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1、,4,变电站电气二次系统设计简介,变电站电气二次系统设计简介 项目部,目录,一、 什么是变电站二次系统二、 变电站控制系统三、 变电站信号系统四、 变电站测量系统五、 变电站计量系统六、 变电站直流系统七、 变电站保护配置要求八、 变电站其他部分说明,变电站电气二次系统设计简介,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,什么是变电站二次系统,二、变电站控制系统,1、断路器
2、控制回路需满足下列几点要求 能监视电源及跳合闸回路的完整性 能指示断路器跳合闸状态，并且在断路器发生跳合闸时发出明显的信号 有防止断路器跳跃的装置 合闸或跳闸完成后，应使控制脉冲自动消失 接线应该简单可靠，电缆芯数尽量少,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,变电站控制系统,5、具有分相操动机构的断路器，一般采用三相联动的控制回路 机械联动 电气联动 6、采用液压、空气等
3、操动机构的断路器，在压力低至一定时，应分别闭锁重合闸、合闸及跳闸 7、对电流或电压具有自保持特性的继电器，在接线中应标明极性,变电站控制系统,8、为了防止隔离开关误操作，在隔离开关操作中应加入相关联锁回路，防止误操作,变电站控制系统,9、对于遥控跳闸及手动跳闸与保护跳闸应该有明显的区别，遥控或者手动跳闸均应该闭锁相应的重合闸及备自投逻辑,变电站控制系统,三、变电站信号系统,1、在主控制应设有相关信号报警装置 2、中央信号接线应该可靠简单，对装置电源应该能够有效监视，并且具有以下几点功能 对音响监视回路接线应该能够实现亮屏或者暗屏运行 在断路器跳闸时，应该能够第一时间发出报警，包括音响及光子牌报
4、警 发生相关故障时，应该能够发出相关报警，并且通过自定义的光子牌能够知晓故障内容,变电站信号系统,能够进行事故信号及光子牌的完整性实验 能够手动或者自动复归音响信号，同时保留光子牌信号 3、中央信号装置一般采用冲击继电器来实现信号的反复动作 4、元件过负荷信号一般经过单独的时间继电器，然后接入信号系统，其他信号则直接接入信号系统,变电站信号系统,5、根据信号的重要性不同，采取不同的信号采集方式，重要信号通过硬接点采集，其他辅助信号可通过通讯方式采集 6、在继电保护及其自动安全装置动作时，应有相关事故SOE 7、直流母线电压异常时，直流系统绝缘电阻低于规定时，均应该发出告警信号,变电站信号系统,
5、8、直流系统相关断路器跳开或者熔断器熔断充电机失电故障等，均应有相关告警信号发出，并且应该设置有直流系统总告警信号 9、根据信号的不同性质，可以选择强电或者弱电对信号量进行采集，弱电一般采用48V以及24V，由于电压低，因此弱电不允许引出继保室，即不允许采集变电站场地一次设备设备信号,变电站信号系统,测控装置,四、变电站测量系统,1、仪表的准确级 发电机、发电机变压器组、主变压器、送配电线路等重要电力设备和回路 的交流仪表，综合准确度不应低于1.5级。 直流回路的仪表，综合准确度不应低于1.5级。 接于变送器二次侧的仪表，准确度不应低于1.0级。 记录仪表的记录准确度应符合其测量对象和仪表类型
6、所要求的准确度规 定。,变电站测量系统,对于一般的频率测量，宜采用测量范围为4555Hz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4555Hz的数字频率表，其测量基本误差的绝对值不应大于 0.02Hz,变电站测量系统,2、仪表的附件和配件的准确度等级,变电站测量系统,电流互感器铭牌,3、仪表和互感器测量范围，宜选择在发电机、主变压器、送配电线路等电 力设备额定值运行及仪表指示在标度尺2/3以上时；对于有可能过负荷运行的电 力设备和回路，测量仪表宜留有适当的过负荷指示裕度 4、对重载起动的电动机以及有可能出现短时冲击电流的电力设
7、备和回路， 宜采用具有过负荷标度尺的电流表,变电站测量系统,5、对双向电流的直流回路和双向功率的交流回路，应采用具有双向标度尺 的电流表和功率表,变电站测量系统,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 2、互感器的准确度等级： 一、0.5级有功电能表，应配用0.2级互感器。 二、1.0级有功电能表和2.0级无功电能表，应配用0.5级互感器。 三、2.0级有功电能表和3.0级无功电能表，可配用1.0级互感器,变电站计量系统,3、由于继电保护的要求致使电流互感器的变流比选择过大而不能满足电能准确 计量的要求时
8、，宜采用二次测量线圈具有抽头的电流互感器 4、于双向送、受电的回路，应分别计量送、受的电量 5、对于有可能进相、滞相运行的同步调相机(发电机)或无功补偿装 置，应分别计量进相、滞相运行时的无功电量,变电站计量系统,智能三相电表,接线示意图,6、电能表的准确度等级 电力系统间的联络线路和月平均用电量100万kWh及以上(相当于负荷 容量为2000kVA及以上)的用户线路，应采用0.5级有功电能表和2.0级无功电能表 以下回路，应采用1.0级有功电能表和2.0级无功电能表： 1.10000100000kW以下的发电机。 2.12500kVA及以上的主变压器。 3.电力系统内的联络线路和送配电线路。
9、 4.月平均用电量10万kWh以上至100万kWh以下的用户线路。 5.根据供电部门对电能管理和合理计费有特殊要求的月平均用电量10万 kWh以下的用户线路。,变电站计量系统,7、同步调相机或无功补偿装置，应采用2.0级无功电能表。8、厂用高压电源回路(包括：厂用工作和备用电源)，应采用1.0级有功电 能表。 9、仅作为企业内部技术分析、考核而不计费的回路，可采用2.0级有功电 能表和3.0级无功电能表。 10、最大需量电能表、多费率电能表的准确度等级，可按所接入回路所采用 的电能表准确度等级确定,变电站计量系统,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
10、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 2、蓄电池组正常应该以浮充电方式运行，一般铅酸电池组不设置端电池，镉镍碱性蓄电池宜减少端电池的个数,变电站直流系统,3、正常运行下，直流母线电压应该为直流系统标称电压的105%，在均衡充电运行情况下，直流母线电压应满足下列要求 专供控制负荷的直流系统，应补高于直流系统标称电压的110% 专供动力负荷的直流系统，应补高于直流系统标称电压的112.5% 对控制负荷和动力负荷并供电的直流系统，应不高于标称电压的110%,变电站直流系统,4、在事故放电时，蓄电池组出口端电压应满足以下要求 专供控制负荷的直流系统，应不低于直流系统
11、标称电压的85% 专供动力负荷的直流系统，应不低于直流系统标称电压的87.5% 对控制负荷和动力负荷并供电的直流系统，应不低于直流系统标称电压的87.5%,变电站直流系统,5、35kV及以下变电站及发电厂等宜采用阀控式密封铅酸蓄电池 6、110kV及以下变电站宜装设1组蓄电池 7、直流系统电压为48V及以下时，可装设2组蓄电池 8、1组蓄电池时，采用晶闸管充电装置时，宜配置2套充电装置；采用高频开关充电装置时，宜配置1套充电装置,变电站直流系统,9、直流系统供电应采用辐射状供电网络 10、当直流断路器和熔断器串级作为保护电器时，按下列原则配合 熔断器装在直流断路器上一级时，熔断器额定电流应为直
12、流断路器额定电流的2倍及以上 直流断路器装设在熔断器上一级时，直流断路器额定电流应为熔断器额定电流的4倍及以上,变电站直流系统,11、蓄电池出口回路、充电装置直流侧出口回路、直流馈线回路和蓄电池试验放电回路等，应装设保护电器，包括直流断路器和熔断器等 12、直流系统有微机监控时，在直流柜上仅装设直流母线电压表，当没有微机监控时，应装设直流主母线、蓄电池回路和充电装置输出回路的直流电压表以及电流表,变电站直流系统,13、蓄电池回路宜装设浮充充电电流表，直流母线应设有绝缘监测，能够监测直流正极和负极分别对地的电压和电阻值,变电站直流系统,直流系统示意图,变电站直流系统,七、变电站保护配置要求（以3
13、5kV站为例）,1、变压器 当高压侧为内桥接线时，要求各侧电流互感器分别引入差动保护装置 高压侧配置复合电压闭锁过流保护，保护动作延时跳开变压器各侧断路器；中性点设置间隙的主变压器，配置中性点间隙电流保护、零序电压保护， 保护动作延时跳开主变压器各侧断路器； 配置零序电流保护，保护动作第一时限跳高压侧母联（分段）断路器，第二时限跳开主变压器各侧断路器,变电站保护配置要求,中压侧配置复合电压闭锁过流保护。保护为二段式，第一段第一时限跳分段断路器，第二时限跳开本侧断路器；第二段延时跳开主变压器各侧断路器 低压侧配置时限速断、复合电压闭锁过流保护。保护为二段式，第一段第一时限跳 10kV 分段，第二
14、时限跳开本侧断路器；第二段第一时限跳分段断路器，第二时限跳开本侧断路器，第三时限跳开主变压器各侧断路器,变电站保护配置要求,各侧均配置过负荷保护，保护动作于发信号 当主变压器低压侧中性点经低电阻接地时，还应配置零序电流保护 2、线路保护 不接地系统配置微机型三段式相间电流保护及三相一次重合闸(架空线路)；低电阻接地系统还应配置零序电流保护。如果电流保护不能满足需要应根据实际选择配置相间距离保护或全线速动保护,变电站保护配置要求,3、电容器保护 不接地系统配置微机型三段式相间电流保护，配置过电压、低电压及放电线圈开口三角零序电压保护/中性点不平衡电流保护/差压保护； 低电阻接地系统还应配置零序电
15、流保护 4、接地变、接地电阻保护 接地变配置微机型三段式相间电流保护、零序电流保护及本体保护保护动作跳变压器各侧断路器。 接地电阻配置一段式零序电流保护，保护动作跳变压器各侧断路器,变电站保护配置要求,5、母线保护 一般采用主变压器 35kV 侧速断、过电流保护做为母线保护，不单独设置母线保护装置，如果 35kV 母线有馈出线，可配置专用微机型电流差动保护 6、自动装置 35kV（10kV）小电流接地选线一般由监控系统实现 根据系统要求配置微机型低频减载装置，35kV（10kV）线路一般采用一体化装置中的自动低频减载功能，也可独立设置,变电站保护配置要求,八、变电站其他部分说明,1、自动化监控
16、系统 监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能和同步对时功能，具有与调度通信中心交换信息的能力 2、站内通信 变电站宜采用单网结构， 站控层网络与间隔层网络采用直接连接方式,变电站其他部分说明,3、 UPS UPS 电源负荷包括：微机监控系统、电能量计费系统、火灾报警系统、通信设备等 4、火灾自动报警系统 火灾自动报警系统可设置消防联动控制设备，与站内防烟和排烟风机等连锁,变电站其他部分说明,6、二次设备的接地、防雷及抗干扰 控制电缆的屏蔽层两端应可靠接地 必要时，在各种装置的交、直流电源输入处设电源防雷器 合理规划二次电缆的敷设路径，尽可能离开高压母线、避雷器和避雷针的接地点、并联电容器、CVT、结合电容及电容式套管等设备，避免和减少迂回，缩短二次电缆的长度,变电站其他部分说明,7、 CT、PT 二次绕组配置应满足继电保护、自动装置、测量仪表和计量装置的要求 8、站用变 提供全站交流动力电源以及照明电源,变电站其他部分说明,谢谢大家！,变电站电气二次系统设计简介,
