变电站基础知识概述-（内部）

变电站基础知识概述变电站一次设备变电站常见主接线测控保护装置网络结构图目录1435变电站二次设备2电力系统的组成输电配电用电变电发电通过变压器实现变换电压等级汇集电流分配电能调整电压通过母线实现通过调整变压器分接头位置和投切无功设备（并联电容器、并联电抗器）实现1.1、变电站的作用小知识：针对一次设备，国家电网公司发布的新版安规规定：电压等级在1000V及以上者为高压电气设备。电压等级在1000V以下者为低压电气设备。1.2、变电站的分类电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出线回路多，变电站容量大，全站停电后将造成大面积停电。枢纽变电站地区变电站终端变电站地区变电站是一个地区和一个中小城市的主要变电站，电压等级一般为220kV城市或地区下面的小变电站，电压等级一般为110kV及以下，多为用户（个别为220kV）变电站的一次设备🔸生产和转换电能的设备：变压器🔸开关电器：隔离开关、断路器🔸限流载体：母线🔸补偿设备：电容器组、消弧线圈🔸互感器：电流互感器、电压互感器🔸防御过电压设备：避雷针、避雷器🔸接地装置等。1.3、330kV设备区1.4、110kV/66kV设备区1.5、330kV母线软母线1.6、110kV/66kV母线硬母线1.7、电容器组并联电容器:

并联在电网上用来补偿电力系统感性负载的无功功率，以提高系统的功率因数，改善电能质量，降低线路损耗。串联电容器:

主要用来补偿线路的感抗，提高线路末端电压水平，提高系统的动、静态稳定性，改善线路的电压质量，增长输电距离和增大电力输送能力。1.8、电抗器电抗器的作用：1）变电站的并联电抗器：吸收电缆线路的充电容性无功。2）高压输电线路的并联电抗器：可以补偿长线路的容性电流，防止操作过电压。

3）发电厂的串联电抗器：限制短路电流，防止短路电流过大烧毁设备。1.9、35kV成套设备区1.10、10kV成套设备区1.11、10kV成套设备区主变压器（三相）1-12、变电站的核心一次设备1-13、变电站的核心一次设备GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。高压断路器是发电厂、变电站最重要的控制电器，有隔离故障、灭弧作用，能够接通和切断负荷电流。1-14、变电站的常规一次设备-开关（断路器）1-15、变电站常规一次设备-刀闸（隔离开关）

2、倒闸操作。在双母线接线形式的电气主接线中，利用与母线相连接的隔离开关将电气设备或供电线路从一组母线切换到另一组母线上去。

1、隔离电源。在电气设备检修时，用隔离开关将需要检修的电气设备与带电的电网隔离，形成明显可见的断开点，以保证检修工作人员和设备的安全。电流互感器电流互感器的作用：把大电流（即设备和母线的负荷或短路电流）按规定比例变成小电流，供测量仪表、继电保护及控制设备使用的小电流。电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连，工作在近似短路状态,不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。1-16、变电站常规一次设备-电流互感器（CT/TA）1-17、变电站常规一次设备-电压互感器（PT/TV）110kV电磁式电压互感器220kV电磁式电压互感器500kV电容式电压互感器电压互感器的作用：把高电压按比例关系变换成100V标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器二次侧不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。变电站一次设备变电站常见主接线测控保护装置网络结构图目录1435变电站二次设备2二次设备定义：对一次设备进行监察、测量、控制和保护的辅助设备称为二次设备。它主要包括①继电保护装置、②综合自动化系统、③自动装置、④测控装置、计量装置（电量产品）以及为二次设备提供电源的直流设备。①继电保护装置继电保护装置是指能反映电力系统中的故障和不正常工作状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置，由于其从前大多由继电器组合而成，故称为继电保护装置。按构成原理分类：电流电压保护、差动保护、距离保护、纵联保护等。按被保护对象分类：发电机保护、变压器保护、母线保护、线路保护和电动机保护等。小知识：继电保护装置“四性”继电保护的四性指：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。选择性：最小范围的切除故障。速动性：快速切除故障灵敏性：保护范围的各种故障都能准确反映。可靠性：不拒动、不误动。②安全自动装置电力系统安全自动装置指在电力系统中发生故障或异常运行时起控制作用的自动装置。包括：重合闸、备用电源自投、低频减载、同期系统、电压无功综合控制、小电流接地选线、自动解列、故障录波、电力系统稳定装置等。③综合自动化系统利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。站控层：由主机或／和操作员、工程师站、远动接口设备等构成，面向全变电站进行运行管理的中心控制层。间隔层：由智能I／O单元、控制单元、控制网络和保护等构成，面向单元设备的就地控制层。后台机：对本站设备的数据进行采集及处理，完成监视、控制、操作、统计、报表、管理、打印、维护等功能的处理机。通信数据网关机：应用通信技术，完成遥测、遥信、遥控和遥调等功能装置的总称。常用叫法多种，如通信控制器，远动管理机，总控单元，远动主机等。变电站运行实时参数：指为监测和控制变电站运行所需的各种实时数据。主要有：母线电压、系统频率；馈线电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量；主变压器电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量、温度；保护定值，直流电源电压；变电站设备运行状态等

基本概念变电站设备运行状态：指各断路器、隔离开关的实际运行状态(合闸、分闸)；主变压器分接头实际位置、主变压器状态，压力、气体继电器是否报警；保护运行状态；被监控变电站系统状态；监控系统运行状态等。双机切换：含义是在双机(主备机)配置的情况下，当主机(值班机)发生故障时,备机可自动或在人工干预下转为主机，主机转为备机。多机配置情况与双机类似，当主机发生故障时，任一备机可自动或在人工干预下转为主机。

通道监视及切换：通道监视是指计算机系统通过通信控制器，统计与变电站测控装置、保护或其他变电站自动化系统、电网调度自动化系统通信过程中接收数据错误和长时间无应答的情况。根据通道监视情况，系统可以告警或采取相应控制措施。如果通道配置有冗余，即某厂站有双通道的情况下，当一个通道故障时，系统可自动转到另一个通道上进行通信。规约转换器：将不同厂家的设备规约转换成同一规约标准并接入综自系统内，一般都是项目标准配置。常用主站端规约101,104，CDT④测控装置实现“四遥”功能：遥测(YC)、遥信(YX)、遥控(YK)和遥调(YT)遥测:采集并传送电力系统运行模拟量的实时信息；遥信:采集并传送电力系统中开关量的实时信息；遥控:指接收调度中心主站发送的命令信息，执行对断路器的分合闸、发电机的开停、并联电容器的投切等操作；遥调:指接收并执行调度中心主站计算机发送的遥调命令，如调整发电机的有功出力或无功出力、发电机组的电压、变压器的分接头等。二次回路二次设备按一定的顺序连成的电路称为二次电路或二次回路。它包括交流电压回路、交流电流回路、控制和信号回路、继电保护及自动装置回路、操作电源系统。五防概念，关联一键顺控防止带负荷拉合刀闸防止误入带电间隔防止误分、合断路器防止带电挂接地线防止带地线合刀闸一键顺控一键顺控中隔离开关位置双确认主判据采用合、分双辅助接点的位置信号。辅助判据可采用与合、分双辅助接点非同源的分合闸位置指示信号如微动开关信号、磁感应信号等，也可配置视频分析终端，基于深度学习算法进行图像识别，实现一键顺控双确认辅助判据。由此，一键顺控衍生出视频双确认型、微动开关双确认型、磁感应双确认型等主流方案。变电站一次设备变电站常见主接线测控保护装置网络结构图目录1435变电站二次设备22-1、220kV双母线方式电气主接线图2-2、110kV单母线方式电气主接线图2-3、110KV监控系统主接线图2-4、35KV监控系统主接线图变电站一次设备变电站常见主接线测控保护装置网络结构图目录1435变电站二次设备24、网络结构（常规和智能简单区别）站控层间隔层过程层电缆保护、测控智能终端合并单元常规变电站智能变电站光纤以太网以太网4-1常规变电站远动机…站控层间隔层…..管理机保护网络层其他规约设备测控接入…主站五防机工程师站监控服务器操作员站以太网B网A网4-2220kV智能变电站220kV及以上电压等级智能变电站一体化监控系统结构4-3110kV/66kV智能变电站

110kV（66kV）电压等级智能变电站一体化监控系统结构示意图4-4数据传输电压切换操作箱SL330A后台机调度主站常规综自变电站一次设备间隔层设备站控层系统信号/控制电缆以太网络CT/PT电缆/光纤光纤信号/控制电缆数字化智能变电站调度主站一次设备间隔层设备站控层系统过程层以太网络SV网Goose网SV点对点Goose点对点其他保护ECT/EPT合并单元智能终端合并单元SL220B-GW远动机SL220B-GW远动机SL330A后台机SAM32测控装置电源板直流板交流板开入板DI开出板DO管理板CPUSAL35线路保护装置电源板DSP开出板D0Cpu板交流板开出板DI智能测控装置变电站一次设备变电站常见主接线测控保护装置网络结构图目录1435变电站二次设备2产品系列CA系列SA系列DSA系列NSA系列SPD系列SL330A（监控软件）SL200B-GW（数据通信网关机）4-1、自产厂站端产品功能简单简介产品系列-CA（常规第一代产品，已停产）4-1、常规站保护功能简介产品系列-SA（常规第二代，08年开始启用）4-1、常规站保护功能简介产品系列-SA（常规第二代）4-1、常规站保护功能简介产品系列-SA（常规第二代）4-1、常规站保护功能简介4-1、智能站保护功能简介产品系列-DSA（智能第一代）4-1、智能站保护功能简介产品系列-DSA（智能第一代）4-1、常规站保护功能简介产品系列-DSA（智能第一代）产品系列-NSA（符合国网专业检测-保护六统一）4-1、常规/智能保护测控功能简介4-1、常规/智能保护测控功能简介产品系列-NSA（符合国网专业检测-保护六统一）4-1、常规站保护功能简介产品系列-NSA（符合国网专业检测-测控四统一）4-1、常规站保护功能简介产品系列-SPD（符合国网专业检测-九统一）4-1、常规站保护功能简介产品系列-SPD（符合国网专业检测-九统一）4-1、常规站保护功能简介数据通信网关机（符合国网专业检测-四统一）10kV线路4-1、常规站保护功能简介10kV电容器4-1、常规站保护功能简介4-1、常规站保护功能简介10kV站用变主变保护4-1、常规站保护功能简介主变保护4-1、常规站保护功能简介线路保护4-1、常规站保护功能简介4-1、常规站保护功能简介SAT36-T1-G保护装置4-1、常规站保护功能简介内部插件布置图背板接线图常规站保护内部插件联系图4-1、常规站保护功能简介操作回路简介4-1、常规站保护功能简介常规站保护各插件的功能a）交流插件：将系统电压互感器TV和电流互感器TA二次侧的电压、电流量变换为装置所用的弱电信号，传给A/D芯片。b）DSP插件：A/D芯片将模拟量变换为数字量后送给DSP，供DSP进行判断。DSP根据采样数据、开入量判断保护的动作行为，并驱动开出插件上的出口继电器或告警继电器，同时给出报文信息、实现故障录波等功能。c）CPU板：负责与人机对话板、DSP插件信息收集、开入插件、CPU板芯片进行内部通信以及外部的网络通信。上送遥测、遥信、SOE、事件报文、录波信息、打印信息，GPS对时等功能。外部网络接口包括：RS-485接口、太网接口。可直接出103规约或61850规约。d）开入插件：接24V或220V/110V开入量，包括：保护功能压板、跳位、失灵开入等。e）开出插件：输出跳闸、合闸、启动失灵、启动重合、发信、停信、告警等接点。f）电源插件：将220V/110V直流电源变换为装置所用的24V、12V、5V电源。g）人机对话板：显示保护的信息、灯光信号、按键控制。4-1、常规站保护功能简介智能站保护内部插件联系图4-2、智能站保护功能简介智能终端MU

传统微机保护交流输入组件A/D转换组件保护逻辑(CPU)开入开出组件人机对话模件端子箱ECT智能化保护SMV光纤GOOSE光纤4-3常规站保护到智能站保护的演化5-2、110（66）kV保护配置原则1）110（66）kV变压器保护（主后一体）：a）主、后备保护一体，按双套配置；b）主变本体非电量保护，按单套配置；c）主变各侧操作箱，依据实际数量按需配置。1）110（66）kV变压器保护（主后分置）：a）主变差动保护，按单套配置；b）主变本体非电量保护，按主变数量配置；c）主变各侧保护测控，依据实际数量按需配置。d）主变各侧操作箱，依据实际数量按需配置，也可内置在保护测控装置中。2）110（66）kV母线保护：a）双母线接线和双母单分段接线应配置一套母线保护，双母线双分段应配置两套母线保护；b）单母分段接线、单母三分段接线可配置一套母线保护。3）110（66）kV母联（分段）保护：a）母联（分段）断路器应配置独立于母线保护的充电过流保护装置。按单套配置；4）110（66）kV线路保护：a）每回110（66）kV线路的电源侧应配置一套线路保护，负荷侧可以不配置保护；b）长度低于10km短线路宜配置一套光纤纵联电流差动保护；c）110（66）kV电压等级作为地区主网的线路配置智能化线路保护时，应配置独立的智能化保护装置和智能化测控装置，其它110（66）kV线路应按间隔采用智能化保护测控集成装置；5-3、10（35）kV保护配置原则1）10（35）kV接地变、所用变、电容器、电抗器、母联（分段）保护：a）采用保护、测控集成装置，可就地开关柜分散