第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)課件

風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院朱永強(qiáng)張旭主編普通高等教育“十一五”電氣信息類規(guī)劃教材風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)華北電力大學(xué)普通高等教育“十一五”電氣信息類規(guī)第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)關(guān)注的問(wèn)題電氣二次系統(tǒng)的概念和功能是什么？主要設(shè)備的種類有哪些？主要的電氣二次回路，電氣二次系統(tǒng)的圖形表示方法風(fēng)電場(chǎng)和升壓變電站電氣二次系統(tǒng)的構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)教學(xué)目標(biāo)了解電氣二次部分的含義和功能，其主要設(shè)備及其原理和功能，掌握電氣二次系統(tǒng)的圖形表示方法，了解風(fēng)電場(chǎng)和升壓變電站電氣二次系統(tǒng)的構(gòu)成，對(duì)我國(guó)目前普遍采用的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)有一定認(rèn)知。第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)關(guān)注的問(wèn)題教學(xué)目標(biāo)2第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)

對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備，稱為二次設(shè)備，如熔斷器、控制開關(guān)、繼電器、控制電纜等。

由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為二次回路或二次接線系統(tǒng)。第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)

對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、3§5.1繼電器§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理在電路中，繼電器控制邏輯的實(shí)現(xiàn)依賴于其自身結(jié)構(gòu)，即線圈和觸點(diǎn)的基本設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的電磁型繼電器由線圈、觸點(diǎn)以及它們的接線端子和可動(dòng)鐵片、復(fù)位彈簧組成。觸點(diǎn)端子觸點(diǎn)端子線圈端子

線圈端子觸點(diǎn)線圈部分可動(dòng)鐵片當(dāng)繼電器線圈帶電后，繼電器觸點(diǎn)在可動(dòng)鐵片的帶動(dòng)下位置發(fā)生變化，這是線圈中流過(guò)電流所產(chǎn)生的電磁力吸引可動(dòng)鐵片的結(jié)果。i§5.1繼電器§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理觸點(diǎn)端子觸4§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理繼電器的線圈和觸點(diǎn)可以分別接入不同的電路中，從而實(shí)現(xiàn)由線圈至觸點(diǎn)的順序控制。

線圈可以反映不同的電氣量，進(jìn)而用于實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)位置的變換。通常所要反映的電氣量有若干種，例如某一特定電壓/電流（可以是交流也可以是直流）的有或無(wú)、大或小，等等，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的各種邏輯。

繼電器的觸點(diǎn)也可以有不同的邏輯。依靠不同類型的線圈和不同類型的觸點(diǎn)，繼電器可以實(shí)現(xiàn)二次回路中比較復(fù)雜的邏輯。§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理5§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理BSHD電路1電路2+－5V－+220V按鈕BS的觸點(diǎn)處于打開位置，電路1開路，繼電器線圈不帶電，連接于電路2中的繼電器觸點(diǎn)處于打開位置。當(dāng)按鈕按下時(shí)，電路1接通，繼電器線圈中有電流流過(guò)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，形成線圈對(duì)可動(dòng)鐵片的吸附，連接于電路2中的繼電器觸點(diǎn)閉合，接于電路2中的燈泡會(huì)亮起來(lái)?！?.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理BSHD電路1電路2+－5V－6§5.1.2

繼電器表示符號(hào)在專業(yè)研究和工程實(shí)踐中，往往采用類似于電氣主接線（一次系統(tǒng)）的處理方式，以簡(jiǎn)化的符號(hào)來(lái)表示繼電器和二次電路。395786421繼電器內(nèi)部示意+220V-220V+220V-220V-220V+220V+220V-220VHDLDHAKCSB電路1電路2電路4電路3圖中的繼電器有8個(gè)接線端子，其線圈通過(guò)7-8端子與外部電路連接、1-2端子間為常開觸點(diǎn)、4-6端子間接有延時(shí)閉合的常閉觸點(diǎn)、5-9端子間為常閉觸點(diǎn)、5-3端子間為常開觸點(diǎn)，而端子5是端子3和9的公共端子。§5.1.2繼電器表示符號(hào)395786421繼電器內(nèi)部7§5.1.2

繼電器表示符號(hào)除電磁型繼電器外還有晶體管繼電器、靜態(tài)繼電器及微機(jī)繼電器等，分別采用二極管、集成電路和微處理器等元件來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的邏輯。對(duì)于復(fù)雜的電氣二次系統(tǒng)，需要采用各種不同種類的繼電器來(lái)構(gòu)建二次電路，實(shí)現(xiàn)其控制、監(jiān)視和保護(hù)等功能?！?.1.2繼電器表示符號(hào)8§5.1.3常用的繼電器類型在電氣二次系統(tǒng)中常見的繼電器有：電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、功率方向繼電器、差動(dòng)繼電器、沖擊繼電器、信號(hào)繼電器，等等。這些繼電器的主要區(qū)別在于其控制電路的不同?！?.1.3常用的繼電器類型9§5.1.3.1電流繼電器電流繼電器反映一次回路中的電流越限，常用于二次系統(tǒng)的保護(hù)回路，例如用于電機(jī)、變壓器和輸電線路等設(shè)備的過(guò)負(fù)荷及短路保護(hù)。它的繼電器線圈接入CT的二次側(cè)交流電流回路，觸點(diǎn)則引出至直流控制回路，用以啟動(dòng)時(shí)間繼電器的動(dòng)作或直接觸發(fā)斷路器分閘?！?.1.3.1電流繼電器10§5.1.3.1電流繼電器21436587啟動(dòng)時(shí)間繼電器或直接接于控制回路觸發(fā)斷路器QF跳閘ICIC＇QFXX線繼電器端子接線圖繼電器接線端子2和8之間的兩個(gè)線圈串聯(lián)，2和8端子和繼電器外部的CT交流電路相連，用于判別某線路中C相電流是否超過(guò)繼電器的整定值。當(dāng)電流越限時(shí)，繼電器接線端子1和3之間的常開觸點(diǎn)閉合，觸發(fā)保護(hù)回路中的時(shí)間繼電器動(dòng)作，或直接用于控制回路中的斷路器跳閘?！?.1.3.1電流繼電器21436587啟動(dòng)時(shí)間繼電器11§5.1.3.2電壓繼電器電壓繼電器用于繼電保護(hù)裝置中的過(guò)電壓保護(hù)或欠電壓閉鎖其線圈接入PT二次側(cè)的交流電壓小母線上，觸點(diǎn)用于啟動(dòng)控制回路跳閘或與其它保護(hù)繼電器組成相關(guān)保護(hù)邏輯。21436587繼電器端子接線圖A

BCNPT二次交流電壓小母線至其它保護(hù)裝置至其它保護(hù)裝置閉鎖其它回路電壓繼電器引入PT二次交流電壓小母線的A、C相之間的線電壓，用于閉鎖其它保護(hù)元件。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，接線端子2和8串聯(lián)的線圈帶有100V左右的電壓，其常閉觸點(diǎn)此時(shí)打開，實(shí)現(xiàn)對(duì)其它電路的閉鎖；當(dāng)AC之間的線電壓降低到整定值時(shí)，觸點(diǎn)閉合，將外部電路開放?！?.1.3.2電壓繼電器21436587繼電器端子接12§5.1.3.3功率繼電器：功率繼電器判別某支路上流過(guò)的功率的方向，動(dòng)作限值是一個(gè)角度區(qū)間。當(dāng)電流和電壓的相角差處于某一設(shè)定的區(qū)間內(nèi)時(shí)，繼電器動(dòng)作。ABCN至其它保護(hù)裝置至其它保護(hù)裝置214365繼電器端子接線圖I*U*IaIa＇QFPTCT常用的采用90°接線的功率繼電器如圖所示，其接線端子5和6之間的電壓線圈接BC相電壓，而接線端子2和4之間的電流線圈接入A相電流。當(dāng)電壓和電流的相角差落于整定區(qū)間內(nèi)時(shí)，繼電器接線端子1和3之間的常開觸點(diǎn)§5.1.3.3功率繼電器：ABCN至其它保護(hù)裝置13§5.1.3.4差動(dòng)繼電器：圖中繼電器的節(jié)點(diǎn)端子2、5、3及1采用星型接法，分別與變壓器高、中、低三側(cè)的C相CT相接，在繼電器內(nèi)部經(jīng)過(guò)變流器匯流形成差流；差流再變換到二次繞組上，接于二次繞組的電流繼電器感應(yīng)差流的大小，決定是否動(dòng)作；當(dāng)差流越限（時(shí)，繼電器接線端子10和12之間的常開觸點(diǎn)閉合?！?.1.3.4差動(dòng)繼電器：圖中繼電器的節(jié)點(diǎn)端子2、5、14§5.1.3.5

時(shí)間繼電器常由其它繼電器或控制元件啟動(dòng)，用以判別某一狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間，使被控設(shè)備或電路按照預(yù)定的時(shí)間動(dòng)作。436521送去斷路器操作機(jī)構(gòu)87KM+KM-繼電器端子接線圖KA圖為由電流繼電器和時(shí)間繼電器組成的帶時(shí)限過(guò)電流邏輯電路當(dāng)電流繼電器KA觸點(diǎn)閉合后，時(shí)間繼電器的線圈帶電，但接線端子4和6之間的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)并不閉合，只有當(dāng)KA觸點(diǎn)持續(xù)閉合，時(shí)間繼電器線圈持續(xù)帶電超過(guò)時(shí)間繼電器整定的時(shí)間后，4和6之間的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)才閉合，給斷路器操作機(jī)構(gòu)發(fā)出跳閘命令?！?.1.3.5時(shí)間繼電器436521送去斷路器87K15§5.1.3.6中間繼電器中間繼電器常用于二次系統(tǒng)中增加某一控制電路觸點(diǎn)數(shù)量和容量43652187BM+BM-繼電器端子接線圖KAKM1+KM2+KM3+斷路器1操作機(jī)構(gòu)斷路器2操作機(jī)構(gòu)斷路器3操作機(jī)構(gòu)KM1-KM2-KM3-當(dāng)電流繼電器KA觸點(diǎn)閉合后，中間繼電器的線圈帶電，其三個(gè)常開觸點(diǎn)閉合，閉合的觸點(diǎn)用于觸發(fā)多個(gè)斷路器操作機(jī)構(gòu)的跳閘。通過(guò)本例可以看出，使用中間繼電器可以方便地實(shí)現(xiàn)將某一控制命令下發(fā)到多個(gè)控制回路中?！?.1.3.6中間繼電器43652187BM+BM-16§5.1.4繼電保護(hù)的接線圖§5.1.4.1

原理接線圖在二次系統(tǒng)的應(yīng)用中常采用原理接線圖來(lái)描述某一設(shè)備的繼電保護(hù)動(dòng)作原理。CAKA1KA2KA1KA2XBKSKSQFQFYT至信號(hào)++-KA1、KA2交流電流繼電器KS信號(hào)繼電器QF斷路器YT斷路器跳閘線圈XB連接片（壓板）上圖為10kV及35kV線路中常用的采用兩相CT作為相間保護(hù)的電流速斷保護(hù)原理圖。原理接線圖只描述繼電保護(hù)回路搭建的基本原理§5.1.4繼電保護(hù)的接線圖CAKA1KA2KA1KA17§5.1.4.2展開接線圖展開圖對(duì)于二次回路的描述是按照回路表示的，由于不同的回路實(shí)現(xiàn)不同的功能，因此它其實(shí)是以功能來(lái)描述二次回路的。KA2KA1TAaTAcA411C411N411KA1KA2KSXBQFYTKS至信號(hào)+-交流回路速斷保護(hù)直流回路電源跳閘回路信號(hào)整個(gè)回路的布置采用從上往下、從左往右的方式來(lái)描述邏輯功能的實(shí)現(xiàn)。為了便于理解，圖形描述的右側(cè)一般需要加入對(duì)回路的文字描述。相間電流速斷保護(hù)的展開接線圖§5.1.4.2展開接線圖KA2KA1TAaTAcA418§5.2

二次部分的其它元件

§5.2.1接觸器接觸器的原理和繼電器類似，電力系統(tǒng)中常用的電磁型的接觸器，也是依靠線圈帶電來(lái)吸附觸點(diǎn)的分合。在電氣二次部分，接觸器常用于斷路器的合閘，其線圈接于斷路器的操作回路，觸點(diǎn)接入合閘回路，用以分合較大的合閘電流?！?.2二次部分的其它元件

§5.2.1接觸器19§5.2.1接觸器斷路器輔助觸點(diǎn)不同于繼電器觸點(diǎn)，它是位置觸點(diǎn)，聯(lián)動(dòng)于斷路器位置的變化，當(dāng)斷路器處于分位時(shí)，常開觸點(diǎn)為分、常閉觸點(diǎn)為合，斷路器分閘時(shí)則剛好相反。為了顯示斷路器的當(dāng)前狀態(tài)，在電動(dòng)合閘回路和電動(dòng)分閘回路中并聯(lián)有紅綠燈指示回路。在電力系統(tǒng)中常用紅燈表示斷路器處于合閘位置，綠燈表示斷路器處于分閘位置；但電路連接中，卻是綠燈串聯(lián)高電阻接入合閘回路，而紅燈串聯(lián)高電阻接入分閘回路。§5.2.1接觸器20§5.2.1接觸器SB1SB2LDRHDYTKMQFQFRFU1FU2FU3FU4KMKMYC+-控制小母線熔斷器電動(dòng)合閘回路綠燈指示回路電動(dòng)跳閘回路紅燈指示回路合閘回路+-QF1234SB1和斷路器QF常閉輔助觸點(diǎn)（1、2之間）、合閘接觸器KM的線圈形成合閘回路；SB2和斷路器QF常開輔助觸點(diǎn)（3、4之間）、跳閘線圈YT形成跳閘回路?！?.2.1接觸器SB1SB2LDRHDYTKMQFQFR21§5.2.1接觸器當(dāng)斷路器QF為分閘狀態(tài)時(shí)，其常開輔助觸點(diǎn)為分位（3、4之間），常閉輔助觸點(diǎn)為合位（1、2之間）。綠燈由于帶有電壓發(fā)出平光，指示斷路器當(dāng)前處于分閘位置。當(dāng)合閘按鈕SB1按下時(shí)，接觸器流過(guò)較大電流，其觸點(diǎn)閉合，合閘線圈YC帶電，將斷路器QF閉合。常開觸點(diǎn)閉合（3、4之間），而常閉觸點(diǎn)（1、2之間）打開。觸器KM的線圈都不再帶電，其觸點(diǎn)打開，合閘線圈也不再帶電。紅燈則發(fā)出平光，指示斷路器處于合閘位置?！?.2.1接觸器22§5.2.2控制開關(guān)除了一些簡(jiǎn)單控制回路以外，常用控制開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的復(fù)雜邏輯控制。手柄接線端子所示為L(zhǎng)W15型控制開關(guān)，其正面有用于人工控制的手柄，手柄有三個(gè)位置，中間位置可以順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°。其后部為接線端子，用來(lái)連接電路，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于電路的控制。手柄位置觸點(diǎn)45°0°

45°12×34××56××78×910ק5.2.2控制開關(guān)手柄接線端子所示為L(zhǎng)W15型控制開23§5.2.2控制開關(guān)LDRHDYTKMQFQFRFU1FU2FU4KM+-控制小母線熔斷器電動(dòng)合閘回路綠燈指示回路電動(dòng)跳閘回路紅燈指示回路合閘回路WC+WC-123412345678WL+故障跳閘閃光指示KMQFM708+-700910SAFU3YCSA事故音響回路KA保護(hù)跳閘56

應(yīng)用了控制開關(guān)的斷路器控制回路簡(jiǎn)化示意圖§5.2.2控制開關(guān)LDRHDYTKMQFQFRFU1F24§5.2.2控制開關(guān)上圖中控制開關(guān)的引入不僅實(shí)現(xiàn)了斷路器的合閘和分閘，還引入閃光指示回路及事故音響回路作為故障后的燈光和音響信號(hào)指示。圖中還引入了外部保護(hù)電路中保護(hù)繼電器的觸點(diǎn)KA，它接入斷路器控制回路中，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，其對(duì)應(yīng)保護(hù)繼電器動(dòng)作觸發(fā)故障電氣設(shè)備相關(guān)斷路器跳閘，將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除出去?！?.2.2控制開關(guān)25§5.2.2控制開關(guān)斷路器合閘過(guò)程：手柄一般處于0°位置，5、6間的觸點(diǎn)閉合，此時(shí)斷路器QF常開輔助觸點(diǎn)在合位，因此WL+、SA5、SA6、LD、R、QF1、QF2、KM、WC-形成回路。LD會(huì)發(fā)出閃光。手柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，SA1和SA2將接通，其它觸點(diǎn)斷開。KM觸點(diǎn)閉合，導(dǎo)通合閘回路，使得斷路器合閘。合閘后，手柄將自動(dòng)返回到0°位置。此時(shí)斷路器QF常開輔助觸點(diǎn)閉合、常閉輔助觸點(diǎn)打開。紅燈指示回路中WC+、HD、R、QF3、QF4、YT、WC-形成回路，紅燈平光。§5.2.2控制開關(guān)26§5.2.2控制開關(guān)

故障跳閘過(guò)程：

KA的閉合將直接導(dǎo)致：WC+、KA、QF3、QF4、YT和WC-之間形成回路，最終WC+和WC-上的電壓完全作用于跳閘線圈YT上，斷路器跳閘。斷路器跳閘后其輔助觸點(diǎn)的位置發(fā)生變化，將導(dǎo)致結(jié)果：1）事故音響回路中的M708+、SA9、SA10（此時(shí)手柄位置未發(fā)生變化）、QF5、QF6、-700導(dǎo)通，M708+接入中央信號(hào)回路（上圖中未顯示）,發(fā)出事故音響。2）WL+、SA5、SA6、LD、R、QF1、QF2、KM、WC-形成回路，綠燈閃光指示當(dāng)前斷路器位置異常?！?.2.2控制開關(guān)27§5.2.3

小母線在二次系統(tǒng)中，除了直流電源小母線用于給不同的設(shè)備分配電能，交流電壓小母線和輔助小母線主要用于集中和分配信號(hào)。

直流電源小母線用于實(shí)現(xiàn)直流屏柜向不同的保護(hù)裝置、測(cè)控裝置等設(shè)備供電。

交流電壓小母線用于PT二次側(cè)電壓信號(hào)向不同保護(hù)測(cè)量裝置的分配。在發(fā)電廠及變電站中，根據(jù)控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等的需要，可設(shè)置輔助小母線，這些小母線分別布置在控制室的屏上和配電裝置內(nèi)?！?.2.3小母線28§5.2.4接線端子、電纜和絕緣導(dǎo)線繼電器、接觸器、控制開關(guān)、指示燈、各類保護(hù)和自動(dòng)裝置等基本元件，需要連接成可以實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)測(cè)量、控制、監(jiān)視和保護(hù)功能的電路。這些設(shè)備的連接需要依靠導(dǎo)體和接線端子來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用的導(dǎo)體為絕緣導(dǎo)線和電纜，絕緣導(dǎo)線主要用于屏內(nèi)或裝置內(nèi)配線，而電纜用于連接距離較遠(yuǎn)的設(shè)備。

屏柜或裝置內(nèi)部的連線一般以絕緣導(dǎo)線來(lái)實(shí)現(xiàn)。

屏柜之間、室內(nèi)外之間的二次設(shè)備的連接則需要采用控制電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)。

接線端子是二次系統(tǒng)中用于連接屏柜內(nèi)部和外部的連接元件§5.2.4接線端子、電纜和絕緣導(dǎo)線29§5.2.5

成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置

成套式的保護(hù)裝置，即將保護(hù)元件、控制元件等集中于單一裝置中，裝設(shè)于保護(hù)、測(cè)控屏柜中提供給用戶使用。用戶只需要使用電纜將保護(hù)、測(cè)控屏柜和其他屏柜及斷路器等設(shè)備連接起來(lái)就完成了二次回路的構(gòu)建?！?.2.5成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置30§5.2.5

成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置所示為國(guó)外常見的元件組屏方式，微機(jī)繼電器、電磁型繼電器、控制把手等元件都布置于屏柜表面，一些連接需要運(yùn)行人員自行完成。圖為我國(guó)普遍采用的成套保護(hù)和測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控功能的具體元件集成在單一的裝置之中，不需要運(yùn)行人員關(guān)注如何連接。§5.2.5成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置所示為國(guó)外常見的元件組31§5.3

二次回路

電氣二次部分的測(cè)量、監(jiān)視、控制和保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，需要由各類繼電器、控制開關(guān)、指示燈等元件搭建相應(yīng)的電路，這些功能不同的電路統(tǒng)稱為二次回路。

根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的功能，二次回路可以分為：保護(hù)回路，控制回路，測(cè)量和監(jiān)視回路，信號(hào)回路，為其提供電源的直流電源系統(tǒng)。§5.3二次回路

電氣二次部分的測(cè)量、監(jiān)視、控制和32§5.3.1

保護(hù)回路繼電保護(hù)回路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備和電力系統(tǒng)的保護(hù)功能，它引入CT和PT采集的電流和電壓并進(jìn)行分析，最終通過(guò)跳閘或合閘繼電器的觸點(diǎn)將相關(guān)的跳閘/合閘邏輯傳遞給對(duì)應(yīng)的斷路器控制回路?！?.3.1保護(hù)回路33§5.3.2控制回路控制回路的控制對(duì)象主要是斷路器、隔離開關(guān)?？刂苹芈凡粌H要求可以人工對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行操作，還要可以引入繼電器等設(shè)備的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。對(duì)于斷路器和隔離開關(guān)的控制可以采用遠(yuǎn)方控制或就地控制方式。在控制回路中需要有直流電源，這是因?yàn)榭刂苹芈分性O(shè)備的運(yùn)行需要電能，同時(shí)控制回路功能的實(shí)現(xiàn)還依賴于可以傳遞邏輯的電信號(hào)?！?.3.2控制回路34§5.3.3測(cè)量回路

測(cè)量回路是由各種測(cè)量?jī)x表及其相關(guān)回路組成的，其作用是指示和記錄一次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以便運(yùn)行人員掌握一次設(shè)備運(yùn)行情況。它是分析電能質(zhì)量、計(jì)算經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、了解系統(tǒng)潮流和主設(shè)備運(yùn)行工況的主要依據(jù)。測(cè)量回路分為電流回路與電壓回路?！?.3.3測(cè)量回路35§5.3.4信號(hào)回路

信號(hào)系統(tǒng)由信號(hào)發(fā)送機(jī)構(gòu)、接收顯示元件及其傳遞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其作用是準(zhǔn)確、及時(shí)地顯示出相應(yīng)的一次設(shè)備的工作狀態(tài)，為運(yùn)行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。信號(hào)回路按其電源可分為強(qiáng)電信號(hào)回路和弱電信號(hào)回路。按其用途可分為位置信號(hào)、事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)、指揮信號(hào)和聯(lián)系信號(hào)。

事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)都需要在主控室或集中控制室中反映出來(lái)，他們是電氣設(shè)備各信號(hào)的中央部分，通常稱為中央信號(hào)將事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)回路及其他一些公共信號(hào)回路集中在一起成為一套裝置，稱為中央信號(hào)裝置§5.3.4信號(hào)回路36§5.3.5操作電源系統(tǒng)

在變電站中，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、控制回路、信號(hào)回路及其他二次回路的工作電源，稱為操作電源。操作電源系統(tǒng)，由電源設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。變電站的操作電源有直流操作電源和交流操作電源兩種?！?.3.5操作電源系統(tǒng)37§5.3.5操作電源系統(tǒng)

直流操作電源又可分為獨(dú)立式直流電源和非獨(dú)立式直流電源。獨(dú)立式直流電源有蓄電池直流電源和電源變換式直流電源；非獨(dú)立式直流電源有硅整流電容儲(chǔ)能直流電源和復(fù)式整流直流電源。

交流操作電源系統(tǒng)就是直接使用交流電源，正常運(yùn)行時(shí)一般由PT或站用變壓器作為斷路器的控制和信號(hào)電源，故障時(shí)由CT提供斷路器的跳閘電源。

還有一種交流不間斷電源系統(tǒng)(UPS)，可向需要交流電源的負(fù)荷提供不間斷的交流電源。它的基本原理是將來(lái)自蓄電池的直流變換成正弦交流電?！?.3.5操作電源系統(tǒng)38§5.4

相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖

實(shí)際工程應(yīng)用中要采用安裝接線圖來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的連接，安裝接線圖的完成要依賴于相對(duì)編號(hào)法則來(lái)實(shí)現(xiàn)。+BM-BM1D281D52…

……

…圖為一個(gè)保護(hù)測(cè)控屏柜的屏柜布置圖，描述的是保護(hù)測(cè)控屏柜上裝置的實(shí)際布設(shè)，并賦予每個(gè)元件以唯一的編號(hào)。每個(gè)元件的接線端子也進(jìn)行編號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了連接部分的編號(hào)唯一?！?.4相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖

實(shí)際工程應(yīng)用中要采用39§5.4

相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖主控制室至隔離開關(guān)至隔離開關(guān)CT斷路器電纜溝1324二次系統(tǒng)連接示意圖1、繼電保護(hù)屏柜2、室外端子箱

3、斷路器機(jī)構(gòu)箱

4、CT二次接線盒§5.4相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖主控制室至隔離開關(guān)至隔離開關(guān)40§5.4

相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖

屏柜和外部設(shè)備的連接則往往采用回路號(hào)標(biāo)注的方式。至室外XX線端子箱至室外XX線端子箱4×2.5mm28×1.5mm28×1.5mm24×2.5mm28×1.5mm24×1.5mm24×1.5mm24×2.5mm24×2.5mm24×2.5mm2至主控室XX線保護(hù)屏至主控室XX線保護(hù)屏至A相CT至B相CT至C相CT至母線側(cè)刀閘至線路側(cè)刀閘至斷路器機(jī)構(gòu)箱圖分別為繼電保護(hù)接線端子與端子箱的接線?？梢钥闯?，繼電保護(hù)、端子箱、斷路器機(jī)構(gòu)箱和CT接線盒等設(shè)備之間由電纜連接，用于傳輸信號(hào)的電纜芯被以唯一的回路號(hào)所標(biāo)注，使得我們可以很清楚這一電纜及其芯線所在二次回路及其功能?！?.4相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖屏柜和外部設(shè)備的連接41§5.5

風(fēng)電廠的二次部分

§5.5.1風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)風(fēng)力發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)分為現(xiàn)地單機(jī)控制、保護(hù)、測(cè)量和信號(hào)以及中控室對(duì)各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控，也可在遠(yuǎn)方（業(yè)主營(yíng)地或調(diào)度機(jī)構(gòu)）對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制器系統(tǒng)包括二部分：第一部分為計(jì)算機(jī)單元，主要功能是控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；第二部分為電源單元，主要功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)同期?！?.5風(fēng)電廠的二次部分

§5.5.1風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)42§5.5.2箱式變電站中變壓器的保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)

變壓器配置高壓熔斷器保護(hù)、避雷器保護(hù)和負(fù)荷開關(guān)，采用高壓熔斷器做為短路保護(hù)，避雷器用于防御過(guò)電壓，負(fù)荷開關(guān)用于正常分合電路，不裝設(shè)專用的繼電保護(hù)裝置。

§5.5.2箱式變電站中變壓器的保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)43§5.5.3風(fēng)電廠控制室的控制、測(cè)量、信號(hào)風(fēng)電廠控制室布置在

110kV變電所內(nèi)，與110kV變電所中控室在同一房間內(nèi)。在中控室內(nèi)采用微機(jī)對(duì)風(fēng)電廠廠區(qū)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控和管理?！?.5.3風(fēng)電廠控制室的控制、測(cè)量、信號(hào)44§5.5.4遙測(cè)和遙信系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控人員可通過(guò)人機(jī)對(duì)話完成遠(yuǎn)方監(jiān)視任務(wù)。操作方法與在升壓變電站控制室的值班人員的操作方法基本相同。遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)被成為變電站綜合自動(dòng)化中的四遙。

“測(cè)”其實(shí)指測(cè)量，及電流電壓等模擬量數(shù)據(jù)的本地搜集及遠(yuǎn)方傳輸與監(jiān)視；

“信”指信號(hào)，指發(fā)生在發(fā)電廠和變電站中的某一設(shè)備或系統(tǒng)狀態(tài)的變化；

“控”指控制，其控制對(duì)象為斷路器、隔離開關(guān)等控制設(shè)備；

“調(diào)”指調(diào)整，調(diào)整不同于控制，控制最終實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)的變化，而調(diào)整是在某一狀態(tài)范圍的調(diào)整。§5.5.4遙測(cè)和遙信系統(tǒng)45

§5.6

升壓變電站的二次部分

按照“無(wú)人值班”（少人值守）原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用全計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)組的啟、停及并網(wǎng)操作、主變高壓側(cè)斷路器和線路斷路器的操作、站用電切換、輔助設(shè)備控制等。§5.6升壓變電站的二次部分

按照“無(wú)人值班”（少46§5.6.1升壓站的控制、測(cè)量、信號(hào)（1）110kV及以上變電所的控制、測(cè)量和信號(hào)的原則：a)110kV變電所的主要電氣設(shè)備可現(xiàn)地控制也可采用集中監(jiān)控系統(tǒng)。b)110kV隔離開關(guān)、與相應(yīng)的斷路器和接地刀閘之間，裝設(shè)閉鎖裝置。c)110kV變電所監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為站級(jí)層和間隔層，網(wǎng)絡(luò)按雙網(wǎng)考慮，通信介質(zhì)采用光纖。站級(jí)層采用總線型?！?.6.1升壓站的控制、測(cè)量、信號(hào)47§5.6.1升壓站的控制、測(cè)量、信號(hào)（2）監(jiān)控系統(tǒng)的功能：運(yùn)行監(jiān)視功能事故順序記錄和事故追憶功能運(yùn)行管理功能遠(yuǎn)動(dòng)功能運(yùn)行管理功能§5.6.1升壓站的控制、測(cè)量、信號(hào)48§5.6.1升壓站的控制、測(cè)量、信號(hào)（3）電測(cè)量：

全站配置一套計(jì)費(fèi)裝置，關(guān)口計(jì)費(fèi)點(diǎn)設(shè)置為：產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)，即在變電站110kV出線及對(duì)側(cè)變電站接入間隔中實(shí)施。

同時(shí)在本站配置一臺(tái)電量采集器，完成對(duì)電能表的數(shù)據(jù)采集。電度測(cè)量選擇智能式電子電度表（4）信號(hào)及其傳遞：信號(hào)分為電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，電氣設(shè)備和線路事故和故障信號(hào)。按《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)可行性研究報(bào)告》將系統(tǒng)要求的遙測(cè)量和遙信信號(hào)通過(guò)相互獨(dú)立的通道傳輸?shù)降卣{(diào)。§5.6.1升壓站的控制、測(cè)量、信號(hào)49

§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)（1）110kV主變壓器保護(hù)：

主變壓器保護(hù)：配置一套二次諧波制動(dòng)原理的微機(jī)型縱差保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作跳變壓器各側(cè)斷路器。

差動(dòng)保護(hù)是變壓器的基本電氣量主保護(hù)，用于保護(hù)變壓器本身故障，其原理為基爾霍夫電流定律，將變壓器看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)，則流入變壓器的電流應(yīng)該和流出的相同。k1?KDIr.TA1???II.III.TA2I1.I2.k2?KDIr.TA1???II.III.TA2I1.I2.雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)單相原理接線圖§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)k1?KDIr.TA1?50

§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)除了比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)，一般還裝設(shè)差動(dòng)速斷保護(hù)用于快速動(dòng)作于較為嚴(yán)重的故障。非電量保護(hù)：重瓦斯、輕瓦斯、油溫、繞組溫度、壓力釋放，保護(hù)動(dòng)作于發(fā)信號(hào)。非電量保護(hù)也用于保護(hù)變壓器本體除了裝設(shè)主保護(hù)，變壓器還裝設(shè)有后備保護(hù)，后備保護(hù)用于防御變壓器本身和外部系統(tǒng)的故障，常見的后備保護(hù)是用于防止相見短路的電流保護(hù)和用于防止接地短路的零序電流和零序電壓保護(hù)?！?.6.2升壓站的繼電保護(hù)51

§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)容量較大的變壓器則一般采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)

在220kV以上系統(tǒng)，為了保護(hù)變壓器本身，復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流還需要加裝方向元件

為了防御外部或變壓器本體的接地故障，還裝設(shè)有零序電流和零序電壓保護(hù)

此外，變壓器還裝設(shè)有主變過(guò)負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于發(fā)信、啟動(dòng)風(fēng)扇、閉鎖有載調(diào)壓，或跳低壓側(cè)分段斷路器?！?.6.2升壓站的繼電保護(hù)52

§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)（2）110kV或220kV線路保護(hù)：

對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)中的220kV或110kV線路保護(hù)，也需要裝設(shè)相應(yīng)的線路保護(hù)對(duì)于國(guó)內(nèi)成套式線路保護(hù)來(lái)講，110kV線路保護(hù)常裝設(shè)有三段式距離保護(hù)和四段式零序保護(hù)，成套保護(hù)本身一般還裝設(shè)有自動(dòng)重合閘，用于區(qū)分線路的瞬時(shí)性故障和永久性故障

對(duì)于220kV及以上的電氣設(shè)備要求繼電保護(hù)雙重化配置，即裝配兩套獨(dú)立工作的繼電保護(hù)裝置，同時(shí)一般加裝可以保護(hù)線路全長(zhǎng)的全線速動(dòng)保護(hù)，即高頻、電流差動(dòng)保護(hù)。§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)53

§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)（3）站用變保護(hù)

設(shè)置電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于跳開所用變斷路器。零序過(guò)電流保護(hù)，動(dòng)作于跳開主變低壓側(cè)斷路器。

（4）10~35kV進(jìn)線保護(hù)

限時(shí)電流速斷、過(guò)電流、零序過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于斷開本進(jìn)線斷路器?！?.6.2升壓站的繼電保護(hù)54

§5.6.2升壓站的繼電保護(hù)（5）10~35kV電容器保護(hù)裝設(shè)限時(shí)電流速斷、定時(shí)限過(guò)電流、過(guò)欠電壓、不平衡電壓、零序過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于斷開電容器回路斷路器。（6）其它配置

一般要配置一個(gè)錄波裝置柜，記錄設(shè)備事故時(shí)的線路和主變電流電壓等參數(shù)值的變化波形。線路及主變部分綜自設(shè)備布置在主控室或單獨(dú)的繼電器室?！?.6.2升壓站的繼電保護(hù)55§5.6.3升壓站的操作電源系統(tǒng)

操作電源系統(tǒng)包括直流和交流系統(tǒng)

變電所直流系統(tǒng)電壓采用DC220V交流電源供電的集中監(jiān)控設(shè)備可由交流不停電電源供電?！?.6.3升壓站的操作電源系統(tǒng)56§5.6.4升壓站的圖像監(jiān)控圖象監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視的場(chǎng)所包括：主變壓器、電容器室、GIS室、高低壓開關(guān)室、進(jìn)廠大門、主要風(fēng)機(jī)位等重要部位

監(jiān)控系統(tǒng)可采用具有多媒體技術(shù)支持?jǐn)?shù)字式裝置。主要由三部分組成：第一部分在主要監(jiān)視的場(chǎng)所的各個(gè)重要部位，安裝監(jiān)控前端設(shè)備－一體化球機(jī)；第二部分為傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要完成將前端設(shè)備的音視頻信號(hào)和監(jiān)控信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并預(yù)留遠(yuǎn)程傳輸接口，傳輸介質(zhì)采用同軸電纜或光纖；第三部分為監(jiān)控中心，主要包括多媒體數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)、長(zhǎng)時(shí)間錄像機(jī)、打印機(jī)等?！?.6.4升壓站的圖像監(jiān)控57§5.7變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)

變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)把電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和現(xiàn)代電力電子技術(shù)等相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成對(duì)變電站全部設(shè)備的監(jiān)視、測(cè)量和控制。國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化經(jīng)歷了以下三個(gè)發(fā)展階段：1．20世紀(jì)70年代以前的傳統(tǒng)變電站階段2．內(nèi)含微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)RTU的變電站階段3．變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展階段§5.7變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)58§5.7.1

變電站綜合自動(dòng)化的功能①微機(jī)繼電保護(hù)功能；②遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU功能；③當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能；④自動(dòng)裝置功能；⑤其他功能；§5.7.1變電站綜合自動(dòng)化的功能59§5.7.1.1

微機(jī)繼電保護(hù)微機(jī)繼電保護(hù)與非微機(jī)的常規(guī)繼電保護(hù)相比具有以下特點(diǎn)：(1)微機(jī)繼電保護(hù)裝置有在線自檢功能(2)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)性能超過(guò)了常規(guī)繼電保護(hù)(3)微機(jī)繼電保護(hù)裝置提供了一些附加功能(4)微機(jī)繼電保護(hù)裝置還提供了重要的附加功能(5)其它特點(diǎn)§5.7.1.1微機(jī)繼電保護(hù)60§5.7.1.1

微機(jī)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化變電站的微機(jī)繼電保護(hù)與非綜合自動(dòng)化變電站的微機(jī)繼電保護(hù)相比又更進(jìn)了一步，例如：(1)通信功能大大增強(qiáng)。(2)能配合變電站監(jiān)控系統(tǒng)共同完成測(cè)控功能，功能強(qiáng)弱視不同的情況而定。(3)更友好的人機(jī)對(duì)話功能?！?.7.1.1微機(jī)繼電保護(hù)61§5.7.1.2遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU功能在發(fā)電廠或變電站內(nèi)按規(guī)約完成遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等功能的設(shè)備，稱為遠(yuǎn)動(dòng)終端終端RTU。遠(yuǎn)動(dòng)終端終端RTU的主要任務(wù)是，將表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的各發(fā)電廠和變電站的有關(guān)實(shí)時(shí)信息采集到調(diào)度控制中心；把調(diào)度控制中心的命令發(fā)往發(fā)電廠和變電所，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

§5.7.1.2遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU功能62§5.7.1.3

當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)主要功能如下：（1）數(shù)據(jù)采集功能（2）事件順序記錄與事故追憶功能（3）操作控制功能（4）運(yùn)行監(jiān)視（5）越限報(bào)警功能（6）人機(jī)聯(lián)系功能（7）數(shù)據(jù)處理與記錄功能§5.7.1.3當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)63§5.7.1.4自動(dòng)裝置功能：變電站常見自動(dòng)裝置包括：故障錄波及測(cè)距裝置、電壓無(wú)功控制綜合裝置、低頻減載裝置、備自投裝置、小電流接地裝置?！?.7.1.4自動(dòng)裝置功能：64§5.7.2

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

1．系統(tǒng)綜合化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的綜合化有兩點(diǎn)含義：

(1)硬件綜合化。繼電保護(hù)可以和遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU進(jìn)行硬件綜合，即繼電保護(hù)承擔(dān)全部或部分的RTU功能。遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU也可以和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行硬件綜合。(2)信息管理綜合化。就是把繼電保護(hù)、RTU和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)等產(chǎn)生的信息綜合起來(lái)?！?.7.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)65§5.7.2

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

2．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布分層分散化。

分布式結(jié)構(gòu)是指把一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)；各個(gè)子系統(tǒng)并行、協(xié)同工作；各個(gè)子系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，共享信息；共同完成整個(gè)系統(tǒng)各項(xiàng)功能。

分層結(jié)構(gòu)是指將系統(tǒng)縱向分為多個(gè)層次，以利于發(fā)揮不同層次的特點(diǎn)。系統(tǒng)分散化是指系統(tǒng)的組成部分就地安裝。

3．信息通信網(wǎng)絡(luò)化。4．人機(jī)聯(lián)系人性化?！?.7.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)66§5.7.3

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷史來(lái)看，其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分布式系統(tǒng)集中組屏、面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹胶腿稚⑹降人姆N類型?！?.7.3變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)67§5.7.3.1

集中式結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是由以下兩大部分組成：(1)一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)完成變電站所有繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的功能。(2)一臺(tái)或多臺(tái)工控機(jī)完成RTU功能、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能、人機(jī)聯(lián)系功能?！?.7.3.1集中式結(jié)構(gòu)68§5.7.3.1

集中式結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖§5.7.3.1集中式結(jié)構(gòu)69§5.7.3.2

分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)為了解決集中式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的引起問(wèn)題，這種系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)。其最主要的特點(diǎn)是把集中式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的工控機(jī)用多個(gè)小計(jì)算機(jī)系統(tǒng)代替，以減輕工控機(jī)的工作、提高系統(tǒng)的可靠性?！?.7.3.2分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)70§5.7.3.3面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹浇Y(jié)構(gòu)這種分層分布分散式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)按縱向分為三層：間隔層，網(wǎng)絡(luò)層，變電站層。每個(gè)間隔層由多種不同的單元設(shè)備組成。變電站層是指直接面向當(dāng)?shù)乇O(jiān)控人員和調(diào)度用戶的高層設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)層包括間隔層上的通信接口、通信導(dǎo)線和變電站層通信接口等通信設(shè)備。§5.7.3.3面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹浇Y(jié)構(gòu)71§5.7.3.3面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹浇Y(jié)構(gòu)所謂的“面向?qū)ο蟆笔侵赴验g隔層按所屬一次設(shè)備的不同劃分為不同的間隔

這種系統(tǒng)的特點(diǎn)很多，最主要的特點(diǎn)是：(1)面對(duì)對(duì)象進(jìn)行適當(dāng)綜合。(2)系統(tǒng)分散化?！?.7.3.3面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹浇Y(jié)構(gòu)這種系統(tǒng)的72§5.7.3.3面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹浇Y(jié)構(gòu)10kV配電室、開關(guān)柜和安裝在開關(guān)柜上的線路保護(hù)裝置§5.7.3.3面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹浇Y(jié)構(gòu)10kV配電73§5.7.3.4

全分散式的結(jié)構(gòu)它在面向?qū)ο蟮姆謱臃植挤稚⑹浇Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上更進(jìn)了一步：(1)取消了保護(hù)管理機(jī)，電能管理機(jī)，可靠性更高。(2)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控主機(jī)直接接在網(wǎng)絡(luò)上，與總控機(jī)不直接通訊。即當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能與遠(yuǎn)動(dòng)功能基本分開，可靠性更高。(3)間隔層分散安裝在開關(guān)柜上。

(4)主控室內(nèi)的變電站層（監(jiān)控主機(jī)等），直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與間隔層聯(lián)系?！?.7.3.4全分散式的結(jié)構(gòu)74§5.7.3.4

全分散式的結(jié)構(gòu)完全分散式結(jié)構(gòu)示意圖§5.7.3.4全分散式的結(jié)構(gòu)75§5.7.3.4

全分散式的結(jié)構(gòu)

上圖是某公司的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)典型配置圖。它取消了集中式的管理機(jī)，很接近完全分散式的結(jié)構(gòu)形式?！?.7.3.4全分散式的結(jié)構(gòu)

上圖是某公司的變76風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院朱永強(qiáng)張旭主編普通高等教育“十一五”電氣信息類規(guī)劃教材風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)華北電力大學(xué)普通高等教育“十一五”電氣信息類規(guī)第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)關(guān)注的問(wèn)題電氣二次系統(tǒng)的概念和功能是什么？主要設(shè)備的種類有哪些？主要的電氣二次回路，電氣二次系統(tǒng)的圖形表示方法風(fēng)電場(chǎng)和升壓變電站電氣二次系統(tǒng)的構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)教學(xué)目標(biāo)了解電氣二次部分的含義和功能，其主要設(shè)備及其原理和功能，掌握電氣二次系統(tǒng)的圖形表示方法，了解風(fēng)電場(chǎng)和升壓變電站電氣二次系統(tǒng)的構(gòu)成，對(duì)我國(guó)目前普遍采用的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)有一定認(rèn)知。第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)關(guān)注的問(wèn)題教學(xué)目標(biāo)78第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)

對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備，稱為二次設(shè)備，如熔斷器、控制開關(guān)、繼電器、控制電纜等。

由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為二次回路或二次接線系統(tǒng)。第5章風(fēng)電場(chǎng)電氣二次系統(tǒng)

對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、79§5.1繼電器§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理在電路中，繼電器控制邏輯的實(shí)現(xiàn)依賴于其自身結(jié)構(gòu)，即線圈和觸點(diǎn)的基本設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的電磁型繼電器由線圈、觸點(diǎn)以及它們的接線端子和可動(dòng)鐵片、復(fù)位彈簧組成。觸點(diǎn)端子觸點(diǎn)端子線圈端子

線圈端子觸點(diǎn)線圈部分可動(dòng)鐵片當(dāng)繼電器線圈帶電后，繼電器觸點(diǎn)在可動(dòng)鐵片的帶動(dòng)下位置發(fā)生變化，這是線圈中流過(guò)電流所產(chǎn)生的電磁力吸引可動(dòng)鐵片的結(jié)果。i§5.1繼電器§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理觸點(diǎn)端子觸80§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理繼電器的線圈和觸點(diǎn)可以分別接入不同的電路中，從而實(shí)現(xiàn)由線圈至觸點(diǎn)的順序控制。

線圈可以反映不同的電氣量，進(jìn)而用于實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)位置的變換。通常所要反映的電氣量有若干種，例如某一特定電壓/電流（可以是交流也可以是直流）的有或無(wú)、大或小，等等，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的各種邏輯。

繼電器的觸點(diǎn)也可以有不同的邏輯。依靠不同類型的線圈和不同類型的觸點(diǎn)，繼電器可以實(shí)現(xiàn)二次回路中比較復(fù)雜的邏輯?！?.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理81§5.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理BSHD電路1電路2+－5V－+220V按鈕BS的觸點(diǎn)處于打開位置，電路1開路，繼電器線圈不帶電，連接于電路2中的繼電器觸點(diǎn)處于打開位置。當(dāng)按鈕按下時(shí)，電路1接通，繼電器線圈中有電流流過(guò)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，形成線圈對(duì)可動(dòng)鐵片的吸附，連接于電路2中的繼電器觸點(diǎn)閉合，接于電路2中的燈泡會(huì)亮起來(lái)?！?.1.1繼電器的結(jié)構(gòu)和原理BSHD電路1電路2+－5V－82§5.1.2

繼電器表示符號(hào)在專業(yè)研究和工程實(shí)踐中，往往采用類似于電氣主接線（一次系統(tǒng)）的處理方式，以簡(jiǎn)化的符號(hào)來(lái)表示繼電器和二次電路。395786421繼電器內(nèi)部示意+220V-220V+220V-220V-220V+220V+220V-220VHDLDHAKCSB電路1電路2電路4電路3圖中的繼電器有8個(gè)接線端子，其線圈通過(guò)7-8端子與外部電路連接、1-2端子間為常開觸點(diǎn)、4-6端子間接有延時(shí)閉合的常閉觸點(diǎn)、5-9端子間為常閉觸點(diǎn)、5-3端子間為常開觸點(diǎn)，而端子5是端子3和9的公共端子?！?.1.2繼電器表示符號(hào)395786421繼電器內(nèi)部83§5.1.2

繼電器表示符號(hào)除電磁型繼電器外還有晶體管繼電器、靜態(tài)繼電器及微機(jī)繼電器等，分別采用二極管、集成電路和微處理器等元件來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的邏輯。對(duì)于復(fù)雜的電氣二次系統(tǒng)，需要采用各種不同種類的繼電器來(lái)構(gòu)建二次電路，實(shí)現(xiàn)其控制、監(jiān)視和保護(hù)等功能?！?.1.2繼電器表示符號(hào)84§5.1.3常用的繼電器類型在電氣二次系統(tǒng)中常見的繼電器有：電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、功率方向繼電器、差動(dòng)繼電器、沖擊繼電器、信號(hào)繼電器，等等。這些繼電器的主要區(qū)別在于其控制電路的不同?！?.1.3常用的繼電器類型85§5.1.3.1電流繼電器電流繼電器反映一次回路中的電流越限，常用于二次系統(tǒng)的保護(hù)回路，例如用于電機(jī)、變壓器和輸電線路等設(shè)備的過(guò)負(fù)荷及短路保護(hù)。它的繼電器線圈接入CT的二次側(cè)交流電流回路，觸點(diǎn)則引出至直流控制回路，用以啟動(dòng)時(shí)間繼電器的動(dòng)作或直接觸發(fā)斷路器分閘?！?.1.3.1電流繼電器86§5.1.3.1電流繼電器21436587啟動(dòng)時(shí)間繼電器或直接接于控制回路觸發(fā)斷路器QF跳閘ICIC＇QFXX線繼電器端子接線圖繼電器接線端子2和8之間的兩個(gè)線圈串聯(lián)，2和8端子和繼電器外部的CT交流電路相連，用于判別某線路中C相電流是否超過(guò)繼電器的整定值。當(dāng)電流越限時(shí)，繼電器接線端子1和3之間的常開觸點(diǎn)閉合，觸發(fā)保護(hù)回路中的時(shí)間繼電器動(dòng)作，或直接用于控制回路中的斷路器跳閘。§5.1.3.1電流繼電器21436587啟動(dòng)時(shí)間繼電器87§5.1.3.2電壓繼電器電壓繼電器用于繼電保護(hù)裝置中的過(guò)電壓保護(hù)或欠電壓閉鎖其線圈接入PT二次側(cè)的交流電壓小母線上，觸點(diǎn)用于啟動(dòng)控制回路跳閘或與其它保護(hù)繼電器組成相關(guān)保護(hù)邏輯。21436587繼電器端子接線圖A

BCNPT二次交流電壓小母線至其它保護(hù)裝置至其它保護(hù)裝置閉鎖其它回路電壓繼電器引入PT二次交流電壓小母線的A、C相之間的線電壓，用于閉鎖其它保護(hù)元件。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，接線端子2和8串聯(lián)的線圈帶有100V左右的電壓，其常閉觸點(diǎn)此時(shí)打開，實(shí)現(xiàn)對(duì)其它電路的閉鎖；當(dāng)AC之間的線電壓降低到整定值時(shí)，觸點(diǎn)閉合，將外部電路開放?！?.1.3.2電壓繼電器21436587繼電器端子接88§5.1.3.3功率繼電器：功率繼電器判別某支路上流過(guò)的功率的方向，動(dòng)作限值是一個(gè)角度區(qū)間。當(dāng)電流和電壓的相角差處于某一設(shè)定的區(qū)間內(nèi)時(shí)，繼電器動(dòng)作。ABCN至其它保護(hù)裝置至其它保護(hù)裝置214365繼電器端子接線圖I*U*IaIa＇QFPTCT常用的采用90°接線的功率繼電器如圖所示，其接線端子5和6之間的電壓線圈接BC相電壓，而接線端子2和4之間的電流線圈接入A相電流。當(dāng)電壓和電流的相角差落于整定區(qū)間內(nèi)時(shí)，繼電器接線端子1和3之間的常開觸點(diǎn)§5.1.3.3功率繼電器：ABCN至其它保護(hù)裝置89§5.1.3.4差動(dòng)繼電器：圖中繼電器的節(jié)點(diǎn)端子2、5、3及1采用星型接法，分別與變壓器高、中、低三側(cè)的C相CT相接，在繼電器內(nèi)部經(jīng)過(guò)變流器匯流形成差流；差流再變換到二次繞組上，接于二次繞組的電流繼電器感應(yīng)差流的大小，決定是否動(dòng)作；當(dāng)差流越限（時(shí)，繼電器接線端子10和12之間的常開觸點(diǎn)閉合?！?.1.3.4差動(dòng)繼電器：圖中繼電器的節(jié)點(diǎn)端子2、5、90§5.1.3.5

時(shí)間繼電器常由其它繼電器或控制元件啟動(dòng)，用以判別某一狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間，使被控設(shè)備或電路按照預(yù)定的時(shí)間動(dòng)作。436521送去斷路器操作機(jī)構(gòu)87KM+KM-繼電器端子接線圖KA圖為由電流繼電器和時(shí)間繼電器組成的帶時(shí)限過(guò)電流邏輯電路當(dāng)電流繼電器KA觸點(diǎn)閉合后，時(shí)間繼電器的線圈帶電，但接線端子4和6之間的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)并不閉合，只有當(dāng)KA觸點(diǎn)持續(xù)閉合，時(shí)間繼電器線圈持續(xù)帶電超過(guò)時(shí)間繼電器整定的時(shí)間后，4和6之間的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)才閉合，給斷路器操作機(jī)構(gòu)發(fā)出跳閘命令?！?.1.3.5時(shí)間繼電器436521送去斷路器87K91§5.1.3.6中間繼電器中間繼電器常用于二次系統(tǒng)中增加某一控制電路觸點(diǎn)數(shù)量和容量43652187BM+BM-繼電器端子接線圖KAKM1+KM2+KM3+斷路器1操作機(jī)構(gòu)斷路器2操作機(jī)構(gòu)斷路器3操作機(jī)構(gòu)KM1-KM2-KM3-當(dāng)電流繼電器KA觸點(diǎn)閉合后，中間繼電器的線圈帶電，其三個(gè)常開觸點(diǎn)閉合，閉合的觸點(diǎn)用于觸發(fā)多個(gè)斷路器操作機(jī)構(gòu)的跳閘。通過(guò)本例可以看出，使用中間繼電器可以方便地實(shí)現(xiàn)將某一控制命令下發(fā)到多個(gè)控制回路中?！?.1.3.6中間繼電器43652187BM+BM-92§5.1.4繼電保護(hù)的接線圖§5.1.4.1

原理接線圖在二次系統(tǒng)的應(yīng)用中常采用原理接線圖來(lái)描述某一設(shè)備的繼電保護(hù)動(dòng)作原理。CAKA1KA2KA1KA2XBKSKSQFQFYT至信號(hào)++-KA1、KA2交流電流繼電器KS信號(hào)繼電器QF斷路器YT斷路器跳閘線圈XB連接片（壓板）上圖為10kV及35kV線路中常用的采用兩相CT作為相間保護(hù)的電流速斷保護(hù)原理圖。原理接線圖只描述繼電保護(hù)回路搭建的基本原理§5.1.4繼電保護(hù)的接線圖CAKA1KA2KA1KA93§5.1.4.2展開接線圖展開圖對(duì)于二次回路的描述是按照回路表示的，由于不同的回路實(shí)現(xiàn)不同的功能，因此它其實(shí)是以功能來(lái)描述二次回路的。KA2KA1TAaTAcA411C411N411KA1KA2KSXBQFYTKS至信號(hào)+-交流回路速斷保護(hù)直流回路電源跳閘回路信號(hào)整個(gè)回路的布置采用從上往下、從左往右的方式來(lái)描述邏輯功能的實(shí)現(xiàn)。為了便于理解，圖形描述的右側(cè)一般需要加入對(duì)回路的文字描述。相間電流速斷保護(hù)的展開接線圖§5.1.4.2展開接線圖KA2KA1TAaTAcA494§5.2

二次部分的其它元件

§5.2.1接觸器接觸器的原理和繼電器類似，電力系統(tǒng)中常用的電磁型的接觸器，也是依靠線圈帶電來(lái)吸附觸點(diǎn)的分合。在電氣二次部分，接觸器常用于斷路器的合閘，其線圈接于斷路器的操作回路，觸點(diǎn)接入合閘回路，用以分合較大的合閘電流?！?.2二次部分的其它元件

§5.2.1接觸器95§5.2.1接觸器斷路器輔助觸點(diǎn)不同于繼電器觸點(diǎn)，它是位置觸點(diǎn)，聯(lián)動(dòng)于斷路器位置的變化，當(dāng)斷路器處于分位時(shí)，常開觸點(diǎn)為分、常閉觸點(diǎn)為合，斷路器分閘時(shí)則剛好相反。為了顯示斷路器的當(dāng)前狀態(tài)，在電動(dòng)合閘回路和電動(dòng)分閘回路中并聯(lián)有紅綠燈指示回路。在電力系統(tǒng)中常用紅燈表示斷路器處于合閘位置，綠燈表示斷路器處于分閘位置；但電路連接中，卻是綠燈串聯(lián)高電阻接入合閘回路，而紅燈串聯(lián)高電阻接入分閘回路?！?.2.1接觸器96§5.2.1接觸器SB1SB2LDRHDYTKMQFQFRFU1FU2FU3FU4KMKMYC+-控制小母線熔斷器電動(dòng)合閘回路綠燈指示回路電動(dòng)跳閘回路紅燈指示回路合閘回路+-QF1234SB1和斷路器QF常閉輔助觸點(diǎn)（1、2之間）、合閘接觸器KM的線圈形成合閘回路；SB2和斷路器QF常開輔助觸點(diǎn)（3、4之間）、跳閘線圈YT形成跳閘回路?！?.2.1接觸器SB1SB2LDRHDYTKMQFQFR97§5.2.1接觸器當(dāng)斷路器QF為分閘狀態(tài)時(shí)，其常開輔助觸點(diǎn)為分位（3、4之間），常閉輔助觸點(diǎn)為合位（1、2之間）。綠燈由于帶有電壓發(fā)出平光，指示斷路器當(dāng)前處于分閘位置。當(dāng)合閘按鈕SB1按下時(shí)，接觸器流過(guò)較大電流，其觸點(diǎn)閉合，合閘線圈YC帶電，將斷路器QF閉合。常開觸點(diǎn)閉合（3、4之間），而常閉觸點(diǎn)（1、2之間）打開。觸器KM的線圈都不再帶電，其觸點(diǎn)打開，合閘線圈也不再帶電。紅燈則發(fā)出平光，指示斷路器處于合閘位置?！?.2.1接觸器98§5.2.2控制開關(guān)除了一些簡(jiǎn)單控制回路以外，常用控制開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的復(fù)雜邏輯控制。手柄接線端子所示為L(zhǎng)W15型控制開關(guān)，其正面有用于人工控制的手柄，手柄有三個(gè)位置，中間位置可以順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°。其后部為接線端子，用來(lái)連接電路，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于電路的控制。手柄位置觸點(diǎn)45°0°

45°12×34××56××78×910ק5.2.2控制開關(guān)手柄接線端子所示為L(zhǎng)W15型控制開99§5.2.2控制開關(guān)LDRHDYTKMQFQFRFU1FU2FU4KM+-控制小母線熔斷器電動(dòng)合閘回路綠燈指示回路電動(dòng)跳閘回路紅燈指示回路合閘回路WC+WC-123412345678WL+故障跳閘閃光指示KMQFM708+-700910SAFU3YCSA事故音響回路KA保護(hù)跳閘56

應(yīng)用了控制開關(guān)的斷路器控制回路簡(jiǎn)化示意圖§5.2.2控制開關(guān)LDRHDYTKMQFQFRFU1F100§5.2.2控制開關(guān)上圖中控制開關(guān)的引入不僅實(shí)現(xiàn)了斷路器的合閘和分閘，還引入閃光指示回路及事故音響回路作為故障后的燈光和音響信號(hào)指示。圖中還引入了外部保護(hù)電路中保護(hù)繼電器的觸點(diǎn)KA，它接入斷路器控制回路中，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，其對(duì)應(yīng)保護(hù)繼電器動(dòng)作觸發(fā)故障電氣設(shè)備相關(guān)斷路器跳閘，將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除出去?！?.2.2控制開關(guān)101§5.2.2控制開關(guān)斷路器合閘過(guò)程：手柄一般處于0°位置，5、6間的觸點(diǎn)閉合，此時(shí)斷路器QF常開輔助觸點(diǎn)在合位，因此WL+、SA5、SA6、LD、R、QF1、QF2、KM、WC-形成回路。LD會(huì)發(fā)出閃光。手柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，SA1和SA2將接通，其它觸點(diǎn)斷開。KM觸點(diǎn)閉合，導(dǎo)通合閘回路，使得斷路器合閘。合閘后，手柄將自動(dòng)返回到0°位置。此時(shí)斷路器QF常開輔助觸點(diǎn)閉合、常閉輔助觸點(diǎn)打開。紅燈指示回路中WC+、HD、R、QF3、QF4、YT、WC-形成回路，紅燈平光。§5.2.2控制開關(guān)102§5.2.2控制開關(guān)

故障跳閘過(guò)程：

KA的閉合將直接導(dǎo)致：WC+、KA、QF3、QF4、YT和WC-之間形成回路，最終WC+和WC-上的電壓完全作用于跳閘線圈YT上，斷路器跳閘。斷路器跳閘后其輔助觸點(diǎn)的位置發(fā)生變化，將導(dǎo)致結(jié)果：1）事故音響回路中的M708+、SA9、SA10（此時(shí)手柄位置未發(fā)生變化）、QF5、QF6、-700導(dǎo)通，M708+接入中央信號(hào)回路（上圖中未顯示）,發(fā)出事故音響。2）WL+、SA5、SA6、LD、R、QF1、QF2、KM、WC-形成回路，綠燈閃光指示當(dāng)前斷路器位置異常?！?.2.2控制開關(guān)103§5.2.3

小母線在二次系統(tǒng)中，除了直流電源小母線用于給不同的設(shè)備分配電能，交流電壓小母線和輔助小母線主要用于集中和分配信號(hào)。

直流電源小母線用于實(shí)現(xiàn)直流屏柜向不同的保護(hù)裝置、測(cè)控裝置等設(shè)備供電。

交流電壓小母線用于PT二次側(cè)電壓信號(hào)向不同保護(hù)測(cè)量裝置的分配。在發(fā)電廠及變電站中，根據(jù)控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等的需要，可設(shè)置輔助小母線，這些小母線分別布置在控制室的屏上和配電裝置內(nèi)?！?.2.3小母線104§5.2.4接線端子、電纜和絕緣導(dǎo)線繼電器、接觸器、控制開關(guān)、指示燈、各類保護(hù)和自動(dòng)裝置等基本元件，需要連接成可以實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)測(cè)量、控制、監(jiān)視和保護(hù)功能的電路。這些設(shè)備的連接需要依靠導(dǎo)體和接線端子來(lái)實(shí)現(xiàn)。常用的導(dǎo)體為絕緣導(dǎo)線和電纜，絕緣導(dǎo)線主要用于屏內(nèi)或裝置內(nèi)配線，而電纜用于連接距離較遠(yuǎn)的設(shè)備。

屏柜或裝置內(nèi)部的連線一般以絕緣導(dǎo)線來(lái)實(shí)現(xiàn)。

屏柜之間、室內(nèi)外之間的二次設(shè)備的連接則需要采用控制電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)。

接線端子是二次系統(tǒng)中用于連接屏柜內(nèi)部和外部的連接元件§5.2.4接線端子、電纜和絕緣導(dǎo)線105§5.2.5

成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置

成套式的保護(hù)裝置，即將保護(hù)元件、控制元件等集中于單一裝置中，裝設(shè)于保護(hù)、測(cè)控屏柜中提供給用戶使用。用戶只需要使用電纜將保護(hù)、測(cè)控屏柜和其他屏柜及斷路器等設(shè)備連接起來(lái)就完成了二次回路的構(gòu)建?！?.2.5成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置106§5.2.5

成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置所示為國(guó)外常見的元件組屏方式，微機(jī)繼電器、電磁型繼電器、控制把手等元件都布置于屏柜表面，一些連接需要運(yùn)行人員自行完成。圖為我國(guó)普遍采用的成套保護(hù)和測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控功能的具體元件集成在單一的裝置之中，不需要運(yùn)行人員關(guān)注如何連接?！?.2.5成套保護(hù)裝置和測(cè)控裝置所示為國(guó)外常見的元件組107§5.3

二次回路

電氣二次部分的測(cè)量、監(jiān)視、控制和保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，需要由各類繼電器、控制開關(guān)、指示燈等元件搭建相應(yīng)的電路，這些功能不同的電路統(tǒng)稱為二次回路。

根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的功能，二次回路可以分為：保護(hù)回路，控制回路，測(cè)量和監(jiān)視回路，信號(hào)回路，為其提供電源的直流電源系統(tǒng)?！?.3二次回路

電氣二次部分的測(cè)量、監(jiān)視、控制和108§5.3.1

保護(hù)回路繼電保護(hù)回路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備和電力系統(tǒng)的保護(hù)功能，它引入CT和PT采集的電流和電壓并進(jìn)行分析，最終通過(guò)跳閘或合閘繼電器的觸點(diǎn)將相關(guān)的跳閘/合閘邏輯傳遞給對(duì)應(yīng)的斷路器控制回路?！?.3.1保護(hù)回路109§5.3.2控制回路控制回路的控制對(duì)象主要是斷路器、隔離開關(guān)?？刂苹芈凡粌H要求可以人工對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行操作，還要可以引入繼電器等設(shè)備的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。對(duì)于斷路器和隔離開關(guān)的控制可以采用遠(yuǎn)方控制或就地控制方式。在控制回路中需要有直流電源，這是因?yàn)榭刂苹芈分性O(shè)備的運(yùn)行需要電能，同時(shí)控制回路功能的實(shí)現(xiàn)還依賴于可以傳遞邏輯的電信號(hào)。§5.3.2控制回路110§5.3.3測(cè)量回路

測(cè)量回路是由各種測(cè)量?jī)x表及其相關(guān)回路組成的，其作用是指示和記錄一次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以便運(yùn)行人員掌握一次設(shè)備運(yùn)行情況。它是分析電能質(zhì)量、計(jì)算經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、了解系統(tǒng)潮流和主設(shè)備運(yùn)行工況的主要依據(jù)。測(cè)量回路分為電流回路與電壓回路?！?.3.3測(cè)量回路111§5.3.4信號(hào)回路

信號(hào)系統(tǒng)由信號(hào)發(fā)送機(jī)構(gòu)、接收顯示元件及其傳遞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其作用是準(zhǔn)確、及時(shí)地顯示出相應(yīng)的一次設(shè)備的工作狀態(tài)，為運(yùn)行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。信號(hào)回路按其電源可分為強(qiáng)電信號(hào)回路和弱電信號(hào)回路。按其用途可分為位置信號(hào)、事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)、指揮信號(hào)和聯(lián)系信號(hào)。

事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)都需要在主控室或集中控制室中反映出來(lái)，他們是電氣設(shè)備各信號(hào)的中央部分，通常稱為中央信號(hào)將事故信號(hào)、預(yù)告信號(hào)回路及其他一些公共信號(hào)回路集中在一起成為一套裝置，稱為中央信號(hào)裝置§5.3.4信號(hào)回路112§5.3.5操作電源系統(tǒng)

在變電站中，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、控制回路、信號(hào)回路及其他二次回路的工作電源，稱為操作電源。操作電源系統(tǒng)，由電源設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。變電站的操作電源有直流操作電源和交流操作電源兩種?！?.3.5操作電源系統(tǒng)113§5.3.5操作電源系統(tǒng)

直流操作電源又可分為獨(dú)立式直流電源和非獨(dú)立式直流電源。獨(dú)立式直流電源有蓄電池直流電源和電源變換式直流電源；非獨(dú)立式直流電源有硅整流電容儲(chǔ)能直流電源和復(fù)式整流直流電源。

交流操作電源系統(tǒng)就是直接使用交流電源，正常運(yùn)行時(shí)一般由PT或站用變壓器作為斷路器的控制和信號(hào)電源，故障時(shí)由CT提供斷路器的跳閘電源。

還有一種交流不間斷電源系統(tǒng)(UPS)，可向需要交流電源的負(fù)荷提供不間斷的交流電源。它的基本原理是將來(lái)自蓄電池的直流變換成正弦交流電?！?.3.5操作電源系統(tǒng)114§5.4

相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖

實(shí)際工程應(yīng)用中要采用安裝接線圖來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的連接，安裝接線圖的完成要依賴于相對(duì)編號(hào)法則來(lái)實(shí)現(xiàn)。+BM-BM1D281D52…

……

…圖為一個(gè)保護(hù)測(cè)控屏柜的屏柜布置圖，描述的是保護(hù)測(cè)控屏柜上裝置的實(shí)際布設(shè)，并賦予每個(gè)元件以唯一的編號(hào)。每個(gè)元件的接線端子也進(jìn)行編號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了連接部分的編號(hào)唯一?！?.4相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖

實(shí)際工程應(yīng)用中要采用115§5.4

相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖主控制室至隔離開關(guān)至隔離開關(guān)CT斷路器電纜溝1324二次系統(tǒng)連接示意圖1、繼電保護(hù)屏柜2、室外端子箱

3、斷路器機(jī)構(gòu)箱

4、CT二次接線盒§5.4相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖主控制室至隔離開關(guān)至隔離開關(guān)116§5.4

相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖

屏柜和外部設(shè)備的連接則往往采用回路號(hào)標(biāo)注的方式。至室外XX線端子箱至室外XX線端子箱4×2.5mm28×1.5mm28×1.5mm24×2.5mm28×1.5mm24×1.5mm24×1.5mm24×2.5mm24×2.5mm24×2.5mm2至主控室XX線保護(hù)屏至主控室XX線保護(hù)屏至A相CT至B相CT至C相CT至母線側(cè)刀閘至線路側(cè)刀閘至斷路器機(jī)構(gòu)箱圖分別為繼電保護(hù)接線端子與端子箱的接線?？梢钥闯觯^電保護(hù)、端子箱、斷路器機(jī)構(gòu)箱和CT接線盒等設(shè)備之間由電纜連接，用于傳輸信號(hào)的電纜芯被以唯一的回路號(hào)所標(biāo)注，使得我們可以很清楚這一電纜及其芯線所在二次回路及其功能?！?.4相對(duì)編號(hào)法與安裝接線圖屏柜和外部設(shè)備的連接117§5.5

風(fēng)電廠的二次部分

§5.5.1風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)風(fēng)力發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)分為現(xiàn)地單機(jī)控制、保護(hù)、測(cè)量和信號(hào)以及中控室對(duì)各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控，也可在遠(yuǎn)方（業(yè)主營(yíng)地或調(diào)度機(jī)構(gòu)）對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制器系統(tǒng)包括二部分：第一部分為計(jì)算機(jī)單元，主要功能是控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；第二部分為電源單元，主要功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)同期?！?.5風(fēng)電廠的二次部分

§5.5.1風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)118§5.5.2箱式變電站中變壓器的保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)

變壓器配置高壓熔斷器保護(hù)、避雷器保護(hù)和負(fù)荷開關(guān)，采用高壓熔斷器做為短路保護(hù)，避雷器用于防御過(guò)電壓，負(fù)荷開關(guān)用于正常分合電路，不裝設(shè)專用的繼電保護(hù)裝置。

§5.5.2箱式變電站中變壓器的保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)119§5.5.3風(fēng)