变配电所二次设备概述

第一节课第一节概述变配电所直接与生产和输配电能有关的设备称为一次设备,包括：发电机、变压器、断路器隔离刀闸、母线、互感器、电抗器、移相电容器、避雷器、输配电线路等，由一次设备连接而成的系统称为一次系统．对一次电气设备进行监视测量操纵控制和起保护作用的辅助设备，称为二次设备，如:各种继电器、信号装置、测量仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等．由二次设备连接成的回路称为二次回路或二次系统．二次系统的任务是反映一次系统的工作状态，控制一次系统，并在一次系统发生事故时，能使事故部分退出工作．二次系统中的设备都是低压和弱电设备，数量较多，线路连接复杂．二次系统按二次设备的用途来分,可分为继电保护二次回路，自动装置二次回路，控制系统二次回路，测量仪表二次回路，信号装置二次回路和直流操作电源二次回路等．完整的表明二次回路,需要二次回路接线图和展开图等．第二节原理接线图原理接线图是将继电器及各种电器以集合整体的形式表示,用直线画出它们的相互联系，因而清楚形象的表明了继电保护信号系统和操作控制等的接线和动作原理．在原理图中各开关电器和继电器触点都是按照它们的正常状态表示的,即开关电器在断开位置而继电器线圈没有电流的状态．2。

2。

1 原理接线图的特点原理接线图的特点是一二次回路画在一起，对所有设备具有一个完整的概念．阅读这种接线图的要点是从一次接线看电流的电源;从电流互感器的二次侧看，故障电流出现后继电器的动作顺序，直到使断路器动作及发出信号．第三节展开接线图展开接线图的特点是将交流回路和直流回路分开表示，交流回路又分为电流回路和电压回路；直流回路分为操作回路与信号回路等．第四节安装接线图由于二次设备布置分散，需要用控制电缆将它们连接起来,所以安装时需要安装接线图．安装接线图包括盘面布置图，盘背面接线图和端子排图．第五节继电保护2。

5.1 电气设备的故障电气设备在运行中，由于外力的破坏，内部绝缘击穿以及误操作等原因,可能造成电气设备故障或异常工作状态．电气设备故障最多见的是短路，其中包括三相短路两相短路大电流接地系统的单相接地短路及电气设备内部线圈的匝间短路．电气设备短路故障所引起的后果是多方面的，主要有：①发生短路故障时，产生一个很大的短路电流，引起强电弧或导电回路的严重过热，可能烧坏电气设备;②发生短路时，通过故障设备的短路电流会产生一个很大的电动力，使电气设备遭受机械力破坏；③发生短路故障时，电力系统电压急剧下降，使用户正常生产电源遭到破坏，还会造成设备停电停产；④发生严重短路故障时，若处理不当,会破坏电力系统的稳定运行，使并网发电厂解裂,甚至造成整个电力系统瓦解．给国民经济造成巨大损失．短路电流的计算在三相交流系统中可能发生的短路故障主要有三相短路、两相短路和单相短路，通常,三相短路电流最大。

班级日期1、综合自动化系统屏：主体设备。

对变配电所的主要设备进行自动监测、护。

2、交直流屏:提供交直流电源。

3、网上隔离开关控制屏：对接触网上隔离开关进行远方控制。

4、环境监控屏：实时监测变配电所工作环境：温度、人员非法出入、电缆沟、明火、空调工作状况等。

5、故障标定装置及电缆头绝缘在线监测。

二、变电所综合自动化的基本概念1．变电所综合自动化：应用自动控制技术、计算机信息处理、通信与网络技术等，完成对变电所主要设备和输配电线路的监视、控制、测量、继电保护、远动控制以及调度通信等二次系统功能。

2．变电所综合自动化系统：利用多台微型计算机、接口电路、通信网络等组成的自动化系统，通过收集所需的各种数据和信息，借助计算机的高速计算力和逻辑判班级日期班级日期班级日期TA-21型牵引变电所安全监控及综合自动化系统结构图牵引主变压器是牵引变电所最重要的一次设备，为保证其正常运行，对每一台主变设置一套保护测控单元，按主变主保护、主变后备保护、主变测控三套独立装置设计，每套装置作为一个节点与LonWorks 现场总线交换信息。

完成一台牵引主班级日期班级日期班级日期班级日期图2-41 微机保护装置硬件原理示意图⒈数据采集单元班级日期班级日期⑵开放性。

硬件平台对于未来硬件的升级应具有开放性。

⑶通用性。

不同类型的保护装置应尽可能具有相同的硬件平台。

⑷灵活性和可扩展性。

硬件平台应该适用于不同保护装置的不同需求，对于现场的不同保护应用和对资源的不同需求，可增减相应的模块，完全不必对硬件及软件重新设计。

⑸模块化与智能化状态检测。

装置的硬件数量总体上减少，相互通用，功能模块技术成熟，经历更多的检验与现场考验，因而可靠性更高。

（三）提高微机保护可靠性的措施可靠性是对继电保护装置的基本要求之一，它包括两个方面：不误动和不拒动。

班级日期班级日期班级日期班级日期班级日期班级日期图2-43 SCADA系统结构示意图）调度端调度所的远动装置部分称调度端，一般设于各分局(或总公司)总部。

电气二次部分除一次设备外，变电所还存在大量的二次设备，实现电能的监测与控制、供电系统的监视与保护等。

二次设备包括：电压、电流和电能的测量表计，保护用电压和电流继电器，各类开关的操作控制设备，信号指示设备，自动装置与远动装置等。

一、继电保护的基本概念在供电系统发生故障时,必须尽快地将故障部分从系统中切除,以保障电力设备的安全\限制故障影响范围;同时,还需发出报警信号,通知值班人员检查并采取消除故障的措施.这些涉及到供电系统的继电保护。

所谓继电保护，泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组成的保护系统，具体包括：继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；从而获得电量信息的互感器二次回路、经过继电保护装置、至断路器跳闸线圈的一整套设备。

继电保护装置是一种反应供电系统中电气元件（电力电路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。

如图4-1所示，继电保护装置由三部分组成：被测物理量跳闸或信号测量比较逻辑判断执行输出图4-1 继电保护装置的组成框图马合冷轧110kV变电站为用户终端变电站，为马合冷轧提供电源。

由于钢铁企业内部负荷电流大，工况复杂，出线线路短，线路首末端的短路电流相差无几，保护不易整定，难以配合；另外，其供电系统中非线性负荷、整流、变频调速设备等非线性负荷产生大量谐波和负序分量，将对保护装置产生一定干扰。

所以为保证站内继电保护装置具有高可靠性，性能稳定，站内继电保护装置按《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，结合本变电站的实际情况进行配置。

二、电力变压器的保护电力变压器是供电系统中的重要设备，包括总降压变电所的主变压器和车间变电所或建筑物变电所的配电变压器，它的故障或异常工作状态对供电的可靠性和用户的生产生活将产生严重的影响，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。

变压器的故障按发生在油箱的内外，分为内部故障和外部故障。

二次回路的基本知识一：基本概念为满足电力生产和电力系统安全经济的需要，发电厂和变电所中配置了各种电气设备，其主要任务是生产和输送分配电能、启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的工作、迅速消除故障等。

根据所起作用的不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。

1、一次设备：直接生产、转换和输配电能的设备，称为一次设备。

主要有以下几种：（1)、进行电能生产和转换的设备，如发电机将机械能转换为电能，变压器将电压升高或降低来满足输配电的需要，电动机将电能转换为机械能。

（2）、用于正常或事故时,接通和断开电路的开关设备，如断路器、隔离开关、熔断器、接触器等。

（3）、限制电流和防御过电压的设备，如限制故障电流的限流电抗器，限制过电压的避雷器,保护输电线路免受雷击的避雷线等.（4）、载流导体及其绝缘设备,如裸导体母线、架空线、电缆、绝缘子、穿墙套管等. （5）、仪用互感器，如电流互感器和电压互感器，分别将电路中的大电流变成小电流、高电压变成低电压,供给测量仪表和保护装置使用。

（6)、接地装置。

接地装置用来保证电力系统正常工作或保护人身安全,前者为工作接地，后者为保护接地。

2、二次设备：对一次设备和系统运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称为二次设备，主要有以下几种：（1)、测量表计，如电压表、电流表、功率表和电能表等，用来监视、测量电路的电压、电流、功率、电能等。

（2）、继电保护及自动装置.继电保护的作用是当发生故障时，作用于断路器跳闸，将故障切除。

自动装置用于实现发电厂的自动并列、发电机自动调节励磁、电力系统频率自动调节、输电线路自动重合闸、备用电源自动投入等。

(3)、直流电源设备，如直流发电机组、整流装置、蓄电磁组，用作直流操作、保护、监测设备的直流电源，以及事故照明用电等。

（4)、控制装置和信号装置,如实现配电装置中断路器合闸、跳闸的按钮等操作电器，断路器的位置信号灯、主控制室中用于反映电气设备状态的中央信号装置等。

第一章供配电系统电力工业是国民经济的重要部门之一．它为工业、农业、商业、交通运输和社会生活提供能源。

由于电能能够方便而经济地从其他形式的能量中转换而得，并且方便而经济地传输，以及简便地转换成其他形式的能量（如变换为机械能、光能、热能、化学能等），以广泛应用于社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。

电力工业也因之而成为国民经济和人们生活现代化的基础。

1.1 电力系统电力系统是由发电厂、变电站、电力线路和用电设备联系在一起组成的统一整体，各组成部分分别起到生产、转换、分配、输送和使用电能的作用。

（1）发电厂它是生产电能的工厂，它将其他的天然能源转换成电能。

发电厂的种类很多，根据所利用能源的不同，分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等。

（2）变电所它是电压变换以及电能接受和分配的场所。

由于发电厂一般建立在一次能源产地附近，而电能用户一般又是远离发电厂的，这样就必须将发电厂生产的电能用高电压输送给电能用户。

而发电机发出的电压由于绝缘材料、制造成本等原因，一般为6KV、10KV或15KV，这样就必须将发电厂生产的上述几种电压的电能用变压器升高为35KV、110KV、220KV或500KV的高压电能，输送到电能用户区。

所以，在发电厂就必须建立升压变电所。

由于我国电能用户的用电设备的额定电压一般为380/220V、3KV或6KV，这样，在电能用户区就需要建立降压变电所，将高压电源降低为用电设备所要求的低电压电源。

变电所由电力变压器和配电装置组成。

而对于仅装有受、配电设备，没有电力变压器的，则称为配电所。

（3）电力线路它是输送、变换和分配电能的装备，是联系发电厂和用户的中间环节。

它的任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。

由变电所和各种不同电压等级的电力线路所组成。

（4）电力用户将电能转换成人们所需要的能量的用电设备（又称负载），统称为电能用户。

在电力系统中除去发电厂和用电设备以外的部分称为电力网络，简称电网。

浅析10kV变配电所主要一次\二次电气设备的选择摘要随着我国电气工业的发展，新产品不断涌现。

本文结合变配电所的用途与电气设备运行的情况，在10kv变配电所设计中对一次、二次主要电气设备的选择进行论述。

关键词 10kv；变配电所；电气设备；选择中图分类号tm4 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）47-0161-021电气设备选择的原则10 kv变配电所是工矿企业内部供配电系统重要组成部分，它即包含了将一路或两路10 kv电源分配成多路10kv电源并经线路送至其他用电点，也包含10/0.4kv变电配电部分。

10kv变配电所设计的一个重要环节是一次、二次电气设备的选择，其原则是应便于安装维修，能满足在当地环境下正常运行、能满足短路和过电压等状态的要求，满足《10kv及以下变电所设计规范(gb50053-94)》等规范的要求,并遵循以下几项原则。

1）按正常工作条件选择额定电压和额定电流；2）按短路情况来校验电器设备的动稳定和热稳定；3）按装置地点的三相短路容量来校验高压断路器的遮断容量。

2高压开关柜的选择10 kv变配电所几乎都选用成套开关柜，高压开关柜按结构可分为固定式、移开式。

固定式开关柜中主要有kgn和xgn系列；移开式开关柜主要有jyn和kyn系列。

移开式或手车式柜的代号用大写字母y表示：柜内的主要电器元件是安装在可抽出的手车上的，手车柜有很好的互换性，可以大大提高供电的可靠性。

铠装式手车柜的特点是柜型采用积木式结构，开关柜由手车室、母线室、电缆室、继电仪表室四部分组成。

这种柜型具有检修方便、安全，供电可靠性高等优点，并且能满足高压开关柜应具有的“五防”功能要求。

固定式柜用大写字母g表示：柜内所有的电器元件均为固定式安装的，固定式开关柜比较简单经济。

其特点是隔室数目少于铠装型和间隔型，板的防护等级达不到规定的要求，结构简单，代表产品是xgn系列等。

综合各种柜的特点及运行中的情况，笔者认为，10kv变配电所推荐使用移开式、铠装型柜。

电气二次部分除一次设备外，变电所还存在大量的二次设备，实现电能的监测与控制、供电系统的监视与保护等。

二次设备包括：电压、电流和电能的测量表计，保护用电压和电流继电器，各类开关的操作控制设备，信号指示设备，自动装置与远动装置等。

一、继电保护的基本概念在供电系统发生故障时，必须尽快地将故障部分从系统中切除，以保障电力设备的安全限制故障影响范围；同时,还需发出报警信号，通知值班人员检查并采取消除故障的措施•这些涉及到供电系统的继电保护。

所谓继电保护，泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组成的保护系统，具体包括：继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；从而获得电量信息的互感器二次回路、经过继电保护装置、至断路器跳闸线圈的一整套设备。

继电保护装置是一种反应供电系统中电气元件（电力电路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。

如图4-1所示，继电保护装置由三部分组成：图4-1 继电保护装置的组成框图马合冷轧110kV变电站为用户终端变电站，为马合冷轧提供电源。

由于钢铁企业内部负荷电流大，工况复杂，出线线路短，线路首末端的短路电流相差无几，保护不易整定，难以配合；另外，其供电系统中非线性负荷、整流、变频调速设备等非线性负荷产生大量谐波和负序分量，将对保护装置产生一定干扰。

所以为保证站内继电保护装置具有高可靠性，性能稳定，站内继电保护装置按《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，结合本变电站的实际情况进行配置。

二、电力变压器的保护电力变压器是供电系统中的重要设备，包括总降压变电所的主变压器和车间变电所或建筑物变电所的配电变压器，它的故障或异常工作状态对供电的可靠性和用户的生产生活将产生严重的影响，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。

变压器的故障按发生在油箱的内外，分为内部故障和外部故障。

内部故障主要有绕组的相间短路、匝间短路和单相接地，这很危险，因为短路电流产生的电弧不仅会破坏绕组绝缘，烧坏铁心，而且使绝艳材料和变压器油受热产生大量气体，有可能引起变压器油箱爆炸。

电力系统一、二次设备1. 一次设备一次设备是指电力系统中直接与电源相连接的设备，主要包括发电机、变压器和断路器等。

下面将对这些一次设备进行介绍。

1.1 发电机发电机是将机械能转化为电能的装置。

它由转子和定子组成，其中转子由永磁体或感应线圈构成，定子由导线绕组构成。

当转子旋转时，通过磁场的作用，定子中的导线绕组中将会产生感应电动势，从而形成电流输出。

发电机根据其工作原理可以分为直流发电机和交流发电机。

直流发电机产生的电流是直流的，而交流发电机产生的电流则是交流的。

同时，发电机的额定功率、额定电压等参数也需要根据实际需求进行选择。

1.2 变压器变压器是一种用来改变电压的设备。

它主要由铁芯和绕组构成。

绕组分为高压绕组和低压绕组，高压绕组与电源相连，而低压绕组则与负载相连。

变压器的工作原理是基于电磁感应的原理。

当高压绕组中的电流经过铁芯时，会在铁芯中产生磁场。

这个磁场会感应出低压绕组中的电动势，从而使得负载上产生电流。

通过变压器的变比关系，可以实现电压的升高或降低。

1.3 断路器断路器是一种用来切断电路中电流的设备。

它通常用于保护电力系统中的设备免受电流过载或短路等故障的损害。

断路器的工作原理是在电流超过设定值时，通过断开电路中的导电材料来切断电流。

断路器的选择应根据电流的额定值和短路容量等参数进行。

同时，断路器也需要满足快速操作、可靠性高及良好的断开能力等要求。

2. 二次设备二次设备是指电力系统中用来对一次设备进行保护和控制的设备。

它主要包括保护继电器、自动化装置和电气计量装置等。

下面将对这些二次设备进行介绍。

2.1 保护继电器保护继电器主要用于监测一次设备的电流、电压、频率等工作参数，以便及时检测出电力系统中的故障并采取保护措施。

保护继电器的工作原理是根据电压、电流或频率超出设定值时，继电器会输出触发信号，从而触发进行相应的保护动作。

保护继电器的种类很多，如过电流保护继电器、差动保护继电器和接地保护继电器等。

第一章供配电系统电力工业是国民经济的重要部门之一．它为工业、农业、商业、交通运输和社会生活提供能源。

由于电能能够方便而经济地从其他形式的能量中转换而得，并且方便而经济地传输，以及简便地转换成其他形式的能量（如变换为机械能、光能、热能、化学能等），以广泛应用于社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。

电力工业也因之而成为国民经济和人们生活现代化的基础。

1.1 电力系统电力系统是由发电厂、变电站、电力线路和用电设备联系在一起组成的统一整体，各组成部分分别起到生产、转换、分配、输送和使用电能的作用。

（1）发电厂它是生产电能的工厂，它将其他的天然能源转换成电能。

发电厂的种类很多，根据所利用能源的不同，分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等。

（2）变电所它是电压变换以及电能接受和分配的场所。

由于发电厂一般建立在一次能源产地附近，而电能用户一般又是远离发电厂的，这样就必须将发电厂生产的电能用高电压输送给电能用户。

而发电机发出的电压由于绝缘材料、制造成本等原因，一般为6KV、10KV或15KV，这样就必须将发电厂生产的上述几种电压的电能用变压器升高为35KV、110KV、220KV或500KV的高压电能，输送到电能用户区。

所以，在发电厂就必须建立升压变电所。

由于我国电能用户的用电设备的额定电压一般为380/220V、3KV或6KV，这样，在电能用户区就需要建立降压变电所，将高压电源降低为用电设备所要求的低电压电源。

变电所由电力变压器和配电装置组成。

而对于仅装有受、配电设备，没有电力变压器的，则称为配电所。

（3）电力线路它是输送、变换和分配电能的装备，是联系发电厂和用户的中间环节。

它的任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。

由变电所和各种不同电压等级的电力线路所组成。

（4）电力用户将电能转换成人们所需要的能量的用电设备（又称负载），统称为电能用户。

在电力系统中除去发电厂和用电设备以外的部分称为电力网络，简称电网。

变配电所二次设备概述1. 引言变配电所是供电系统中的重要组成部分，其功能是将高压电能通过变压器进行变压、变流，然后分配给不同的用户。

而变配电所的二次设备则是承担着将变压器输出的低压电能进行进一步分配和控制的任务。

本文将对变配电所二次设备进行概述，并介绍其主要组成部分和功能。

2. 变配电所二次设备的主要组成部分一般而言，变配电所的二次设备由以下几个主要组成部分组成：2.1 高压电缆高压电缆是将变压器输出的高压电能传输到变配电所二次设备中的重要组成部分。

通过高压电缆，变配电所可以接收来自变压器的电能，并进行进一步处理和分配。

2.2 低压开关柜低压开关柜是变配电所二次设备中的核心组成部分之一。

它通常包括进线柜、馈线柜、母排柜等。

进线柜负责将高压电能引入低压开关柜，馈线柜负责将电能分配给各个回路，而母排柜则起到连接各个回路的作用。

2.3 智能电能表智能电能表是用来测量电能消耗的设备。

它可以精确地测量用户接收到的电能，以便进行计量和结算。

智能电能表不仅可以显示电能的用量，还可以通过通信接口与远程监控系统进行数据交互，使得电能管理更加智能化。

2.4 保护装置保护装置是保证变配电所正常运行和安全运行的重要组成部分。

它包括过电流保护装置、欠电压保护装置、过压保护装置等。

这些保护装置能够监测电网的运行状态，一旦发生异常情况，比如过载、短路等，它们将及时切断电路，以保护设备和人员的安全。

2.5 自动化控制系统自动化控制系统是变配电所二次设备中的重要组成部分。

它可以对电能的分配和控制进行智能化管理。

自动化控制系统通常包括程序控制器、继电保护、人机界面等组件。

通过这些组件，可以实现远程监控、远程操作、故障诊断等功能，提高变配电所的运行效率和可靠性。

3. 变配电所二次设备的主要功能变配电所二次设备的主要功能包括以下几个方面：3.1 电能分配与控制变配电所二次设备可以将变压器输出的低压电能按照不同的需求进行分配和控制。

通过开关柜和母排柜的组合，可以实现对不同回路的电能分配和控制。