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，就是對一次設(shè)備進行控制、測量、監(jiān)察、保護及調(diào)節(jié)的設(shè)備，它包括控制和信號器具、測量儀表、繼電保護裝置、自動裝置、遠動裝置、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。 控制回路：對斷路器進行合、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：由事故信號和預(yù)告信號組成，主要通過跳閘及發(fā)信號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。 測量監(jiān)視系統(tǒng)：主要由電流、電壓變換裝置和各種測量儀表等構(gòu)成，其主要作用是通

2、過對運行參數(shù)的測量來監(jiān)視一次設(shè)備的運行情況，以便運行人員調(diào)整、控制運行狀態(tài)、分析處理運行中的問題。 同期回路：電力系統(tǒng)中的發(fā)電機并列運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?，根?jù)工作原理分為電容儲能整流系統(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。繼電保護的作用 反映電力系統(tǒng)故障，自動、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)運行，這是繼電保護的首要任務(wù) 反映電力系統(tǒng)不正常工作狀態(tài)，是繼電保護的另一任務(wù)，此保護一般作用于信號，有時也作用于跳閘，但要帶有一定的延時。繼電保護的基本構(gòu)成 測量：反映被保護元件運行參數(shù)的變化，并與保護的整定值進行比較，若達到整定值，則向邏輯部分發(fā)出信號； 邏輯部分：對測量部分傳送來的信號進行綜合判斷，決定保護裝置是否動作 執(zhí)行部分：根據(jù)保護裝置的性質(zhì)與作用，向斷路器發(fā)出跳閘脈沖或發(fā)出信號。電力系統(tǒng)中常用的保護分析： 過電流保護：利用短路時電流增大的現(xiàn)象實現(xiàn)的保護。為保證選擇性與快速性，通常設(shè)為三段，段為速斷，只保護線路的

4、一部分；段保護線路全長，但要加一時間延時；段作為后備保護。在雙側(cè)有電源的線路中通常加入功率方向來保證動作的可靠性。其缺點是受系統(tǒng)運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：電力系統(tǒng)短路時另一個現(xiàn)象是電壓降低，由此構(gòu)成的繼電保護就稱為低電壓保護。由于電壓信號一般取自母線，所以低電壓保護往往與別的保護配合使用，如低壓閉鎖的過流保護。 距離保護：線路正常運行時，電壓與電流的比值（阻抗）較大，而系統(tǒng)發(fā)生短路時，此比值將降低，利用電壓與電流比值降低而動作的保護，稱為距離保護（或阻抗保護），該保護的優(yōu)點是受系統(tǒng)運行方式影響較小，其缺點是不能全廠速動，通常也設(shè)為三段。一般作為

5、110KV線路的主保護以及220KV線路的后備保護 差動保護：線路正常運行時，流過線路兩端的電流方向相反，而線路內(nèi)部短路時電流的方向相同，利用此原理構(gòu)成的保護稱為差動保護。其優(yōu)點是不受系統(tǒng)運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，有縱差動和橫差動之分。 高頻保護：利用高頻信號比較線路兩端的電氣量的差動保護稱為高頻保護，根據(jù)比較的信號分為方向高頻保護（功率方向）及相差高頻保護（電流相位）。作為220KV線路的主保護以及500KV線路的后備保護。 光纖差動：其造價高，一般作為500KV線路的主保護。 為避免保護故障造成的影響，一般電力系統(tǒng)的元件都有多重保護，分為： 主保護：能按要

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

7、護繼電保護技術(shù)發(fā)展歷史過程中經(jīng)歷了四個時期：（1）電磁型：（2）晶體管型：（3）集成電路型：（4）微機型：微機保護裝置的特點： 維護調(diào)試方便 可靠性高 動作正確率高 易于獲得各種附加功能 保護性能易得到改善 使用方便靈活 具有遠方監(jiān)控特性我國微機保護發(fā)展概況 1972年世界上第一臺微機保護樣機PRODAR-70投入試運行，19781980年前后我國在一些高校（華北電力大學、華中理工大學等）展開了微機保護的研究，我國首臺微機保護樣機MDP-1（距離保護）投入試運行，第二代“11”型微機保護裝置于1990年投入試運行，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。國家電力公司自動化研究院的LFP-900系列突破了我國快速保護的現(xiàn)狀。微機保護裝置的硬件結(jié)構(gòu) 信號輸入電路：對開關(guān)量和模擬量信號進行處理。 微機系統(tǒng)：由單片機和擴展芯片構(gòu)成的控制系統(tǒng)，以完成數(shù)值測量、計算、邏輯運算、控制和記錄等智能化任務(wù)，此外微機保護還具有遠方功能。 人機接口部分：如鍵盤、顯示器、打印機等，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：對控制對象實現(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)濟性、減輕運行人員的勞動強度，電力系統(tǒng)中還廣泛裝設(shè)有自動裝置。電力系統(tǒng)自動化一般有兩方面的內(nèi)容：（1）常規(guī)自動裝置：重合閘裝置、備用電源自動投入裝置、發(fā)電機的自動勵磁調(diào)節(jié)裝置、自動按頻率減負荷裝置、自動準同期裝置；（2）電力系統(tǒng)調(diào)度自動化：即電力系統(tǒng)的實時調(diào)度，對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)實時監(jiān)視和控制，以提高系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行水平，提高電能質(zhì)量。主要通過遠動裝置、利用四遙（遙測、遙控、遙信、遙調(diào)）技術(shù)實現(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)量缺乏科學的保證；占地面積大；不是應(yīng)電力系統(tǒng)快速計算和實時控制的要求；維護工作量大 變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括測量、信號、繼電保護、自動裝置、遠動裝置等）經(jīng)功能組合與優(yōu)化，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通