電氣二次設(shè)備可以對電氣一次設(shè)備的運行狀態(tài)進行測量、監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)等。隨著電網(wǎng)智能化管理，二次設(shè)備的種類越來越多，且趨向一二次融合（一次設(shè)備出廠時就帶二次設(shè)備)。

常見的電力二次設(shè)備主要有以下幾種:

如電壓表、電流表、功率表、電能表用于測量電路中的電氣參數(shù)。不同電壓等級下的電表體積、造型差異巨大，這里貼的是實驗室的圖?，F(xiàn)在電網(wǎng)用的都是多功能電能表，可以一表采集電壓、電流、電能、諧波等數(shù)據(jù)，且大部分可以遠程上傳數(shù)據(jù)。

作用：電壓表是測量電壓的一種儀器。

原理：電流越大，所產(chǎn)生的磁力越大，表現(xiàn)出的就是電壓表上的指針的擺幅越大，電壓表內(nèi)有一個磁鐵和一個導線線圈，通過電流后，會使線圈產(chǎn)生磁場，線圈通電后在磁鐵的作用下會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是電壓表的表頭部分。

電壓表內(nèi)部還需要串聯(lián)一個很大的電阻，這樣電壓表并聯(lián)在電路中，才不會被過大的電流燒壞。

作用：電流表是指用來測量交、直流電路中電流的儀表。

原理：電流表是根據(jù)通電導體在磁場中受磁場力的作用而制成的。

電流表內(nèi)部有一永磁體，在極間產(chǎn)生磁場，在磁場中有一個線圈，線圈兩端各有一個游絲彈簧，彈簧各連接電流表的一個接線柱，在彈簧與線圈間由一個轉(zhuǎn)軸連接，在轉(zhuǎn)軸相對于電流表的前端，有一個指針。指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過指針的偏轉(zhuǎn)程度來觀察電流的大小。這叫磁電式電流表，就是我們平時實驗室里用的那種。

作用：功率表也叫瓦特表，是一種測量電功率的儀器。電功率包括有功功率、無功功率和視在功率。未作特殊說明時，功率表一般是指測量有功功率的儀表。

原理：因為功率表的種類繁多，我選了幾種有代表性的功率表來介紹它的原理。

通過式功率表：它是利用某種耦合裝置，如定向耦合器、耦合環(huán)、探針等從傳輸?shù)墓β手邪匆欢ǖ谋壤詈铣鲆徊糠止β剩腿牍β视嫸攘?，傳輸?shù)目偣β实扔诠β时碇甘局党艘员壤禂?shù)。

測熱電阻型功率表：它主要是使用熱變電阻做功率傳感元件，熱變電阻值的溫度系數(shù)較大。被測信號的功率被熱變電阻吸收后產(chǎn)生熱量，使其自身溫度升高，電阻值發(fā)生顯著變化，利用電阻電橋測量電阻值的變化，顯示功率值。

量熱式功率計典型的熱效應功率表：這類功率表主要是利用隔熱負載吸收高頻信號功率，使負載的溫度升高，再利用熱電偶元件測量負載的溫度變化量，根據(jù)產(chǎn)生的熱量計算高頻功率值。

作用：電能表是用來測量電能的儀表，又稱電度表、火表、千瓦小時表，指測量各種電學量的儀表。

原理：當把電能表接入被測電路時，電流線圈和電壓線圈中就有交變電流流過，這兩個交變電流分別在它們的鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通；交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤中感應出渦流；渦流又在磁場中受到力的作用，從而使鋁盤得到轉(zhuǎn)矩（主動力矩）而轉(zhuǎn)動。

負載消耗的功率越大，通過電流線圈的電流越大，鋁盤中感應出的渦流也越大，使鋁盤轉(zhuǎn)動的力矩就越大。即轉(zhuǎn)矩的大小跟負載消耗的功率成正比。功率越大，轉(zhuǎn)矩也越大，鋁盤轉(zhuǎn)動也就越快。

鋁盤轉(zhuǎn)動時，又受到磁鐵產(chǎn)生的制動力矩的作用，制動力矩與主動力矩方向相反；制動力矩的大小與鋁盤的轉(zhuǎn)速成正比，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快，制動力矩也越大。當主動力矩與制動力矩達到暫時平衡時，鋁盤將勻速轉(zhuǎn)動。負載所消耗的電能與鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)成正比。鋁盤轉(zhuǎn)動時，帶動計數(shù)器，把所消耗的電能指示出來。

用來監(jiān)察交、直流電網(wǎng)的絕緣狀況。

作用：為了防止直流系統(tǒng)出現(xiàn)一點接地的運行。

原理：直流絕緣監(jiān)察裝置裝置分為信號和測量兩部分，且均按直流電橋的工作原理進行工作的。它能在任一極的絕緣電阻降低時，自動發(fā)出燈光和音響信號，并且可利用它判斷出接地極和正、負極的絕緣電阻值。

作用：專門用于監(jiān)視系統(tǒng)對地絕緣狀況的裝置。

原理：當系統(tǒng)中發(fā)生一相接地故障時，裝置中的三個相電壓表中，接地相電壓表指示降低或為零、另兩相指示升高或為線電壓。同時發(fā)出聲光報警信號。通知運行值班人員判斷、查找和處理。

控制主要是指采用手動或自動方式，通過操作回路實現(xiàn)配電裝置中斷路器的合、跳閘。

作用：監(jiān)視電氣設(shè)備運行狀態(tài)的一種聲光指示裝置，是電氣設(shè)備安全運行的耳目。

原理：中央信號裝置包括事故信號和預告信號，裝在變電所主控制室內(nèi)的中央信號屏上。當變電所任一配電裝置的斷路器事故跳閘時，啟動事故信號；當出現(xiàn)不正常運行情況或操作電源故障時，啟動預告信號。事故信號和預告信號都有音響和燈光兩種信號裝置，音響信號可喚起值班人員的注意，燈光信號有助于值班人員判斷故障的性質(zhì)和部位。為了從音響上區(qū)別事故，事故信號用蜂鳴器，預告信號用電鈴發(fā)出音響。

用于監(jiān)視一次系統(tǒng)的運行狀況，迅速反應異常和事故，然后作用于斷路器，進行保護控制。

很多人不理解為什么繼電器算二次設(shè)備，繼電器可以分斷電路的話不就是開關(guān)，開關(guān)不是屬于一次設(shè)備嗎？

其實，繼電器算是特殊的開關(guān)。之所以說繼電器是二次設(shè)備，是因為繼電器需要用開關(guān)控制繼電器線圈，當線圈通電時銜鐵吸合，主線路接通，也就是說，是通過開關(guān)控制繼電器，進而控制主線路的，所以說是二次設(shè)備。

作用：通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。

原理：電磁式繼電器的原理比較簡單，當線圈勵磁之后，就相當于一個電磁鐵，將簧片（動觸頭）吸附到另外一個簧片（靜觸頭）上，這樣回路就可以溝通。

作用：提高供電的可靠性、延續(xù)性。還可以提高電能質(zhì)量和安全、經(jīng)濟運行水平、減輕運行人員勞動強度。

如蓄電池組、直流發(fā)電機、硅整流裝置、逆變器等，供給控制保護用的直流電源及用直流負荷和事故照明用電等。

作用：儲存太陽能電池方陣受光照時所發(fā)出的電能并可隨時向負載供電。

原理：蓄電池組有充電、放電工作方式和浮充電工作方式，通常采用浮充電工作方式。因為浮充電流既補償了蓄電池組的自放電損失，又可帶一部分直流負荷，可使蓄電池組經(jīng)常處于充滿電狀態(tài)，只有在合閘瞬間，才由蓄電池組提供大電流。這種工作方式，不需頻繁地充、放電，延長蓄電池的使用壽命，又減少運行維護工作量，所以得到廣泛應用。

作用：把機械能轉(zhuǎn)化為直流電能。

原理：把電樞線圈中感應產(chǎn)生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿?因為電刷 A 通過換向片所引出的電動勢始終是切割N 極磁力線的線圈邊中的電動勢。所以電刷 A 始終有正極性，同樣道理，電刷 B 始終有負極性。所以電刷端能引出方向不變但大小變化的脈動電動勢。

作用：可控硅整流器具有控制開關(guān)數(shù)千瓦乃至兆瓦級電功率的能力，是一種電源功率控制電器。常用于整流、開關(guān)、變頻、逆變等電路中。

原理：利用硅二極管的單向?qū)ㄐ?，交流電的大小和方向是隨時間周期性變化的，二極管的單向?qū)ㄐ允蛊潆娏髦荒苎貑我环较蛲ㄟ^，從而使電流的方向統(tǒng)一，將反方向的電流濾過，從而達到整流的效果。

作用：一種轉(zhuǎn)換器，能把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電（一般為220V,50Hz正弦波）。

原理：逆變器是一種DC to AC的變壓器，它其實與轉(zhuǎn)化器是一種電壓逆變的過程。轉(zhuǎn)換器是將電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的12V直流輸出，而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的高壓交流電；兩個部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)。其核心部分都是一個PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆變器則采用TL5001芯片。TL5001的工作電壓范圍3.6～40V，其內(nèi)部設(shè)一個誤差放大器，一個調(diào)節(jié)器、振蕩器、有死區(qū)控制的PWM發(fā)生器、低壓保護回路及短路保護回路等。

高頻阻波器又稱塞流線圈。

原理：線圈的電抗大小由兩個因素決定，一是電感，一是頻率。當頻率增大時，電抗增大，對于不同頻率的電流，在電感線圈中體現(xiàn)的感抗不同。高頻時阻抗大，因而電流小，難以通過線圈。塞流線圈就是由這個原理制成的。

圖 ｜智能變電站綜合自動化系統(tǒng)

作用：目前，廣泛采用的變電站綜合自動化系統(tǒng)是通過后臺監(jiān)控機對變電站全部一次設(shè)備及二次設(shè)備進行監(jiān)視、測量、記錄、并處理各種信息，對變電站的主要設(shè)備實現(xiàn)遠方控制操作功能。

可以提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務。

原理：利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護、控制、測量、信號、自動裝置等)的功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。