变电二次设备及系统
变电二次设备简介
➢ 主保护：差动保护（比率差动、差动速段、零序差动、分 侧差动）
➢ 后备保护：复压（方向）过流、零序方向过流、阻抗保护 、过负荷、过激磁等。
二、变压器保护
高压侧
保
交流回路 护
A
控制回路 柜 信号回路
直流回路
保
护 B
测控
计量 直流电源
柜
低压侧
二、变压器保护
非电气量保护
➢ 瓦斯保护： 轻瓦斯：变压器内部过热,或局部放电,使变压器油油温上
常见保护类型
➢ 线路保护 ➢ 变压器保护 ➢ 母线保护 ➢ 开关保护
➢ 电容器保护 ➢ 电抗器保护 ➢ 滤波器保护 ➢ 直流保护
二、继电保护装置
变压器保护 电容器保护 电抗器保护
主一保护 主二保护 辅助保护
母线A套保护 母线B套保护 公用失灵保护
母线保护
35kV
断路器保护
220kV
变压器A套保护 变压器B套保护 变压器C套保护
目 Contents 录
1 二次设备概述 2 继电保护装置
3 安全自动装置
4 综合自动化系统
三、安全自动装置
安全自动装置包括：
➢ 电力系统稳定控制装置； ➢ 电力系统自动解列装置； ➢ 自动低频减负荷装置； ➢ 自动低压减负荷装置； ➢ 自动联切消除设备过负荷装置； ➢ 频率越限切机装置； ➢ 备用电源自动投入装置
保护性质 主保护 主保护 主保护 主保护 后备保护 后备保护 后备保护
备注
二、线路保护
电流差动原理 M IM
K1
IN N K2
IN
在MN线路外部K2点发生短路故障时，MN线路两 侧流过同一电流，两电流向量和为零。在MN线路内 部K1点发生故障时，两侧电流向量和为故障电流，说 明线路内部发生了故障。
变电站一二次设备、继电系统智能化分析
变电站一二次设备、继电系统智能化分析摘要：本文通过对变电站一二次设备以及继电系统的介绍和智能化分析，对现有的智能化技术进行了分析和与传统设备的比较，指明了变电站智能化的新要求和发展方向关键词：变电站；一二次设备；继电系统；智能化当电网出现故障，准确及时的判断出故障元件对电网恢复与完成可靠运行非常之重要。
电网一旦出现故障，大量故障信息会在短时间涌进电网调度中心，超越了调度主站中心与工作人员的故障处理能力范围，会使调度人员出现误，漏判的情况。
快速，准确的电网故障智能化分析是完成事故情形的合理调度、排故以及恢复供电的主要方法，所以电网一二次设备和继电保护系统信息智能化分析有极其重要意义。
1 一二次设备，继电保护系统的智能化1.1 一次设备数字智能化电子互感器替代了电磁式互感器，可以直接提供数字光纤以太网接口，站内用具备向外进行通信的智能化断路器和变压器等设施，或直接在一次设备上安装智能化终端系统完成信号数字转换和状态检测。
1.2 二次设备数字智能化二次设备检测作用主要有4个方面：1.2.1 电网交流测量采样系统，二次回路显示系统运行准确，良好的绝缘性，没有短路开路。
1.2.2 电网直流的控制和信号、操作回路运行准确、分合闸回路指示准确。
1.2.3 变电站数据通信系统。
1.2.4 智能化继电保护系统的自我检测。
智能化一二次设备技术的广泛应用，能随时获取设备的运行状态与损耗程度大小，根据检测结果在设备性能降到下线程度之前组织维护修理工作，并且调整相应的检测周期以及维修计划方案。
设备检修智能化技术与传统的故障检修模式相比不仅提高了设备的可靠性，而且降低了变电站全寿命周期成本。
智能化变电站二次设备还具备对外的光纤网络系统通信接口，智能化技术二次信号的传送由光纤以太网来完成工作。
1.3 变电站管理系统自动控制智能化变电站在设备的信号光纤传送、网络系统通信平台信息的共享方面更深层次的体现了变电站运行管理的智能化。
变电所二次系统基础知识
变电所二次系统原理
电流、电压、相位差测量原理
电流测量原理：通过测量导线上的电压和电阻，计算出电流的大小。 电压测量原理：通过测量电场在电容器上的电荷量，计算出电压的大小。 相位差测量原理：通过比较两个信号的相位差，计算出相位差的大小。
保护原理
继电保护：通过继电器实现电流、电压等电气量的测量和保护动作 差动保护：利用电流或电压的差值作为动作信号，实现快速切除故障 距离保护：通过测量故障点到保护装置的距离，实现选择性切除故障 零序保护：利用零序电流或电压实现接地故障的检测和切除
变电所二次系统设备
继电保护装置
定义：继电保护装置是用于监测电力系 统中的异常情况，并在必要时采取措施 防止设备损坏或系统崩溃的自动装置。
作用：继电保护装置的主要作用是快速、 准确地切除故障设备，并防止事故扩大。
组成：继电保护装置通常由测量元件、逻 辑元件和执行元件三部分组成。
工作原理：继电保护装置通过比较测量 值与给定值的大小，根据比较结果输出 相应的控制信号，以实现设备的保护和 控制。
控制原理
控制原理是变电 所二次系统的重 要组成部分，用 于实现变电所的 自动控制和调节。
控制原理主要包 括输入、输出、 比较和执行等环 节，通过比较设 定值与实际值来 控制输出。
控制原理的实现 依赖于各种控制 元件和传感器， 如继电器、接触 器、变阻器等。
控制原理的应用 范围广泛，不仅 限于电力系统， 还可应用于其他 工业领域。
二次系统的分类： 按功能分为保护、 控制、测量和通 信等类型
二次系统的基本要求
可靠性：确保二次 系统的稳定运行， 避免因故障导致的 一次系统停运。
安全性：保证二次 系统的安全，防止 对一次系统的破坏 和危害。
变电二次设备及系统(重点)
正常运行时
A
QF1
B
Z
QF2
U Zm Z f I C I
短路阻抗， 其值较小 QF3
jX
U
短路故障时
A
QF1
B Z
I
Zm
U ZK I C
QF3
ZK
U
QF2
K
Zf
R
ZK
f
变电二次设备及系统
2.2.1.2 220kV线路保护 ----后备保护
距离保护的由来
U Z K Z 0l I
• 对一次设备起控制、保护、调节、测量等 作用的设备称为二次设备，如控制与信号 、继电保护及安全自动装置、电气测量仪 表、操作电源等。 • 二次设备及其相互间的连接电路称为二次 接线或二次回路。
变电二次设备及系统
1
变电站二次系统的构成
变电站二次系统的构成包括： • 1.监控子系统 • 2.保护子系统 • 3.自动控制系统 • 4.人机联系
变电二次设备及系统
课上练习
• 3、当系统发生故障时，正确地切断离故障点最近 的断路器，是继电保护的（ B ）的体现。 （A）快速性；（B）选择性；（C）可靠性；（ D）灵敏性。 • 4、以允许的可能最快速度动作于断路器跳闸，以 断开故障或终止异常状态的发展，是继电保护的 （ B ）的体现。 （A）灵敏性；（B）快速性；（C）可靠性；（ D）选择性。
变电二次设备及系统
2.1.2 继电保护的基本要求
可靠性 敌不动 我不动 拒动
敌一动
我乱动
误动
变电二次设备及系统
2.1.3 继电保护基本构成
执行部分根据逻辑部分送来的信号，按照预定的任务，动作于断路 逻辑部分是根据测量部分输出的信号，按照预定的逻辑关系，判断 测量部分的作用是测量被保护元件的运行参数，并与保护的 器跳闸或发出信号。 保护装置是否应该动作，即实现选择性的要求，并向执行部分发出 整定值进行比较，以判断被保护元件是否发生故障。 信号。
变电站二次系统设备介绍
变电站二次系统设备介绍变电站的二次设备主要是对一次设备进行爱护、掌握，通过采集电流电压量和一次设备的位置信息，反映故障点位置，并精确快速的动作于故障点，确保一次设备的平安，保证电力系统的供电牢靠。
正如大家普遍所知，变电站二次系统设备多，且电压等级越高涉及到的爱护、测控、计量等设备就越多。
而二次设备和一次设备不同，一次设备摆在那里看得到，知道它的名称基本能猜出它的作用，二次设备原理较简单，直观上也无法确定其作用，二次设备柜安装于二次设备室，一排排的柜子也不知道如何区分，更不知道哪些柜子对一次设备起爱护作用，哪些柜子能够对一次设备进行掌握。
撰写这篇文章目的是为了让大家能对变电站的二次设备有一个也许了解，盼望让大家明白二次系统的设备都有哪些，都是如何划分归类的。
110kV系统爱护为单套配置，220kV系统爱护为双套配置，其他设备配置基本一样，下面我以电网220kV变电站为例为大家做介绍。
变电站二次系统主要包含：系统继电爱护、系统调度自动化、通信系统、变电站自动化系统、元件爱护及自动装置、其他二次系统。
一、系统继电爱护及平安自动装置1、线路爱护装置：220kV线路爱护装置、110kV线路爱护装置，这些线路爱护装置包括送入到此变电站的装置和送出到其他系统变电站的线路。
2、母线爱护装置：220kV母线爱护装置、110kV母线爱护装置。
3、母联爱护装置：220kV母联爱护装置、110kV母联爱护装置。
4、故障录波器装置：包含220kV、110kV线路故障录波器装置、主变故障录波装置。
5、网络报文分析记录仪：包含站内全部网络报文分析记录装置。
6、爱护及故障录波信息子站：许多智能站将此系统集成到监控系统功能中，无需单独设立此屏柜。
7、平安自动装置：有平安稳定掌握装置、低频低压减载装置等。
8、继电爱护试验电源柜。
9、继电爱护测试仪。
二、系统高度自动化1、调度数据网设备。
2、关口电能计量设备。
3、同步相量测量装置。
4、二次平安防护系统设备。
500kV变电站一次二次设备介绍电力系统
REB103母差保护（用于一条母线）
500kV母线配置REB103型母差保护，其差动继 电器回路由下列主要元件构成：a、差动回路变流 器Tmd ；b、SR起动继电器（作为开启元件或闭 锁元件）；c、DR动作继电器（动作电压UDZ> 制动电压US时，DR带电）；SR与DR旳接点串接 至出口，只有SR、DR都有电时，保护才干出口动 作，这么可防止任一种继电器误动引起跳闸；d、 AR断线继电器（经5s延时闭锁保护出口，并发告 警信号）；e、制动电阻RS1+ RS2(建立制动电 压)；f、动作电阻RDZ建立动作电压。中间变流 器Tmo与可变电阻及稳压二极管构成限压保护回 路。
一、500kV变电站一次接线简介： 1、一种半开关旳接线
老站或发电厂：因为当初电网联络单薄旳缘故和 强调输电旳可靠性，装配线刀，并配置双套短线 保护（正常运营时短线保护停用或放信号位置）， 当线路或主变停役时，要求合环运营，有增强联 络旳意义。（瓶窑站、兰亭站、秦山核电站）。
新站：因为500kV电网已较此前有很大旳发展， 网络联络大大加强，尤其是上海地域500kV系统 已实现了双环网，不再装配线刀，不配置短线保 护，线路或主变停役时，不要求合环运营。（天 一站、乔司站、台南站、河姆站）。
很显然，此时保护可靠动作。
内部故障时，CT有时也会饱和，但保护能在CT饱 和前抢先动作。（利用负载旳CT其二次侧等效一种 大电抗，电流不能突变）
5、距离保护、过激磁保护、过负荷保护简介
一、 A1 CT1
A2 CT2
A3 CT3
母线
SR
Tmd
Tmo
AR
Rz1
Rz2
整流器
RDZ
DR
RD11
RS1
RS2
变电站二次系统 第1部分：通用要求-最新国标
变电站二次系统第1部分：通用要求1范围本文件规定了变电站二次系统技术原则、体系架构，明确了相关术语和定义、设备及系统功能、安全防护、建设和检测等总体要求。
本文件适用于35kV及以上电压等级变电站（新建站、改扩建站），发电厂、新能源场站参照使用。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17626电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T26865.2电力系统实时动态监测系统第2部分：数据传输协议DL/T364光纤通道传输保护信息通用技术条件DL/T476电力系统实时数据通信应用层协议DL/T634.5104远动设备及系统-第5-104部分：传输规约采用标准传输规约集的IEC60870-5-101网络访问DL/T860（所有部分）电力自动化通信网络和系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1变电站二次系统substation secondary system由具备采集、测量、保护、控制、通信、监测、巡视、计量等功能的设备及软件构成，实现对电网及变电站的主辅设备运行监视、操作控制、异常告警、故障隔离、稳定控制、安全防护和运维管理，并为远方主站提供监视、操作、运维等支撑服务的系统。
3.2变电站二次设备对电网及一次设备进行控制、调节、保护、监测和计量的设备，及支撑对这些设备进行操作、运行、管理的相关设备。
注：如采集执行设备、继电保护及安全自动装置、监控主机、辅助监控设备、计量装置等。
3.3网络安全防护体系substation cyber security protection architecture为保障变电站二次系统的网络空间安全而建立的一整套由安全防护、安全监测、安全响应、安全评估四部分组成的综合安全防护体系。
12站内监控系统substation monitoring and control system站内监控系统具有监控功能及巡视功能，实现继电保护装置、安全自动装置、测控/PMU 装置、录波及分析设备、计量及电能质量设备、辅助监控设备、时钟同步装置、交换机、防火墙、安全隔离装置等设备信息的统一采集、监视、控制、分析及管理，并为调度系统、集中监控系统等主站系统提供远程支持服务的变电站综合监控系统。
变电所二次系统
控制开关SA
三个位置：合位、分位、零位置
2
3
1
4
手柄平时处于“零位置”
顺时针方向旋转45 合闸 因为合闸位是个不固定旳位置，操
作完毕后控制开关手柄在弹簧力作用下， 自动沿逆时针方向转45返回中间零位。
逆时针方向45 分闸 松手后复位
变电所信号装置
变电所中，运营人员为了及时发觉与分析 故障，迅速消除和处理事故，统一调度 和协调生产，除了依托测量仪表或监视 系统监视设备运营外，还必须借助灯光 和音响信号装置反应设备正常和非正常 旳运营状态。
不同，控制电路分为： 灯光监视控制回路 音响监视控制回路。
（三）控制电路旳基本技术性能
1、能进行正常旳人工分闸与合闸，又能进行故障时旳自动分 闸或自动重叠闸。
2、能够指示断路器旳分、合闸位置状态，自动分、合闸时应 有明显旳信号显示。
3、能监视控制电源及下一次操作电路旳完整性。
4、不论断路器旳操动机构中是否设有预防跳跃旳机械闭锁装 置，控制电路中均应设预防跳跃旳电气闭锁装置。
高压开关旳控制信号电路
一、控制信号电路概述
（一）控制电路旳基本构成
变电所旳断路器、隔离开关旳控制电路一般是由 指令单元、闭锁单元、连锁单元、中间传送放 大单元、执行单元和连接它们旳导线等二次电 气设备构成。
（二）控制电路旳类型
按指令电器与操作机构之间距离旳远近，电气控 制旳方式可分为：
远动控制 距离控制 就地控制 按对断路器工作状态、控制电路完整性监视方式
变电所二次系统
二次接线（二次系统）
二次设备：与一次设备保持电气隔离旳低 电压、小容量旳相应设备。 二次设备：对一次设备进行监察，测量， 控制，保护，调整旳补贴设备。
《变电所二次系统》课件
继电保护装置的原理
继电保护装置通过比较被保护元件的输入和输出电流、电 压、阻抗等参数，检测异常状态或故障情况，并快速切除 故障元件。
继电保护装置的分类
根据保护对象的不同，继电保护装置可以分为输电线路保 护、变压器保护、发电机保护等类型，不同类型的保护装 置具有不同的保护范围和特性。
自动装置
第一季度
工作原理与功能
工作原理
变电所二次系统通过电缆连接一次设备和二次设备，利用二次设备接收一次设 备的信号，经过处理后发出控制指令，实现对一次设备的远程控制和调节。
功能
变电所二次系统的功能包括测量功能、控制功能、信号功能、保护功能和自动 装置功能等，能够实现远程控制、自动调节、故障诊断和安全保护等功能，保 障电力系统的稳定性和可靠性。
2023 WORK SUMMARY
《变电所二次系统》 PPT课件
REPORTING
目录
• 变电所二次系统概述 • 变电所二次系统设备 • 变电所二次系统设计与优化 • 变电所二次系统运行与维护 • 变电所二次系统发展趋势与展望
PART 01
变电所二次系统概述
定义与作用
定义
变电所二次系统是指对一次设备进行控制、调节、保护和监 测的辅助系统，包括各种二次设备、电缆、继电器、测量仪 表等。
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REPORTING
信号回路是变电所二次系统中的重要组成部分之 一，主要用于传输设备状态信号、故障信号等， 为运行人员提供实时监控和预警功能。
信号回路的工作原理
信号回路通过接收来自被控设备的状态信号或故 障信号，经过信号电缆传输到信号继电器和信号 灯等设备，以实现设备的状态显示和报警功能。
信号回路的组成
信号回路通常由信号电缆、信号继电器、信号灯 等组成，通过信号电缆将信号传输到信号继电器 和信号灯等设备，以实现设备的状态显示和报警 功能。
变电站二次系统介绍ppt课件
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变电站直流系统
六、变电站直流系统
❖ 1、220V及110V直流系统应该采用蓄电池 组，48V及以下的直流系统可采用蓄电池组， 也可以由220V或110V用直流电源变换器获得
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变电站控制系统
❖ 2、断路器采用灯光接线时，应采用双 灯监视，红灯监视合闸，绿灯监视跳闸
❖ 3、在主控室控制断路器时，应同时启 用音响报警系统
❖ 4、断路器的防跳回路，一般采用电流 启动，电压自保持的防跳接线
电流启动防跳继电器的时间，不应 大于跳闸脉冲发出到断路器跳开的时间
一、什么是变电站二次系统
❖ 二次设备按照一定的规则连接起来以实现某种 技术要求的电气回路称为二次回路
❖ 二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次 设备取得电的联系。二次设备是对一次设备进行控 制、调节、保护和监测的设备，它包括控制器具、 继电保护和自动装置、测量仪表、信号器具等
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变电站测量系统
❖ 对于一般的频率测量，宜采用测量范围 为45～55Hz的指针式频率表，其 测量基本误 差的绝对值不应大于0.25Hz；监视电力系统 频率变化的频率表，应采 用测量范围为45～ 55Hz的数字频率表，其测量基本误差的绝对 值不应大于 0.02Hz
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五、变电站计量系统
❖ 1、电能计量装置应满足发电、供电、用电三方 面准确计量的要求， 以作为考核电力系统技术经济
指标和合理计费的依据
变电所二次设备三维信息动态管理系统
变电所二次设备三维信息动态管理系统摘要:二次班承担变电所的继电保护检修工作,各变电所二次设备种类繁多,型号更是数不胜数,但是设备的基础资料却不全,对临抢修时的备品确认工作造成极大的不便,延长了临抢修时间。
建立变电所二次设备三维动态信息系统,以提高临抢修前备品准备工作的准确性和效率,缩短备品的确认时间。
关健词:变电所二次设备信息动态随著城市经济和工业的发展,城市电网规模不断扩大,变电站数量日益增加。
变电所设备信息目前主要靠人工统计,不仅容易出错,而且因不能跟上设备的更换导致设备资料不能实时更新,给检修工作带来困难。
本文基于三维虚拟仿真工具建立变电所二次设备三维信息动态管理系统,直观的反映二次设备的原理、结构及位置,缩短继电保护设备检修时间,为电网安全提供强有力的技术支撑。
1 变电所二次设备三维动态信息管理系统的功能需求及设计本课题开发的系统是一个柔性二次设备三维仿真系统,用于控制室和保护室的设备布局仿真,属于布局通用系统。
系统的开发要考虑到设备布局和设备信息的各种相关因素,通过算法和人机交互进行室内设备仿真来满足优化目标,使得二次检修效率得到优化。
1.1 变电所二次设备三维动态信息管理系统的功能需求变电所二次设备三维动态信息管理系统被制作成为一款具有强大功能的二次设备分析与仿真的平台。
该平台中主要包括了以下三大子系统:建模子系统、二维平台子系统、以及三维仿真子系统。
仿真建模模块主要实现仿真系统的场景建模,三维动态信息管理系统通过二维仿真系统实时传送的仿真数据,进行三维仿真,达到二维平台与三维仿真的同步。
按照工作场景,三维再现二次设备屏柜和控制室等。
控制室仿真、二次设备屏柜仿真构成了一个完整的现场模拟环境。
该模拟环境可完全用软件实现,与实际环境基本一致（如图1）。
1.2 变电所二次设备三维动态信息管理系统的分析与设计系统在Windows 7平台上,使用数据库与OpenGL结合的编程仿真,通过3DS MAX三维软件建立三维模型,再将模型导入仿真系统中,进行人机交互控制。
变电站二次设备布置及介绍
变电站二次设备布置及介绍1、布置：本期工程在变电站扩建端设网络楼一个。
网络楼分两层布置，其中第一层为网络继电器室（北端房间）、网控楼MCC直流屏室（东边房间）、网络蓄电池室（西房间）；第二层为通信机房、交换机房、通信蓄电池室。
网络继电器室内布置有发变组保护D柜（内含断路器非全相和断路器操作箱）、启备变G柜（内含断路器非全相和断路器操作箱）、5面NCS 测控柜、1面远动通讯柜、4面线路保护柜、2面母差保护柜、1面母联保护柜、2面失步解列柜、1面PT并列柜、2面电量计费柜、1面同步向量采集处理柜、2面继电保护故障信息远传柜、1面继电保护试验电源柜。
2、母线保护：按照继电保护双重化要求本工程配备两套微机母差保护。
保护Ⅰ为深圳南瑞科技有限公司生产的BP-2CS微机母线保护装置。
保护Ⅱ由南京南瑞继保电气有限公司生产的RCS-915GA型微机母线保护装置构成。
两套保护均带有失灵保护功能，失灵电流判据由母差保护提供。
2.1母线保护装置运行注意事项a、运行人员仅限告警信号的复归和事故后事故报告的打印操作，其余对装置的操作一律禁止。
b、检修人员定检完或改完定值后，必须由运行人员核对打印定值和定值单的正确性。
c、运行人员投运及退出时注意硬压板的投退正确性。
d、运行人员巡视时检查母线电压自动开关，直流操作电源及装置工作电源是否投入正常。
e、正常运行时，运行人员必须巡视液晶显示是否正常，包括：有无异常信息，差动及差动闭锁是否投入正确，大差电流是否正确（正常时最大差流不能超过0.15A）f、当根据运行方式需要退出母差时，应先退出出口压板再退出控制电源，最后退出装置电源。
投入时相反。
G、刀闸位置信号与一次设备的运行方式相对应。
2.2 BP-2CS 微机母线保护：BP-2CS 微机母线保护装置有母线差动保护、断路器失灵保护、母联失灵保护、母联死区保护、CT 断线判别功能及PT 断线判别功能。
一、母线差动保护启动：①差动保护使用大差比率差动元件作为区内故障判别元件；使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。
220kV智能变电站二次系统结构与设备配置
220kV智能变电站二次系统结构与设备配置摘要：220kv智能变电站二次系统的结构与设备配置直接关系到变电站的运作效率，要想变电站的高效运行就必须优化二次系统结构，升级设备配置，提高变电站的工作效率，所以文章就220kv智能变电站二次系统结构与设备配置进行分析探讨。
关键词：220kv智能变电站；二次系统；结构；设备配置科学技术的快速发展，使得人员对电力系统运行安全稳定性的需求越来越高。
电气运行调试工作是保证电力系统运行状态良好的重要组成部分，相关建设人员应在明确其运行调试现状的情况下，找出具体控制的方式方法。
1 220kV智能变电站二次系统相关概述随着社会经济的快速增长，人们对供电可靠性和安全性有了更高的要求。
而风力、太阳能等新能源电源的并网运行对电网系统稳定性造成了一定的影响。
智能电网能有效利用电力资源，提高供电可靠性，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
2011年起，作为智能电网的关键节点，智能变电站在全国范围内进入全面推广建设阶段，新建220kV变电站按《国家电网公司输变电工程通用设计―110（66）～750kV智能变电站部分》（2011年版）中“第五篇 220kV变电站通用设计技术导则”的技术方案。
与传统变电站相比，智能变电站最大特征体现在一次设备智能化、设备检修状态化和二次设备网络化，其中二次设备在采样方式和组网形式上都发生了重大的变化，随着电力技术的进步，越来越多的新技术应用到二次系统中2 220kV智能变电站二次系统的结构分析以S省某220kV变电站为例，智能变电站系统采用三层两网结构，三层即站控层、间隔层、过程层，两网即站控层网络和过程层网络。
站控层。
负责变电站的数据处理、集中监控和数据通信，由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和其他各种功能站构成，是全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。
站控层网络采用百兆星形双网结构，冗余网络采用双网双工方式运行。
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100％
变电二次设备及系统
2.1.2 继电保护的基本要求
可靠性
敌不动
我不动
拒动
敌一动
我乱动
误动
变电二次设备及系统
2.1.3 继电保护基本构成
逻执辑行部分是根根据据逻测辑量部部分分送输来出的的信信号号，，按按照照预预定定的的任逻务辑，关动系作，于判断断路
保测护量装部置分是的否作应用该是动测作，器量即跳被实闸保现或护选发元择出件性信的的号运要。行求，参并数向，执并行与部保分护发的出 整定值进行比较，以判断信被号。保护元件是否发生故障。
变电二次设备及系统
2.1.4 继电保护分类
按被保护的对象
发电机保护
2 输电线路保护
1
6 电容器保护
5
变压器保护 3 4
母线保护
电动机保护
变电二次设备及系统
2.1.4 继电保护分类
• 按保护所反应的物理量
电 流 保 护
电 压 保 护
方 向 电 流 保
距 离 保 护
差
高
瓦
动
频
斯
保
保
保
护
护
护
护
变电二次设备及系统
＝
I k.min I set
变电二次设备及系统
2.1.2 继电保护的基本要求
灵敏性
② 对反应数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）
K sen
保护的动作参数 保护区内金属性短路时故障参数的最大计算值
＝ U set U k.max
变电二次设备及系统
2.1.2 继电保护的基本要求
可靠性
正确动作率
正确动作次数 动作总次数
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1 变电站二次系统的构成
变电站二次系统的构成包括： • 1.监控子系统 • 2.保护子系统 • 3.自动控制系统 • 4.人机联系
变电二次设备及系统
2 继电保护基本知识
电力系统故障
变电二次设备及系统
2 继电保护基本知识
所谓短路是指相与相之间或相与地之间的短接，以及电 机或变压器同一相绕组不同线匝之间的短接。电力系统 短路的基本形式有三相短路、两相短路、单相接地短路、 两相接地短路及发电机或变压器同一相绕组不同线匝之
间的短接（简称匝间短路）。
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2.1 继电保护基本知识
电力系统故障的危害有哪些？
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2.1 继电保护基本知识
• 故障点的电弧使故障设备损坏。 • 短路电流使故障回路中的设备遭到损坏。 • 短路时可能使电力系统的电压大幅度下降，使用
户的正常工作遭到破坏，影响用户产品质量。严 重时可能造成电压崩溃，引起大面积停电。 • 破坏电力系统运行的稳定性。可能引起系统振荡 ，甚至造成电力系统的瓦解。
变电二次设备及系统
课程结构图
变电二次系统构成
继电保护基本知识
线路保护
变电二次设备及系统
微机保护系统 安全自动装置
继电保护配置及原理 变压器保护
微机保护装置组成
母线保护
监控系统
变电二次设备及系统
1 变电站二次系统的构成
• 一次设备是直接生产、输送和分配电能的设备， 如发电机、变压器、断路器、隔离开关、电力电 缆、母线、输电线、电抗器、避雷器、高压熔断 器、电流互感器、电压互感器等。
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2.1.4 继电保护分类
• 按保护所反应的故障类型
相间短路保护
接地保护
失磁保护
匝间短路保护
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2.1.4 继电保护分类
主保护
能以最快速度有选择性地 切除被保护设备和线路故
障的保护。
后备保护
一般用于弥补主 保护某些性能的 不足，而装设的
一种保护 。
辅助保护
当主保护或断路器拒 绝动作时起作用的继 电保护。有远后备和 近后备两种方式。远 后备：由相邻电力设 备或线路的保护来实 现；近后备：由本电 力设备或线路的另一 套保护来实现的保护。
• 一次设备及其相互间的连接电路称为一次接线或 主接线，是构成电力系统的主体。
变电二次设备及系统
1 变电站二次系统的构成
• 对一次设备起控制、保护、调节、测量等作用的 设备称为二次设备，如控制与信号、继电保护及 安全自动装置、电气测量仪表、操作电源等。
• 二次设备及其相互间的连接电路称为二次接线或 二次回路。
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为什么线路停电时要先拉开线路侧隔离开关？
这是为了防止ห้องสมุดไป่ตู้路器触头实际上没有断开（假分）时， 带负荷拉合母线侧隔离开关，造成母线短路而扩大事故。
停电时先拉线路侧隔离开关，即使带负荷拉隔离开关造 成三相弧光短路，因故障点在线路保护的范围内，线路两侧 保护动作，切除故障；若先拉母线侧隔离开关，则故障点在 母线保护的范围内，母线保护动作，扩大了停电的范围。
简称“四性”
选择性
速动性
灵敏性
可靠性
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2.1.2 继电保护的基本要求
选择性
有选择性
例1：
A
11
k1
B
2
5
3
4
C
6
7
D
8
当k1点短路时，保护1、2动→跳1QF,2QF
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2.1.2 继电保护的基本要求
选择性
例2：
A1
3
2B
55 4
有选择性
k2
66 C 7
8D
当k2点短路时，保护5、6动→跳5QF、6QF
课上练习
• 选择题
• 1、下列不属于电力系统继电保护的四项基 本性能要求的是（B）。 （A）可靠性；（B）安全性；（C）选择 性；（D）快速性。
• 2、属于二次设备的是（D）。 （A）母线；（B）断路器；（C）电流互 感器；（D）继电器。
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选择性
A1
例：
3
2.1.2 继电保护的基本要求
2B
55 4
停电 非选有择选性择性
6 C 77
k3 88 D
当k3点短路时，若保护7拒动或7QF拒动，保护5动（远后备） →跳5QF 有选择性
当k3点短路时，若保护7正确动作和7DL跳闸，保护5动 →跳5DL，则越级跳闸（非选择性）
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变电二次设备及系统
2 .1.1 继电保护的作用
继电保护的接线简图
继电保护与一次侧电力系 统设备之间的连接简图。
继电保护就是通过二次 侧弱电系统来控制（如 跳开、闭合）一次侧强 电系统设备。
内部故障时发出跳闸命令
不正常工作时发出告警信号
变电二次设备及系统
2.1.2 继电保护的基本要求
继电保护的要求
2.1.2 继电保护的基本要求
速动性
作用 于断 路器 跳闸 的保 护都 要求 动作 迅速
可以提高系统稳定性 减少用户在低电压下工作时间 减少故障元件损坏程度 避免故障进一步扩大
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2.1.2 继电保护的基本要求
灵敏性 对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）
K sen
保护区内金属性短路时故障参数的最小计算值 保护的动作参数