【涨知识】关于二次设备的概述

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：

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。

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，1978~1980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、CST-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、通信技术、信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。是自动化技术、计算机技术与通信技术在变电站领域的综合应用。因此变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理职能化等特征。