發電廠電氣部分電子教案第八章

發電廠和變電站的控制與信號發電廠和變電站的控制方式斷路器的控制與信號回路

主要內容第一節發電廠和變電站的控制方式

一、發電廠的控制方式

宏觀

主控制室方式機爐電(汽機、鍋爐和電氣)集中控制方式微觀

模擬信號測控方式數字信號測控方式

共存方向第一節發電廠和變電站的控制方式

1．主控制室控制方式

圖8-1典型火電廠主控制室的平面布置圖

特征凡需要經常監視和操作的設備，位于主環正中的屏臺上，而線路和廠用變壓器的控制元件、直流屏及遠動屏等均布置在主環的兩側。凡不需要經常監視的屏布置在主環的后面。主控制室常與6～10kV配電裝置室相連，并與主廠房通過天橋連通。環形第一節發電廠和變電站的控制方式2．機爐電集中控制方式指機組的機、爐、電設備集中在一個單元控制室控制。

（單機容量為20萬kW及以上的大中型機組）

主廠房內的汽輪機

發電機鍋爐廠用電聯系密切的制粉、除氧、給水系統等控制的范圍

在集中控制方式下，常設有獨立的高壓電力網絡控制室，實際就是一個升壓變電站控制室，主變壓器及接于高壓母線的各斷路器的控制與信號均設于網絡控制室。第一節發電廠和變電站的控制方式圖8—2某大型機組的機爐電集中控制室場景

第一節發電廠和變電站的控制方式二、變電站的控制方式

值班員控制方式調度中心綜合自動化站控制中心遠方遙控方式。有無值班員控制開關控制

計算機鍵盤控制主控制室內的集中控制設備附近的就地控制

分類強電控制：工作電壓DC1l0V或220V弱電控制：工作電壓為DC48V(個別為24V)控制電源電壓的高低一般只用于控制開關所在的操作命令發出回路和電廠的中央信號回路第二節二次回路接線圖

二次設備：對一次設備進行測量、保護、監視、控制和調節的設備。它包括測量儀表、繼電保護、控制和信號裝置等。二次設備通過電壓互感器和電流互感器與一次設備相互關聯。二次回路：由二次設備組成的回路，它包括交流電壓回路、交流電流回路、斷路器控制和信號直流回路、繼電保護回路以及自動裝置直流回路等。二次接線圖：用二次設備特定的圖形符號和文字符號來表示二次設備相互連接情況的電氣接線圖。

圖形符號和文字符號都是按國家標準規定畫(列)出的。二次接線圖常用圖形符號新舊對照表見表8-1，常用文字符號對照表見表8-2。第二節二次回路接線圖二次接線圖的表示法：①歸總式原理接線圖②展開接線圖③安裝接線圖三種！一、歸總式原理接線圖

有關的一次設備及回路同二次回路一起畫出，所有的電氣元件都以整體形式表示，且畫有它們之間的連接回路。特征第二節二次回路接線圖舉例

圖8—3l0kV線路過電流保護原理接線圖原理：

當線路發生短路或過負荷時，至少流經A相和C相電流互感器之一的二次側電流顯著增大，當超過電流繼電器KA1或KA2的定值時，KA1或KA2(有時二者同時)動作，致使其動合觸點閉合，從而導致KT時間繼電器線圈通電。在經歷KT所整定的延時動作時間后，KT的動合延時閉合觸點合上，又因斷路器現處合閘位置，故其動合輔助觸點在合位，這樣KS和YT動作，從而引起QF跳閘，并由KS發跳閘信號，以便于值班員確認保護已動作。第二節二次回路接線圖優點：能夠使看圖者對二次回路的原理有一個整體概念。缺點：①只能表示繼電保護裝置的主要元件，而對細節之處無法表示；②不能表明繼電器之間接線的實際位置，不便于維護和調試；③沒有表示出各元件內部的接線情況，如端子編號、回路編號等；④標出的直流“+”、“一”極符號多而散，不易看圖；⑤對于較復雜的繼電保護裝置很難表示，即使畫出了圖也很難讓人看清楚。

原理接線圖主要用于體現二次裝置的整體工作原理及其組成，無法說明各元件之間的具體連接情況(接線端子和回路)。原理圖的用途是有限的。第二節二次回路接線圖二、展開接線圖

二次電路按交流和直流分開畫電路的每個元件在回路中又被分解成若干部分特征圖8-4l0kV線路過電流保護展開圖

在展開圖中，無論元件、線圈和觸點等都應按規定的文字符號加以注明，以免發生理解錯誤。將回路中的電源、按鈕、觸點、線圈等元件的圖形符號依電流通過的方向，由左至右、由上到下順序排列起來，最后便構成完整的展開圖。在圖的右側附有文字說明回路的作用。第二節二次回路接線圖優點：①容易跟蹤回路的動作順序；②在同一個圖中可清楚地表示某一次設備的多套保護和自動裝置的二次接線回路，這是原理圖所難以做得到的；③易于閱讀，容易發現施工中的接線錯誤。由于展開圖條理清晰，能一條一條地檢查和分析，因此實際中用得最多。第二節二次回路接線圖三、安裝接線圖

安裝接線圖：屏面布置圖

屏后接線圖端子排圖和電纜聯系圖。

1．屏面布置圖

展示在控制屏(臺)、繼電保護屏和其他監控屏臺上二次設備布置情況的圖紙，是制造商加工屏臺、安裝二次設備的依據。要求①凡須經常監視的儀表和繼電器都不要布置得太高；②操作元件的高度要適中，使得操作、調節方便，它們之間應留有一定的距離，操作時不致影響相鄰的設備；③檢查和試驗較多的設備應布置在屏的中部，而且同一類型的設備應布置在一起，這樣檢查和試驗都比較方便。屏面布置應力求緊湊和美觀。第二節二次回路接線圖圖8-5110kV線路控制屏屏面布置圖圖8-6繼電保護屏屏面布置圖第二節二次回路接線圖2．屏后接線圖屏后接線圖是以屏面布置圖為基礎、以原理接線圖為依據而繪制的接線圖。

表明了屏內各二次設備引出端子之間的連接情況；以及設備與端子排的連接情況。制造廠用于指導屏上配線和接線施工單位用于現場二次設備的安裝作用屏的兩側一般有垂直布置的端子排處于屏頂的各種小母線熔斷器和小隔離開關一些二次設備的背面及其接線端子視覺信息第二節二次回路接線圖（1）端子排組成：若干節接線端子

每節接線端子絕緣座

導電片：

兩端各有一個固定導線用的螺絲，可使兩端的導線接通。①屏內設備相隔較遠時的連接；②屏內設備與屏外設備(如電流互感器)之間的連接；③不同屏的設備之間的連接，端子排每行兩側均有相連通的端子，每個端子一般只接一根導線，必要時可接兩根。作用：第二節二次回路接線圖排列（自上而下）：①交流電流回路；②交流電壓回路；③直流信號回路；④直流控制回路；⑤其他回路(如自動勵磁電流和電壓回路)；⑥轉接回路(用于過渡連接，先排本安裝單位的轉接，再排其他安裝單位的轉接，最后排小母線兜接用的轉接)。第二節二次回路接線圖(2)“安裝單位”：指在一個屏內，或屬于某個一次回路所有二次設備的總稱，或這些二次設備再按功能模塊分類后的每個子集設備的總稱。每個安裝單位都有自己的端子排。即端子排數量等于安裝單位數量！

為了便于安裝接線，屏后接線圖采用的是相對編號。

（3）相對編號

指相互連接的設備端子標明對方的端子號。即“甲編乙的號，乙編甲的號”。

優點：在接線和維修時就可以根據圖紙很容易地找到每個設備的各個端子所連接的對象。設備編號構成：

①所屬安裝單位。②設備序號。③設備的文字符號。第二節二次回路接線圖圖8-7相對編號法的應用實例

安裝單位編號和名稱端子的序號屏內設備編號其它設備或回路編號試驗端子連接端子第二節二次回路接線圖應當指出，單獨看屏后接線圖是不易看懂的，應結合展開圖來看。交流回路一般標有回路號[如圖8—7(a)中的A411、C411、N411]。交流電流回路數字范圍為400～599交流電壓回路為600～799其中個位表示不同回路，十位表示互感器組號，另外，微機保護控制一般為整屏供貨，通常只提供端子排接線圖。第二節二次回路接線圖3．端子排圖和電纜聯系圖

端子排圖為屏后接線圖的一個組成部分，前已述。

電纜聯系圖用于表明控制室內的各二次屏臺及配電裝置端子箱之間電纜編號、長度和規格第三節斷路器的傳統控制方式用以實現對斷路器合分操作或自動跳閘、重合閘的控制與監視。一、對控制回路的一般要求

原則：斷路器的控制回路必須完整、可靠。(1)斷路器的合閘和跳閘回路是按短時通電來設計的。操作完成后，應迅速自動斷開合閘或跳閘回路以免燒壞線圈。(2)斷路器既能進行手動合閘和跳閘，又能自動合/跳閘。(3)應具有反映斷路器位置狀態的信號。

(4)具有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。

？

(5)應能監視控制回路及其電源是否完好。(6)對于采用非電磁操作的斷路器，應有對壓力、彈簧狀態值是否正常的監視回路和動作閉鎖回路。第三節斷路器的傳統控制方式二、燈光監視的控制回路和信號回路——較為普及1．斷路器控制元件、中間放大元件以及操動機構(1)斷路器控制元件。

傳統的燈光監視控制回路常采用LW2-Z型控制開關，而音響監視控制回路采用LW2-YZ型控制開關，其中后者的操作手柄內裝有信號燈。第三節斷路器的傳統控制方式型號及其含義

第三節斷路器的傳統控制方式結構型式

型號表示意義LW2－YZ帶定位及自動復位有信號燈（有保持接點）LW2－Y帶定位及信號燈LW2－Z帶定位及自動復位LW2－W帶自動復位LW2－H帶定位及可取出鑰匙手柄LW2帶定位第三節斷路器的傳統控制方式圖8—8LW2-Z型控制開關結構圖第三節斷路器的傳統控制方式

第三節斷路器的傳統控制方式LW2-Z型控制開關的手柄

兩個固定位置

兩個操作(旋轉至最大角度)位置

①垂直位：預備合閘和合閘后②水平位：預備跳閘和跳閘后。合閘操作跳閘操作（2）中間放大元件——電磁式操動機構如CZ0-40型直流接觸器。（3）操動機構電磁式（CD）——35KV及以上液壓式（CY）彈簧式（CT）110KV及以上第三節斷路器的傳統控制方式2.控制和信號回路（1）手動合/跳閘（2）自動合/跳閘圖8—9電磁操動機構燈光監視的斷路器控制回路和信號回路展開圖

自動裝置動作后，斷路器的實際狀態與控制開關的位置狀態不對應，通過閃光信號告知運行人員進行調整。第三節斷路器的傳統控制方式(3)“防跳”措施。35kV及以上的斷路器常采用“電氣防跳”。專設防跳繼電器：DZB-115型。DZB－115型為電流動作電壓保持繼電器。

端子圖及內接線圖（背視）DZB－100系列中間繼電器（以下簡稱繼電器），作為輔助繼電器，用于直流操作的保護回路中，以增加主保護的觸點容量和數量。

第三節斷路器的傳統控制方式三、其他類型的斷路器控制回路和信號回路

1．音響監視的斷路器控制回路和信號回路——進出線較多場合

音響監視的斷路器控制回路和信號回路采用LW2一YZ型控制開關，且跳合閘回路共用控制開關手柄中的信號燈，其工作原理與燈光監視的斷路器控制回路相似，區別是用合閘位置繼電器代替了紅燈，用跳閘位置繼電器代替了綠燈。實際工程中使用較少。第三節斷路器的傳統控制方式第三節斷路器的傳統控制方式2．分相操作的斷路器控制回路

要求：相應的控制回路既能實現手動三相操作，又能實現自動單相或三相跳/合閘。特點：①控制開關一般采用LW2一z型，回路中增加了三相合閘繼電器和三相跳閘繼電器，將三相合跳閘命令部分與單相合跳閘回路部分分開，且每相均設單獨的合閘跳閘回路；②每相設一個電流啟動、電壓保持的“防跳”繼電器；③三相共用一套紅綠燈，為不失去對合閘和跳閘回路完好性的監視功能，在每相的合閘回路中增加了一個合閘位置繼電器，在跳閘回路中增加了一個跳閘位置繼電器；④操動機構中的油壓是有工作范圍的，降到一定值時既不允許合閘也不允許跳閘，所以在三相合閘和跳閘回路中串人了壓力監察繼電器的觸點，以便在油壓過低時閉鎖合跳閘；⑤為保持油壓正常，配有油泵電．動機啟動回路。第三節斷路器的傳統控制方式3．傳統的弱電控制回路

——較少應用！指控制與信號的電源電壓。形式：弱電一對一控制弱電有觸點選擇控制弱電無觸點選擇控制弱電編碼選擇控制共同點：①布置緊湊，單位面積可布置的控制回路多，可縮小控制室的面積，電纜投資小；②制造工藝要求較高，且運行中需要定期清掃，否則會因二次設備及接線之間的距離小而引發短路，這正是弱電控制使用較少的原因。第三節斷路器的傳統控制方式各自的特點

(1)弱電一對一控制。每一個斷路器有一套獨立的控制回