二次第一讲教材

10kV变电站二次设计概述1工程设计事业部-邢学胜10kV变电站二次设计概述10kV变电站二次设备简介10kV变电站二次设计规范概述10kV变电站二次设计流程概述10kV变电站二次设计内容概述10kV变电站二次概述310kV变电站二次概述10kV变电站二次概述变电站内设备变电站内设备分为一次设备和二次设备。10kV变电站二次概述二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备称为二次设备。仪用互感器：电流、电压互感器；测量表计：电流、电压表、功率表和电能表；继电保护和自动装置：微机保护、低周低压减载装置；直流电源设备：蓄电池；操作电器、信号设备及控制电缆：操作把手，运行指示灯、二次电缆；10kV变电站二次概述变电站综合自动化：将二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、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。10kV变电站二次概述变电站综合自动化系统的基本功能（一）监视和控制功能1、数据采集(1)模拟量采集：电压、电流、有功、无功功率等；(2)状态量采集：断路器位置、隔离开关位置等；(3)脉冲量采集：电能表；10kV变电站二次概述变电站综合自动化系统的基本功能（一）监视和控制功能1、事件顺序记录2、故障录波3、操作控制4、安全监视5、人机联系功能6、打印功能7、数据处理与记录功能10kV变电站二次概述变电站综合自动化系统的基本功能（二）微机保护1、继电保护功能2、低周低压减载功能3、通信功能5、时钟功能6、自诊断功能10kV变电站二次概述变电站综合自动化系统的结构1110kV变电站二次设计流程概述10kV变电站二次设计流程概述专业间配合明确在10kV变电站二次设计过程中与哪几个专业要产生设计资料交互（变电一次、土建、技经）

接收输出一次二次技经一次主接线，总平面二次互感器资料，直流屏负荷，二次屏数量材料清册及工程概况10kV变电站二次设计流程概述明确设计基础资料（1）用于确定设计方案的基础性资料：客户提供的相关文件、相关设计要求（2）用于确定设计实施的基础性资料：厂家资料等1410kV变电站二次设计规范概述10kV变电站二次设计规范概述10kV变电站二次设计规范—国家、行业标准电力工程电气设计手册（2）电气二次部分电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062）继电保护和安全自动装置技术规程（GB14285）

电力工程直流系统设计技术规程（DL/T5044）

交流电气装置的接地（DL/T621-1997）低压配电设计规范（GB50054）电力系统调度自动化设计技术规程（DL5003）地区电网调度自动化设计技术规程（DL5002）电力系统安全自动装置设计技术规定（DL/T5147）10kV变电站二次设计规范概述10kV变电站二次设计规范—国家、行业标准火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程（DL/T5136）电力装置的电测量仪表装置设计规范（GBJ63）电测量及电能计量装置设计技术规程（DL/T5137）电能量计量系统设计技术规程（DL/T5202-2004）火灾自动报警系统设计规范（GB50116）10kV变电站二次设计规范概述推荐入门书籍

实用电气二次回路200例（中国电力出版社出版）地方性规范天津市电力公司继电保护装置改造技术原则（试行）天津市电力公司变电站综合自动化系统技术规范注：在工程所在地注意收集类似规程规范。1810kV变电站二次设备简介19继电保护装置(有肯能是继电器)：继电保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择地动作于断路器将故障设备从系统中切除多功能表：可测量电流、电压、有功、无功、功率因数等硬压板：分为分合闸压板、功能压板、备用压板电编码锁：又称五防锁，通过编程实现开关柜的五防功能，与开关柜的机械五防配合10kV变电站二次设备简介

指示灯：指示断路器（操作机构)的位置或者状态；旋转开关：断路器分合闸操作、就地远方操作、柜内照明操作等20五防模拟屏：分为智能型和非智能型，能够在模拟屏上预演开关设备的倒闸操作，操作正确后再进行开关设备的实际操作。10kV变电站二次设备简介

21计量表：分为关口计量和一般计量。或独立组屏安装，或就地安装在开关设备内。关口计量表的精度通常为有功0.5S级和无功2.0级；一般计量表的精度随业主要求。10kV变电站二次设备简介22直流屏：由充电柜-充电模块-监控模块-电池组-降压硅链组成。如图为充馈电屏、电池屏。其作用是为控制操作系统提供稳定的直流电源。输入电压等级为380V，输出电压等级通常为220V，110V。10kV变电站二次设备简介23中央信号屏：为变电所各种信号集中显示装置，对变配电所安全稳定运行起着重要作用。变配电所的信号回路一般包括：位置信号、事故信号及预告信号回路。10kV变电站二次设备简介24电磁锁：是一种防止高压开关设备电气误操作的电控机构联锁装置。主要适用于户内高压开关设备的前后柜门，隔离开关，断路器，接地线等需要闭锁部位实现联锁，防止误操作的发生，是发电和供电部门不可缺少的闭锁装置。10kV变电站二次设备简介2510kV变电站二次设计内容概述2610kV变电站电气二次专业图纸1）继电保护配置图2）PT柜二次接线图3）PT柜二次端子排图4）10kV进线断路器柜二次接线图5）10kV进线断路器柜二次端子排图6）10kV变压器出线柜二次接线图7）10kV变压器出线柜二次端子排图8）中央信号屏屏面布置图9）中央信号屏二次接线图（一）10）中央信号屏二次接线图（二）11）中央信号屏二次端子排图12）直流屏系统接线图13）柜顶小母线布置图10kV变电站二次设计内容概述10kV变电站二次设计内容概述10kV变电站二次设计内容分类按照工程类型：新建项目、改造项目按照设计阶段：初步设计、施工图设计、施工配合、竣工图设计二次设计主要涉及到的内容有：二次设备的布置设计、仪表、控制、继电保护、安全自动装置、及调度自动化、直流。二次设备的布置二次设备布置主要分为集中布置和分散布置。分散布置：

将继电保护装置、测控设备、交直流电源和其他自动装置宜分散安装在开关柜上或相应的配电装置附近。集中布置：

将不宜分散布置的二次设备放置于二次设备室，如远动终端及相应设备、通信设备、交直流电源、交流不停电电源（UPS），继电保护、测控、计量和其他自动装置等。10kV变电站二次设计内容概述二次设备的布置10kV变电站二次设计内容概述对“五防闭锁”功能的要求1）为了防止电气误操作，应采用防误型开关柜。2）对下述五类可能危及人身及设备安全操作的场所，均应视情况不同采用机械的、电磁的、电子的、微机的、或电气回路的连锁装置及高压带电显示装置等。a.防止带负荷拉（合）隔离开关b.防止误拉（合）断路器c.防止带电挂地线d.防止带地线合闸e.防止误入带电间隔10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计1、二次回路设计的基本要求1）断路器控制回路应满足下列要求：应有电源监视，并宜监视跳、合闸回路的完整性。应能指示断路器合闸与跳闸的位置状态；自动合闸或跳闸时应有明显信号。合闸或跳闸完成后应使命令脉冲自动解除。有防止断路器“跳跃”的闭锁装置。接线简单可靠，使用电缆芯数最少。10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计1、二次回路设计的基本要求2）二次回路的闭锁

隔离开关、接地刀闸、和母线接地器，都必须有操作闭锁措施，严防电气误操作。防电气误操作回路的电源应单独设置。10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计1、二次回路设计的基本要求3）在控制室应设中央信号装置。中央信号装置由事故信号和预告信号组成。接线应简单可靠，并具备下列功能：对音响监视接线能实现亮屏或暗屏运行。断路器事故跳闸时，应能瞬时发出音响信号及相应的灯光信号。发生故障时，能瞬时发出预告信号，并以光字牌显示故障性质。10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计1、二次回路设计的基本要求3）在控制室应设中央信号装置。中央信号装置由事故信号和预告信号组成。接线应简单可靠，并具备下列功能：能进行事故和预告信号及光字牌完好性的试验；能手动或自动恢复音响，而保留光字牌号；试验遥信事故信号时，不应发出遥信信号；事故音响动作时，应停事故钟。但在事故音响试验时，不应停钟。10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计2、小母线和二次回路标号1）小母线的接线形式：单控制和信号小母线应为单母线，按屏分段，双侧供电于适当位置以刀开关分段，开环运行。

屏顶的小母线不宜超过38条，最多不超过40条。小母线宜采用Φ6-Φ8的绝缘铜棒。

10kV变电站二次设计内容概述当不设屏顶小母线时，也可通过端子排联接。端子排宜单独成组布置。二次接线设计2、小母线和二次回路标号2）小母线的编号及回路标号：10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计2、小母线和二次回路标号2）二次回路标号：引自《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计2、小母线和二次回路标号2）二次回路标号：10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计3、控制电缆1）控制电缆应采用铜芯控制电缆和绝缘导线。按机械强度的要求，强电控制回路导体截面应不应小于1.5mm²，弱点控制回路导体截面应不小于0.5mm²；对于电流互感器回路，二次额定电流为5A时，控制电缆截面宜不小于4mm²，二次额定电流为1A时，控制电缆截面宜不小于2.5mm²。电压互感器二次回路的电缆芯截面，应满足回路允许压降的要求，一般不小于2.5mm²，通常按4mm²设计。10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计3、控制电缆2）控制电缆宜采用多芯电缆，应尽可能减少电缆根数。当截面为1.5mm²时，电缆芯数不宜超过37芯。当芯线截面为2.5mm²时，电缆芯数不宜超过24芯。当芯线截面为4mm²时，电缆芯数不宜超过10芯。

弱点控制回路电缆不宜超过50芯。七芯以上的芯线截面小于4mm²的较长控制电缆应留有必要的备用芯。应尽量避免将一根电缆中的各芯线接至屏上两侧的端子排，若为六芯及以上时，应设单独电缆。10kV变电站二次设计内容概述二次接线设计4、其他说明1）控制回路应为强电强电直接控制电路，有就地和远方两种操作方式时，两者之间需设置操作切换闭锁。2）变电所不宜设置同步装置；3）断路器的控制回路应有监视信号，红色灯亮为断路器合闸，绿色灯亮为断路器分闸。4）配电装置应装设防止电气误操作闭锁装置。防止电气误操作闭锁装置优先采用机械闭锁，成套开关柜应采用机械闭锁装置。闭锁回路的电源，应与机电保护、控制信号回路的电源分开。10kV变电站二次设计内容概述端子排设计1、端子排应由阻燃材料构成。端子的导电部分应为铜质。安装在潮湿地区的端子排应当防潮。2、安装在屏上每侧的端子排距地不宜低于350mm。3、端子排的配置应满足运行、检修、调试的要求，并适当与屏上设备的位置相对应。

每个安装单元应有其独立的端子排。同一屏上有几个安装单位时，各安装单位的端子排的排列应与屏面布置相配合。10kV变电站二次设计内容概述端子排设计4、每个安装单位的端子排，可按下列回路分组，并由上而下（由左到右）按下列顺序排序：1）交流电流回路按每组电流互感器分组，同一保护方式的电流回路宜排在一起。2）交流电压回路按每组电压互感器分组。3）信号回路按预告、位置、事故及指挥信号分组；当光字牌布置在屏上部时，可将信号端子排排在上部，其余顺序同上。4）控制回路按熔断器或控制开关配置的原则分组。10kV变电站二次设计内容概述端子排设计4、每个安装单位的端子排，可按下列回路分组，并由上而下（由左到右）按下列顺序排序：5）其他回路按励磁保护，自动调整励磁装置的电流和电压回路、远方调整及联锁回路等分组。6）转接端子排排列顺序为：本安装单位端子、其他安装单位的转接端子、最后排小母线兜接用的转接端子。10kV变电站二次设计内容概述端子排设计5、屏（柜）上经过端子排联接的原则如下：1）屏（柜）内与屏（柜）外二次回路的连接，同一屏（柜）内各安装单元的连接以及转接回路等，均应通过端子排。2）屏（柜）内设备与直接接在小母线上的设备（如熔断器、电阻、刀开关等）的连接宜经过端子排。3）各安装单位主要保护的正电源应经过端子排。保护的负电源应在屏内设备之间接成环形，环的两端分别接至端子排；其他回路均可在屏内联接。10kV变电站二次设计内容概述端子排设计5、屏（柜）上经过端子排联接的原则如下：4）电流回路应经过试验端子，预告信号及事故信号回路和其他需要断开的回路（试验时断开的仪表、至闪光小母线的端子等），宜进过特殊端子或试验端子。10kV变电站二次设计内容概述端子排设计6、其他要求1）每一安装单元的端子排应有顺序号，并宜在最后留2~5个端子作为备用。当条件许可时各端子排间也宜留1~2个备用端子。在端子排组两端应有终端端子。

正负电源之间以及经常带点的正电源与合闸或跳闸回路之间的端子排，宜以一个空端子隔开。2）一个端子的每一端宜接一跟导线，导线截面不宜超过6mm²。10kV变电站二次设计内容概述二次设备及控制电缆抗干扰1、二次回路干扰电压的来源

二次回路干扰电压主要来源于一次回路和二次回路本身。1）一次回路对二次回路的干扰主要产生在系统的暂态过程和不对称运行时，包括一次系统遭雷击时、一次系统发生短路时、断路器和隔离开关操作而引起的暂态过程等。2）二次回路自身的的干扰主要是由于继电器或接触器的触点断开电感元件而产生的暂态干扰电压。3）此外，变电所中的380/220V交流、变电所中的无线电干扰也回来二次回路中产生干扰电压。10kV变电站二次设计内容概述二次设备及控制电缆抗干扰2、接地与抗干扰1）常规二次屏柜的金属外壳、电缆的金属外铠和电缆设施的安全接地应符合《交流电气装置接地规范》的规定。2）电流互感器二次绕组的接地。每组电流互感器二次绕组的中性点应仅一点接地。与其他电流互感器二次绕组无电路联系的电流互感器的二次绕组中性点宜在配电装置接地。3）电压互感器二次绕组的接地。二次绕组的中性线和相线应在一根电缆，并应在一点接地。且接地线上不得串有可断开设备。10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量1、常用测量仪表

仪表类型名称交流指针表直流指针表数字式仪表记录型仪表准确度最低要求1.51.50.5应满足测量对象的准确级要求10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量2、仪表用电流互感器、电流电压互感器及附件、配件的准确度最低要求

10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量3、电能计量的分类：按计量对象及计量电能多少分为五类。

10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量3、电能计量的分类：按计量对象及计量电能多少分为五类。

10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量4、电能计量装置准确度的最低要求：

10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量5、计量用电流互感器误差限值

10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量6、测量用电压互感器误差限值

10kV变电站二次设计内容概述电测量与电能计量4、测量与计量常用符号

10kV变电站二次设计内容概述58配置的保护：速断过流保护、过负荷保护、瓦斯保护、温度保护等。10kV变电站二次设计内容概述继电保护1、配电变压器的保护对配电变压器的下列故障及异常运行方式应装设相应的保护装置1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路2）绕组的匝间短路3）外部相间短路引起的过电流4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压5）过负荷6）油面降低7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障

5910kV变电站二次设计内容概述继电保护1、配电线路的保护

对线路的下列故障或异常运行应装设相应的保护装置

1）相间短路

2）单相接地

3）过负荷

配置的保护：速断过流保护、过负荷保护、零序过电流保护。6010kV变电站二次设计内容概述继电保护2、线路保护的注意事项1）对于中性点非有效接地系统，由电流继电器构成的保护装置应接于两相电流互感器上，同一网络的所有线路均应装在相同的两相上。中性点非有效接地系统指中性点不接地系统及中性点经消弧线圈接地系统。2）对于中性点非有效接地系统，零序电流保护多采用专用零序电流互感器采样及小电流接地选线的方式进行保护；3）对于电缆线路不设置线路重合闸；4）在二次跳闸回路的设计当中，速断过流与零序过流的跳闸启动回路应相对独立，用不同的硬压板分开。

直流系统设计1、直流系统标称电压1）专控控制负荷的直流系统宜采用110V。

专供动力负荷的直流系统宜采用220V。

控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统采用220V或110V。

当采用弱电控制或弱电信号接线时，采用48V及以下

10kV变电站二次设计内