變電站基礎知識概述-（內(nèi)部）

變電站基礎知識概述變電站一次設備變電站常見主接線測控保護裝置網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖目錄1435變電站二次設備2電力系統(tǒng)的組成輸電配電用電變電發(fā)電通過變壓器實現(xiàn)變換電壓等級匯集電流分配電能調(diào)整電壓通過母線實現(xiàn)通過調(diào)整變壓器分接頭位置和投切無功設備（并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器）實現(xiàn)1.1、變電站的作用小知識：針對一次設備，國家電網(wǎng)公司發(fā)布的新版安規(guī)規(guī)定：電壓等級在1000V及以上者為高壓電氣設備。電壓等級在1000V以下者為低壓電氣設備。1.2、變電站的分類電壓等級一般為330kV及以上，聯(lián)系多個電源，出線回路多，變電站容量大，全站停電后將造成大面積停電。樞紐變電站地區(qū)變電站終端變電站地區(qū)變電站是一個地區(qū)和一個中小城市的主要變電站，電壓等級一般為220kV城市或地區(qū)下面的小變電站，電壓等級一般為110kV及以下，多為用戶（個別為220kV）變電站的一次設備??生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設備：變壓器??開關電器：隔離開關、斷路器??限流載體：母線??補償設備：電容器組、消弧線圈??互感器：電流互感器、電壓互感器??防御過電壓設備：避雷針、避雷器??接地裝置等。1.3、330kV設備區(qū)1.4、110kV/66kV設備區(qū)1.5、330kV母線軟母線1.6、110kV/66kV母線硬母線1.7、電容器組并聯(lián)電容器:

并聯(lián)在電網(wǎng)上用來補償電力系統(tǒng)感性負載的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量，降低線路損耗。串聯(lián)電容器:

主要用來補償線路的感抗，提高線路末端電壓水平，提高系統(tǒng)的動、靜態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質(zhì)量，增長輸電距離和增大電力輸送能力。1.8、電抗器電抗器的作用：1）變電站的并聯(lián)電抗器：吸收電纜線路的充電容性無功。2）高壓輸電線路的并聯(lián)電抗器：可以補償長線路的容性電流，防止操作過電壓。

3）發(fā)電廠的串聯(lián)電抗器：限制短路電流，防止短路電流過大燒毀設備。1.9、35kV成套設備區(qū)1.10、10kV成套設備區(qū)1.11、10kV成套設備區(qū)主變壓器（三相）1-12、變電站的核心一次設備1-13、變電站的核心一次設備GIS由斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。高壓斷路器是發(fā)電廠、變電站最重要的控制電器，有隔離故障、滅弧作用，能夠接通和切斷負荷電流。1-14、變電站的常規(guī)一次設備-開關（斷路器）1-15、變電站常規(guī)一次設備-刀閘（隔離開關）

2、倒閘操作。在雙母線接線形式的電氣主接線中，利用與母線相連接的隔離開關將電氣設備或供電線路從一組母線切換到另一組母線上去。

1、隔離電源。在電氣設備檢修時，用隔離開關將需要檢修的電氣設備與帶電的電網(wǎng)隔離，形成明顯可見的斷開點，以保證檢修工作人員和設備的安全。電流互感器電流互感器的作用：把大電流（即設備和母線的負荷或短路電流）按規(guī)定比例變成小電流，供測量儀表、繼電保護及控制設備使用的小電流。電流互感器二次電流為5A或1A。電流互感器的二次繞組經(jīng)常與負荷相連，工作在近似短路狀態(tài),不能讓其開路，否則將因高電壓而危及設備和人身安全或使電流互感器燒毀。1-16、變電站常規(guī)一次設備-電流互感器（CT/TA）1-17、變電站常規(guī)一次設備-電壓互感器（PT/TV）110kV電磁式電壓互感器220kV電磁式電壓互感器500kV電容式電壓互感器電壓互感器的作用：把高電壓按比例關系變換成100V標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很小，若二次回路短路時，會出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設備甚至危及人身安全。變電站一次設備變電站常見主接線測控保護裝置網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖目錄1435變電站二次設備2二次設備定義：對一次設備進行監(jiān)察、測量、控制和保護的輔助設備稱為二次設備。它主要包括①繼電保護裝置、②綜合自動化系統(tǒng)、③自動裝置、④測控裝置、計量裝置（電量產(chǎn)品）以及為二次設備提供電源的直流設備。①繼電保護裝置繼電保護裝置是指能反映電力系統(tǒng)中的故障和不正常工作狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的自動裝置，由于其從前大多由繼電器組合而成，故稱為繼電保護裝置。按構(gòu)成原理分類：電流電壓保護、差動保護、距離保護、縱聯(lián)保護等。按被保護對象分類：發(fā)電機保護、變壓器保護、母線保護、線路保護和電動機保護等。小知識：繼電保護裝置“四性”繼電保護的四性指：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。選擇性：最小范圍的切除故障。速動性：快速切除故障靈敏性：保護范圍的各種故障都能準確反映?？煽啃裕翰痪軇?、不誤動。②安全自動裝置電力系統(tǒng)安全自動裝置指在電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或異常運行時起控制作用的自動裝置。包括：重合閘、備用電源自投、低頻減載、同期系統(tǒng)、電壓無功綜合控制、小電流接地選線、自動解列、故障錄波、電力系統(tǒng)穩(wěn)定裝置等。③綜合自動化系統(tǒng)利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現(xiàn)對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設計，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。站控層：由主機或／和操作員、工程師站、遠動接口設備等構(gòu)成，面向全變電站進行運行管理的中心控制層。間隔層：由智能I／O單元、控制單元、控制網(wǎng)絡和保護等構(gòu)成，面向單元設備的就地控制層。后臺機：對本站設備的數(shù)據(jù)進行采集及處理，完成監(jiān)視、控制、操作、統(tǒng)計、報表、管理、打印、維護等功能的處理機。通信數(shù)據(jù)網(wǎng)關機：應用通信技術，完成遙測、遙信、遙控和遙調(diào)等功能裝置的總稱。常用叫法多種，如通信控制器，遠動管理機，總控單元，遠動主機等。變電站運行實時參數(shù)：指為監(jiān)測和控制變電站運行所需的各種實時數(shù)據(jù)。主要有：母線電壓、系統(tǒng)頻率；饋線電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量；主變壓器電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能量、溫度；保護定值，直流電源電壓；變電站設備運行狀態(tài)等

基本概念變電站設備運行狀態(tài)：指各斷路器、隔離開關的實際運行狀態(tài)(合閘、分閘)；主變壓器分接頭實際位置、主變壓器狀態(tài)，壓力、氣體繼電器是否報警；保護運行狀態(tài)；被監(jiān)控變電站系統(tǒng)狀態(tài)；監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)等。雙機切換：含義是在雙機(主備機)配置的情況下，當主機(值班機)發(fā)生故障時,備機可自動或在人工干預下轉(zhuǎn)為主機，主機轉(zhuǎn)為備機。多機配置情況與雙機類似，當主機發(fā)生故障時，任一備機可自動或在人工干預下轉(zhuǎn)為主機。

通道監(jiān)視及切換：通道監(jiān)視是指計算機系統(tǒng)通過通信控制器，統(tǒng)計與變電站測控裝置、保護或其他變電站自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)通信過程中接收數(shù)據(jù)錯誤和長時間無應答的情況。根據(jù)通道監(jiān)視情況，系統(tǒng)可以告警或采取相應控制措施。如果通道配置有冗余，即某廠站有雙通道的情況下，當一個通道故障時，系統(tǒng)可自動轉(zhuǎn)到另一個通道上進行通信。規(guī)約轉(zhuǎn)換器：將不同廠家的設備規(guī)約轉(zhuǎn)換成同一規(guī)約標準并接入綜自系統(tǒng)內(nèi)，一般都是項目標準配置。常用主站端規(guī)約101,104，CDT④測控裝置實現(xiàn)“四遙”功能：遙測(YC)、遙信(YX)、遙控(YK)和遙調(diào)(YT)遙測:采集并傳送電力系統(tǒng)運行模擬量的實時信息；遙信:采集并傳送電力系統(tǒng)中開關量的實時信息；遙控:指接收調(diào)度中心主站發(fā)送的命令信息，執(zhí)行對斷路器的分合閘、發(fā)電機的開停、并聯(lián)電容器的投切等操作；遙調(diào):指接收并執(zhí)行調(diào)度中心主站計算機發(fā)送的遙調(diào)命令，如調(diào)整發(fā)電機的有功出力或無功出力、發(fā)電機組的電壓、變壓器的分接頭等。二次回路二次設備按一定的順序連成的電路稱為二次電路或二次回路。它包括交流電壓回路、交流電流回路、控制和信號回路、繼電保護及自動裝置回路、操作電源系統(tǒng)。五防概念，關聯(lián)一鍵順控防止帶負荷拉合刀閘防止誤入帶電間隔防止誤分、合斷路器防止帶電掛接地線防止帶地線合刀閘一鍵順控一鍵順控中隔離開關位置雙確認主判據(jù)采用合、分雙輔助接點的位置信號。輔助判據(jù)可采用與合、分雙輔助接點非同源的分合閘位置指示信號如微動開關信號、磁感應信號等，也可配置視頻分析終端，基于深度學習算法進行圖像識別，實現(xiàn)一鍵順控雙確認輔助判據(jù)。由此，一鍵順控衍生出視頻雙確認型、微動開關雙確認型、磁感應雙確認型等主流方案。變電站一次設備變電站常見主接線測控保護裝置網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖目錄1435變電站二次設備22-1、220kV雙母線方式電氣主接線圖2-2、110kV單母線方式電氣主接線圖2-3、110KV監(jiān)控系統(tǒng)主接線圖2-4、35KV監(jiān)控系統(tǒng)主接線圖變電站一次設備變電站常見主接線測控保護裝置網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖目錄1435變電站二次設備24、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)（常規(guī)和智能簡單區(qū)別）站控層間隔層過程層電纜保護、測控智能終端合并單元常規(guī)變電站智能變電站光纖以太網(wǎng)以太網(wǎng)4-1常規(guī)變電站遠動機…站控層間隔層…..管理機保護網(wǎng)絡層其他規(guī)約設備測控接入…主站五防機工程師站監(jiān)控服務器操作員站以太網(wǎng)B網(wǎng)A網(wǎng)4-2220kV智能變電站220kV及以上電壓等級智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4-3110kV/66kV智能變電站

110kV（66kV）電壓等級智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖4-4數(shù)據(jù)傳輸電壓切換操作箱SL330A后臺機調(diào)度主站常規(guī)綜自變電站一次設備間隔層設備站控層系統(tǒng)信號/控制電纜以太網(wǎng)絡CT/PT電纜/光纖光纖信號/控制電纜數(shù)字化智能變電站調(diào)度主站一次設備間隔層設備站控層系統(tǒng)過程層以太網(wǎng)絡SV網(wǎng)Goose網(wǎng)SV點對點Goose點對點其他保護ECT/EPT合并單元智能終端合并單元SL220B-GW遠動機SL220B-GW遠動機SL330A后臺機SAM32測控裝置電源板直流板交流板開入板DI開出板DO管理板CPUSAL35線路保護裝置電源板DSP開出板D0Cpu板交流板開出板DI智能測控裝置變電站一次設備變電站常見主接線測控保護裝置網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖目錄1435變電站二次設備2產(chǎn)品系列CA系列SA系列DSA系列NSA系列SPD系列SL330A（監(jiān)控軟件）SL200B-GW（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關機）4-1、自產(chǎn)廠站端產(chǎn)品功能簡單簡介產(chǎn)品系列-CA（常規(guī)第一代產(chǎn)品，已停產(chǎn)）4-1、常規(guī)站保護功能簡介產(chǎn)品系列-SA（常規(guī)第二代，08年開始啟用）4-1、常規(guī)站保護功能簡介產(chǎn)品系列-SA（常規(guī)第二代）4-1、常規(guī)站保護功能簡介產(chǎn)品系列-SA（常規(guī)第二代）4-1、常規(guī)站保護功能簡介4-1、智能站保護功能簡介產(chǎn)品系列-DSA（智能第一代）4-1、智能站保護功能簡介產(chǎn)品系列-DSA（智能第一代）4-1、常規(guī)站保護功能簡介產(chǎn)品系列-DSA（智能第一代）產(chǎn)品系列-NSA（符合國網(wǎng)專業(yè)檢測-保護六統(tǒng)一）4-1、常規(guī)/智能保護測控功能簡介4-1、常規(guī)/智能保護測控功能簡介產(chǎn)品系列-NSA（符合國網(wǎng)專業(yè)檢測-保護六統(tǒng)一）4-1、常規(guī)站保護功能簡介產(chǎn)品系列-NSA（符合國網(wǎng)專業(yè)檢測-測控四統(tǒng)一）4-1、常規(guī)站保護功能簡介產(chǎn)品系列-SPD（符合國網(wǎng)專業(yè)檢測-九統(tǒng)一）4-1、常規(guī)站保護功能簡介產(chǎn)品系列-SPD（符合國網(wǎng)專業(yè)檢測-九統(tǒng)一）4-1、常規(guī)站保護功能簡介數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關機（符合國網(wǎng)專業(yè)檢測-四統(tǒng)一）10kV線路4-1、常規(guī)站保護功能簡介10kV電容器4-1、常規(guī)站保護功能簡介4-1、常規(guī)站保護功能簡介10kV站用變主變保護4-1、常規(guī)站保護功能簡介主變保護4-1、常規(guī)站保護功能簡介線路保護4-1、常規(guī)站保護功能簡介4-1、常規(guī)站保護功能簡介SAT36-T1-G保護裝置4-1、常規(guī)站保護功能簡介內(nèi)部插件布置圖背板接線圖常規(guī)站保護內(nèi)部插件聯(lián)系圖4-1、常規(guī)站保護功能簡介操作回路簡介4-1、常規(guī)站保護功能簡介常規(guī)站保護各插件的功能a）交流插件：將系統(tǒng)電壓互感器TV和電流互感器TA二次側(cè)的電壓、電流量變換為裝置所用的弱電信號，傳給A/D芯片。b）DSP插件：A/D芯片將模擬量變換為數(shù)字量后送給DSP，供DSP進行判斷。DSP根據(jù)采樣數(shù)據(jù)、開入量判斷保護的動作行為，并驅(qū)動開出插件上的出口繼電器或告警繼電器，同時給出報文信息、實現(xiàn)故障錄波等功能。c）CPU板：負責與人機對話板、DSP插件信息收集、開入插件、CPU板芯片進行內(nèi)部通信以及外部的網(wǎng)絡通信。上送遙測、遙信、SOE、事件報文、錄波信息、打印信息，GPS對時等功能。外部網(wǎng)絡接口包括：RS-485接口、太網(wǎng)接口。可直接出103規(guī)約或61850規(guī)約。d）開入插件：接24V或220V/110V開入量，包括：保護功能壓板、跳位、失靈開入等。e）開出插件：輸出跳閘、合閘、啟動失靈、啟動重合、發(fā)信、停信、告警等接點。f）電源插件：將220V/110V直流電源變換為裝置所用的24V、12V、5V電源。g）人機對話板：顯示保護的信息、燈光信號、按鍵控制。4-1、常規(guī)站保護功能簡介智能站保護內(nèi)部插件聯(lián)系圖4-2、智能站保護功能簡介智能終端MU

傳統(tǒng)微機保護交流輸入組件A/D轉(zhuǎn)換組件保護邏輯(CPU)開入開出組件人機對話模件端子箱ECT智能化保護SMV光纖GOOSE光纖4-3常規(guī)站保護到智能站保護的演化5-2、110（66）kV保護配置原則1）110（66）kV變壓器保護（主后一體）：a）主、后備保護一體，按雙套配置；b）主變本體非電量保護，按單套配置；c）主變各側(cè)操作箱，依據(jù)實際數(shù)量按需配置。1）110（66）kV變壓器保護（主后分置）：a）主變差動保護，按單套配置；b）主變本體非電量保護，按主變數(shù)量配置；c）主變各側(cè)保護測控，依據(jù)實際數(shù)量按需配置。d）主變各側(cè)操作箱，依據(jù)實際數(shù)量按需配置，也可內(nèi)置在保護測控裝置中。2）110（66）kV母線保護：a）雙母線接線和雙母單分段接線應配置一套母線保護，雙母線雙分段應配置兩套母線保護；b）單母分段接線、單母三分段接線可配置一套母線保護。3）110（66）kV母聯(lián)（分段）保護：a）母聯(lián)（分段）斷路器應配置獨立于母線保護的充電過流保護裝置。按單套配置；4）110（66）kV線路保護：a）每回110（66）kV線路的電源側(cè)應配置一套線路保護，負荷側(cè)可以不配置保護；b）長度低于10km短線路宜配置一套光纖縱聯(lián)電流差動保護；c）110（66）kV電壓等級作為地區(qū)主網(wǎng)的線路配置智能化線路保護時，應配置獨立的智能化保護裝置和智能化測控裝置，其它110（66）kV線路應按間隔采用智能化保護測控集成裝置；5-3、10（35）kV保護配置原則1）10（35）kV接地變、所用變、電容器、電抗器、母聯(lián)（分段）保護：a）采用保護、測控集成裝置，可就地開關柜分散