以在线的方式获取电力系统各运行设备的电流、电压值，并同其得 到电力系统的频率、有功功率、无功功率等运行参数，从而实时地反
映电力系统的运行状况。继电保护、安全自动装置等二次设备根据所
得到的电力系统运行参数进行分析，并依据其对系统的运行状况进行 控制与处理。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
变电站 监控室
第一章 智能变电站概述
二、变电站自动化技术的发展历程 面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式 面向功能设计的测控装置加微机保护模式 面向间隔、面向对象的分层分布式结构模式 80年代以前 90年代初期 90年代中期至今
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第一章 智能变电站概述
三、传统变电站技术存在的主要问题
信息难以共享 设备之间不具备互操作性 系统可靠性受二次电缆影响
一次侧有负荷的情况下，二次侧不能开路。
精度等级： 测量用：0.1、0.2、0.5、1、3和5级； 保护用：5P20、TPX、TPY、TPZ等
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
2 电压互感器
分为电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器。 零序电压绕组：二次侧接成开口三角形的
2 二次回路—控制信号回路
控制回路：控制断路器和隔离开关等。断路器的控制回路按其操作 方式可分为按对象操作和选线操作；按控制地点可分为集中控制和就
地控制；按跳合闸回路监视方式可分为灯光监视和音响监视；按操作
电源种类可分为直流操作和交流操作等等。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—变压器 变压器是把不同电压等级的系统联系起来的电压转换设 备，是电力系统中的一个重要电气设备。主要的技术参数 有：额定容量、额定电压、额定电流、绕组连接组别。
变压器结构图
ɸm I0
A
x
E1 E2
a
X
油浸式变压器
第二章 变电站的一次系统与二次系统
稳定电压和无功补偿等。常见的主要有：串联电抗器、 并联电抗器、 限流电抗器、分裂电抗器等。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—消弧线圈
在中心点不接地的电力系统中，当发生单相接地时，将有接地电容
电流流过接地点，引起弧光放电；若接地电容电流超过规定数值，则 电弧不能自行熄灭，引发弧光短路或谐振过电压。为此，可在系统中
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第一章 智能变电站概述
四、智能变电站的概念
智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的设备组合而 成的，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基 本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基 本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分 析决策、协同互动等高级应用功能的变电站。
2） 把电网处于高压的部分与处于低压的测量仪表和继电保护装置
部分分隔开，以保证人员和设备安全。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
1 电磁式电流互感器
工作特点：①在正常工作条件下，二次回路的阻抗很小，近乎于短路 状态；②其一次电流取决于线路负荷，与互感器二次负载无关；③在
C1 P1 TV C2 L P2 Rd S C3 Zf
绕组，开口端引出抽头，用以测量零序电压。
精度等级： 测量用：0.1、0.2、0.5、1和3级 保护用：3P、6P
u1
u2
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—电抗器
电抗器是电力系统中常用的一种电感元件，可用于限制短路电流、
性点与大地之间接一个具有铁芯的可调电感线圈。装设消弧线圈后在
接地故障时对接地电流起补偿作用，使接地电流减小或接近零，从而 消除接地点的电弧，明显提高供电可靠性。 补偿方式可分为全补偿、欠补偿和过补偿三种。在变压第二章 变电站的一次系统与二次系统
2 二次回路—控制信号回路
信号回路：变电站中必须安装有完善而可靠的信号装置，以供运行 人员经常监视所内各种电气设备和系统的运行状态。
A、事故信号
B、预告信号 C、位置信号 D、继电保护及自动装置的启动、动作、呼唤等信号
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
断路器实物图 一、变电站的一次系统 —断路器
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
隔离开关结构图 一、变电站的一次系统—隔离开关
隔离开关又称刀闸，是高压开关的一种，它没有灭弧装置，当其 处在关合位置时，能承载工作电流，但不能用来接通或断开负荷电 流和短路电流，使用时应与断路器配合。
无母线接线方式
（a）
（b）
单元接线
桥形接线
角形接线
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
有母线接线方式
1
1 QS QF 2
2
电源1 QS QF
电源2
不分段 用隔离开关分段 用断路器分段
电源1
电源2
单母接线
双母接线
3/2接线
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110KV 电气一次接线图 10KV 电气一次接线图 500KV 电气一次接线图 第二章 变电站的一次系统与二次系统 一、变电站的一次系统—主接线
一、变电站的一次系统—断路器 作用：1） 根据系统的需要将某些电气设备投入或退出 系统运行；2）当系统中发生故障时由继电保护动作与断 路器将故障设备从系统中切除。 基本技术参数：额定电压、额定电流、额定开断电流、 动稳定电流、热稳定电流、分闸时间、合闸时间、分合 闸相间同步时间、无电流间隔时间、金属短接时间、合 闸分闸线圈额定电源电压等。
1
课程概况-实验及考核方式
实验： 1 智能变电站采样回路性能校验实验 2 智能变电站继电保护与综合自动化实验
考核方式： 闭卷考试 平时20%，期末考试60%，实验20%
2
课程概况-参考资料
1 覃剑，智能变电站技术与实践 ，中国电力出版社， 2012 2 曹团结，智能变电站继电保护技术与应用，中国 电力出版社，2013 3 王天锷，智能变电站二次系统调试技术，中国电 力出版社，2013 4 陈安伟，IEC61850在变电站中的工程应用，中国 电力出版社，2012
2
二次回路
接线清晰，易于阅读，
TAa A411 TAc C411 2 N411 2 1KA 8 2KA 8
展开式原理图特点：
便于掌握整套继电保护及
二次回路的动作过程、工 作原理。
+WS 703 4 KS 5 705 至信号
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
2 二次回路—电流电压回路
MU
TA/TV
智能单元 智能化 开关
保 护 智 单 能 元 设 备
测 量 单 元
控 制 单 元
计 量 单 元
监 测 单 元
电子式 互感器
ECVT
传统变电站
智能变电站
新一代智能变电站
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第一章 智能变电站概述
六、智能变电站与智能电网
智能变电站与智能电网的关系： 1） 智能变电站是智能电网的基础和重要环节；
KS
至信号
归总式原理图特点： 反映整个二次回路的构成及
1KA TA
2KA
KT
动作过程。但细节表示不够，不
能表示各元件之间接线的实际位 置，未反映各元件的内部接线及 端子标号、回路标号等，不便于 现场的维护与调试。
至跳闸
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
+WC +WC 1QA 1 1 1 2KA 1KA 3 3 KT 3 5 1 KS 1 2 至跳闸 2 XB 7 KT 8 1QA 2
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
电气主接线：在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功 率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关 系的传送电能的电路。 对电气主接线的要求是：可靠性、灵活性与经济性。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—主接线
隔离开关的作用如下： 1） 隔离电压； 2） 倒闸操作； 3） 元件切换母线； 4） 通断小电流。
隔离开关实物
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
一、变电站的一次系统—互感器
互感器分为电压互感器与电流互感器。其主要作用如下：
1） 把一次系统中的高电压和大电流按比例地变换成二次系统的低 电压和小电流，以便提供测量和继电保护所需要的参数；
一、变电站的一次系统—防雷接地装置
1 防雷装置
常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器。 一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
2
接地装置
凡是电气设备或设施的任何部位（不论带点与不带电），人为地
或自然地与具有零电位的大地相接通的方式，便称为电气接地，常 简称接地。埋入土壤内并与大地直接接触的金属导体或导体组叫做 接地体，也叫接地极。连接接地体与电气设备应接地部分的金属导 体，叫做接地线。接地体和接地线的总和，称为接地装置。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统
二、变电站的二次系统与二次回路
2 二次回路
二次回路的接线图：原理图与安装图。 原理图按表现形式可分为：归总式原理图与展开式原理图。
安装图可分为：屏面布置图与安装接线图。
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第二章 变电站的一次系统与二次系统