发电厂电气部分9

第九章发电厂电气设备的控制与信号第一节发电厂的控制方式一、主控制室的控制方式全厂的电气设备都在主控制室控制单机容量100MW以下的火电厂、水电厂一般采用。1一发电机、变压器、中央信号控制屏台；2一线路控制屏；3一厂用变压器控制屏；4一直流屏、远动屏；5一继电保护及自动装置屏；6一同步小屏；7一值班台二、单元控制方式单机容量200MW及以上机组采用。l、2一炉、机、电控制屏；3一网络控制屏；4、5一运行人员工作台；6一值长台；7、8一发电机辅助屏；9一消防设备；10、11一计算机；12、13一打字机1、炉、机、电集中控制方式范围：锅炉、汽轮机、发电机、厂用电等。主接线简单的，升压站及出线放单元控制室，否则另设网络控制室。属于网络控制的设备有：联络变压器、高压母线设备、110KV以上的线路、高压或低压电抗器。2、炉、机集中控制方式炉、机集中控制而电气部分集中在主控室内控制的方式。三峡电厂中央控制室陡河发电厂中央控制室有人值班的常规变电站有人值班的综合自动化变电站第二节二次接线图一、二次接线图及其分类1、二次回路：由二次设备组成的低压回路称为二次回路。它包括交流电流回路、交流电压回路、断路器控制和信号回路、继电保护回路以及自动装置回路等。2、二次接线图：用二次设备的图形符号和文字符号，表明二次设备互相连接的电气接线图称为二次接线图。3、二次接线图的分类2、二次基本结构保护屏控制屏直流屏交流屏端子箱端子箱端子箱电缆沟主控制室断路器PTCT断路器CT二、二次二次接线图中常用的图形符号和文字符号祥见附录十三三、二次接线图的绘制方法（一）原理图1、归总式原理图原理图中各元件是用整体形式来表示。缺点：（1）只能表示继电保护装置的主要元件，而对细节之处无法表示；（2）不能表明继电器之间接线的实际位置，不便于维护和调试；（3）没有表示出各元件内部的接线情况，如端子编号、回路编号等；（4）标出直流“+”、“-”极符号多而散，不易识图；（5）对于较复杂的继电保护装置，很难表示，及时画出了图，也很难让人看清楚。2、展开接线图定义：简称展开图，在该图中，各元件被分解成若干部分。元件的线圈和触点分散在交流回路和直流回路中。优点：（1）容易跟踪回路的工作顺序；（2）同一个图中可清楚地表示某一次设备的多套保护和自动装置的二次接线回路，这是原理图难以做到的；（3）易于阅读，容易发现施工中的接线错误。(二)安装图表示二次设备位置和布线方式的图称为安装图。1、屏面布置图2、屏后接线图（1）设备编号（2）回路编号二次回路的每一段导线都有编号，（3）端子排编号屏内设备与屏外设备连接的专门的接线端子，形成端子排。端子排的排列原则（A）交流电流回路（自动调整励磁的电流回路除外）：按电流互感器顺序号由小到大从上到下（或从左至右）排列，每组互感器再按A、B、C、N排列。（B）电压回路（自动调整励磁电压回路除外）：按每组电压互感器分组顺序号由小到大再按A、B、C、N排列。（C）信号回路：按预告、指挥、位置及事故信号分组，每组按数字大小排列，先是信号正电源701，其次901、903和951、953，再其次是94、194、24，最后负电源702。（D）控制回路：按各组熔断器分组，每组中先排单号（正极性）回路，由小到大，再排双号回路（负极性）。回路类别保护回路控制回路励磁回路信号及其它回路编号范围01~099或J1~J991~599601~699701~799回路类别控制、保护及信号回路电流回路电压回路编号范围（U，V，W，N）1~399（U，V，W，N，L）401~599（U，V，W，L，N）601~799交流回路编号范围直流回路编号范围（E）其它回路：按远动装置、励磁保护、自动调整励磁装置的电流电压回路、远方调整及联锁回路分组，每组按极性、编号和相序依次排列。（F）转接回路：先排本安装单位的，再排其它安装单位的。注意，同一屏内同一安装单位的设备互相连接时，不需要经过端子排。（4）相对编号法第三节断路器的控制电路为实现对断路器的控制，必须向断路器的操作机构发出合、跳闸的命令。常用的操作机构有电磁、弹簧、液压及气动等几种形式。一、对断路器控制电路的基本要求（1）操动机构中的合闸和分闸线圈都是按短时通电设计的，在完成操作后应立即自动断电，以免烧坏线圈。合、分闸回路中分别串入断路器的常闭、常开接点，即可在操作完成后自动切断合、跳闸回路，同时为下一步操作做好准备。（2）断路器既可利用控制开关对其进行手动操作，也可由继电保护和自动装置实现自动操作。（3）无论断路器是否带有机械闭锁，都应该装设防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置。（4）应有反映断路器实际位置的位置信号，同时，自动合（跳）闸与手动合（跳）闸应显示不同的声、光信号。自动合（跳）闸时利用操作手柄位置与断路器实际位置不一致（不对应）来发信号。（5）应有操作回路断线监视报警，及时发现操作回路故障，以免事故时断路器不能跳闸。（6）空气断路器应有气压降低闭锁，弹簧操动机构应有弹簧拉紧与否的闭锁，液压操动机构应有液压降低闭锁等。（7）分相操作的断路器，应能监视三相位置是否一致。（8）接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。二、断路器的控制开关三、断路器的控制电路目前所采用的断路器控制电路，按其对断路器跳、合闸回路的监视方式可分两类。双灯制:一类是将位置信号（红、绿灯）直接接在断路器的跳、合闸回路中，红灯亮表示断路器在合闸位置，同时表明合闸回路时完好的；绿灯亮说明断路器在跳闸位置，同时表明合闸回路是完好的。红绿灯都不亮说明灯坏或控制回路断线了。这种称为双灯制监视的断路器控制电路。单灯制:另一类是采用位置继电器来监视其跳闸、合闸回路的完好性，由位置继电器的触点使位置信号灯（单灯）发光，并在跳、合闸回路发生故障（如断线）时，发出音响信号，称为单灯制具有音响监视的断路器控制信号电路。动作过程:(1)断路器跳闸后状态+700--SA(15-14)—KCT—SA(1-3)—R---700,信号灯平光；（2）断路器手动合闸SA置PC位：M100+--SA(13-14)—KCT—SA(1-3)—R---700，信号灯闪光；SA置C位：SA(9-12)—KM—YC,断路器合闸；SA复位CD位:QF2（常闭）--KCC--,+700—SA(20-17)—KCC—SA(2-4)—R---700，信号灯平光；（3）断路器手动跳闸SA置PT位：SA(18-17)—SA(1-3)—KCC—M100,信号灯闪光；SA置T位：SA(10-11)—YT,断路器跳闸；SA复位TD位:SA(15-14)—KCC--SA(1-3))—R---700，信号灯平光；（4）断路器自动控制K1闭合，SA（9-12）被短接，断路器自动合闸，M100—SA(18-19)—KCC—SA(1-3)—R---700，信号灯闪光；K2闭合，SA（10-11）被短接，YT动作，断路器自动跳闸，M100—SA(13-14)—KCT—SA(2-4)—R---700，信号灯闪光；SA(5-7)、(23-21)—KCT—M708，发出事故音响信号。（5）对控制电路及电源的监视控制电源消失，KCT,KCC同时断电，其常开接点断开，常闭接点闭合，起动信号继电器KS，接通光字牌，发出信号。当断路器、控制开关均在合闸（或跳闸）位置，跳闸（或合闸）断线，信号灯灭，光字牌亮，延时发音响信号。（6）防跳闭锁发生跳跃：同时满足条件：A:断路器合闸于故障线路；B:合闸命令长期保持（触电被粘住或操作开关未归位）。跳跃：断路器在继电保护装置作用下，跳闸后又马上合闸，…多次“跳-合”。防跳继电器，KCF-I,KCF-V。K2—KCF-I—KCF1闭合—KCF-V启动并自保—KCF2断开，切断KM回路。只有断开K1，使自保的KCF-V断电，电路才恢复原态。增加了一个中间继电器KCF，称为跳跃闭锁继电器。其电流起动线圈KCF-I串联于跳闸回路中，要求其灵敏度较高（高于跳闸线圈），以保证在跳闸操作时该电流线圈能可靠起动，另一个电压线圈KCF-V的主要作用是在继电器动作后能可靠地自保持，故经自身的一个常开触点并联于合闸线圈YC的回路中。此外，在断路器的合闸回路还串联了一个KCF的常闭触点。当利用控制开关SA或自动装置K1进行合闸时，如果合闸在短路故障上，继电保护装置动作，其触点K2闭合，将跳闸回路接通，使断路器跳闸。同时跳闸电流也流过防跳继电器KCF的电流起动线圈，使KCF-I动作，其常闭触点断开合闸回路，常开触点接通KCF的电压线圈KCF-V。此时，如果合闸脉冲未结束，例如手动合闸后SA手柄尚未松开（9－12触点接通）或自动装置K1的触点烧结，则KCF-V的电压线圈自保持，长期断开合闸回路，使断路器不能合闸。只有当合闸脉冲解除，KCF-V的电压自保持线圈断电后，才能恢复至正常状态第四节中央信号系统一、信号的作用和分类1、事故信号：设备发生事故时，由继电保护或自动装置动作，在使断路器跳闸切除事故点的同时发出的信号。通常用蜂鸣器（电笛）发出音响并使相应的信号灯发光。2、预告信号：机组及其他主要设备处于不正常（故障）状态时发出的信号，以提醒值班人员及时采取措施加以处理，防止故障进一步扩大发展为事故。预告信号用电铃和光字牌显示。3、位置信号：位置信号用来指示设备的运行状态。开关电器的通、断位置状态，机组所处的状态（准备起动状态、发电状态、或调相状态等），均由位置信号表示出来。4、指挥信号和联系信号：指挥信号用于主控室向各车间控制室发出操作命令。联系信号用于各控制室之间的联系。二、弱电信号系统第五节发电厂的弱电选线控制一、弱点选线控制及其优点开关电器的操作方式分为：按对象分别操作，一个控制开关对一个操作对象进行操作，又称一对一操作。选线操作，通过选择操作对象和分组进行操作的方法，在操作台上用较少的设备去操作较多的操作对象，又称一对n操作。弱点选线按所用的逻辑元件，分有触点、无触点两类。选线:是指每个断路器的操作都要通过选择来完成。每一条线路用一个选择按钮(或选择开关)来代替常用的控制开关，仅在全厂(或一组)中，设置一个公用的控制开关。进行选控时，先操作选择按钮(或选择开关)，使被控对象的控制回路接通，再转动公用的控制开关，即可发出“分”、“合”闸命令。选择按钮(或选择开关)可布置在控制屏台上的主接线模拟图上。•二、断路器弱电有触点选线控制电路第六节发电厂计算机监控系统一、常规控制的问题计算计监控的优点参数多监视面大，仪表配置受限，监视记录困难运行维护困难对被监控对象不能实施有效的连续监视监测和控制的精度较低扩充扩展难度大适应系统高级要求和复杂操作的能力差TEXTTEXT常规控制（1）计算机监控系统可以模拟各种复杂的控制规律（2）计算机监控系统具有记忆和判断的能力（3）计算机监控系统具有分时操作的能力（4）能够对电力生产过程进行连续实时监视（5）能够实时进行生产过程计划调度、经济核算、物料平衡等，实现经济运行（6）减少运行人员,提高劳动生产率（7）实现远程监控二、计算机监控方式早期：数据采集和处理方式；计算机在数据采集处理时，主要对电厂生产过程大量的物理参数(包括电量和非电量)进行巡回检测、数据记录、数据计算、数据统计和处理、参数的越限报警及对大量的数据进行积计算机监控的优点：累和实时分析，并将结果以表格或图形形式显示在显示屏(CRT）上，定时通过打印机打印一些重要参数。同时，还可以根据提取的事故发生前的运行数据，指出机组运行的发展趋势。此外，通过数据采集建立起来的数据库还可以进行自动操作和作为控制的依据。开环控制方式，又称运行指导控制方式；该系统不仅具有数据采集和处理的功能，而且能够为操作人员提供反映生产过程工况的各种数据，并相应地给出操作指导信息，供操作人员参考。该控制系统属于开环控制结构。计算机根据一定的控制算法(数学模型)，依赖测量元件测得的信号数据，计算出供操作人员选择的最优操作条件及操作方案。操作人员根据计算机的输出信息，如CRT显示图形或数据、打印输出等去改变调节器的综合给定值或直接操作执行机构。闭环实时控制--监督控制方式。它