什麼是輸配電二次設備與技術？
輸配電二次設備涵蓋所有在低壓（通常為 110 V 直流或 220 V 交流）下運行的設備，用於在變電站或配電網路中執行監測、保護、控制、計量和通信功能。主要的二次設備類別包括保護繼電器（過電流、距離、差動和接地故障保護繼電器）、遠端終端機單元 (RTU)、智慧電子設備 (IED)、變電站自動化系統 (SAS)、電能表、電能品質分析儀、故障記錄儀和通信設備。二次設備從連接到一次電路的電流互感器 (CT) 和電壓互感器 (VT) 獲取輸入信號，並向斷路器、隔離開關和其他一次設備輸出控制指令。IEC 61850 標準革新了二次設備的設計，實現了不同製造商設備之間的互通性，並支持向全數位化變電站的過渡。
關於輸配電二次設備與技術的5個關鍵問題
保護繼電器持續監測由互感測器測量的電量（電流、電壓、頻率、阻抗），並在檢測到異常情況時向斷路器發出跳閘指令。 現代數位式保護繼電器將多種保護功能集成於單個智慧電子設備 （IED） 中，提供事件記錄和故障分析功能，並通過 IEC 61850 或其他協定與變電站自動化系統通信。 快速、選擇性的保護對於限制故障損害和維持電網正常部分的供電至關重要。
IEC 61850 是變電站通信網路和系統的國際標準，它定義了通用數據模型和通信協定（GOOSE、採樣值、MMS），從而實現了不同製造商的 IED 之間的互操作性。 IEC 61850 使得用過程總線通信取代硬體控制電路成為可能，在數位化變電站中可減少高達 80% 的銅線佈線。 它還支援集中式保護和控制架構，其中保護功能在伺服器上運行，而不是在專用繼電器硬體上運行，從而減少設備佔地面積和生命週期成本。
變電站自動化系統將所有二次設備功能（保護、控制、監測和計量）集成到一個統一的平臺中，並通過站總線（通常是以太網上的 IEC 61850 MMS）進行通信。 SAS 為操作人員提供變電站的即時單線圖，支援對一次設備的遠端控制，記錄所有事件和報警，並與電力公司的 SCADA 系統對接。 現代 SAS 平臺支援高級功能，包括自動電壓控制、負荷切除以及與使用相量測量單元 （PMU） 的廣域監測系統集成。
人工智慧和機器學習在多個領域應用於二次設備：自適應保護設置，可根據網路拓撲變化自動調整繼電器參數; 預測性維護分析，可根據事件日誌模式識別即將發生故障的設備; 利用行波分析實現自動故障定位; 以及智慧報警管理，可在故障期間過濾和優先處理報警資訊，説明操作人員專注於關鍵操作。 作為智慧電網計劃的一部分，中國電力公司和設備製造商正在積極開發人工智慧增強型二次系統。
連接到電力通信網路的二次設備須遵守中國《網路安全法》和《關鍵資訊基礎設施保護條例》規定的網路安全要求。 IEC 62351 為 IEC 61850 和其他電力系統通信協定的安全提供了技術標準。 相關要求包括設備認證、加密通信、基於角色的訪問控制、安全審計日誌記錄和漏洞管理。 電力公司越來越多地將二次設備的網路安全認證納入其採購規範。
關鍵要點
二次設備是電網的智慧層，能夠對高壓一次設備進行即時監測、自動保護和遠端控制。基於IEC 61850標準的數位化變電站轉型正在變革二次設備的設計，並為軟體定義保護和控制創造了新的機遇。上海國際電力展（EP Shanghai）將展示保護繼電器、變電站自動化和數位化二次系統領域的最新進展。
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