变电站综合自动化就是利用微机技术将变电站的二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置、远动装置）进行功能的重新组合和结构的优化设计、对变电站进行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统（相对于集控站，可以将它看作是一台终端设备）。
它将传统的站内各种分立的自动装置集成在一个综合系统内实现，它具有采集站内所有模拟量和各种状态量的能力，具有对各种设备的控制能力，以及具有运行管理上的功能，包括：制表、分析统计、防误操作、生成实时和历史数据库、安全运行监视、事故顺序记录、事故追忆、实现就地及远方监控并实现信息共享、不重复采集等。
对变电站实施综合自动化的要求是：设备配置上应责任明确，互不干扰；要保证继电保护设备和功能的安全可靠；要满足二次设备的电磁兼容性的要求。为此，根据以上要求，变电站综合自动化在其体系结构上应采用：
（1）分层分布式系统的主体结构。整个系统分为两层，即上位机层和下位机层。上位机层位于变电站主控室内，又称变电站层，主要包括本站的监控工作站微机、工程师工作站微机，它是用于传送远动信息的主站微机；下位机层在开关场各间隔内，面向各一次设备又称间隔层，它按站内一次设备，包括主变压器、出线等分布情况而采用分布式配置，下位机层，各单元设备相对独立，仅通过站内通信网互联并与各上位机通信。分层分布式系统在功能上可做到：下位机层（即间隔层）能完成的就不依赖于通信网，因此分层分布式系统与集中式系统相比，具有可靠性高、可扩展性高，并减少站内二次电缆的优点。
（2）将继电保护功能相对独立，各单元微机保护直接由相关的电流互感器和电压互感器输入电气量，跳闸信号直接送到断路器的跳闸线圈，保护功能本身完全不依赖通信网，信号由保护装置的通信接口接入站内通信网，通过通信网送入上位机提供信息报告。自动装置如变压器有载调压分接头的控制装置、电容器投切的控制装置、备用电源自投装置等也不依赖通信网，其设置专门的装置放在相应的下位机层上。
（3）就地及远方监控相互独立。上位机层采用分布式结构立，仅损坏一个不影响其他部分的工作，本站监控和远动接口相互独，上位机软件采用分层技术，分为应用层和开发层。
（4）站内通信网（计算机网络）是联系上位机层和下位机层各个装置的关键设备，因处于上位层和下位层之间的连接故又称为网络层，它承担将各种装置仪表进行集成的功能，IEC将其称为现场总线（fieldbus），其定义为：现场总线是连接工业现场仪表与设置在控制室内控制设备的数字化、串行、双向、多变量、多接点的通信网络；对现场总线的控制系统，其定义为：由各种现场仪表通过互联与控制室内人机界面所组成的系统，它是一个全分散、全数字化、全开放和可操作的生产过程自动控制系统。目前，世界上现场总线产品有美国Echeion公司生产的LonWorks网、德国Bosch公司的CAN网和西门子公司的Profibus网。Lonworks网可通过网关RTLE—KT—03001与以太网连接，亦可通过网关WBLE—KT—00001与Internet网或中国电力信息数据交换网连接，这两种网关均由美国CoactiveNetworks公司生产。