故障记录；存储多套定值；显示和当地修改定值；与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。

数据采集及处理功能：包括状态数据，模拟数据和脉冲数据

状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。

模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。

事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。

变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。

控制和操作功能。操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。

防误闭锁功能。系统的自诊断功能

系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。

数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：

断路器动作次数；断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；控制操作及修改整定值的记录。

根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。

人机联系系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。

本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时，统一时钟的功能和当地运行维护功能。

信号专业自动化论文范文第4篇

论文摘要：介绍了西南交通大学建成的教学用模拟变电所实训基地的结构、功能、特点、实践项目。使用表明，该基地具有国内领先技术水平，完善的教学、培训和科研的综合功能。由于采用最新的远程监控技术，该变电所可作为目前铁路牵引变电所技术改造的参考。

0引言

西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业，其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。

分布于铁路沿线的牵引变电所，是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展，变电所综合自动化技术水平的不断提高，对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加，同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此，在教学环节中，应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。

1模拟变电所简介

我校模拟变电所分为两期建成:

I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。

Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下，一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所，图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所，且负载的大小和相位均可调节，其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。

模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接，电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜，输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令，通过以太网传输，实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum，其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件，具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准，具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。

为了比较和研究，我系的教师正在进行一系列的科研开发，其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理，其结构图如图4。

2教学实践基地的开发

1)校内学生及现场工程技术人员，可对照变电所各种屏柜，提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力，通过开闭操作、设置故障等项目的训练，可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力，包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。

2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。

3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。

4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验，让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。

5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页，实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。

6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用，从而对远动系统有更深层的了解。

7)利用组态软件Concept对PLC进行配置，使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程，使学生熟练掌握Concept编程方法。

8)自动化组态软件iFix系统的安装，熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。

9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验，使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。

10)进行继电保护单体测试及数据管理。

11)进行继电保护盘上测试及数据管理。

12)微机保护装置的调试与特性实验。

3实践意义

模拟变电所实训基地自1998年投入使用后，至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员，经总结，其实践意义在于:

1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验，以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势，以模拟变电所为基地，配合学生专业课和专业基础课学习，开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中，能够按项目组织学生进行综合性实训，尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。

2)对于现场技术和施工人员，很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺，能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训，能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人，取得良好的效果。

3)目前西南地区铁路已完全实现电气化，全区拥有牵引变电所200多座，其中大都为上世纪70~80年代所建，技术水平落后。而我校模拟变电所实训基地的建成，对其技术改造具有借鉴的意义，在应用新技术、新设备和进行技术创新方面起到示范的作用。

信号专业自动化论文范文第5篇

关键词：变电站，综合自动化，结构模式，发展趋势

 

变电站综合自动化系统是一种以计算机为主，将变电站的一、二次设备（包括测量、信号、控制、保护、自动、远动等）经过功能组合形成的标准化、模块化、网络化的计算机监控系统。变电站综合自动化，是将变电站的二次设备经过功能的重新组合和优化设计，利用先进的计算机技术、自动化技术和通信技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视、测量、控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

1变电站综合自动化的结构模式

1.1 集中式结构

集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。论文参考。集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多些。

1.2 分布式结构

该系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块（通常是多个CPU）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其它模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。

1.3 分布分散（层）式结构

分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即变电站层（站级测控单元）和间隔层（间隔单元）。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。

该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备制造厂家完成。

2 我国变电站自动化发展阶段

按系统模式出现顺序可将变电站自动化发展分为三个阶段：

第一阶段：面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式

80年代及以前，是以RTU为基础的远动装置及当地监控为代表。该类系统实际上是在常规的继电保护及二次接线的基础上增设RTU装置，功能主要为与远方调度通信实现“二遥”或“四遥”（遥测、遥信、遥控、遥调）；与继电保护及安全自动装置的联结通过硬接点接入或串行口通信较多。此类系统称为集中RTU模式，目前在一些老站改造中仍有少量使用，此阶段为自动化的初级阶段。

第二阶段：面向功能设计的分布式测控装置加微机保护模式。单元式微机保护及按功能设计的分散式微机测控装置得以广泛应用，保护与测控装置相对独立，通过通信管理单元能够将各自信息送到后台或调度端计算机。特点是继电保护（包括安全自动装置）按功能划分的测控装置独立运行，应用了现场总线和网络技术，通过数据通信进行信息交换。此系统电缆互联仍较多，扩展性功能不强。

第三阶段：面向间隔、面向对象（Object-Oriented）设计的分层分布式结构模式。随着计算机技术、网络及通信技术的飞速发展，采用按间隔为对象设计保护测控单元，采用分层分布式的系统结构，形成真正意义上的分层分布式自动化系统。目前国内外主流厂家均采用了此类结构模式。110kV以下电压等级变电站，保护测控装置要求一体化、110kV几以上电压等级保护测控大多按间隔分别设计，对超高压变电站的规模比较大的系统，为减少中间环节，避免通信瓶颈，要求装置直接上以太网与监控后台通信，甚至要求保护和监控网络独立组网，由于采用了先进的网络通信技术和面向对象设计，系统配置灵活、扩展方便。论文参考。

3变电站综合自动化发展趋势

3.1 保护监控一体化

这种方式在35kV及以下的电压等级中已普遍采用，今后在110kV及以上的线路间隔和主变三侧中采用此方式也已是大势所趋。它的好处是功能按一次单元集中化，利于稳定的进行信息采集以及对设备状态进行控制，极大地提高了性能效率比。其目前的缺点也是显而易见的:此种装置的运行可靠性要求极高，否则任何形式的检修维护都将迫使一次设备的停役。可靠性、稳定性要求高，这也是目前110千伏及以上电压等级还采用保护和监控分离设置的原因之一。随着技术的发展，冗余性、在线维护性设计的出现，将使保护监控一体化成为必然。

3.2 人机操作界面接口统一化、运行操作无线化

无人无建筑小室的变电站，变电运行人员如果在就地查看设备和控制操作，将通过一个手持式可视无线终端，边监视一次设备边进行操作控制，所有相关的量化数据将显示在可视无线终端上。

3.3 防误闭锁逻辑验证图形化、规范化、离线模拟化

在220kV及以上的变电站中，随着自动化水平的提高，电动操作设备日益增多，其操作的防误闭锁逻辑将紧密结合于监控系统之中，借助于监控系统的状态采集和控制链路得以实现。而一座变电站的建设都是通过几次扩建才达到终期规模，这就给每次防误闭锁逻辑的实际操作验证带来难题，如何在不影响一次设备停役的情况下模拟出各种运行状态来验证其正反操作逻辑的正确性？图形化、规范化的防误闭逻辑验证模拟操作图正是为解决这一难题而作，其严谨性是建立在监控系统全站的实时数据库之上的，使防误闭锁逻辑验证的离线模拟化成为可能。

3.4 就地通讯网络协议标准化

强大的通讯接口能力，主要通讯部件双备份冗余设计（双CPU、双电源等），采用光纤总线等等，使现代化的综合自动化变电站的各种智能设备通过网络组成一个统一的、互相协调工作的整体。

3.5 数据采集和一次设备一体化

除了常规的电流电压、有功无功、开关状态等信息采集外，对一些设备的在线状态检测量化值，如主变的油位、开关的气体压力等等，都将紧密结合一次设备的传感器，直接采集到监控系统的实时数据库中。高技术的智能化开关、光电式电流电压互感器的应用，必将给数据采集控制系统带来全新的模式。

变电站综合自动化系统是近10多年发展起来的多专业综合技术，是变配电系统的一次革命。随着中国国民经济持续快速发展，社会对电力的需求与日俱增，各行各业对电力质量的要求越来越高，各种智能技术的普遍应用，使得变电站自动化管理和无人值守已是一种必然趋势和必然选择。论文参考。对常规人工控制为主的传统变电站，实施以微机监控为主的综合自动化系统建设，是新时期开创我国电力系统优质、安全、经济运行和全面提升电力自动化水平重大的举措，对巩固和加强电能在中国能源结构中的主导和战略地位，都具有十分迫切和深远意义。

【参考文献】

[1]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]江智伟.变电站自动化新技术[M].北京：中国电力出版社，2006.

[3]林栩栩、陆继明.变电站综合自动化技术的发展[J].大众用电，2004