1、第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),風電場電氣系統(tǒng),第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),關注的問題 電氣二次系統(tǒng)的概念和功能是什么？主要設備的種類有哪些？ 主要的電氣二次回路，電氣二次系統(tǒng)的圖形表示方法 風電場和升壓變電站電氣二次系統(tǒng)的構成 變電站綜合自動化技術,教學目標 了解電氣二次部分的含義和功能，其主要設備及其原理和功能， 掌握電氣二次系統(tǒng)的圖形表示方法， 了解風電場和升壓變電站電氣二次系統(tǒng)的構成， 對我國目前普遍采用的變電站綜合自動化技術有一定認知。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),對一次設備的工作進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保

2、護以及為運行、維護人員提供運行工況或生產(chǎn)指揮信號所需的低壓電氣設備，稱為二次設備，如熔斷器、控制開關、繼電器、控制電纜等。 由二次設備相互連接，構成對一次設備進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護的電氣回路稱為二次回路或二次接線系統(tǒng)。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1 繼電器,5.1.1繼電器的結構和原理 在電路中，繼電器控制邏輯的實現(xiàn)依賴于其自身結構，即線圈和觸點的基本設計。 傳統(tǒng)的電磁型繼電器由線圈、觸點以及它們的接線端子和可動鐵片、復位彈簧組成。,當繼電器線圈帶電后，繼電器觸點在可動鐵片的帶動下位置發(fā)生變化，這是線圈中流過電流所產(chǎn)生的電磁力吸引可動鐵片的結果。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.

3、1繼電器的結構和原理 繼電器的線圈和觸點可以分別接入不同的電路中，從而實現(xiàn)由線圈至觸點的順序控制。 線圈可以反映不同的電氣量，進而用于實現(xiàn)觸點位置的變換。通常所要反映的電氣量有若干種，例如某一特定電壓/電流（可以是交流也可以是直流）的有或無、大或小，等等，以此來實現(xiàn)對應的各種邏輯。 繼電器的觸點也可以有不同的邏輯。 依靠不同類型的線圈和不同類型的觸點，繼電器可以實現(xiàn)二次回路中比較復雜的邏輯。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.1繼電器的結構和原理,按鈕BS的觸點處于打開位置，電路1開路，繼電器線圈不帶電，連接于電路2中的繼電器觸點處于打開位置。,當按鈕按下時，電路1接通，繼電器線圈中有電流流

4、過，產(chǎn)生磁場，形成線圈對可動鐵片的吸附，連接于電路2中的繼電器觸點閉合，接于電路2中的燈泡會亮起來。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.2 繼電器表示符號 在專業(yè)研究和工程實踐中，往往采用類似于電氣主接線（一次系統(tǒng)）的處理方式，以簡化的符號來表示繼電器和二次電路。,圖中的繼電器有8個接線端子，其線圈通過7-8端子與外部電路連接、1-2端子間為常開觸點、4-6端子間接有延時閉合的常閉觸點、5-9端子間為常閉觸點、5-3端子間為常開觸點，而端子5是端子3和9的公共端子。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.2 繼電器表示符號 除電磁型繼電器外還有晶體管繼電器、靜態(tài)繼電器及微機繼電器等，分別采用二

5、極管、集成電路和微處理器等元件來實現(xiàn)相同的邏輯。 對于復雜的電氣二次系統(tǒng)，需要采用各種不同種類的繼電器來構建二次電路，實現(xiàn)其控制、監(jiān)視和保護等功能。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3 常用的繼電器類型 在電氣二次系統(tǒng)中常見的繼電器有：電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、中間繼電器、功率方向繼電器、差動繼電器、沖擊繼電器、信號繼電器，等等。 這些繼電器的主要區(qū)別在于其控制電路的不同。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3.1電流繼電器 電流繼電器反映一次回路中的電流越限，常用于二次系統(tǒng)的保護回路，例如用于電機、變壓器和輸電線路等設備的過負荷及短路保護。 它的繼電器線圈接入CT的二次側交流

6、電流回路，觸點則引出至直流控制回路，用以啟動時間繼電器的動作或直接觸發(fā)斷路器分閘。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3.1 電流繼電器,繼電器接線端子2和8之間的兩個線圈串聯(lián)，2和8端子和繼電器外部的CT交流電路相連，用于判別某線路中C相電流是否超過繼電器的整定值。當電流越限時，繼電器接線端子1和3之間的常開觸點閉合，觸發(fā)保護回路中的時間繼電器動作，或直接用于控制回路中的斷路器跳閘。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3.2 電壓繼電器 電壓繼電器用于繼電保護裝置中的過電壓保護或欠電壓閉鎖 其線圈接入PT二次側的交流電壓小母線上，觸點用于啟動控制回路跳閘或與其它保護繼電器組成相關保護邏輯

7、。,電壓繼電器引入PT二次交流電壓小母線的A、C相之間的線電壓，用于閉鎖其它保護元件。,系統(tǒng)正常運行時，接線端子2和8串聯(lián)的線圈帶有100V左右的電壓，其常閉觸點此時打開，實現(xiàn)對其它電路的閉鎖；當AC之間的線電壓降低到整定值時，觸點閉合，將外部電路開放。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3.3 功率繼電器： 功率繼電器判別某支路上流過的功率的方向，動作限值是一個角度區(qū)間。 當電流和電壓的相角差處于某一設定的區(qū)間內(nèi)時，繼電器動作。,常用的采用90接線的 功率繼電器如圖所示， 其接線端子5和6之間的 電壓線圈接BC相電壓， 而接線端子2和4之間的 電流線圈接入A相電流。 當電壓和電流的相角差落

8、于整定區(qū)間內(nèi)時，繼電器接線端子1和3之間的常開觸點閉合。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3.4 差動繼電器：,圖中繼電器的節(jié)點端子2、5、3及1采用星型接法，分別與變壓器高、中、低三側的C相CT相接，在繼電器內(nèi)部經(jīng)過變流器匯流形成差流；差流再變換到二次繞組上，接于二次繞組的電流繼電器感應差流的大小，決定是否動作；當差流越限（時，繼電器接線端子10和12之間的常開觸點閉合。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3.5 時間繼電器 常由其它繼電器或控制元件啟動，用以判別某一狀態(tài)的持續(xù)時間，使被控設備或電路按照預定的時間動作。,圖為由電流繼電器和時間繼電器組成的帶時限過電流邏輯電路,當電流繼電

9、器KA觸點閉合后，時間繼電器的線圈帶電，但接線端子4和6之間的延時閉合常開觸點并不閉合，只有當KA觸點持續(xù)閉合，時間繼電器線圈持續(xù)帶電超過時間繼電器整定的時間后，4和6之間的延時閉合常開觸點才閉合，給斷路器操作機構發(fā)出跳閘命令。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.3.6 中間繼電器 中間繼電器常用于二次系統(tǒng)中增加某一控制電路觸點數(shù)量和容量,當電流繼電器KA觸點閉合后，中間繼電器的線圈帶電，其三個常開觸點閉合，閉合的觸點用于觸發(fā)多個斷路器操作機構的跳閘。通過本例可以看出，使用中間繼電器可以方便地實現(xiàn)將某一控制命令下發(fā)到多個控制回路中。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.4 繼電保護的接線圖

10、5.1.4.1 原理接線圖 在二次系統(tǒng)的應用中常采用原理接線圖來描述某一設備的繼電保護動作原理。,上圖為10kV及35kV線路中常用的采用兩相CT作為相間保護的電流速斷保護原理圖。 原理接線圖只描述繼電保護回路搭建的基本原理,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.1.4.2 展開接線圖 展開圖對于二次回路的描述是按照回路表示的，由于不同的回路實現(xiàn)不同的功能，因此它其實是以功能來描述二次回路的。,整個回路的布置采用從上往下、從左往右的方式來描述邏輯功能的實現(xiàn)。為了便于理解，圖形描述的右側一般需要加入對回路的文字描述。,相間電流速斷保護的展開接線圖,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2 二次部分的其它元件

11、,5.2.1 接觸器 接觸器的原理和繼電器類似，電力系統(tǒng)中常用的電磁型的接觸器，也是依靠線圈帶電來吸附觸點的分合。 在電氣二次部分，接觸器常用于斷路器的合閘，其線圈接于斷路器的操作回路，觸點接入合閘回路，用以分合較大的合閘電流。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.1 接觸器 斷路器輔助觸點不同于繼電器觸點，它是位置觸點，聯(lián)動于斷路器位置的變化，當斷路器處于分位時，常開觸點為分、常閉觸點為合，斷路器分閘時則剛好相反。 為了顯示斷路器的當前狀態(tài)，在電動合閘回路和電動分閘回路中并聯(lián)有紅綠燈指示回路。 在電力系統(tǒng)中常用紅燈表示斷路器處于合閘位置，綠燈表示斷路器處于分閘位置； 但電路連接中，卻是綠燈串

12、聯(lián)高電阻接入合閘回路，而紅燈串聯(lián)高電阻接入分閘回路。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.1 接觸器,SB1和斷路器QF常閉輔助觸點（1、2之間）、合閘接觸器KM的線圈形成合閘回路；SB2和斷路器QF常開輔助觸點（3、4之間）、跳閘線圈YT形成跳閘回路。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.1 接觸器 當斷路器QF為分閘狀態(tài)時，其常開輔助觸點為分位（3、4之間），常閉輔助觸點為合位（1、2之間）。綠燈由于帶有電壓發(fā)出平光，指示斷路器當前處于分閘位置。 當合閘按鈕SB1按下時，接觸器流過較大電流，其觸點閉合，合閘線圈YC帶電，將斷路器QF閉合。常開觸點閉合（3、4之間），而常閉觸點（1、2之間）

13、打開。觸器KM的線圈都不再帶電，其觸點打開，合閘線圈也不再帶電。紅燈則發(fā)出平光，指示斷路器處于合閘位置。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.2 控制開關 除了一些簡單控制回路以外，常用控制開關來實現(xiàn)電路的復雜邏輯控制。,所示為LW15型控制開關，其正面有用于人工控制的手柄，手柄有三個位置，中間位置可以順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)45。其后部為接線端子，用來連接電路，最終實現(xiàn)對于電路的控制。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.2 控制開關,應用了控制開關的斷路器控制回路簡化示意圖,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.2 控制開關 上圖中控制開關的引入不僅實現(xiàn)了斷路器的合閘和分閘，還引入閃光指示回路及事

14、故音響回路作為故障后的燈光和音響信號指示。 圖中還引入了外部保護電路中保護繼電器的觸點KA，它接入斷路器控制回路中，當電氣設備發(fā)生故障時，其對應保護繼電器動作觸發(fā)故障電氣設備相關斷路器跳閘，將故障設備從電力系統(tǒng)中切除出去。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.2 控制開關 斷路器合閘過程： 手柄一般處于0位置，5、6間的觸點閉合，此時斷路器QF常開輔助觸點在合位，因此WL+、SA5、SA6、LD、R、QF1、QF2、KM、WC-形成回路。LD會發(fā)出閃光。 手柄順時針旋轉(zhuǎn)45，SA1和SA2將接通，其它觸點斷開。KM觸點閉合，導通合閘回路，使得斷路器合閘。 合閘后，手柄將自動返回到0位置。此時斷

15、路器QF常開輔助觸點閉合、常閉輔助觸點打開。紅燈指示回路中WC+、HD、R、QF3、QF4、YT、WC-形成回路，紅燈平光。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.2 控制開關 故障跳閘過程： KA的閉合將直接導致：WC+、KA、QF3、QF4、YT和WC-之間形成回路，最終WC+和WC-上的電壓完全作用于跳閘線圈YT上，斷路器跳閘。 斷路器跳閘后其輔助觸點的位置發(fā)生變化，將導致結果： 1）事故音響回路中的M708+、SA9、SA10（此時手柄位置未發(fā)生變化）、QF5、QF6、-700導通，M708+接入中央信號回路（上圖中未顯示）,發(fā)出事故音響。 2）WL+、SA5、SA6、LD、R、QF1、

16、QF2、KM、WC-形成回路，綠燈閃光指示當前斷路器位置異常。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.3 小母線 在二次系統(tǒng)中，除了直流電源小母線用于給不同的設備分配電能，交流電壓小母線和輔助小母線主要用于集中和分配信號。 直流電源小母線用于實現(xiàn)直流屏柜向不同的保護裝置、測控裝置等設備供電。 交流電壓小母線用于PT二次側電壓信號向不同保護測量裝置的分配。 在發(fā)電廠及變電站中，根據(jù)控制、信號、繼電保護、自動裝置等的需要，可設置輔助小母線，這些小母線分別布置在控制室的屏上和配電裝置內(nèi)。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.4 接線端子、電纜和絕緣導線 繼電器、接觸器、控制開關、指示燈、各類保護和自動

17、裝置等基本元件，需要連接成可以實現(xiàn)二次系統(tǒng)測量、控制、監(jiān)視和保護功能的電路。這些設備的連接需要依靠導體和接線端子來實現(xiàn)。 常用的導體為絕緣導線和電纜，絕緣導線主要用于屏內(nèi)或裝置內(nèi)配線，而電纜用于連接距離較遠的設備。 屏柜或裝置內(nèi)部的連線一般以絕緣導線來實現(xiàn)。 屏柜之間、室內(nèi)外之間的二次設備的連接則需要采用控制電纜來實現(xiàn)。 接線端子是二次系統(tǒng)中用于連接屏柜內(nèi)部和外部的連接元件,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.5 成套保護裝置和測控裝置 成套式的保護裝置，即將保護元件、控制元件等集中于單一裝置中，裝設于保護、測控屏柜中提供給用戶使用。 用戶只需要使用電纜將保護、測控屏柜和其他屏柜及斷路器等設備

18、連接起來就完成了二次回路的構建。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.2.5 成套保護裝置和測控裝置,所示為國外常見的元件組屏方式，微機繼電器、電磁型繼電器、控制把手等元件都布置于屏柜表面，一些連接需要運行人員自行完成。,圖為我國普遍采用的成套保護和測控裝置，實現(xiàn)保護、測控功能的具體元件集成在單一的裝置之中，不需要運行人員關注如何連接。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.3 二次回路,電氣二次部分的測量、監(jiān)視、控制和保護功能的實現(xiàn)，需要由各類繼電器、控制開關、指示燈等元件搭建相應的電路，這些功能不同的電路統(tǒng)稱為二次回路。 根據(jù)所實現(xiàn)的功能，二次回路可以分為：保護回路，控制回路，測量和監(jiān)視回路，信號回

19、路，為其提供電源的直流電源系統(tǒng)。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.3.1 保護回路 繼電保護回路用于實現(xiàn)對一次設備和電力系統(tǒng)的保護功能，它引入CT和PT采集的電流和電壓并進行分析，最終通過跳閘或合閘繼電器的觸點將相關的跳閘/合閘邏輯傳遞給對應的斷路器控制回路。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.3.2 控制回路 控制回路的控制對象主要是斷路器、隔離開關?？刂苹芈凡粌H要求可以人工對被控對象進行操作，還要可以引入繼電器等設備的觸點實現(xiàn)自動控制。 對于斷路器和隔離開關的控制可以采用遠方控制或就地控制方式。 在控制回路中需要有直流電源，這是因為控制回路中設備的運行需要電能，同時控制回路功能的實現(xiàn)還依賴于

20、可以傳遞邏輯的電信號。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.3.3 測量回路 測量回路是由各種測量儀表及其相關回路組成的，其作用是指示和記錄一次設備的運行參數(shù)，以便運行人員掌握一次設備運行情況。 它是分析電能質(zhì)量、計算經(jīng)濟指標、了解系統(tǒng)潮流和主設備運行工況的主要依據(jù)。 測量回路分為電流回路與電壓回路。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.3.4 信號回路 信號系統(tǒng)由信號發(fā)送機構、接收顯示元件及其傳遞網(wǎng)絡構成，其作用是準確、及時地顯示出相應的一次設備的工作狀態(tài)，為運行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。 信號回路按其電源可分為強電信號回路和弱電信號回路。按其用途可分為位置信號、事故信號、預告信號、指

21、揮信號和聯(lián)系信號。 事故信號和預告信號都需要在主控室或集中控制室中反映出來，他們是電氣設備各信號的中央部分，通常稱為中央信號 將事故信號、預告信號回路及其他一些公共信號回路集中在一起成為一套裝置，稱為中央信號裝置,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.3.5 操作電源系統(tǒng) 在變電站中，繼電保護和自動裝置、控制回路、信號回路及其他二次回路的工作電源，稱為操作電源。操作電源系統(tǒng)，由電源設備和供電網(wǎng)絡構成。 變電站的操作電源有直流操作電源和交流操作電源兩種。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.3.5 操作電源系統(tǒng) 直流操作電源又可分為獨立式直流電源和非獨立式直流電源。獨立式直流電源有蓄電池直流電源和電源變換

22、式直流電源；非獨立式直流電源有硅整流電容儲能直流電源和復式整流直流電源。 交流操作電源系統(tǒng)就是直接使用交流電源，正常運行時一般由PT或站用變壓器作為斷路器的控制和信號電源，故障時由CT提供斷路器的跳閘電源。 還有一種交流不間斷電源系統(tǒng)(UPS)，可向需要交流電源的負荷提供不間斷的交流電源。它的基本原理是將來自蓄電池的直流變換成正弦交流電。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.4 相對編號法與安裝接線圖,實際工程應用中要采用安裝接線圖來實現(xiàn)電路的連接，安裝接線圖的完成要依賴于相對編號法則來實現(xiàn)。,圖為一個保護測控屏柜的屏柜布置圖，描述的是保護測控屏柜上裝置的實際布設，并賦予每個元件以唯一的編號。 每

23、個元件的接線端子也進行編號，從而實現(xiàn)了連接部分的編號唯一。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.4 相對編號法與安裝接線圖,二次系統(tǒng)連接示意圖,1、繼電保護屏柜2、室外端子箱 3、斷路器機構箱 4、CT二次接線盒,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.4 相對編號法與安裝接線圖,屏柜和外部設備的連接則往往采用回路號標注的方式。,圖分別為繼電保護接線端子與端子箱的接線。 可以看出，繼電保護、端子箱、斷路器機構箱和CT接線盒等設備之間由電纜連接，用于傳輸信號的電纜芯被以唯一的回路號所標注，使得我們可以很清楚這一電纜及其芯線所在二次回路及其功能。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.5 風電廠的二次部分,5.5.

24、1 風電機組的保護、控制、測量、信號 風力發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)分為現(xiàn)地單機控制、保護、測量和信號以及中控室對各臺風力發(fā)電機組進行集中監(jiān)控，也可在遠方（業(yè)主營地或調(diào)度機構）對風力發(fā)電機組進行監(jiān)視。 風力發(fā)電機組的控制器系統(tǒng)包括二部分：第一部分為計算機單元，主要功能是控制風力發(fā)電機組；第二部分為電源單元，主要功能是使風力發(fā)電機組與電網(wǎng)同期。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.5.2 箱式變電站中變壓器的保護、控制、測量、信號 變壓器配置高壓熔斷器保護、避雷器保護和負荷開關，采用高壓熔斷器做為短路保護，避雷器用于防御過電壓，負荷開關用于正常分合電路，不裝設專用的繼電保護裝置。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),

25、5.5.3 風電廠控制室的控制、測量、信號 風電廠控制室布置在 110kV 變電所內(nèi)，與110kV 變電所中控室在同一房間內(nèi)。 在中控室內(nèi)采用微機對風電廠廠區(qū)中的風力發(fā)電機組進行集中監(jiān)控和管理。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.5.4 遙測和遙信系統(tǒng) 遠程監(jiān)控人員可通過人機對話完成遠方監(jiān)視任務。操作方法與在升壓變電站控制室的值班人員的操作方法基本相同。 遙測、遙信、遙控、遙調(diào)被成為變電站綜合自動化中的四遙。 “測”其實指測量，及電流電壓等模擬量數(shù)據(jù)的本地搜集及遠方傳輸與監(jiān)視； “信”指信號，指發(fā)生在發(fā)電廠和變電站中的某一設備或系統(tǒng)狀態(tài)的變化； “控”指控制，其控制對象為斷路器、隔離開關等控制設

26、備； “調(diào)”指調(diào)整，調(diào)整不同于控制，控制最終實現(xiàn)了狀態(tài)的變化，而調(diào)整是在某一狀態(tài)范圍的調(diào)整。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6 升壓變電站的二次部分,按照“無人值班”（少人值守）原則進行設計，采用全計算機監(jiān)控方式，通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行機組的啟、停及并網(wǎng)操作、主變高壓側斷路器和線路斷路器的操作、站用電切換、輔助設備控制等。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.1 升壓站的控制、測量、信號 （1）110kV 及以上變電所的控制、測量和信號的原則： a) 110kV 變電所的主要電氣設備可現(xiàn)地控制也可采用集中監(jiān)控系統(tǒng)。 b) 110kV 隔離開關、與相應的斷路器和接地刀閘之間，裝設閉鎖裝置。 c

27、) 110kV 變電所監(jiān)控系統(tǒng)結構分為站級層和間隔層，網(wǎng)絡按雙網(wǎng)考慮，通信介質(zhì)采用光纖。站級層采用總線型。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.1 升壓站的控制、測量、信號 （2）監(jiān)控系統(tǒng)的功能： 運行監(jiān)視功能 事故順序記錄和事故追憶功能 運行管理功能 遠動功能 運行管理功能,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.1 升壓站的控制、測量、信號 （3）電測量： 全站配置一套計費裝置，關口計費點設置為：產(chǎn)權分界點，即在變電站110kV 出線及對側變電站接入間隔中實施。 同時在本站配置一臺電量采集器，完成對電能表的數(shù)據(jù)采集。 電度測量選擇智能式電子電度表 （4）信號及其傳遞： 信號分為電氣設備運行狀態(tài)

28、信號，電氣設備和線路事故和故障信號。 按風電場接入電力系統(tǒng)可行性研究報告將系統(tǒng)要求的遙測量和遙信信號通過相互獨立的通道傳輸?shù)降卣{(diào)。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.2 升壓站的繼電保護 （1）110kV 主變壓器保護： 主變壓器保護：配置一套二次諧波制動原理的微機型縱差保護，保護動作跳變壓器各側斷路器。 差動保護是變壓器的基本電氣量主保護，用于保護變壓器本身故障，其原理為基爾霍夫電流定律，將變壓器看作一個節(jié)點，則流入變壓器的電流應該和流出的相同。,雙繞組變壓器差動保護單相原理接線圖,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.2 升壓站的繼電保護 除了比率制動差動保護，一般還裝設差動速斷保護用于快

29、速動作于較為嚴重的故障。 非電量保護：重瓦斯、輕瓦斯、油溫、繞組溫度、壓力釋放，保護動作于發(fā)信號。非電量保護也用于保護變壓器本體 除了裝設主保護，變壓器還裝設有后備保護，后備保護用于防御變壓器本身和外部系統(tǒng)的故障，常見的后備保護是用于防止相見短路的電流保護和用于防止接地短路的零序電流和零序電壓保護。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.2 升壓站的繼電保護 容量較大的變壓器則一般采用帶時限的過電流保護作為后備保護 在220kV以上系統(tǒng)，為了保護變壓器本身，復合電壓閉鎖過流還需要加裝方向元件 為了防御外部或變壓器本體的接地故障，還裝設有零序電流和零序電壓保護 此外，變壓器還裝設有主變過負荷保護，

30、帶時限動作于發(fā)信、啟動風扇、閉鎖有載調(diào)壓，或跳低壓側分段斷路器。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.2 升壓站的繼電保護 （2）110kV或220kV線路保護： 對于風電場中的220kV或110kV 線路保護，也需要裝設相應的線路保護 對于國內(nèi)成套式線路保護來講，110kV線路保護常裝設有三段式距離保護和四段式零序保護，成套保護本身一般還裝設有自動重合閘，用于區(qū)分線路的瞬時性故障和永久性故障 對于220kV及以上的電氣設備要求繼電保護雙重化配置，即裝配兩套獨立工作的繼電保護裝置，同時一般加裝可以保護線路全長的全線速動保護，即高頻、電流差動保護。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.2 升壓站

31、的繼電保護 （3）站用變保護 設置電流速斷、限時電流速斷和過電流保護，保護動作于跳開所用變斷路器。零序過電流保護，動作于跳開主變低壓側斷路器。 （4）1035kV進線保護 限時電流速斷、過電流、零序過電流保護，保護動作于斷開本進線斷路器。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.2 升壓站的繼電保護 （5）1035kV電容器保護 裝設限時電流速斷、定時限過電流、過欠電壓、不平衡電壓、零序過電流保護，保護動作于斷開電容器回路斷路器。 （6）其它配置 一般要配置一個錄波裝置柜，記錄設備事故時的線路和主變電流電壓等參數(shù)值的變化波形。 線路及主變部分綜自設備布置在主控室或單獨的繼電器室。,第5章 風電場電

32、氣二次系統(tǒng),5.6.3升壓站的操作電源系統(tǒng) 操作電源系統(tǒng)包括直流和交流系統(tǒng) 變電所直流系統(tǒng)電壓采用DC220V 交流電源供電的集中監(jiān)控設備可由交流不停電電源供電。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.6.4 升壓站的圖像監(jiān)控 圖象監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視的場所包括：主變壓器、電容器室、GIS 室、高低壓開關室、進廠大門、主要風機位等重要部位 監(jiān)控系統(tǒng)可采用具有多媒體技術支持數(shù)字式裝置。主要由三部分組成：第一部分在主要監(jiān)視的場所的各個重要部位，安裝監(jiān)控前端設備一體化球機；第二部分為傳輸網(wǎng)絡，主要完成將前端設備的音視頻信號和監(jiān)控信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并預留遠程傳輸接口，傳輸介質(zhì)采用同軸電纜或光纖；第三部分為監(jiān)控

33、中心，主要包括多媒體數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)主機、長時間錄像機、打印機等。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7 變電站綜合自動化技術,變電站綜合自動化技術把電力系統(tǒng)自動化技術與先進的計算機技術、通訊技術和現(xiàn)代電力電子技術等相結合，從而實現(xiàn)對變電站的二次設備的功能進行重新組合和優(yōu)化設計，完成對變電站全部設備的監(jiān)視、測量和控制。 國內(nèi)變電站自動化經(jīng)歷了以下三個發(fā)展階段： 120世紀70年代以前的傳統(tǒng)變電站階段 2內(nèi)含微機遠動系統(tǒng)RTU的變電站階段 3變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展階段,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.1 變電站綜合自動化的功能 微機繼電保護功能； 遠動終端RTU功能； 當?shù)乇O(jiān)控功能； 自動裝置

34、功能； 其他功能；,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.1.1 微機繼電保護 微機繼電保護與非微機的常規(guī)繼電保護相比具有以下特點： (1) 微機繼電保護裝置有在線自檢功能 (2) 微機繼電保護裝置的保護性能超過了常規(guī)繼電保護 (3) 微機繼電保護裝置提供了一些附加功能 (4) 微機繼電保護裝置還提供了重要的附加功能 (5) 其它特點,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.1.1 微機繼電保護 綜合自動化變電站的微機繼電保護與非綜合自動化變電站的微機繼電保護相比又更進了一步，例如： (1) 通信功能大大增強。 (2) 能配合變電站監(jiān)控系統(tǒng)共同完成測控功能，功能強弱視不同的情況而定。 (3) 更友好

35、的人機對話功能。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.1.2 遠動終端RTU功能 在發(fā)電廠或變電站內(nèi)按規(guī)約完成遠動數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送、接收以及輸出執(zhí)行等功能的設備，稱為遠動終端終端RTU。 遠動終端終端RTU的主要任務是，將表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的各發(fā)電廠和變電站的有關實時信息采集到調(diào)度控制中心；把調(diào)度控制中心的命令發(fā)往發(fā)電廠和變電所，對設備進行控制和調(diào)節(jié)。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.1.3 當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng) 當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)主要功能如下： （1）數(shù)據(jù)采集功能 （2）事件順序記錄與事故追憶功能 （3）操作控制功能 （4）運行監(jiān)視 （5）越限報警功能 （6）人機聯(lián)系功能 （7）數(shù)據(jù)處理與記錄功

36、能,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.1.4 自動裝置功能： 變電站常見自動裝置包括：故障錄波及測距裝置、電壓無功控制綜合裝置、低頻減載裝置、備自投裝置 、小電流接地裝置。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點 1 系統(tǒng)綜合化 變電站綜合自動化系統(tǒng)中的綜合化有兩點含義： (1) 硬件綜合化。 繼電保護可以和遠動終端RTU進行硬件綜合，即繼電保護承擔全部或部分的RTU功能。遠動終端RTU也可以和當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)進行硬件綜合。 (2) 信息管理綜合化。 就是把繼電保護、RTU和當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)等產(chǎn)生的信息綜合起來。,第5章 風電場電氣二次系統(tǒng),5.7.2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點 2 系統(tǒng)結構分布分層分散化。 分布式結構是指把一個很復雜的系統(tǒng)分解為若干個子系