供電系統(tǒng)二次設(shè)備課件

1、 二次設(shè)備概述 所謂二次設(shè)備，就是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制、測(cè)量、監(jiān)察、保護(hù)及調(diào)節(jié)的設(shè)備，它包括控制和信號(hào)器具、測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、操作電源及二次電纜等。 反應(yīng)二次部分的圖紙有原理與和接線圖：原理圖主要反映二次裝置的工作原理（通常使用展開圖）；接線圖主要用于安裝維護(hù)。 控制回路：對(duì)斷路器進(jìn)行合、跳閘操作以及監(jiān)視斷路器位置狀態(tài)的的電路。按監(jiān)視回路完好性的方式不同分為燈光監(jiān)視和音響監(jiān)視兩種。 中央信號(hào)：由事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)組成，主要通過跳閘及發(fā)信號(hào)的方式反映電力系統(tǒng)的故障與不正常，由燈光和音響兩部分組成。 測(cè)量監(jiān)視系統(tǒng)：主要由電流、電壓變換裝置和各種測(cè)量?jī)x表等構(gòu)成，其主要作用是通

2、過對(duì)運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量來監(jiān)視一次設(shè)備的運(yùn)行情況，以便運(yùn)行人員調(diào)整、控制運(yùn)行狀態(tài)、分析處理運(yùn)行中的問題。 同期回路：電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的條件電壓幅值相等；頻率相同；相位差為零，為此在電力系統(tǒng)的發(fā)電廠與變電所中均有同期裝置，以進(jìn)行并列操作 操作電源：在發(fā)電廠、變電站中為二次設(shè)備提供工作電能的電源?，F(xiàn)常用的有：（1）蓄電池組直流系統(tǒng)：可靠性高，容量大，電壓平穩(wěn)，在系統(tǒng)中普遍應(yīng)用，但附屬設(shè)備多，維護(hù)工作量大。（2）整流直流系統(tǒng)：利用變換裝置將交流變?yōu)橹绷鞴┒尾糠质褂茫鶕?jù)工作原理分為電容儲(chǔ)能整流系統(tǒng)及復(fù)式直流系統(tǒng)，因可靠性較差，只適用于中、小型變電所中。繼電保護(hù)的作用 反映電力系統(tǒng)故障，自動(dòng)、可

3、靠、快速而有選擇地通過斷路器將故障元件從系統(tǒng)中切除，保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行，這是繼電保護(hù)的首要任務(wù) 反映電力系統(tǒng)不正常工作狀態(tài)，是繼電保護(hù)的另一任務(wù)，此保護(hù)一般作用于信號(hào)，有時(shí)也作用于跳閘，但要帶有一定的延時(shí)。繼電保護(hù)的基本構(gòu)成 測(cè)量：反映被保護(hù)元件運(yùn)行參數(shù)的變化，并與保護(hù)的整定值進(jìn)行比較，若達(dá)到整定值，則向邏輯部分發(fā)出信號(hào)； 邏輯部分：對(duì)測(cè)量部分傳送來的信號(hào)進(jìn)行綜合判斷，決定保護(hù)裝置是否動(dòng)作 執(zhí)行部分：根據(jù)保護(hù)裝置的性質(zhì)與作用，向斷路器發(fā)出跳閘脈沖或發(fā)出信號(hào)。電力系統(tǒng)中常用的保護(hù)分析： 過電流保護(hù)：利用短路時(shí)電流增大的現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)的保護(hù)。為保證選擇性與快速性，通常設(shè)為三段，段為速斷，只保護(hù)線路的

4、一部分；段保護(hù)線路全長(zhǎng)，但要加一時(shí)間延時(shí)；段作為后備保護(hù)。在雙側(cè)有電源的線路中通常加入功率方向來保證動(dòng)作的可靠性。其缺點(diǎn)是受系統(tǒng)運(yùn)行方式以及短路類型的影響較大，一般應(yīng)用于110KV以下線路。 低電壓保護(hù)：電力系統(tǒng)短路時(shí)另一個(gè)現(xiàn)象是電壓降低，由此構(gòu)成的繼電保護(hù)就稱為低電壓保護(hù)。由于電壓信號(hào)一般取自母線，所以低電壓保護(hù)往往與別的保護(hù)配合使用，如低壓閉鎖的過流保護(hù)。 距離保護(hù)：線路正常運(yùn)行時(shí)，電壓與電流的比值（阻抗）較大，而系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，此比值將降低，利用電壓與電流比值降低而動(dòng)作的保護(hù)，稱為距離保護(hù)（或阻抗保護(hù)），該保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較小，其缺點(diǎn)是不能全廠速動(dòng)，通常也設(shè)為三段。一般作為

5、110KV線路的主保護(hù)以及220KV線路的后備保護(hù) 差動(dòng)保護(hù)：線路正常運(yùn)行時(shí)，流過線路兩端的電流方向相反，而線路內(nèi)部短路時(shí)電流的方向相同，利用此原理構(gòu)成的保護(hù)稱為差動(dòng)保護(hù)。其優(yōu)點(diǎn)是不受系統(tǒng)運(yùn)行方式及短路類型的影響，主要作為主要設(shè)備及重要線路的保護(hù)，有縱差動(dòng)和橫差動(dòng)之分。 高頻保護(hù)：利用高頻信號(hào)比較線路兩端的電氣量的差動(dòng)保護(hù)稱為高頻保護(hù)，根據(jù)比較的信號(hào)分為方向高頻保護(hù)（功率方向）及相差高頻保護(hù)（電流相位）。作為220KV線路的主保護(hù)以及500KV線路的后備保護(hù)。 光纖差動(dòng)：其造價(jià)高，一般作為500KV線路的主保護(hù)。 為避免保護(hù)故障造成的影響，一般電力系統(tǒng)的元件都有多重保護(hù)，分為： 主保護(hù)：能按要

6、求的速度切除被保護(hù)線路（或元件）范圍內(nèi)的某種短路故障 輔助保護(hù)：一般用于彌補(bǔ)主保護(hù)某些性能的不足而設(shè) 后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)起作用的繼電保護(hù)，有近后備和遠(yuǎn)后備之分線路變壓器發(fā)電機(jī)110KV110KV以下110KV110KV220KV220KV500KV500KV繼電保護(hù)配置一覽表過流保護(hù)距離保護(hù)、過流保護(hù)高頻保護(hù)、距離保護(hù)光纖差動(dòng)、高頻保護(hù)、距離保護(hù)瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)差動(dòng)保護(hù)、匝間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)（定子、轉(zhuǎn)子）、過電壓保護(hù)、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)、失磁保護(hù)、逆功率保

7、護(hù)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史過程中經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期：（1）電磁型：（2）晶體管型：（3）集成電路型：（4）微機(jī)型：微機(jī)保護(hù)裝置的特點(diǎn)： 維護(hù)調(diào)試方便 可靠性高 動(dòng)作正確率高 易于獲得各種附加功能 保護(hù)性能易得到改善 使用方便靈活 具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性我國微機(jī)保護(hù)發(fā)展概況 1972年世界上第一臺(tái)微機(jī)保護(hù)樣機(jī)PRODAR-70投入試運(yùn)行，19781980年前后我國在一些高校（華北電力大學(xué)、華中理工大學(xué)等）展開了微機(jī)保護(hù)的研究，我國首臺(tái)微機(jī)保護(hù)樣機(jī)MDP-1（距離保護(hù)）投入試運(yùn)行，第二代“11”型微機(jī)保護(hù)裝置于1990年投入試運(yùn)行，其代表產(chǎn)品WXH-11和WXB-11，第三代產(chǎn)品是CS系列，如CSL-101、C

8、ST-200等。國家電力公司自動(dòng)化研究院的LFP-900系列突破了我國快速保護(hù)的現(xiàn)狀。微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu) 信號(hào)輸入電路：對(duì)開關(guān)量和模擬量信號(hào)進(jìn)行處理。 微機(jī)系統(tǒng)：由單片機(jī)和擴(kuò)展芯片構(gòu)成的控制系統(tǒng)，以完成數(shù)值測(cè)量、計(jì)算、邏輯運(yùn)算、控制和記錄等智能化任務(wù)，此外微機(jī)保護(hù)還具有遠(yuǎn)方功能。 人機(jī)接口部分：如鍵盤、顯示器、打印機(jī)等，完成整定值的輸入、工作方式的變更、系統(tǒng)狀態(tài)的檢查等 輸出通道：對(duì)控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)控制操作 電源 為了提高供電可靠性、保證電能質(zhì)量、提高電能生產(chǎn)和分配的經(jīng)濟(jì)性、減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，電力系統(tǒng)中還廣泛裝設(shè)有自動(dòng)裝置。電力系統(tǒng)自動(dòng)化一般有兩方面的內(nèi)容：（1）常規(guī)自動(dòng)裝置：重合閘裝置、備用電源自動(dòng)投入裝置、發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置、自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置；（2）電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化：即電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)度，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，以提高系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，提高電能質(zhì)量。主要通過遠(yuǎn)動(dòng)裝置、利用四遙（遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)）技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 傳統(tǒng)變電站存在的問題：安全性、可靠性不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求；供電質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證；占地面積大；不是應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)控制的要求；維護(hù)工作量大 變電站綜合自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備（包括測(cè)量、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）經(jīng)功能組合與優(yōu)化，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通