二次设备概述
? 所谓二次设备，就是对一次设备进行控
制、测量、监察、保护及调节的设备，
它包括控制和信号器具、测量仪表、继
电保护装置、自动装置、远动装置、操
作电源及二次电缆等。
? 反应二次部分的图纸有原理与和接线图：
原理图主要反映二次装置的工作原理
（通常使用展开图）；接线图主要用于
安装维护。
? 控制回路：对断路器进行合、跳闸
操作以及监视断路器位置状态的的
电路。按监视回路完好性的方式不
同分为灯光监视和音响监视两种。
? 中央信号：由事故信号和预告信号
组成，主要通过跳闸及发信号的方
式反映电力系统的故障与不正常，
由灯光和音响两部分组成。
? 测量监视系统：主要由电流、电压
变换装置和各种测量仪表等构成，
其主要作用是通过对运行参数的测
量来监视一次设备的运行情况，以
便运行人员调整、控制运行状态、
分析处理运行中的问题。
? 同期回路：电力系统中的发电机并
列运行的条件 电压幅值相等 ； 频率
相同 ； 相位差为零,为此在电力系
统的发电厂与变电所中均有同期装
置，以进行并列操作
? 操作电源：在发电厂、变电站中为二次
设备提供工作电能的电源。现常用的有：
（ 1）蓄电池组直流系统：可靠性高，容
量大，电压平稳，在系统中普遍应用，
但附属设备多，维护工作量大。
（ 2）整流直流系统：利用变换装置将交
流变为直流供二次部分使用，根据工作
原理分为电容储能整流系统及复式直流
系统，因可靠性较差，只适用于中、小
型变电所中。
继电保护的作用
? 反映电力系统故障，自动、可靠、快速
而有选择地通过断路器将故障元件从系
统中切除，保证无故障部分继续运行，
这是继电保护的首要任务
? 反映电力系统不正常工作状态，是继电
保护的另一任务，此保护一般作用于信
号，有时也作用于跳闸，但要带有一定
的延时。
继电保护的基本构成
? 测量：反映被保护元件运行参数的变化，
并与保护的整定值进行比较，若达到整
定值，则向逻辑部分发出信号；
? 逻辑部分：对测量部分传送来的信号进
行综合判断，决定保护装置是否动作
? 执行部分：根据保护装置的性质与作用，
向断路器发出跳闸脉冲或发出信号。
电力系统中常用的保护分析：
? 过电流保护：利用短路时电流增大的现
象实现的保护。为保证选择性与快速性，
通常设为三段,Ⅰ 段为速断，只保护线
路的一部分； Ⅱ 段保护线路全长，但要
加一时间延时； Ⅲ 段作为后备保护。在
双侧有电源的线路中通常加入功率方向
来保证动作的可靠性。其缺点是受系统
运行方式以及短路类型的影响较大，一
般应用于 110KV以下线路。
? 低电压保护：电力系统短路时另一
个现象是电压降低，由此构成的继
电保护就称为低电压保护。由于电
压信号一般取自母线，所以低电压
保护往往与别的保护配合使用，如
低压闭锁的过流保护。
? 距离保护：线路正常运行时，电压与电
流的比值（阻抗）较大，而系统发生短
路时，此比值将降低，利用电压与电流
比值降低而动作的保护，称为距离保护
（或阻抗保护），该保护的优点是受系
统运行方式影响较小，其缺点是不能全
厂速动，通常也设为三段。一般作为
110KV线路的主保护以及 220KV线路的
后备保护
? 差动保护：线路正常运行时，流过线路两端
的电流方向相反，而线路内部短路时电流的
方向相同，利用此原理构成的保护称为差动
保护。其优点是不受系统运行方式及短路类
型的影响，主要作为主要设备及重要线路的
保护，有纵差动和横差动之分。
? 高频保护：利用高频信号比较线路两端的电
气量的差动保护称为高频保护，根据比较的
信号分为方向高频保护（功率方向）及相差
高频保护（电流相位）。作为 220KV线路的
主保护以及 500KV线路的后备保护。
? 光纤差动：其造价高，一般作为 500KV线路
的主保护。
为避免保护故障造成的影响，一般电
力系统的元件都有多重保护，分为：
? 主保护：能按要求的速度切除被保护线路
（或元件）范围内的某种短路故障
? 辅助保护：一般用于弥补主保护某些性能
的不足而设
? 后备保护：当主保护或断路器拒绝动作时
起作用的继电保护，有近后备和远后备之
分
线路
变压器
发电机
110KV以下
110KV
220KV
500KV
继
电
保
护
配
置
一
览
表
过流保护
距离保护、过流保护
高频保护、距离保护
光纤差动、高频保护、
距离保护
瓦斯保护、差动保护
过电流保护、复合电压起动的过流
保护、低电压起动的过流保护、零
序过流保护、过负荷保护、过励磁
保护
差动保护、匝间短路保护、单相接地
保护、负序过流保护、过负荷保护
（定子、转子）、过电压保护、转子
接地保护、失磁保护、逆功率保护
继电保护技术发展历史过程中经历了四个
时期：
（ 1）电磁型：
（ 2）晶体管型：
（ 3）集成电路型：
（ 4）微机型：
微机保护装置的特点：
? 维护调试方便
? 可靠性高
? 动作正确率高
? 易于获得各种附加功能
? 保护性能易得到改善
? 使用方便灵活
? 具有远方监控特性
我国微机保护发展概况
? 1972年世界上第一台微机保护样机 —— PRODAR-
70投入试运行,1978~1980年前后我国在一些高
校（华北电力大学、华中理工大学等）展开了
微机保护的研究，我国首台微机保护样机 MDP-
1（距离保护）投入试运行，第二代,11”型微
机保护装置于 1990年投入试运行，其代表产品
WXH-11和 WXB-11，第三代产品是 CS系列，如
CSL-101,CST-200等。国家电力公司自动化研
究院的 LFP-900系列突破了我国快速保护的现状。
微机保护装置的硬件结构
? 信号输入电路：对开关量和模拟量信号进
行处理。
? 微机系统：由单片机和扩展芯片构成的控
制系统，以完成数值测量、计算、逻辑运
算、控制和记录等智能化任务，此外微机
保护还具有远方功能。
? 人机接口部分：如键盘、显示器、打印机
等，完成整定值的输入、工作方式的变更、
系统状态的检查等
? 输出通道：对控制对象实现控制操作
? 电源
? 为了提高供电可靠性、保证电能质
量、提高电能生产和分配的经济性、
减轻运行人员的劳动强度，电力系
统中还广泛装设有自动装置。
电力系统自动化一般有两方面的内容：
（ 1）常规自动装置：重合闸装置、备用电
源自动投入装置、发电机的自动励磁调
节装置、自动按频率减负荷装置、自动
准同期装置；
（ 2）电力系统调度自动化：即电力系统的
实时调度，对电力系统的运行状态实时
监视和控制，以提高系统安全、经济运
行水平，提高电能质量。主要通过远动
装置、利用 四遥（遥测、遥控、遥信、
遥调） 技术实现。
? 传统变电站存在的问题：安全性、
可靠性不能满足现代电力系统高可
靠性的要求；供电质量缺乏科学的
保证；占地面积大；不是应电力系
统快速计算和实时控制的要求；维
护工作量大
? 变电站综合自动化是将变电站的二次设
备（包括测量、信号、继电保护、自动
装置、远动装置等）经功能组合与优化，
利用先进的计算机技术、现代电子技术、
通信技术、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。
是自动化技术、计算机技术与通信技术
在变电站领域的综合应用。因此变电站
综合自动化系统具有功能综合化、结构
微机化、操作监视屏幕化、运行管理职
能化等特征。
? 所谓二次设备，就是对一次设备进行控
制、测量、监察、保护及调节的设备，
它包括控制和信号器具、测量仪表、继
电保护装置、自动装置、远动装置、操
作电源及二次电缆等。
? 反应二次部分的图纸有原理与和接线图：
原理图主要反映二次装置的工作原理
（通常使用展开图）；接线图主要用于
安装维护。
? 控制回路：对断路器进行合、跳闸
操作以及监视断路器位置状态的的
电路。按监视回路完好性的方式不
同分为灯光监视和音响监视两种。
? 中央信号：由事故信号和预告信号
组成，主要通过跳闸及发信号的方
式反映电力系统的故障与不正常，
由灯光和音响两部分组成。
? 测量监视系统：主要由电流、电压
变换装置和各种测量仪表等构成，
其主要作用是通过对运行参数的测
量来监视一次设备的运行情况，以
便运行人员调整、控制运行状态、
分析处理运行中的问题。
? 同期回路：电力系统中的发电机并
列运行的条件 电压幅值相等 ； 频率
相同 ； 相位差为零,为此在电力系
统的发电厂与变电所中均有同期装
置，以进行并列操作
? 操作电源：在发电厂、变电站中为二次
设备提供工作电能的电源。现常用的有：
（ 1）蓄电池组直流系统：可靠性高，容
量大，电压平稳，在系统中普遍应用，
但附属设备多，维护工作量大。
（ 2）整流直流系统：利用变换装置将交
流变为直流供二次部分使用，根据工作
原理分为电容储能整流系统及复式直流
系统，因可靠性较差，只适用于中、小
型变电所中。
继电保护的作用
? 反映电力系统故障，自动、可靠、快速
而有选择地通过断路器将故障元件从系
统中切除，保证无故障部分继续运行，
这是继电保护的首要任务
? 反映电力系统不正常工作状态，是继电
保护的另一任务，此保护一般作用于信
号，有时也作用于跳闸，但要带有一定
的延时。
继电保护的基本构成
? 测量：反映被保护元件运行参数的变化，
并与保护的整定值进行比较，若达到整
定值，则向逻辑部分发出信号；
? 逻辑部分：对测量部分传送来的信号进
行综合判断，决定保护装置是否动作
? 执行部分：根据保护装置的性质与作用，
向断路器发出跳闸脉冲或发出信号。
电力系统中常用的保护分析：
? 过电流保护：利用短路时电流增大的现
象实现的保护。为保证选择性与快速性，
通常设为三段,Ⅰ 段为速断，只保护线
路的一部分； Ⅱ 段保护线路全长，但要
加一时间延时； Ⅲ 段作为后备保护。在
双侧有电源的线路中通常加入功率方向
来保证动作的可靠性。其缺点是受系统
运行方式以及短路类型的影响较大，一
般应用于 110KV以下线路。
? 低电压保护：电力系统短路时另一
个现象是电压降低，由此构成的继
电保护就称为低电压保护。由于电
压信号一般取自母线，所以低电压
保护往往与别的保护配合使用，如
低压闭锁的过流保护。
? 距离保护：线路正常运行时，电压与电
流的比值（阻抗）较大，而系统发生短
路时，此比值将降低，利用电压与电流
比值降低而动作的保护，称为距离保护
（或阻抗保护），该保护的优点是受系
统运行方式影响较小，其缺点是不能全
厂速动，通常也设为三段。一般作为
110KV线路的主保护以及 220KV线路的
后备保护
? 差动保护：线路正常运行时，流过线路两端
的电流方向相反，而线路内部短路时电流的
方向相同，利用此原理构成的保护称为差动
保护。其优点是不受系统运行方式及短路类
型的影响，主要作为主要设备及重要线路的
保护，有纵差动和横差动之分。
? 高频保护：利用高频信号比较线路两端的电
气量的差动保护称为高频保护，根据比较的
信号分为方向高频保护（功率方向）及相差
高频保护（电流相位）。作为 220KV线路的
主保护以及 500KV线路的后备保护。
? 光纤差动：其造价高，一般作为 500KV线路
的主保护。
为避免保护故障造成的影响，一般电
力系统的元件都有多重保护，分为：
? 主保护：能按要求的速度切除被保护线路
（或元件）范围内的某种短路故障
? 辅助保护：一般用于弥补主保护某些性能
的不足而设
? 后备保护：当主保护或断路器拒绝动作时
起作用的继电保护，有近后备和远后备之
分
线路
变压器
发电机
110KV以下
110KV
220KV
500KV
继
电
保
护
配
置
一
览
表
过流保护
距离保护、过流保护
高频保护、距离保护
光纤差动、高频保护、
距离保护
瓦斯保护、差动保护
过电流保护、复合电压起动的过流
保护、低电压起动的过流保护、零
序过流保护、过负荷保护、过励磁
保护
差动保护、匝间短路保护、单相接地
保护、负序过流保护、过负荷保护
（定子、转子）、过电压保护、转子
接地保护、失磁保护、逆功率保护
继电保护技术发展历史过程中经历了四个
时期：
（ 1）电磁型：
（ 2）晶体管型：
（ 3）集成电路型：
（ 4）微机型：
微机保护装置的特点：
? 维护调试方便
? 可靠性高
? 动作正确率高
? 易于获得各种附加功能
? 保护性能易得到改善
? 使用方便灵活
? 具有远方监控特性
我国微机保护发展概况
? 1972年世界上第一台微机保护样机 —— PRODAR-
70投入试运行,1978~1980年前后我国在一些高
校（华北电力大学、华中理工大学等）展开了
微机保护的研究，我国首台微机保护样机 MDP-
1（距离保护）投入试运行，第二代,11”型微
机保护装置于 1990年投入试运行，其代表产品
WXH-11和 WXB-11，第三代产品是 CS系列，如
CSL-101,CST-200等。国家电力公司自动化研
究院的 LFP-900系列突破了我国快速保护的现状。
微机保护装置的硬件结构
? 信号输入电路：对开关量和模拟量信号进
行处理。
? 微机系统：由单片机和扩展芯片构成的控
制系统，以完成数值测量、计算、逻辑运
算、控制和记录等智能化任务，此外微机
保护还具有远方功能。
? 人机接口部分：如键盘、显示器、打印机
等，完成整定值的输入、工作方式的变更、
系统状态的检查等
? 输出通道：对控制对象实现控制操作
? 电源
? 为了提高供电可靠性、保证电能质
量、提高电能生产和分配的经济性、
减轻运行人员的劳动强度，电力系
统中还广泛装设有自动装置。
电力系统自动化一般有两方面的内容：
（ 1）常规自动装置：重合闸装置、备用电
源自动投入装置、发电机的自动励磁调
节装置、自动按频率减负荷装置、自动
准同期装置；
（ 2）电力系统调度自动化：即电力系统的
实时调度，对电力系统的运行状态实时
监视和控制，以提高系统安全、经济运
行水平，提高电能质量。主要通过远动
装置、利用 四遥（遥测、遥控、遥信、
遥调） 技术实现。
? 传统变电站存在的问题：安全性、
可靠性不能满足现代电力系统高可
靠性的要求；供电质量缺乏科学的
保证；占地面积大；不是应电力系
统快速计算和实时控制的要求；维
护工作量大
? 变电站综合自动化是将变电站的二次设
备（包括测量、信号、继电保护、自动
装置、远动装置等）经功能组合与优化，
利用先进的计算机技术、现代电子技术、
通信技术、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。
是自动化技术、计算机技术与通信技术
在变电站领域的综合应用。因此变电站
综合自动化系统具有功能综合化、结构
微机化、操作监视屏幕化、运行管理职
能化等特征。
