常規變電站二次設備技術解析演講人：日期:CATALOGUE目錄02核心二次設備組成01二次系統基礎概念03設備配置原則04運行維護管理05智能化技術發展06典型應用場景二次系統基礎概念01二次設備定義與范疇定義二次設備是指對一次設備進行監測、控制、保護和調節的設備，主要包括測量儀表、控制及信號裝置、繼電保護裝置、自動裝置等。01范疇二次設備主要涉及電力系統安全、穩定、經濟、優質運行的相關領域，是電力系統不可或缺的重要組成部分。02設備層級架構組成站控層站控層設備包括監控主機、操作員站、工程師站、遠動裝置等，負責全站的監控、操作、管理等功能。間隔層過程層間隔層設備主要包括各種保護、測控裝置以及故障錄波裝置等，負責與一次設備直接相連，實現對一次設備的保護、測量和控制。過程層設備主要包括電流電壓互感器、智能終端等，負責采集一次設備的電氣量，并上傳給間隔層設備進行處理。123電力系統保護功能電流保護01電流保護是電力系統中最基本的保護之一，當電流超過預設值時，保護裝置會迅速切斷故障電路，防止設備損壞和事故擴大。電壓保護02電壓保護主要針對電力系統的過電壓和欠電壓進行保護，當電壓超出設備耐受范圍時，保護裝置會及時切除故障電路。差動保護03差動保護是利用被保護設備兩端電流或電壓的差值來實現保護，當被保護設備發生故障時，差動保護裝置能夠迅速切除故障部分，保證電力系統的正常運行。方向保護04方向保護是根據故障電流的方向來判斷故障位置，并切除故障部分的一種保護方式，適用于輸電線路等需要判斷故障方向的場合。核心二次設備組成02繼電保護裝置電流保護通過測量電流大小來判斷電力系統是否發生故障，并及時切斷故障電路。電壓保護監測電壓變化，當電壓過高或過低時，采取相應措施保護電力設備。差動保護通過比較輸入和輸出電流的差值來檢測電路故障，具有靈敏度高、選擇性好等優點。方向保護根據故障電流的方向來判斷故障位置，并發出跳閘指令，適用于環形電網。測控裝置與RTU測控裝置與RTU測量功能數據傳輸控制功能可靠性高采集電力系統各種參數，如電流、電壓、功率等，并進行實時測量和顯示。通過遙控命令實現對電力系統的控制和調節，如開關設備、調整參數等。將采集到的數據和報警信息通過RTU（遠程終端單元）傳輸到上位機或遠方控制中心。采用抗干擾技術和可靠性設計，確保在惡劣環境下仍能穩定運行。根據電網無功功率或電壓情況，自動投切并聯電容器組，以提高電網功率因數。在電網中自動投切電抗器，以吸收電網中的無功功率，降低電網電壓損失。通過自動調整分接頭位置，實現變壓器輸出電壓的自動調節，保證電網電壓穩定。自動投切裝置可根據電網實際情況進行投切操作，有效降低電網損耗，提高電力設備的利用率。自動投切裝置自動投切電容器自動投切電抗器電壓自動調節節能降損設備配置原則03冗余設計可靠性試驗關鍵設備采用冗余設計，如雙重化配置、熱備用等，以提高設備可靠性。設備需經過嚴格的可靠性試驗，包括環境適應性試驗、電磁兼容性試驗等，以確保其在各種工況下的穩定性。可靠性設計標準故障隔離采用故障隔離技術，將故障限制在最小范圍內，防止故障擴散，提高系統整體可靠性。在線監測與診斷配置在線監測與診斷系統，實時監測設備運行狀態，及時發現并處理潛在故障。系統兼容性要求通信系統兼容性確保二次設備與站內的通信系統兼容，支持多種通信協議和接口，實現數據無縫傳輸。數據格式兼容性二次設備應能處理不同來源、不同格式的數據，并進行有效整合，以滿足監控和管理需求。軟件兼容性二次設備應采用通用的軟件平臺和技術標準，以便與其他系統和設備進行兼容和集成。電磁兼容性二次設備應具有較強的電磁兼容性，能夠在復雜的電磁環境中正常工作，且不對其他設備產生干擾。擴展預留方案硬件擴展預留通信擴展預留軟件擴展預留安全性擴展預留在設計階段，為未來可能增加的設備和功能預留硬件接口和安裝空間，如擴展槽、接口板等。采用模塊化設計思想，為軟件系統預留擴展接口和插件機制，方便后續功能擴展和升級。預留充足的通信接口和帶寬資源，以適應未來通信技術的發展和變化，如支持更多的通信協議和數據傳輸方式。在擴展預留時，需考慮安全性問題，如訪問控制、數據加密等，確保新加入的設備和功能不會對系統整體安全性造成威脅。運行維護管理04包括設備指示燈、顯示屏、按鍵、外殼等是否正常，有無損壞或異常。檢查設備外觀檢查設備與電纜、接線端子等連接是否牢固、接觸良好，有無松動或過熱現象。檢查接線及連接檢查設備各功能模塊是否正常運行，包括電流、電壓、頻率等關鍵參數是否在正常范圍內。檢查設備運行狀態保持設備清潔，定期更換濾網，防止灰塵和雜物進入設備內部。清潔保養日常巡檢規程故障診斷流程初步判斷通過觀察設備指示燈、顯示屏等外觀特征，初步判斷故障類型和范圍。01儀表檢測使用專業儀表對設備進行電氣性能檢測，確定故障點或故障范圍。02排除法診斷通過逐一斷開設備或模塊，逐步縮小故障范圍，找到故障點。03維修或更換對故障部件進行維修或更換，確保設備恢復正常運行。04記錄內容記錄設備運行過程中的各項參數、狀態及異常情況，包括電壓、電流、功率、溫度等。記錄時間按照規定的時間間隔進行記錄，確保數據的連續性和完整性。數據整理定期整理數據，分析設備運行狀況，及時發現潛在問題。數據備份妥善保存數據，備份重要數據，以便在需要時進行查閱和比對。數據記錄規范智能化技術發展05數字化保護技術數字化保護裝置采用數字計算和邏輯判斷，實現電力系統的快速保護。01提高信號傳輸速度，降低傳輸損耗，提升保護裝置的響應速度。02數據同步技術確保各保護裝置之間的數據同步，提高保護的選擇性和可靠性。03光纖傳輸技術將變電站的信息分為過程層、間隔層、站控層，實現信息的分層傳輸和管理。信息分層按照IEC61850標準進行數據建模，實現不同廠家設備之間的信息互通。數據建模采用數字化輸出的互感器、傳感器，提高采樣精度和傳輸效率。互感器、傳感器IEC61850應用狀態監測系統設備狀態監測通過傳感器實時監測設備的運行狀態，及時發現潛在故障。01預警及報警功能當設備狀態異常時，系統能夠自動發出預警或報警信號，提醒運行人員及時處理。02壽命預測及健康管理通過對設備運行狀態的分析，預測設備的壽命，為設備的維修和更換提供決策支持。03典型應用場景06110kV變電站的電氣主接線包括電源線路、變壓器、母線、出線等電氣設備的連接方式。二次設備配置包括測控裝置、保護裝置、自動化裝置、故障錄波裝置等。二次回路設計包括控制回路、信號回路、測量回路、保護回路等。監控系統與調度主站通信實現數據上傳、命令下發、遠程監控等功能。110kV變電站案例新能源接入方案新能源接入方案新能源發電特性二次設備適應性改造接入對電網的影響調度與監控如光伏、風電等分布式電源，其輸出受天氣、環境等因素影響大，具有波動性和間歇性。新能源接入后，電網需要面對功率波動、諧波、三相不平衡等問題。針對新能源特性，需對變電站二次設備進行適應性改造，如加裝防孤島保護、有功無功控制等。新能源接入后，需將其納入電網統一調度和監控范圍，確保電網安全穩定運行。老舊站改造實踐對老舊變電站的電氣設備、二次回路、監控系統等進行全面評估，確定改造范圍和方案。現狀評估