一、电力二次系统基础定义
电力二次系统是指对电力一次系统(发电、输电、变电、配电、用电的主设备及线路)进行监测、控制、保护、调节和通信的辅助系统,由各类二次装置、通信网络和软件系统组成,是保障电力系统安全稳定运行、实现电网智能化调度的核心。
二、电力二次行业核心术语
(一)基础通用术语
一次设备:直接生产、输送、分配和使用电能的主设备,如发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、电动机等。
二次设备:对一次设备进行监测、控制、保护和调节的辅助设备,如继电器、保护装置、测控装置、仪表、通信设备等。
间隔:变电站中一套完整的一次设备及其配套二次设备组成的独立单元,如进线间隔、出线间隔、变压器间隔、电容器间隔等。
站控层:变电站自动化系统的最高层,负责全站数据采集、处理、存储和与调度主站通信,主要设备包括监控主机、远动装置、服务器等。
间隔层:位于站控层和过程层之间,负责单个间隔的保护、测控和数据采集,主要设备包括微机保护装置、测控装置等。
过程层:变电站自动化系统的最底层,负责一次设备的信号采集和执行控制指令,主要设备包括合并单元、智能终端、电子式互感器等。
四遥:电力系统远动功能的统称,包括遥信、遥测、遥控、遥调。
遥信(YX):远程采集开关量状态信号,如断路器分合、隔离开关位置、保护动作信号等。
遥测(YC):远程采集模拟量数值信号,如电压、电流、功率、频率、温度等。
遥控(YK):远程发送开关量控制指令,如断路器分合闸、隔离开关操作等。
遥调(YT):远程发送模拟量调节指令,如发电机有功 / 无功调节、变压器分接头调节等。
SOE(事件顺序记录):记录电力系统中各类事件发生的精确时间(分辨率≤1ms),用于故障分析和事故追溯。
故障录波:记录电力系统故障前后的电压、电流、功率等电气量波形和开关量动作过程,是分析故障原因的重要依据。
定值:保护装置或自动装置预先设定的动作阈值,如过流保护定值、电压保护定值、频率死区等。
软压板:软件实现的功能开关,用于投退保护装置的各项功能,无需现场操作硬件。
硬压板:物理硬件实现的功能开关,串联在保护装置的出口回路中,用于强制投退保护功能。
(二)继电保护类术语
继电保护:当电力系统发生故障或异常运行时,自动、快速、有选择性地切除故障设备或发出告警信号,防止故障扩大的技术。
选择性:保护装置仅切除故障设备,最大限度保证非故障设备继续运行的能力。
速动性:保护装置快速切除故障的能力,以减少故障对设备的损坏和对系统稳定的影响。
可靠性:保护装置在规定条件下和规定时间内,正确完成其预定功能的能力。
灵敏性:保护装置对其保护范围内发生故障或异常运行状态的反应能力。
过流保护:当电力系统中电流超过整定值时动作的保护,分为定时限过流保护和反时限过流保护。
速断保护:无时限或短时限动作的过流保护,用于快速切除近处故障。
差动保护:基于比较被保护设备两端电流的大小和相位的保护,是变压器、发电机、母线等重要设备的主保护。
零序保护:利用电力系统发生接地故障时产生的零序电流或零序电压动作的保护,用于反应接地故障。
距离保护:根据故障点到保护安装处的距离(阻抗)动作的保护,主要用于输电线路。
重合闸:当断路器因故障跳闸后,自动将断路器重新合闸的装置,分为单相重合闸、三相重合闸和综合重合闸。
备自投(BZT):备用电源自动投入装置,当工作电源因故障断开后,自动将备用电源投入,保证供电连续性。
(三)电网自动化与控制类术语
一次调频:当电网频率偏离额定值时,发电机组或储能装置根据频率变化自动调整有功出力,使电网频率快速恢复的过程,响应时间通常为秒级。
二次调频(AGC):自动发电控制,由调度主站根据电网频率和负荷变化,自动调整发电机组的有功出力,实现电网频率和联络线功率的稳定控制,响应时间通常为分钟级。
三次调频:通过经济调度优化发电机组的有功出力分配,实现电网运行的经济性,响应时间通常为小时级。
AVC(自动电压控制):自动调节电网中的无功功率和电压,使电网电压保持在允许范围内,提高电网运行的安全性和经济性。
SCADA(数据采集与监控系统):实现对电力系统的实时数据采集、设备监控、参数调节和事故报警的系统。
EMS(能量管理系统):调度端的高级应用系统,在 SCADA 基础上实现电网状态估计、潮流计算、安全分析、经济调度等功能。
DMS(配电管理系统):用于配电网的运行管理系统,实现配电网的 SCADA、故障定位、隔离和恢复、负荷管理等功能。
微电网:由分布式电源、储能装置、负荷和控制装置组成的小型电力系统,可并网运行或孤岛运行。
防逆流:防止分布式电源向电网倒送功率的控制功能,主要应用于自发自用的光伏电站。(具体设备可查看PXS-616防逆流保护装置)
孤岛运行:微电网或分布式电源与主电网断开后,独立向本地负荷供电的运行状态。(具体设备可查看PXS-615防孤岛装置)
(四)通信与安全类术语
通信规约:通信双方约定的数据传输格式、时序和规则,常见的有 IEC61850、IEC60870-5-101/103/104、Modbus-RTU、DL/T645 等。
IEC61850:变电站通信网络和系统的国际标准,实现了变电站内智能电子设备的互操作。
纵向加密:在电力系统纵向边界(调度主站与变电站、发电厂之间)采用的加密技术,保障数据传输的机密性和完整性。
横向隔离:在电力系统横向边界(生产控制大区与管理信息大区之间)采用的隔离技术,防止病毒和非法入侵。
IRIG-B 码:国际通用的时间同步编码,用于电力系统中各装置的精确对时,对时精度可达微秒级。
网络对时:通过网络实现各装置的时间同步,常用的协议有 NTP、PTP。
(五)计量与电能质量类术语
电能计量:对电能的生产、输送、分配和使用进行测量和统计的过程。
电能质量:衡量电力系统供电质量的指标,包括电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相不平衡等。
谐波:频率为基波频率整数倍的正弦波分量,会导致设备发热、损耗增加、保护误动等问题。
功率因数:有功功率与视在功率的比值,反映了电力系统中无功功率的利用效率。
三、电力二次行业常见装置
(一)继电保护装置(具体设备可查看继电保护设备)
微机保护装置:采用微处理器技术实现的继电保护装置,集保护、测控、通信功能于一体,是电力系统中应用最广泛的二次装置。
分类:线路保护装置、变压器保护装置、发电机保护装置、母线保护装置、电容器保护装置、电动机保护装置等。
核心功能:故障检测、故障判断、故障切除、事件记录、通信等。
代表产品:南京帕兴 PXS-600B 微机保护装置、南瑞继保 RCS-900 系列、许继电气 WXH-800 系列。
故障录波装置:记录电力系统故障前后的电气量波形和开关量动作过程,用于故障分析和事故追溯。
备自投装置:实现备用电源自动投入的装置,提高供电可靠性。
(二)自动化控制装置(具体设备可查看PXS-700一次调频协控终端,详细参数可查看一次调频装置新能源并网稳定控制设备)
一次调频装置:实时监测电网频率,自动调整发电机组或储能装置的有功出力,实现电网频率快速调节。
核心功能:高精度频率测量、有功功率计算、控制指令下发、与 AGC 协调控制。
代表产品:南京帕兴 PXS-700 一次调频装置。
AGC/AVC 装置:实现自动发电控制和自动电压控制的装置,分为站端 AGC/AVC 装置和调度端 AGC/AVC 系统。
四可装置(AGC/AVC 四可装置):具备可观测、可控制、可调节、可预测功能的新能源电站控制装置,满足电网对新能源电站的调度要求。
防逆流装置:实时监测并网点功率流向,防止分布式电源向电网倒送功率。
(三)配电自动化装置(具体设备可查看配网自动化设备)
FTU(馈线终端单元):安装在配电线路上的终端装置,实现馈线的遥信、遥测、遥控和故障检测。
核心功能:数据采集、故障定位、故障隔离、自动恢复供电。
代表产品:南京帕兴 FTU 智能馈电终端控制器。
DTU(站所终端单元):安装在配电开闭所、环网柜等站所内的终端装置,实现多个间隔的测控和保护功能。
TTU(配电变压器终端单元):安装在配电变压器上的终端装置,实现变压器的运行状态监测和数据采集。
(四)通信与远动装置
远动装置(RTU):实现变电站与调度主站之间的数据通信和远程控制的装置。
通信管理机:实现不同通信规约之间的转换,连接各类智能电子设备与站控层系统。
纵向加密认证装置:部署在电力系统纵向边界,实现数据加密、身份认证和访问控制。
工业以太网交换机:用于电力系统工业环境的以太网交换机,具备高可靠性和抗干扰能力。
(五)计量与监测装置(具体设备可查看在线监测)
电能表:用于测量电能消耗量的装置,分为普通电能表和智能电能表。
电能质量监测装置:实时监测电网的电能质量指标,如谐波、电压偏差、三相不平衡等。(具体设备可查看PXS-612电能质量在线监测)
在线监测装置:对一次设备的运行状态进行实时监测,如变压器油色谱在线监测、GIS 局部放电在线监测等。
(六)其他辅助装置
合并单元(MU):将电子式互感器输出的模拟信号转换为数字信号,并发送给间隔层装置。
智能终端(IED):接收间隔层装置的控制指令,实现对一次设备的操作,并采集一次设备的状态信号。
时间同步装置:为全站二次装置提供精确的时间同步信号,如 GPS / 北斗时钟装置。
四、易混淆术语辨析
一次调频 vs 二次调频
一次调频:由发电机组调速器或储能装置自动完成,响应速度快(秒级),调节幅度小,只能平抑小幅度的频率波动。
二次调频:由调度主站 AGC 系统控制,响应速度较慢(分钟级),调节幅度大,可实现电网频率的精确控制。
遥信 vs 遥测
遥信:采集开关量状态信号(是 / 否、分 / 合),如断路器位置、保护动作信号。
遥测:采集模拟量数值信号(连续变化的数值),如电压、电流、功率。
软压板 vs 硬压板
软压板:软件实现,可远程投退,操作方便,但依赖装置软件运行。
硬压板:物理硬件实现,可靠性高,需现场操作,用于强制投退重要保护功能。
FTU vs DTU
FTU:安装在户外配电线路上,通常只监测一个间隔,防护等级高。
DTU:安装在户内站所内,可同时监测多个间隔,功能更丰富。





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