【教学课件】第八章发电厂和变电站的控制与信号.ppt

North China Electric Power University第八章第八章 发电厂和变电站的控发电厂和变电站的控制与信号制与信号主讲人：齐郑第八章第八章 发电厂和变电站的控制与信号发电厂和变电站的控制与信号基本要求：基本要求：1、发电厂和变电站的控制方式、发电厂和变电站的控制方式 2、二次回路接线图、二次回路接线图 3、断路器的传统控制方式、断路器的传统控制方式第一节第一节 发电厂和变电站的控制方式发电厂和变电站的控制方式发发电电厂厂的的控控制制方方式式主控制室控制主控制室控制机炉电集中控制机炉电集中控制汽轮机汽轮机发电机发电机锅炉锅炉厂用电厂用电制粉系统制粉系统除氧系统除氧系统给水系统给水系统单机容量小，母管制供汽单机容量小，母管制供汽单机容量为单机容量为20万万kW及以上及以上 主控制室控制主控制室控制l机炉电相关设备分离控制机炉电相关设备分离控制 电气主控制室电气主控制室 +锅炉分控制室锅炉分控制室 +汽机分控制室汽机分控制室l全厂的主要电气设备集中在主控制室控制；全厂的主要电气设备集中在主控制室控制；如：发电机、主变压器、联络变压、分段母线和断路器、如：发电机、主变压器、联络变压、分段母线和断路器、旁路母线和断路器、旁路母线和断路器、35kV以上线路、厂用电源、厂用变以上线路、厂用电源、厂用变压器、全厂公用消防泵、事故照明、直流电源等。压器、全厂公用消防泵、事故照明、直流电源等。单元控制室控制单元控制室控制l发电机、汽轮机、锅发电机、汽轮机、锅炉、厂用电、以及制粉、炉、厂用电、以及制粉、除氧给水系统等集中在除氧给水系统等集中在单元控制室控制；单元控制室控制；l电厂高压出线较少时电厂高压出线较少时主变和高压出线的信号主变和高压出线的信号和控制设在第一集控室；和控制设在第一集控室；l若高压电网较复杂且若高压电网较复杂且配电装置离主厂房较远配电装置离主厂房较远时，应设设有独立的高时，应设设有独立的高压网控室。压网控室。变变电电所所的的控控制制方方式式值班员控制值班员控制方式方式调度中心或综调度中心或综合自动化站控合自动化站控制中心远方遥制中心远方遥控方式控方式控制开关控制控制开关控制计算机键盘控制计算机键盘控制集中控制集中控制就地控制就地控制同上按控制电源电压划分：按控制电源电压划分：强电控制强电控制-直流直流110或或220V，合跳闸回路，合跳闸回路弱电控制弱电控制-直流直流48V，操作命令发出回路和中央操作命令发出回路和中央信号回路信号回路110kV及以下常采用无人值及以下常采用无人值班的远方遥控方式，班的远方遥控方式，220kV及以上一般采用值班员控制方及以上一般采用值班员控制方式，可兼作集控站式，可兼作集控站二二次次设设备备测量表计测量表计控制信号设备控制信号设备继电保护装置继电保护装置各种自动装置各种自动装置对一次设备进行监视、对一次设备进行监视、控制、测量、控制、测量、保护、调节保护、调节 原理接线图原理接线图（归总式原理接线图）（归总式原理接线图）展开接线图展开接线图 安装接线图安装接线图二二次次系系统统直流回路直流回路交流回路交流回路测量表计回路测量表计回路断路器控制和信号回路断路器控制和信号回路操作电源回路操作电源回路继电保护回路继电保护回路自动装置回路自动装置回路第二节第二节 二次回路接线图二次回路接线图合闸接触器合闸接触器常开触点常开触点断路器断路器位置开位置开关常闭触点关常闭触点常闭触点常闭触点常开触点常开触点断路器断路器位置开位置开关常闭触点关常闭触点跳闸线圈跳闸线圈合闸线圈合闸线圈常态：规定元件不带电（断路器未合闸）常态：规定元件不带电（断路器未合闸）时的状态为时的状态为“常常”态。态。常开触点常开触点 -元件无电（或断路器未和闸）时触点断开元件无电（或断路器未和闸）时触点断开常闭触点常闭触点 -元件无电（或断路器未和闸）时触点闭合元件无电（或断路器未和闸）时触点闭合原理图特点原理图特点：-设备以整体图表示，同时一次设备和二次设备设备以整体图表示，同时一次设备和二次设备也画在一起。没有回路编号和端子标号、内部接线。也画在一起。没有回路编号和端子标号、内部接线。-原理清楚直观。原理清楚直观。展开图特点展开图特点：-按二次接线的各个独立电源划分，依次为交流电按二次接线的各个独立电源划分，依次为交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路、信号回路等，流回路、交流电压回路、直流操作回路、信号回路等，各元件的线圈和接点按实际动作顺序排列。各元件的线圈和接点按实际动作顺序排列。-层次分明，便于动作程序和工作原理。层次分明，便于动作程序和工作原理。跳闸线圈时间继电器的延时时间继电器的延时断开的常开触点断开的常开触点原理图的缺点原理图的缺点：q只能表示主要元件，只能表示主要元件，无法表示细节；无法表示细节；q不能表示继电器间不能表示继电器间接线的实际位置，不接线的实际位置，不便于维护和调试；便于维护和调试；q没有表示各元件内没有表示各元件内部的接线情况如端子部的接线情况如端子编号、回路编号等；编号、回路编号等；q难以表示复杂的保难以表示复杂的保护装置；护装置；q直流直流+-极号多而散，极号多而散，不易看图。不易看图。将回路中的电源、按钮、将回路中的电源、按钮、触点、线圈等元件的图触点、线圈等元件的图形符号依电流通过的方形符号依电流通过的方向由左向右、由上到下向由左向右、由上到下的顺序排列起来构成。的顺序排列起来构成。展开图的优点：展开图的优点：q容易跟踪回路的动作容易跟踪回路的动作顺序；顺序；q在同一图中可清楚表在同一图中可清楚表示某一设备多套保护和示某一设备多套保护和自动装置的二次接线回自动装置的二次接线回路；路；q易于阅读和发现施工易于阅读和发现施工中的接线错误。中的接线错误。安装接线图安装接线图l屏面布置图（见屏面布置图（见247页）页）展示在控制屏、继电保护屏和其它监控屏台上二次设备布置情展示在控制屏、继电保护屏和其它监控屏台上二次设备布置情况的图纸况的图纸l屏后布置图屏后布置图 以屏面布置图为基础，以原理接线图为依据，表明屏内各二次以屏面布置图为基础，以原理接线图为依据，表明屏内各二次设备引出端子间的连接情况、设备与端子排的连接情况。设备引出端子间的连接情况、设备与端子排的连接情况。采用相对编号。采用相对编号。l端子排图端子排图 屏后接线图的一部分。屏后接线图的一部分。l电缆联系图电缆联系图 表明控制室内的各二次屏台及配电装置端子箱之间电缆编号、表明控制室内的各二次屏台及配电装置端子箱之间电缆编号、长度和规格，各屏台和配电装置用方框表示，框内注明其名称。长度和规格，各屏台和配电装置用方框表示，框内注明其名称。l端子排端子排-由若干节接线端子组成由若干节接线端子组成l作用作用 屏内设备较远时的连接屏内设备较远时的连接 屏内设备与屏外设备（如屏内设备与屏外设备（如TA）的连接的连接 不同屏的设备间的连接不同屏的设备间的连接l端子排至上而下的排列顺序：端子排至上而下的排列顺序：交流电流回路交流电流回路 交流电压回路交流电压回路 直流信号回路直流信号回路 直流控制回路直流控制回路 其它回路（如自动励磁电流电压回路）其它回路（如自动励磁电流电压回路）转接回路（本安装单位的转接、其他安装单位的转接、小母线转接回路（本安装单位的转接、其他安装单位的转接、小母线连接用的转接）连接用的转接）l安装单位安装单位 -在一个屏内或属于某个一次回路的所有二次设在一个屏内或属于某个一次回路的所有二次设备的总称，或这些二次设备再按功能模块分类后的每备的总称，或这些二次设备再按功能模块分类后的每个子集设备的总称。每个安装单位都有自己的端子排。个子集设备的总称。每个安装单位都有自己的端子排。l设备编号设备编号 安装单位安装单位-设备序号（屏背面自上而下、至右而设备序号（屏背面自上而下、至右而左依次编号）左依次编号）l相对编号相对编号 -甲编乙的号，乙编甲的号甲编乙的号，乙编甲的号第三节第三节 断路器的传统控制方式断路器的传统控制方式对控制回路的一般要求对控制回路的一般要求l操作完成后应迅速自动断开断路器的合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。操作完成后应迅速自动断开断路器的合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。l既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置和继电保护既能在远方由控制开关进行手动合闸或跳闸，又能在自动装置和继电保护的作用下自动合闸和跳闸。的作用下自动合闸和跳闸。l控制回路应有反映断路器位置状态的信号。控制回路应有反映断路器位置状态的信号。l具有防止断路器多次合、跳闸的具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳防跳”装置。装置。l对控制回路及其电源进行监视（强电对控制回路及其电源进行监视（强电220V或或110V；弱电；弱电48V或或24V)。l对采用气压、液压和弹簧操作的断路器，应有对压力是否正常和是否拉紧对采用气压、液压和弹簧操作的断路器，应有对压力是否正常和是否拉紧到位的监视回路和动作闭锁回路。到位的监视回路和动作闭锁回路。灯光监视的的控制回路和信号回路灯光监视的的控制回路和信号回路l控制部件控制部件 控制元件控制元件 -按钮、控制开关按钮、控制开关 中间放大器中间放大器 -断路器合闸电流大断路器合闸电流大(几十安到几百安几十安到几百安)而控制回路所能通过而控制回路所能通过的电流小（几十安），二者间用中间放大器进行转换。的电流小（几十安），二者间用中间放大器进行转换。操动机构操动机构 -控制回路有合闸线圈和跳闸线圈。控制回路有合闸线圈和跳闸线圈。固定位置：固定位置：垂直位：预备合闸垂直位：预备合闸 合闸后合闸后水平位置：预备跳闸水平位置：预备跳闸 跳闸后跳闸后操作位置：操作位置：合闸操作合闸操作-由预备合由预备合闸右旋闸右旋30度至合闸位，度至合闸位，发出合闸脉冲，手放发出合闸脉冲，手放开后手柄复位。开后手柄复位。跳闸操作跳闸操作-由预备跳由预备跳闸左旋闸左旋30度至跳闸位，度至跳闸位，发出跳闸脉冲，手放发出跳闸脉冲，手放开后手柄复位。开后手柄复位。252页跳闸后跳闸后预备合闸预备合闸 合闸合闸 合闸后合闸后预备跳闸预备跳闸 跳闸跳闸控制回路和信号回路控制回路和信号回路手手动动合合闸闸合闸前：断路器合闸前：断路器-跳闸状态，常闭触点跳闸状态，常闭触点QF在合位在合位 控制开关控制开关-跳闸后，跳闸后，SA 11-10、14-15接通接通 绿灯绿灯HG-发平光发平光 合闸接触器合闸接触器KM-不动作不动作跳闸后跳闸后手手动动合合闸闸预备合闸：断路器预备合闸：断路器-跳闸状态，常闭触点跳闸状态，常闭触点QF在合位在合位 控制开关控制开关-预备合闸，预备合闸，SA 9-10、14-13、1-3接通接通 绿灯绿灯HG-发闪光发闪光 合闸接触器合闸接触器KM-不动作不动作预备合闸预备合闸手手动动合合闸闸合闸：断路器合闸：断路器-跳闸状态，常闭触点跳闸状态，常闭触点QF在合位在合位 防跳继电器电流线圈防跳继电器电流线圈KCF3-4-无电流无电流 KCF3在开位在开位 防跳继电器电压线圈防跳继电器电压线圈KCF1-2-无电压无电压 KCF2在合位在合位 KCF1 在开位在开位 控制开关控制开关-合闸，合闸，SA 5-8、9-12、13-16、17-19接通接通绿灯绿灯HG-发闪光发闪光合闸接触器合闸接触器KM-动作，常开触点动作，常开触点KM闭合闭合断路器合闸线圈断路器合闸线圈YC-通电，断路器电磁式操动机构动作合闸通电，断路器电磁式操动机构动作合闸 断断路器辅助触点动作路器辅助触点动作合闸合闸手手动动合合闸闸合闸后：断路器合闸后：断路器-合闸状态，常闭触点合闸状态，常闭触点QF在合位在合位 控制开关控制开关-合闸，合闸，SA 1-3、9-10、13-16、17-19接通接通 红灯红灯HR-发平光发平光合闸后合闸后自自动动合合闸闸合闸前：断路器合闸前：断路器-跳闸状态，常闭触点跳闸状态，常闭触点QF在合位在合位 控制开关控制开关-跳闸后，跳闸后，SA 11-10、14-15接通接通 绿灯绿灯HG-发平光发平光 合闸接触器合闸接触器KM-不动作不动作跳闸后跳闸后自自动动合合闸闸 合闸：断路器合闸：断路器-跳闸状态，常闭触点跳闸状态，常闭触点QF在合位在合位 控制开关控制开关-跳闸后，跳闸后，SA 2-4、14-15、10-11接通接通 红灯红灯HG-发闪光发闪光 断路器跳闸线圈断路器跳闸线圈YT-不动作不动作控制开关位置与与断路器实际状态不对应，需要手动操作至控制开关位置与与断路器实际状态不对应，需要手动操作至“合闸后合闸后”跳闸后跳闸后自自动动合合闸闸合闸后：断路器合闸后：断路器-合闸状态，常闭触点合闸状态，常闭触点QF在合位在合位 控制开关控制开关-合闸，合闸，SA 1-3、9-10、13-16、17-19接通接通 红灯红灯HR-发平光发平光合闸后合闸后自自动动跳跳闸闸保护出口继电器动作，保护出口继电器动作，KCO闭合，跳闸线圈闭合，跳闸线圈 YT 动作断路器跳闸动作断路器跳闸控制开关控制开关-合闸后，合闸后，SA 1-3、9-10、13-16、17-19接通接通跳闸后：断路器跳闸后：断路器-跳闸状态，常闭触点跳闸状态，常闭触点QF在合位在合位 绿灯绿灯HG-发闪光，同时发出音响发闪光，同时发出音响合闸后合闸后自自动动跳跳闸闸将将SA逆时针转至跳闸后：逆时针转至跳闸后：断路器断路器-跳闸状态，常闭触点跳闸状态，常闭触点QF在合位在合位 控制开关控制开关-跳闸后，跳闸后，SA 11-10、14-15接通接通 绿灯绿灯HG-发平光，发平光，合闸接触器合闸接触器KM-不动作不动作跳闸后跳闸后“防跳防跳”措施措施防跳继电器自保持防跳继电器自保持用电压线圈用电压线圈启动用电流线圈启动用电流线圈“跳跃跳跃”-断路器合闸后，如果由于某种原因造成控制开断路器合闸后，如果由于某种原因造成控制开关的触点或自动装置的触点未复归，此时如果存在永久性故障，关的触点或自动装置的触点未复归，此时如果存在永久性故障，继电保护动作使断路器自动跳闸，则会出现多次的继电保护动作使断路器自动跳闸，则会出现多次的“跳跳-合合”现现象象“防跳防跳”措施：措施：电气防跳、机械防电气防跳、机械防跳跳防跳继电器自保持防跳继电器自保持用电压线圈用电压线圈启动用电流线圈启动用电流线圈电气防跳：电气防跳：合闸过程中如遇到永久性故障，因而保护出口继电器触点合闸过程中如遇到永久性故障，因而保护出口继电器触点KCO闭合，断路器跳闸，启动防跳继电器闭合，断路器跳闸，启动防跳继电器KCF。若控制开关手柄未复归或其触点。若控制开关手柄未复归或其触点被卡住，以及自动投入装置的触点被卡住时，由于防跳继电器的触点已经闭被卡住，以及自动投入装置的触点被卡住时，由于防跳继电器的触点已经闭合，使合，使KCF的电压线圈带电，其自保持作用，另外触点的电压线圈带电，其自保持作用，另外触点KCF2已经断开，能避已经断开，能避免合闸接触器再次导通，从而防止了断路器发生免合闸接触器再次导通，从而防止了断路器发生“跳跃跳跃”。小结l二次设备二次设备l二次接线图：原理图、展开图、安装接线图二次接线图：原理图、展开图、安装接线图l灯光监视的断路器控制与信号回路灯光监视的断路器控制与信号回路l断路器的断路器的“跳跃跳跃”现象及防跳措施现象及防跳措施