电力知识图谱—电力设备：电力二次设备

电压表

作用： 电压表是测量电压的一种仪器。

原理： 电流越大，所产生的磁力越大，表现出的就是电压表上的指针的摆幅越大，电压表内有一个磁铁和一个导线线圈，通过电流后，会使线圈产生磁场，线圈通电后在磁铁的作用下会发生偏转，这就是电压表的表头部分。

电压表内部还需要串联一个很大的电阻，这样电压表并联在电路中，才不会被过大的电流烧坏。

电流表

作用： 电流表是指用来测量交、直流电路中电流的仪表。

原理： 电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。

电流表内部有一永磁体，在极间产生磁场，在磁场中有一个线圈，线圈两端各有一个游丝弹簧，弹簧各连接电流表的一个接线柱，在弹簧与线圈间由一个转轴连接，在转轴相对于电流表的前端，有一个指针。指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大，所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这叫磁电式电流表，就是我们平时实验室里用的那种。

功率表

作用： 功率表也叫瓦特表，是一种测量电功率的仪器。电功率包括有功功率、无功功率和视在功率。未作特殊说明时，功率表一般是指测量有功功率的仪表。

原理： 因为功率表的种类繁多，我选了几种有代表性的功率表来介绍它的原理。

通过式功率表： 它是利用某种耦合装置，如定向耦合器、耦合环、探针等从传输的功率中按一定的比例耦合出一部分功率，送入功率计度量，传输的总功率等于功率表指示值乘以比例系数。

测热电阻型功率表： 它主要是使用热变电阻做功率传感元件，热变电阻值的温度系数较大。被测信号的功率被热变电阻吸收后产生热量，使其自身温度升高，电阻值发生显著变化，利用电阻电桥测量电阻值的变化，显示功率值。

量热式功率计典型的热效应功率表： 这类功率表主要是利用隔热负载吸收高频信号功率，使负载的温度升高，再利用热电偶元件测量负载的温度变化量，根据产生的热量计算高频功率值。

电能表

作用： 电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表、火表、千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。

原理： 当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。

负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。

铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。

直流绝缘监察装置

作用： 为了防止直流系统出现一点接地的运行。

原理：

直流绝缘监察装置装置分为信号和测量两部分，且均按直流电桥的工作原理进行工作的。它能在任一极的绝缘电阻降低时，自动发出灯光和音响信号，并且可利用它判断出接地极和正、负极的绝缘电阻值。

交流绝缘监察装置

作用： 专门用于监视系统对地绝缘状况的装置。

原理： 当系统中发生一相接地故障时，装置中的三个相电压表中，接地相电压表指示降低或为零、另两相指示升高或为线电压。同时发出声光报警信号。通知运行值班人员判断、查找和处理。

中央信号装置

作用： 监视电气设备运行状态的一种声光指示装置，是电气设备安全运行的耳目。

原理： 中央信号装置包括事故信号和预告信号，装在变电所主控制室内的中央信号屏上。当变电所任一配电装置的断路器事故跳闸时，启动事故信号；当出现不正常运行情况或操作电源故障时，启动预告信号。事故信号和预告信号都有音响和灯光两种信号装置，音响信号可唤起值班人员的注意，灯光信号有助于值班人员判断故障的性质和部位。为了从音响上区别事故，事故信号用蜂鸣器，预告信号用电铃发出音响。

继电器

很多人不理解为什么继电器算二次设备，继电器可以分断电路的话不就是开关，开关不是属于一次设备吗？

其实，继电器算是特殊的开关。之所以说继电器是二次设备，是因为继电器需要用开关控制继电器线圈，当线圈通电时衔铁吸合，主线路接通，也就是说，是通过开关控制继电器，进而控制主线路的，所以说是二次设备。

作用： 通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

原理： 电磁式继电器的原理比较简单，当线圈励磁之后，就相当于一个电磁铁，将簧片（动触头）吸附到另外一个簧片（静触头）上，这样回路就可以沟通。

自动装置

作用： 提高供电的可靠性、延续性。还可以提高电能质量和安全、经济运行水平、减轻运行人员劳动强度。

蓄电池组

作用： 储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。

原理： 蓄电池组有充电、放电工作方式和浮充电工作方式，通常采用浮充电工作方式。因为浮充电流既补偿了蓄电池组的自放电损失，又可带一部分直流负荷，可使蓄电池组经常处于充满电状态，只有在合闸瞬间，才由蓄电池组提供大电流。这种工作方式，不需频繁地充、放电，延长蓄电池的使用寿命，又减少运行维护工作量，所以得到广泛应用。

直流发电机

作用： 把机械能转化为直流电能。

原理： 把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势 因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势。

硅整流装置

作用： 可控硅整流器具有控制开关数千瓦乃至兆瓦级电功率的能力，是一种电源功率控制电器。常用于整流、开关、变频、逆变等电路中。

原理： 利用硅二极管的单向导通性，交流电的大小和方向是随时间周期性变化的，二极管的单向导通性使其电流只能沿单一方向通过，从而使电流的方向统一，将反方向的电流滤过，从而达到整流的效果。

逆变器

作用： 一种转换器，能把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）。

原理： 逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6～40V，其内部设一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。

作用： 塞流线圈起到阻止高频电流向变电站或支线泄漏、减小高频能量损耗的作用。

原理： 线圈的电抗大小由两个因素决定，一是电感，一是频率。当频率增大时，电抗增大，对于不同频率的电流，在电感线圈中体现的感抗不同。高频时阻抗大，因而电流小，难以通过线圈。塞流线圈就是由这个原理制成的。

作用： 目前，广泛采用的变电站综合自动化系统是通过后台监控机对变电站全部一次设备及二次设备进行监视、测量、记录、并处理各种信息，对变电站的主要设备实现远方控制操作功能。

可以提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务。

原理： 利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、自动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。