电气二次设计详解.pptx

2023/4/25 1 微信扫码关注“电力知识课堂”微信公众号 免费电力课件下载！微信扫码关注“电力知识课堂”电气二次设计主要内容电气二次设计主要内容 计算机监控系统计算机监控系统 继电保护及安全自动装置继电保护及安全自动装置 调度调度自动化自动化 通信系统通信系统 CT/PT配置配置 控制电源系统控制电源系统 收资及专业间配合收资及专业间配合 电气二次施工卷册目录电气二次施工卷册目录 计算机监控系统的计算机监控系统的概念概念：将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。计算机监控系统的计算机监控系统的主要内容：主要内容：实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站的正常运行和安全；当发生事故时由继电保护和故障录波等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，迅速切除故障，完成事故后的恢复操作；监视高压电气设备本身的运行；将变电站所采集的信息传送给调度中心，必要时送给运行方式科和检修中心等，以便为电气设备监视和制定检修计划提供原始数据。1.计算机监控系统计算机监控系统 4 计算机监控系统基本功能计算机监控系统基本功能 数据采集和处理 数据库的建立与维护 调节与控制 报警处理 同期 事件顺序记录 画面生成及显示 在线计算及制表 远动功能 时间同步 人机联系 系统自诊断和自恢复 与其他设备的通信接口 运行管理 系统自诊断和自恢复 1.计算机监控系统计算机监控系统 5 计算机监控系统结构计算机监控系统结构 分层分布式 在逻辑上划分为2个层次:站控层(station level)间隔层(bay level)各层次间采用高速以太网通讯 按变电站远景规模配置 按不同电压等级和电气间隔单元划分 110kV及以下采用单以太网 220kV及以上采用双以太网 1.计算机监控系统计算机监控系统 RCS-9700C测控单元RCS-9600C保护测控单元RCS-900保护单元IED智能单元外厂保护单元录波器RCS-9794A通信管理单元RCS-9785CGPS天文钟服务器A操作员站维护工程师站RCS9200五防主机RCS9698H远动主机调度主站对时总线100M以太网交换机服务器BRCS-9798保护信息子站2.继电保护及安全自动装置继电保护及安全自动装置 电力电力系统系统 电力电力设备设备 二次二次设备设备 一次一次设备设备 生产、输送、生产、输送、分配、消耗电分配、消耗电能的设备能的设备 发电机 变压器 断路器 母线 输电线路 隔离开关 无功补偿装置等 对一次设备的对一次设备的运行状态进行运行状态进行监视、测量、监视、测量、控制、保护的控制、保护的设备设备 监控系统 测量仪表 继电保护 安全自动装置等 2.继电保护继电保护及安全自动装置及安全自动装置 电力系统电力系统运行状态运行状态 正常状态正常状态 故障状态故障状态 不正常不正常 状态状态 过负荷：负荷电流额定电流 频率降低：发电机有功功率不足 频率升高：水轮发电机突然甩负荷 过电压 系统振荡 雷击、鸟兽跨接电气设备 设备绝缘老化 误操作 设备制造缺陷 设计安装错误 维修维护不当 短路短路 断线断线故障故障 后果：后果：故障元件损坏故障元件损坏缩短使用寿命缩短使用寿命 破坏产生废品破坏产生废品 引起系统振荡引起系统振荡 后果：后果：电能质量、设备电能质量、设备寿命、用户产品寿命、用户产品质量下降等质量下降等 三相短路 两相短路 两相短路接地 单相接地短路单相接地短路 85%以上以上 事故事故 2.继电保护继电保护及安全自动装置及安全自动装置 继电保护装置：反应电力系统中电气元件（发电机、线路、变压器、电容器、电动机）发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置 继电保护装置的基本任务：故障时，自动、迅速、有选择性切除故障元件，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行 不正常运行状态时，发出信号（跳闸或减负荷）2.1 继电保护继电保护 一一、基本原理、基本原理 利用利用被保护线路或故障前后某些被保护线路或故障前后某些突变的物理量突变的物理量为信息量，当突变量达到为信息量，当突变量达到一定值一定值（整定值）（整定值）时，起动逻辑控制环节，时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号发出相应的跳闸脉冲或信号。1 1利用短路时基本电量的突变利用短路时基本电量的突变 发生发生短路后，利用短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗电流、电压、线路测量阻抗等的突然等的突然变化而构成的保变化而构成的保护。如过电流保护、低电压保护。距离保护等护。如过电流保护、低电压保护。距离保护等 2 2利用利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的相位（或功率方向）的差别差别 如：纵如：纵联差动联差动保护、相差保护、相差高频高频保护、方向保护、方向高频高频保护等保护等 3.3.对称对称分量是否分量是否出现出现 如：零序保护如：零序保护 4.4.反应反应非电气量的非电气量的保护保护 如如：反应：反应变压器油箱内部故障时所产生的气体而构成瓦斯保护；反应电变压器油箱内部故障时所产生的气体而构成瓦斯保护；反应电动机绕组的温度升高而构成过负荷或过热保护等。动机绕组的温度升高而构成过负荷或过热保护等。2.1.1 变压器保护变压器保护 变压器故障变压器故障 内部故障内部故障 1.绕组的相间短路绕组的相间短路 2.绕组的接地短路绕组的接地短路 3.绕组的匝间短路绕组的匝间短路 4.铁铁芯烧损等芯烧损等 外部故障外部故障 主要是套管和引出线上发生的相间短路以及接地短路。主要是套管和引出线上发生的相间短路以及接地短路。变压器不正常运行状态变压器不正常运行状态 过电流过电流 过负荷过负荷 冷却系统故障冷却系统故障 变压器保护：变压器保护：电量保护电量保护 非电量保护非电量保护 2.1.1 变压器保护变压器保护 电气电气量保护具体配置如下：量保护具体配置如下：（1）差动）差动保护保护（2）高压侧后备保护；）高压侧后备保护；（a）复合电压启动过流）复合电压启动过流保护保护（b）零序电流）零序电流保护保护（c）间隙零序电流、零序电压）间隙零序电流、零序电压保护保护（d）过负荷）过负荷保护保护（e）变压器高压侧过流闭锁调压。）变压器高压侧过流闭锁调压。（3）低压侧后备保护；低压侧后备保护；（a）复合电压启动过流）复合电压启动过流保护保护（b）过负荷）过负荷保护保护 非电量非电量保护具体配置如下：保护具体配置如下：（1）瓦斯保护，）瓦斯保护，作为主变压器主保护之一，包括主变本体和有载调压开关，轻瓦斯动作发作为主变压器主保护之一，包括主变本体和有载调压开关，轻瓦斯动作发信号，重瓦斯动作瞬时跳主变两侧断路器。主变压力释放保护瞬时跳主变两侧断路器。信号，重瓦斯动作瞬时跳主变两侧断路器。主变压力释放保护瞬时跳主变两侧断路器。（2）温度保护，）温度保护，在温度过高时动作跳主变两侧断路器，温度升高时动作于发信号。在温度过高时动作跳主变两侧断路器，温度升高时动作于发信号。主变告警信号：主变告警信号：CT、PT断线告警，变压器过负荷时告警，保护装置故障报警断线告警，变压器过负荷时告警，保护装置故障报警。配置原则：配置原则：110kV及以下电压等级：及以下电压等级：主保护、后备保护、非电量保护均独立配置，组一面屏。220kV及以上电压等级：及以上电压等级：采用主备一体化设备，双套配置，非电量保护单套配置，组3面屏。21II1I1I2I*2III*图321双绕组单相变压器纵差动保护的原理接线图 2.1.2 线路及母线保护线路及母线保护 线路保护线路保护 220kV线路保护线路保护 光纤电流差动保护，双套配置光纤电流差动保护，双套配置 110kV线路保护线路保护 光纤光纤电流差动保护电流差动保护，单套配置，单套配置 35kV线路保护线路保护 采用保护、测控一体化设备（综保装置），单套配置采用保护、测控一体化设备（综保装置），单套配置 母线保护（差动）母线保护（差动）220kV母线保护母线保护 双套配置，含失灵保护功能双套配置，含失灵保护功能 110kV母线母线保护保护 单套配置，含失灵保护功能单套配置，含失灵保护功能 35kV母线保护母线保护 单套配置单套配置，不含，不含失灵保护失灵保护功能功能 2.1.3 故障录波故障录波 故障录波器是常年投入运行的故障录波器是常年投入运行的监视监视电力系统运行状况的一种电力系统运行状况的一种自动记录自动记录装置装置。作用：当电力系统发生故障和振荡时，自动记录下故障类型、故障发作用：当电力系统发生故障和振荡时，自动记录下故障类型、故障发生时间、电流电压变化过程及继电保护和自动装置的动作情况，计算生时间、电流电压变化过程及继电保护和自动装置的动作情况，计算出短路点到装置安装处的距离等，并且可以通过打印机打印事故报告，出短路点到装置安装处的距离等，并且可以通过打印机打印事故报告，通过传真或电力通信系统将报告传送到调度所。通过传真或电力通信系统将报告传送到调度所。配置原则：配置原则：2.1.3 故障录波故障录波 录入量：录入量：模拟量模拟量 开关量开关量 线路三相电流、母线三相电压、开口三角电压、主变中性点电流、主变间隙电流 断路器位置、保护装置动作、自动装置动作 启动量：启动量：模拟量模拟量 启动启动 开关量启动开关量启动 手动启动手动启动 正序电流、电压 负序电流、电压、零序电流、电压、断路器位置、保护装置动作、自动装置动作 记录升压站内设备在故障前10s至故障后60s的电气量数据，包括电流和电压模拟量信息、保护动作和断路器位置等开关量信息、必要的通道信息等 2.1.4 故障信息子站故障信息子站 电网故障信息管理系统的主要功能是采集继电保护、录波器、电网故障信息管理系统的主要功能是采集继电保护、录波器、安全自动装置等变电站内智能装置的实时安全自动装置等变电站内智能装置的实时/非实时的运行、非实时的运行、配置和故障信息，对这些装置进行运行状态监视、配置信息配置和故障信息，对这些装置进行运行状态监视、配置信息管理和动作行为分析，在电网故障时则进行快速的故障分析，管理和动作行为分析，在电网故障时则进行快速的故障分析，为运行人员提供处理提示，提高继保系统管理和故障信息处为运行人员提供处理提示，提高继保系统管理和故障信息处理的自动化水平。理的自动化水平。2.1.5 安全稳定控制装置安全稳定控制装置 安全稳定控制系统安全稳定控制系统 频率电压紧急控制装置频率电压紧急控制装置 低频低频低压解列装置低压解列装置 高频高压解列装置高频高压解列装置 需要根据接入系统批复意见确定。需要根据接入系统批复意见确定。3 调度自动化调度自动化 远动远动 电能计量电能计量 有功无功功率控制有功无功功率控制 电能电能质量在线监测系统质量在线监测系统 风（光）功率预测系统风（光）功率预测系统 PMU同步相量测量系统同步相量测量系统 调度数据网及二次安全防护调度数据网及二次安全防护 3 调度自动化调度自动化 电力系统远电力系统远动动 应用远程通信技术，对远方运行的设备进行监视和控制，以实现远程应用远程通信技术，对远方运行的设备进行监视和控制，以实现远程信号、远程测量、远程控制和远程调节等各项功能。信号、远程测量、远程控制和远程调节等各项功能。电力系统调度自动化基本结构电力系统调度自动化基本结构 发电厂发电厂 变电站变电站 信息采集和信息采集和命令执行子命令执行子系统系统 信息传信息传输子系输子系统统 信息收集、信息收集、处理、控制处理、控制子系统子系统 人机联人机联系子系系子系统统 厂站端厂站端（RTURTU）信息传信息传输通道输通道 调度中心调度中心 电力线载波、微波、光纤、无线、卫星通信等 3.调度调度自动化自动化 电力电力系统调度自动化基本结构系统调度自动化基本结