變電所實(shí)現(xiàn)綜合自動化的目的是提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，提高供電質(zhì)量，減輕運(yùn)行值班人員的勞動強(qiáng)度。
變電所自動化的主要功能包括變電所電氣量的采集和電氣設(shè)備（如斷路器等）的狀態(tài)監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)。通過變電所自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電所正常運(yùn)行的監(jiān)視和操作，保證變電所的正常運(yùn)行和安全。當(dāng)發(fā)生事故時，由繼電保護(hù)和故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量的采集、監(jiān)視和控制，并迅速切除故障，完成事故后的恢復(fù)操作。此外，變電所綜合自動化系統(tǒng)還具有監(jiān)視高壓電氣設(shè)備本身的功能（如斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態(tài)監(jiān)視等），并將所采集的信息傳送給調(diào)度中心，以便為電氣設(shè)備監(jiān)視和檢修提供依據(jù)。
1．集中組屏式
集中組屏式結(jié)構(gòu)的變電所綜合自動化系統(tǒng)采用不同檔次的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電所的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)保護(hù)、自動控制等功能。
在集中組屏式系統(tǒng)中，按功能劃分為高壓保護(hù)單元、低壓保護(hù)單元、遙測單元、遙信單元、遙控單元、電能單元、電壓無功單元、交流和直流電源等單元。這些單元由一個總控單元加以控制，總控單元以串行通信（rs-232、rs-422，rs-485）方式與各單元以及故障錄波、監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。 如圖1所示。
圖1 集中組屏式結(jié)構(gòu)
這種集中組屏式結(jié)構(gòu)是根據(jù)變電所的規(guī)模，配置相應(yīng)容量集中式保護(hù)裝置和監(jiān)控主機(jī)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并安裝在變電所中央控制室內(nèi)。
主變壓器和各進(jìn)出線及站內(nèi)所有電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過ta、tv經(jīng)電纜傳送到中央控制室的保護(hù)裝置和監(jiān)控主機(jī)。繼電保護(hù)動作信息則取自保護(hù)裝置的信號繼電器的輔助觸點(diǎn)，通過電纜送給監(jiān)控主機(jī)。
2．分層分布式
將整個變電所的一、二次設(shè)備分為3層，即變電所層、單元層和設(shè)備層。變電所層為2層，單元層為1層，設(shè)備層為0層。每一層由不同的設(shè)備或不同的子系統(tǒng)組成，完成不同的功能。如圖2所示。
圖2 分層分布集中租屏式結(jié)構(gòu)
變電所層包括所級監(jiān)控主機(jī)、運(yùn)動通信機(jī)等，并設(shè)現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)，供各主機(jī)之間和監(jiān)控主機(jī)與單元層之間交換信息，變電所層的自動化設(shè)備一般安裝于控制室內(nèi)。
設(shè)備層主要指變電所內(nèi)的和斷路器、隔離開關(guān)、母線、變壓器、避雷器、電流互感器、電壓互感器等一次設(shè)備。
單元層是由各種不同的單元裝置組成的，這些獨(dú)立的單元裝置直接通過局域網(wǎng)絡(luò)或串行總線與變電所層聯(lián)系，也可設(shè)置數(shù)采控制機(jī)或保護(hù)管理機(jī)，分別管理各測量、監(jiān)視單元和各保護(hù)單元，然后集中由數(shù)采控制機(jī)和保護(hù)管理機(jī)與變電所層通信。
單元層一般按斷路器間隔劃分，具有測量、控制部件或繼電保護(hù)部件。其中測量、控制部分完成該單元的測量、監(jiān)視、操作控制、聯(lián)鎖及事件順序記錄等功能，保護(hù)部分完成該單元線路或變壓器或電容器的保護(hù)、故障記錄等功能。因此，單元層本身實(shí)際上就是兩級系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其設(shè)備宜安裝于靠近現(xiàn)場，以減少控制電纜長度。
3．完全分散式
硬件結(jié)構(gòu)為完全分散式的變電所綜合自動化系統(tǒng)，以斷路器、變壓器、母線等一次主設(shè)備為安裝單位，將保護(hù)、控制、輸入/輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在各設(shè)備的開關(guān)柜中，安裝在主控制室內(nèi)的主控單元通過現(xiàn)場總線與這些分散的單元進(jìn)行通信，主控單元通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)聯(lián)系。如圖3所示。
圖3 完全分散式結(jié)構(gòu)