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    電氣二次設備入門學習淺談

    發布日期:2020-04-22 來源:設計公司文/李朝香瀏覽:1277


    核心提示:電氣二次設備入門學習淺談
     習慣上,我們將變電站內所有的微機型二次設備統稱為“微機保護” ,實際上這個叫法是很不確切的。從功能上講,我們可以將變電站自動化系統中的微機型二次設備分為微機保護、微機測控、操作箱(目前一般與微機保護安裝在一個裝置內,以往多為獨立裝置) 、自動裝置、遠動設備等。

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    1、首先,簡單介紹一下各類設備的主要功能: 

    微機保護:將電流量、電壓量及相關狀態量采集進來,按照不同的算法實現對電力設備的繼電保護,并且根據計算結果做出判斷并發出相應指令。 

    微機測控:主要功能是測量及控制,取代的是常規變電站中的測量儀表(電流表、電壓表、功率表)、就地及遠傳信號系統和控制回路。 

    操作箱:用于執行各種針對斷路器的操作指令,這類指令分為合閘、分閘、閉鎖三種,可能來自多個方面,例如本間隔微機保護、微機測控、強電手操裝置、外部微機保護、自動裝置等。 

    自動裝置:與微機保護的區別在于,自動裝置雖然也采集電流、電壓,但是只進行簡單的數值比較或“有、無”判斷,然后按照相對簡單的固定邏輯動作。這個工作過程相對于微機保護而言是非常簡單的。 

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    2、微機保護與測控的工作方式:

    微機保護是根據所需功能配置的,也就是說,不同的電力設備配置的微機保護是不同的,但各種微機保護的工作方式是類似的?;\統地來說,我們可以將這個方式概括為“開入”與“開出”兩個過程(事實上,整個變電站自動化系統的所有設備幾乎都是以這兩種模式工作,只是開入與開出的信息類別不同而已) 。 

    微機測控與微機保護的配置原則完全不同,它是對應于斷路器配置的,所以,幾乎所有的微機測控的功能都是一樣的,區別僅在于其容量的大小而已。如上所述,微機測控的工作方式也可以概括為“開入”與“開出”兩個過程。 

    2.1開入 

    微機保護和微機測控的開入量都分為兩種:模擬量和數字量。 

    2.1.1 模擬量的開入 

    微機保護需要采集電流和電壓兩種模擬量進行運算,以判斷其保護對象是否發生故障。變電站配電裝置中的大電流和高電壓必須分別經電流互感器和電壓互感器變換成小電流、低電壓,才能供微機型保護裝置使用。 

    微機測控開入的模擬量除了電流、電壓外,有時還包括溫度量、直流量等。微機測控開入模擬量的目的主要是獲得其數值,同時也進行簡單的計算以獲得功率等電氣量數值。 

    2.1.2 數字量的開入 

    數字量也稱為開關量,它是由各種設備的輔助接點通過“開/閉”轉換提供,只有兩種狀態,也稱為硬接點開入。微機保護對外部數字量的采集一般只有“閉鎖條件”一種,這個回路一般為弱電回路(直流 24V) 。(這是針對 110kV 及以下電壓等級的設備而言,對于 220kV 設備而言,由于配置雙套保護裝置,兩套保護裝置之間的聯系較為復雜。) 

    微機測控對數字量的采集主要包括隔離開關及地刀位置、斷路器機構信號等。這類開關量的觸發裝置(即輔助開關)一般在距離主控室較遠的地方,為了減少電信號在傳輸過程中的損失,通常采用強電系統(直流 220V)進行傳輸。同時,為了避免強電系統對弱點系統形成干擾,在進入微機運算單元前,需要使用光耦單元對強電信號進行隔離、轉變成弱電信號。 

    2.2 開出 

    對微機保護而言,開出是指微機保護根據自身采集的信息,加以運算后對被保護設備目前狀況作出的判斷以及針對此狀況作出的反應,主要包括操作指令、信號輸出等反饋行為。之所以說是反饋行為,是因為微機保護的動作永遠都是被動的,即受設備故障狀態激發而自動執行的。 

    對微機測控而言,微機測控的開出指的是對斷路器、電動隔離開關及地刀發出的操作指令。與微機保護不同的是,微機測控不會產生信號,而且其操作指令也是主動的,即人工發出的。 

    2.2.1 操作指令 

    一般來講,微機保護只針對斷路器發出操作指令,對線路保護而言,這類指令只有兩種:“ 跳閘”或者“重合閘”;對主變保護、母差保護而言,這類指令只有一種:“ 跳閘”。在某些情況下,微機保護會對一些電動設備發出指令,如“主變溫度高啟動風機”會 對主變風冷控制箱內的風機控制回路發出啟動命令;對其它微機保護或自動裝置發出指令,如“母差動作閉鎖線路重合閘”、 “母差動作閉鎖備自投”等。微機保護發出的操作指令屬于“自動”范疇。 

    微機測控發出的操作指令可以針對斷路器和各類電動機構,這類指令也只有兩種,對應斷路器的“跳閘”、“合閘”或者對應電動機構的“分”、“合”。微機測控測控發出的操作指令屬于“手動”范疇,也就是說,微機測控的操作指令必然是人為作業的結果。 

    2.2.2 信號輸出 

    微機保護輸出的信號只有兩種:“ 保護動作” 、 “重合閘動作” 。至于“裝置斷電”等信號屬于裝置自身故障,嚴格意義上不屬于“保護”范疇。 

    微機測控不產生信號。嚴格意義上講,微機測控也輸出信號,它會將自己采集的開關量信號進行模式轉換后通過網絡傳輸給監控系統,起到單純的轉接作用。這里所說的“不產生信號”,是相對于微機保護的信號產生原理而言的。 

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    3、操作箱的工作方式 

    操作箱內安裝的是針對斷路器的操作回路,用于執行微機保護、微機測控對斷路器發出的操作指令。操作箱的配置原則與微機測控是類似的,即對應于斷路器,一臺斷路器有且只有一臺操作箱。一般來講,在同一電壓等級中,所有類型的微機保護配備的操作箱都是一樣的。在 110kV 及以下電壓等級的二次設備中,由于操作回路相對簡單,目前已不再設置獨立的操作箱,而是將操作回路與微機保護整合在一臺裝置中。但是需要明確的是,盡管在一臺裝置中且有一定的電氣聯系,但是操作回路與保護回路在功能上是完全獨立的。 

    4、自動裝置的工作方式 

    變電站內最常見的自動裝置就是備自投裝置,此外還有低周減載裝置等。自動裝置的功能主要是為了維護整個變電站的運行,而不是象微機保護一樣針對某一個間隔,例如備自投主要是為了防止全站失壓而在失去工作電源后自動接入備用電源,低周減載是為了防止因負荷大于電廠出力造成頻率下降導致電網崩潰而按照事先設定的順序自動切除某些負荷。 

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    5、微機保護、測控與操作箱的聯系 

    對一個含斷路器的設備間隔,其二次系統需要三個獨立部分來完成:微機保護、微機測控、操作箱。這個系統的工作方式有三種,如下所述。 

    第一種:在后臺機上使用監控軟件對斷路器進行操作時,操作指令通過網絡觸發微機測控里的控制回路,控制回路發出的對應指令通過控制電纜到達微機保護里的操作箱,操作箱對這些指令進行處理后通過控制電纜發送到斷路器機構的控制回路,最終完成操作。動作流程為:微機測控——操作箱——斷路器。 

    第二種:在測控屏上使用操作把手對斷路器進行操作時,操作把手的接點與微機測控里的控制回路是并聯的關系,操作把手發出的對應指令通過控制電纜到達微機保護里的操作箱,其后與以上敘述相同。使用操作把手操作也稱為強電手操,它的作用是防止監控系統發生故障時(如后臺機“死機”等)無法操作斷路器。所謂“強電”,是指操作的啟動回路在直流 220V 電壓下完成,而使用后臺機操作時,啟動回路在微機測控的弱電回路中。動作流程為:操作把手——操作箱——斷路器。 

    第三種:微機保護在保護對象發生故障時,根據相應電氣量計算的結果做出判斷并發出相應的操作指令。操作指令通過裝置內部接線到達操作箱,其后與以上敘述相同。動作流程為:微機保護——操作箱——斷路器。 

    微機測控與操作把手的動作都是需要人為操作的,屬于“手動”操作;微機保護的動作是自動進行的,屬于“自動”操作。(部分文章內容摘自網絡)



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