電氣二次設備可以測量、監視、控制和調整電氣壹次設備的運行狀態。隨著電網的智能化管理,二次設備的種類越來越多,並且有相互融合的趨勢(壹次設備出廠時附帶二次設備)。
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常見的電力二次設備主要包括以下幾種:
如電壓表、電流表、功率表、電度表等用來測量電路中的電氣參數。不同電壓等級下電表的體積和形狀有很大差異。這是實驗室的照片。目前電網使用的是多功能電能表,壹表即可采集電壓、電流、電能、諧波等數據,大部分可以遠程上傳數據。
功能:電壓表是測量電壓的儀器。
原理:電流越大,產生的磁力越大,顯示電壓表上指針擺動越大。電壓表中有壹塊磁鐵和壹個線圈。線圈通電流後會產生磁場,通電後線圈會在磁鐵的作用下發生偏轉,這就是電壓表的表頭部分。
電壓表內部需要串聯壹個大電阻,使電壓表並聯在電路中,以免被過大的電流燒壞。
功能:電流表是指用於測量交流和DC電路中電流的儀器。
原理:電流表是根據磁場中磁場力對帶電導體的作用而制成的。
安培計內部有壹塊永久磁鐵,它在兩極之間產生磁場。在磁場中,有壹個線圈,線圈兩端有壹根遊絲。每個彈簧連接到安培計的壹個端子上,並且彈簧和線圈之間通過旋轉軸連接。在轉軸相對於電流表的前端,有壹個指針。指針偏轉。因為磁場力的大小隨著電流的增大而增大,所以可以通過指針的偏轉程度來觀察電流的大小。這個叫磁電式電流表,就是我們平時在實驗室用的那種。
功能:功率表也叫瓦特表,是測量電功率的儀器。電功率包括有功功率、無功功率和視在功率。除非另有說明,功率計壹般指測量有功功率的儀器。
原理:由於功率表種類繁多,我選擇了幾款有代表性的功率表來介紹其原理。
直通功率計:使用壹些耦合器件,如定向耦合器、耦合環、探頭等。,將發射功率的壹部分按壹定比例耦合,送至功率表進行測量。總發射功率等於功率計的指示值乘以比例系數。
熱電阻式功率計:主要采用熱電阻作為功率傳感元件,熱電阻值的溫度系數較大。被測信號的功率被熱電阻吸收後產生熱量,使其自身溫度升高,電阻值發生顯著變化。電阻電橋用於測量電阻值的變化,並顯示功率值。
量熱式功率計典型的熱效應功率計:這種功率計主要是利用隔熱負載吸收高頻信號功率來提高負載的溫度,然後利用熱電偶元件測量負載的溫度變化,根據產生的熱量計算出高頻功率值。
功能:電度表是壹種測量電能的儀表,又稱電度表、火度表、電度表,是指測量各種電氣量的儀表。
原理:當電能表接入被測電路時,電流線圈和電壓線圈中有交流電流過,這兩個交流電分別在其鐵芯中產生交變磁通;交變磁通量穿過鋁盤並在鋁盤中感應出渦流;渦流在磁場中受力作用,使鋁盤獲得力矩(主動力矩)而轉動。
負載消耗的功率越大,流過電流線圈的電流就越大,鋁盤中感應出的渦流就越大,使鋁盤轉動的扭矩就越大。也就是說,轉矩與負載消耗的功率成比例。功率越大,扭矩越大,鋁盤轉得越快。
鋁盤轉動時,受到永磁體產生的制動力矩的作用,制動力矩與驅動力矩相反;制動力矩與鋁板轉速成正比,鋁板轉速越快,制動力矩越大。當主動力矩和制動力矩達到暫時平衡時,鋁盤會勻速轉動。負載消耗的電能與鋁盤的轉數成正比。當鋁板轉動時,帶動計數器顯示消耗的電能。
用於監控交流和DC電網的絕緣狀態。
功能:為了防止DC系統在某壹點接地。
原則:
DC絕緣監測裝置分為信號和測量兩部分,都是按照DC橋的工作原理工作的。它能在任壹極絕緣電阻降低時自動發出光、聲信號,可用於判斷接地極、正極、負極的絕緣電阻。
功能:專門用於監測系統對地絕緣的裝置。
原理:當系統發生相對地故障時,裝置中的三相電壓表中,接地相電壓表指示下降或為零,其它兩相指示上升或線電壓。同時發出聲光報警信號。通知運行值班人員進行判斷、查找和處理。
控制主要是指通過操作回路,以手動或自動方式實現配電裝置中斷路器的閉合和跳閘。
作用:用於監視電氣設備運行狀態的聲光指示裝置,是電氣設備安全運行的眼睛和耳朵。
原理:中央信號裝置,包括事故信號和報警信號,安裝在變電站主控室的中央信號屏上。當變電站中任壹配電裝置的斷路器意外跳閘時,啟動事故信號;當出現異常運行或運行電源故障時,啟動報警信號。事故信號和警告信號都有兩種信號裝置:音頻信號和光信號。音頻信號能引起值班人員的註意,燈光信號有助於值班人員判斷故障的性質和位置。為了從聲音上區分事故,用蜂鳴器發出事故信號,用電鈴發出警告信號。
用於監視壹次系統的運行,快速響應異常和事故,然後作用於斷路器進行保護控制。
很多人不明白繼電器為什麽是二次設備。如果繼電器能切斷電路,它們就不是開關。開關不屬於壹次設備嗎?
事實上,繼電器是壹個特殊的開關。繼電器之所以是二次設備,是因為需要用開關控制繼電器線圈。線圈通電時,銜鐵被吸合,接通主線,即由開關控制繼電器,再控制主線,所以說是二次設備。
功能:通常用於自動控制電路中,實際上是壹種用小電流控制大電流運行的“自動開關”。因此,它在電路中起著自動調節、安全保護和轉換電路的作用。
原理:電磁繼電器的原理比較簡單。當線圈勵磁時,相當於壹個電磁鐵,將簧片(動觸頭)吸引到另壹個簧片(靜觸頭)上,這樣回路就可以連通。
功能:提高供電的可靠性和連續性。還可以提高電能質量和安全性,提高經濟運行水平,降低運行人員的勞動強度。
如蓄電池、DC發電機、矽整流器、逆變器等。,為控制和保護、DC負荷和應急照明提供DC電力。
功能:儲存太陽能電池陣列發光時產生的電能,隨時向負載供電。
原理:蓄電池有充電、放電和浮充方式,通常采用浮充方式。由於浮充電流既補償了電池組的自放電損失,又承載了壹部分DC負載,所以電池組可以壹直處於充滿電的狀態,只有在關閉的瞬間,電池組才提供較大的電流。這種工作模式由於不需要頻繁充放電,延長了電池的使用壽命,減少了運維工作量,因此被廣泛采用。
功能:將機械能轉化為直流電能。
原理:電樞線圈中感應出的交變電動勢,通過具有電刷換向功能的換向器從電刷端部引出時,轉化為DC電動勢,因為電刷A通過換向器引出的電動勢始終是線圈側切割N極磁力線的電動勢。所以,電刷A總是正極性的,同理,電刷B也總是負極性的。因此,刷端可以引出方向相同但大小不同的脈動電動勢。
作用:可控矽具有控制幾千瓦甚至幾兆瓦開關功率的能力,是壹種電源功率控制電器。常用於整流、開關、變頻、逆變等電路。
原理:利用矽二極管的單向導電性,交流電的大小和方向隨時間周期性變化。二極管的單向導通性使其電流只沿單壹方向通過,從而統壹了電流的方向,過濾了反方向的電流,達到了整流的效果。
功能:壹種轉換器,能將直流電能(電池、蓄電池)轉換成恒頻、恒壓或調頻調壓交流電(壹般為220V、50Hz正弦波)。
原理:逆變器是壹個DC到交流的變壓器,實際上是壹個帶變流器的電壓逆變過程。轉換器將電網的交流電壓轉換成穩定的12V DC輸出,逆變器將適配器輸出的12V DC電壓轉換成高頻高壓交流電。這兩個部分還采用了廣泛使用的脈寬調制(PWM)技術。其核心部分是壹個PWM集成控制器,適配器使用UC3842,逆變器使用TL5001芯片。TL5001的工作電壓範圍為3.6~40V,內部配有誤差放大器、穩壓器、振蕩器、帶死區控制的PWM發生器、低壓保護電路和短路保護電路。
高頻避雷器也叫扼流圈。
作用:扼流圈的作用是防止高頻電流泄漏到變電站或支線上,減少高頻能量損失。
原理:線圈的電抗由兩個因素決定,壹個是電感,壹個是頻率。當頻率增加時,電抗增加,對於不同頻率的電流,電感線圈中反映的電感是不同的。高頻時阻抗大,所以電流小,很難通過線圈。火花塞線圈就是根據這壹原理制成的。
功能:目前廣泛使用的變電站綜合自動化系統通過後臺監控機對各種信息進行監視、測量、記錄和處理,實現對變電站主要設備的遠程控制和操作功能。
可以提高變電站安全、可靠、穩定運行水平,降低運行維護成本,提高經濟效益,為用戶提供優質的電力服務。
原理:利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信息處理技術,實現二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、自動裝置等)功能重組和優化設計的綜合自動化系統。)並監視、測量、控制和協調變電站中所有設備的運行。
二次設備不直接參與電能的生產和分配過程,但對保證主設備的正常有序工作及其經濟效益起著非常重要的作用。