供电系统二次设备课件

1、 二次设备概述 所谓二次设备，就是对一次设备进行控制、测量、监察、保护及调节的设备，它包括控制和信号器具、测量仪表、继电保护装置、自动装置、远动装置、操作电源及二次电缆等。 反应二次部分的图纸有原理与和接线图：原理图主要反映二次装置的工作原理（通常使用展开图）；接线图主要用于安装维护。 控制回路：对断路器进行合、跳闸操作以及监视断路器位置状态的的电路。按监视回路完好性的方式不同分为灯光监视和音响监视两种。 中央信号：由事故信号和预告信号组成，主要通过跳闸及发信号的方式反映电力系统的故障与不正常，由灯光和音响两部分组成。 测量监视系统：主要由电流、电压变换装置和各种测量仪表等构成，其主要作用是通

2、过对运行参数的测量来监视一次设备的运行情况，以便运行人员调整、控制运行状态、分析处理运行中的问题。 同期回路：电力系统中的发电机并列运行的条件电压幅值相等；频率相同；相位差为零，为此在电力系统的发电厂与变电所中均有同期装置，以进行并列操作 操作电源：在发电厂、变电站中为二次设备提供工作电能的电源。现常用的有：（1）蓄电池组直流系统：可靠性高，容量大，电压平稳，在系统中普遍应用，但附属设备多，维护工作量大。（2）整流直流系统：利用变换装置将交流变为直流供二次部分使用，根据工作原理分为电容储能整流系统及复式直流系统，因可靠性较差，只适用于中、小型变电所中。继电保护的作用 反映电力系统故障，自动、可

3、靠、快速而有选择地通过断路器将故障元件从系统中切除，保证无故障部分继续运行，这是继电保护的首要任务 反映电力系统不正常工作状态，是继电保护的另一任务，此保护一般作用于信号，有时也作用于跳闸，但要带有一定的延时。继电保护的基本构成 测量：反映被保护元件运行参数的变化，并与保护的整定值进行比较，若达到整定值，则向逻辑部分发出信号； 逻辑部分：对测量部分传送来的信号进行综合判断，决定保护装置是否动作 执行部分：根据保护装置的性质与作用，向断路器发出跳闸脉冲或发出信号。电力系统中常用的保护分析： 过电流保护：利用短路时电流增大的现象实现的保护。为保证选择性与快速性，通常设为三段，段为速断，只保护线路的

4、一部分；段保护线路全长，但要加一时间延时；段作为后备保护。在双侧有电源的线路中通常加入功率方向来保证动作的可靠性。其缺点是受系统运行方式以及短路类型的影响较大，一般应用于110KV以下线路。 低电压保护：电力系统短路时另一个现象是电压降低，由此构成的继电保护就称为低电压保护。由于电压信号一般取自母线，所以低电压保护往往与别的保护配合使用，如低压闭锁的过流保护。 距离保护：线路正常运行时，电压与电流的比值（阻抗）较大，而系统发生短路时，此比值将降低，利用电压与电流比值降低而动作的保护，称为距离保护（或阻抗保护），该保护的优点是受系统运行方式影响较小，其缺点是不能全厂速动，通常也设为三段。一般作为

5、110KV线路的主保护以及220KV线路的后备保护 差动保护：线路正常运行时，流过线路两端的电流方向相反，而线路内部短路时电流的方向相同，利用此原理构成的保护称为差动保护。其优点是不受系统运行方式及短路类型的影响，主要作为主要设备及重要线路的保护，有纵差动和横差动之分。 高频保护：利用高频信号比较线路两端的电气量的差动保护称为高频保护，根据比较的信号分为方向高频保护（功率方向）及相差高频保护（电流相位）。作为220KV线路的主保护以及500KV线路的后备保护。 光纤差动：其造价高，一般作为500KV线路的主保护。 为避免保护故障造成的影响，一般电力系统的元件都有多重保护，分为： 主保护：能按要

6、求的速度切除被保护线路（或元件）范围内的某种短路故障 辅助保护：一般用于弥补主保护某些性能的不足而设 后备保护：当主保护或断路器拒绝动作时起作用的继电保护，有近后备和远后备之分线路变压器发电机110KV110KV以下110KV110KV220KV220KV500KV500KV继电保护配置一览表过流保护距离保护、过流保护高频保护、距离保护光纤差动、高频保护、距离保护瓦斯保护、差动保护过电流保护、复合电压起动的过流保护、低电压起动的过流保护、零序过流保护、过负荷保护、过励磁保护差动保护、匝间短路保护、单相接地保护、负序过流保护、过负荷保护（定子、转子）、过电压保护、转子接地保护、失磁保护、逆功率保

7、护继电保护技术发展历史过程中经历了四个时期：（1）电磁型：（2）晶体管型：（3）集成电路型：（4）微机型：微机保护装置的特点： 维护调试方便 可靠性高 动作正确率高 易于获得各种附加功能 保护性能易得到改善 使用方便灵活 具有远方监控特性我国微机保护发展概况 1972年世界上第一台微机保护样机PRODAR-70投入试运行，19781980年前后我国在一些高校（华北电力大学、华中理工大学等）展开了微机保护的研究，我国首台微机保护样机MDP-1（距离保护）投入试运行，第二代“11”型微机保护装置于1990年投入试运行，其代表产品WXH-11和WXB-11，第三代产品是CS系列，如CSL-101、C

8、ST-200等。国家电力公司自动化研究院的LFP-900系列突破了我国快速保护的现状。微机保护装置的硬件结构 信号输入电路：对开关量和模拟量信号进行处理。 微机系统：由单片机和扩展芯片构成的控制系统，以完成数值测量、计算、逻辑运算、控制和记录等智能化任务，此外微机保护还具有远方功能。 人机接口部分：如键盘、显示器、打印机等，完成整定值的输入、工作方式的变更、系统状态的检查等 输出通道：对控制对象实现控制操作 电源 为了提高供电可靠性、保证电能质量、提高电能生产和分配的经济性、减轻运行人员的劳动强度，电力系统中还广泛装设有自动装置。电力系统自动化一般有两方面的内容：（1）常规自动装置：重合闸装置、备用电源自动投入装置、发电机的自动励磁调节装置、自动按频率减负荷装置、自动准同期装置；（2）电力系统调度自动化：即电力系统的实时调度，对电力系统的运行状态实时监视和控制，以提高系统安全、经济运行水平，提高电能质量。主要通过远动装置、利用四遥（遥测、遥控、遥信、遥调）技术实现。 传统变电站存在的问题：安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求；供电质量缺乏科学的保证；占地面积大；不是应电力系统快速计算和实时控制的要求；维护工作量大 变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量、信号、继电保护、自动装置、远动装置等）经功能组合与优化，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通