变电所实现综合自动化的目的是提高供电系统运行的安全性和可靠性，提高供电质量，减轻运行值班人员的劳动强度。
变电所自动化的主要功能包括变电所电气量的采集和电气设备（如断路器等）的状态监视、控制和调节。通过变电所自动化技术，实现变电所正常运行的监视和操作，保证变电所的正常运行和安全。当发生事故时，由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，并迅速切除故障，完成事故后的恢复操作。此外，变电所综合自动化系统还具有监视高压电气设备本身的功能（如断路器、变压器和避雷器等的绝缘和状态监视等），并将所采集的信息传送给调度中心，以便为电气设备监视和检修提供依据。
1．集中组屏式
集中组屏式结构的变电所综合自动化系统采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电所的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机保护、自动控制等功能。
在集中组屏式系统中，按功能划分为高压保护单元、低压保护单元、遥测单元、遥信单元、遥控单元、电能单元、电压无功单元、交流和直流电源等单元。这些单元由一个总控单元加以控制，总控单元以串行通信（RS-232、RS-422，RS-485）方式与各单元以及故障录波、监控计算机进行通信。
这种集中组屏式结构是根据变电所的规模，配置相应容量集中式保护装置和监控主机及数据采集系统，并安装在变电所中央控制室内。
主变压器和各进出线及站内所有电气设备的运行状态，通过TA、TV经电缆传送到中央控制室的保护装置和监控主机。继电保护动作信息则取自保护装置的信号继电器的辅助触点，通过电缆送给监控主机。
2．分层分布式
将整个变电所的一、二次设备分为3层，即变电所层、单元层和设备层。变电所层为2层，单元层为1层，设备层为0层。每一层由不同的设备或不同的子系统组成，完成不同的功能。
变电所层包括所级监控主机、运动通信机等，并设现场总线或局域网，供各主机之间和监控主机与单元层之间交换信息，变电所层的自动化设备一般安装于控制室内。
设备层主要指变电所内的和断路器、隔离开关、母线、变压器、避雷器、电流互感器、电压互感器等一次设备。
单元层是由各种不同的单元装置组成的，这些独立的单元装置直接通过局域网络或串行总线与变电所层联系，也可设置数采控制机或保护管理机，分别管理各测量、监视单元和各保护单元，然后集中由数采控制机和保护管理机与变电所层通信。
单元层一般按断路器间隔划分，具有测量、控制部件或继电保护部件。其中测量、控制部分完成该单元的测量、监视、操作控制、联锁及事件顺序记录等功能，保护部分完成该单元线路或变压器或电容器的保护、故障记录等功能。因此，单元层本身实际上就是两级系统的结构，其设备宜安装于靠近现场，以减少控制电缆长度。
3．完全分散式
硬件结构为完全分散式的变电所综合自动化系统，以断路器、变压器、母线等一次主设备为安装单位，将保护、控制、输入/输出、闭锁等单元就地分散安装在各设备的开关柜中，安装在主控制室内的主控单元通过现场总线与这些分散的单元进行通信，主控单元通过网络与监控主机联系。