控制与信号系统(14-1).ppt

第十四章 发电厂变电所的控制与信号系统,14.1 电气二次回路,一次设备 直接用于生产、输送和分配电能,二次设备 对一次设备进行监视、控制、测量和保护,二次电气设备一般包括控制和信号设备、测量表计、继电保护装置及各种自动装置等，它们构成了发电厂和变电所的二次系统,二次接线 将二次设备按照工作要求，互相连接组合在一起所形成的电路,二次回路(二次接线),操作控制回路,测量回路,信号回路,保护回路,操作电源回路,自动装置回路,将二次设备按照工作要求连接在一起的图称为二次接线图,按用途分,原理接线图,展开接线图,安装接线图,二次接线图应采用国家规定的图形符号和文字符号绘制,表14-1 电气设备常用基本文字符号,表14-2 展开图中常用的图形符号,注:规定元件不带电（或断路器未合闸）时的状态为“常”态,常闭触点,元件不带电时触点处于闭合状态,常开触点,元件不带电时触点处于断开状态,二次接线图的种类,原理接线图:图中元件设备以整体形式表示，一次设备和二次设备、交流和直流回路均绘在一起,特点：便于了解设备的整体工作概况， 给人以形象、明显、直观的感觉 缺点：在较复杂的接线中，不便阅读和 施工，不易查找错误,10kV线路的过流保护和测量回路原理接线图,展开接线图：将二次回路有关设备解体，按供电电源不同分为交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等几部分。 各元件的线圈和接点则按动作顺序分别绘在不同回路中 特点：展开接线图接线简单、结构清 晰、层次分明、阅图和查找错误方便,10kV线路过流保护和测量展开接线图,安装接线图：根据安装施工的要求，表示出二次设备具体位置和布线方式的图形。安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图、端子排图和电缆配置图等 端子排图：是表明屏(柜)内设备与屏(柜)外设备连接情况以及屏(柜)上需要装设的端子类型、数目以及排列顺序的图,端子排图表示方法示意图,14.2 控制回路和信号回路常用低压电器,低压电器,配电电器,控制电器,低压断路器,低压熔断器,刀开关,接触器 控制按钮 控制开关 指示灯 行程开关,一、低压配电电器,主要装在变电所变压器的低压侧和各种低压配电屏中，也常用来对控制回路供电,特点: 1)其操动部分可与开关本体结合为一体，不需设置专门的操动机构 2)断路器本身具有一些保护功能（如过电流、过载、欠电压等），不需通过互感器和继电器来实现,低压断路器又称自动空气开关,低压断路器工作原理图,二、控制电器,主令电器:用于发送和转换指令，控制容量不大的电路,主令电器,控制按钮,指示灯,控制开关,接触器,控制按钮:自动控制回路中靠手动发出控制信号的电器。为标明各按钮的作用、避免误操作，通常按钮帽要做成红、绿、蓝、白等颜色以便区别。,2. 指示灯:在控制回路和信号回路中用作电源工作状态、事故信号、预告信号、电器设备位置信号、指挥信号、联络信号和其它信号的指示,3. 控制开关:操作手柄在不同的转换角度时，有不同的触头通断状态，能对多个回路进行控制,1-触头盒； 2-面板； 3-操动手柄,接触器:是一种能频繁操作交直流电路及大容量控制电路的自动控制开关电器，可作远距离控制用。其中用得最多的是电磁接触器,电动机M启动；K2闭合起自保持作用,K1断开,14.3 高压断路器的控制回路,一、概述,控制方式,集中控制(距离控制):,就地控制:610kV配电装置,断路器控制回路应满足下述基本要求： (1)断路器跳、合闸后，应能迅速自动切换对应的操作电路，以避免因跳、合闸线圈长时间通电而烧毁。 (2)应能指示断路器跳、合闸状态。 (3)应有防止断路器多次跳闸、合闸的防“跳跃”闭锁功 能。,(4)应能监视控制回路电源和断路器跳闸、合闸回路的完好性 (5)应能实现闭锁要求，对于气动和液压操动机构，当压力不正常时，除有信号反应外，还应进行操作闭锁 (6)控制回路接线应简单、可靠、使用电缆少,二、断路器的典型控制回路,断路器的操作,就地 :控制开关S的手柄旋至“就地”位置、遥控压板XB2打开的情况下，由操作人员在开关柜上按动控制开关SA的操作,远方,远方手动:S旋至“远方”位置、遥控压板XB2合上,远方自动:无人值班的情况，则可由上一级调度值班人员发出指令，按照预先编好的操作程序通过计算机自动操作,就地手动合闸,步骤: 控制开关S旋至“就地”位置、遥控压板XB2打开 按下控制开关“SA合”， (+W)SSA合KCFV2K3QF2YC（-W）接通,断路器合闸,3. QF1闭合、触点QF2断开 4. （+W）K7HRQF1YT（-W）接通，于是红灯发光，表明断路器处于合闸状态， 5. 同时合闸位置继电器K7也励磁动作，发出合闸信息,远方遥控合闸,步骤: 控制开关S旋至“远方”位置、遥控压板XB2接通 ,（+W）SXB2 K2R（-W）接通 2. K2励磁并动作，发出可进行操作信息，通过远方合闸继电器K5动作，使其常开触点K5闭合,3. (+W)SXB2-K5KCFV2K3QF2YC（-W）接通，断路器合闸 以下与就地手动合闸相同.,就地手动跳闸,步骤: 控制开关S旋至“就地”位置、遥控压板XB2打开 ,按下控制开关“SA跳” ，（W）S SA跳K1(-W)接通 2. K1励磁并动作，其常开触点闭合，（+W）K1KCF1QF1YT（-W）接通，断路器跳闸,QF1断开 ，切断跳闸线 圈YT的电源；QF2闭合，绿灯HG发光，表明断路器处于跳闸状态，跳闸位置继电器K6动作发出跳闸信息。,远方自动跳闸,步骤: 1. 控制开关S旋至“远方”位置、遥控压板XB2接通 , （+W）S XB2K2R（-W）接通,K2动作，发出可进行操作 信息，通过远方跳闸继电器K4动作，使其常开触点K4闭合,3. K1励磁并动作，其常开触点闭合，（+W）K1KCF1QF1YT（-W）接通，断路器跳闸,4. QF1断开 ，切断跳闸线 圈YT的电源；QF2闭合，绿灯HG发光，表明断路器处于跳闸状态，跳闸位置继电器K6动作发出跳闸信息。,3.防“跳跃”闭锁,按下控制开关“SA合”后，断路器就合闸。如果是合闸于有予伏性故障的线路上，则在继电保护作用下，断路器会自动事故跳闸。假若控制开关“SA合”接触时间过长，或触点被焊住或机械被卡住不能复归，即“SA合”一直在发合闸信号，则断路器在事故跳闸后会再次合闸。由于是永久性故障，在继电保护作用下，断路器又会跳闸，造成断路器多次合闸、跳闸，即出现断路器“跳跃”现象，这极易造成断路器损坏，必须加以防止。,方法:控制回路中设有防跳闭锁继电器KCF,电流线圈KCF串联在跳闸回路中，电压线圈KCFV串联在合闸回路中,防“跳跃”闭锁,机理: 当操作断路器跳闸时，电流线圈KCF励磁，其常开触点KCF1和KCF2闭合,当合闸于有予伏性故障的线路并出现控制开关“SA合” 被卡住时, 电压线圈KCFV启动，其常闭触点KCFV2断开，切断了合闸回路，避免断路器的再次合闸。,4、控制回路的监视,跳闸回路完好，跳位继电器和绿灯HG接通 合闸回路完好，合位继电器K7以及红灯HR接通 当断路器合闸(或跳闸)后，断路器辅助触点QF1和QF2切换,在高压电器产品样本、图样、技术文件、出厂检验报告、型式试验报告、使用说明书及产品名牌中，常采用各种专业名词术语，它们表示产品的结构特征、技术性能和使用环境。了解和掌握这些名词术语可为工作带来许多便利，现将高压电器常用的名语术语作一介绍。 高压开关设备术语 1.高压开关额定电压1kV及以上主要用于开断和关合导电回路的电器。 2.高压开关设备高压开关与控制、测量、保护、调节装置以及辅件、外壳和支持件等部件及其电气和机械的联结组成的总称。 3.户内高压开关设备不具有防风、雨、雪、冰和浓霜等性能，适于安装在建筑场所内使用的高压开关设备。,高压电器标准用语和名词解释,4.户外高压开关设备能承受风、雨、雪、污秽、凝露、冰和浓霜等作用，适于安装在露天使用的高压开关设备。 5.金属封闭开关设备；开关柜除进出线外，其余完全被接地金属外壳封闭的开关设备。 6.铠装式金属封闭开关设备主要组成部件(例如断路器、互感器、母线等)分别装在接地的金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。 7.间隔或金属封闭开关设备与铠装式金属封闭开关设备一样，其某些元件也分装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。 8.箱式金属封闭开关设备除铠装式、间隔式金属封闭开关设备以外的金属封闭开关设备。 9.充气式金属封闭开关设备金属封闭开关设备的隔室内具有下列压力系统之一用来保护气体压力的一种金属封闭开关设备。 a.可控压力系统；b.封闭压力系统；c.密封压力系统。 10.绝缘封闭开关设备除进出线外，其余完全被绝缘外壳封闭的开关设备。 11.组合电器将两种或两种以上的高压电器，按电力系统主接线要求组成一个有机的整体而名电器仍保持原规定功能的装置。,高压电器标准用语和名词解释,12.气体绝缘金属封闭开关设备封闭式组合电器，至少有一部分采用高于大气压的气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备。 13.断路器能关合、承载、开断运行回路正常电流、也能在规定时间内关合、承载及开断规定的过载电流(包括短路电流)的开关设备。 14.六氟化硫断路器触头在六氟化硫气体中关合、开断的断路器。 15.真空断路器触头在真空中关合、断的断路器。 16.隔离开关在分位置时，触头间符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及规定时间内异常条件(例如短路)下的电流开关设备。 来源:高压开关网 17.接地开关用于将回路接地的一种机械式开关装置。在异常条件（如短路下，可在规定时间内承载规定的异常电流；在正常回路条件下，不要求承载电流。 18.负荷开关能在正常回路条件下关合、承载和开断电流以及在规定的异常回路条件（如短路条件）下，在规定的时间内承载电流的开关装置。,高压电器标准用语和名词解释,变电站内二次回路断线是经常发生的故障。二次回路断线总体上分为：电流互感器二次回路断线、电压互感器二次回路断线及直流系统二次回路断线等。笔者根据自身工作实际，下面对各类二次回路断线的征象和处理办法做以简要讨论，仅供大家参考。 1 电流互感器二次侧开路 11 电流互感器一次绕组直接接在一次电流回路中，当二次侧开路时，二次电流为零，而一次电流不变，使铁心中的磁通急剧增加达到饱和程度。这个剧增的磁通在开路的二次绕组中产生高电压，直接危及人身和设备的安全。 12 电流互感器二次侧开路的征象包括：零序、负序电流启动的保护装置频繁启动，或启动后不能复归；差动保护启动或误动作；电流表指示不正常，相电流指示减小到零；有功、无功功率表指示减小，电能表走得慢；开路点有时可能有火花或冒烟等现象；电流互感器有较大嗡嗡声等。 以上现象有些不一定同时都发生，决定于开路的二次绕组供给哪些负荷以及开路的具体情况。,变电站内二次回路故障类型判断和处理,13 电流互感器二次侧开路的处理 131 根据故障现象判断是哪一组二次绕组开路。如果是保护用的二次绕组开路，应立即申请将可能误动的保护装置停用。 132 检查开路绕组供电的二次回路设备（继电器、仪表、端子排等）有无放电、冒烟等明显的开路现象。 133 如果没有发现明显的故障，可用绝缘工具（如验电器等）轻轻碰触、按压接线端子等部位，观察有无松动、冒火或信号动作等异常现象。在进行这一检查时，必须使用电压等级相符且试验合格的绝缘安全用具（如戴绝缘手套等）。 2 、电压互感器二次侧断线 21 电压互感器二次回路断线的原因，可能是接线端子松动、接触不良、回路断线、断路器或隔离开关辅助触点接触不良、熔断器熔断、二次回路开关断开或接触不良等。 22 电压互感器二次回路断线时，所有接入电压量的保护装置都受到影响。没有断线闭锁装置的保护将会误动作。 23 电压互感器二次回路断线可能产生下列信号或征象：距离（或低阻抗）保护断线闭锁装置动作，发断线、装置闭锁或故障信号；发二次回路开关跳闸告警信号；电压表指示为零，功率表指示不正常，电能表走慢或停转等。,变电站内二次回路故障类型判断和处理,24 电压互感器二次侧断线的处理 241 根据信号和故障征象判断电压互感器哪一组二次绕组回路断线。 242 若为保护二次电压断线时，立即申请停用受到影响的继电保护装置，断开其出口回路压板，防止断路器误跳闸。如仪表回路断线，应注意对电能计量的影响。 243 检查故障点，可用万用表交流电压挡沿断线的二次回路测量电压，根据电压有无来找出故障点并予以处理。 244 电压互感器二次回路开关跳闸或二次熔断器熔断，可能二次回路有短路故障，应设法查出短路点，予以消除。检查短路点，可在二次电源及正常触点断开后，分区分段用万用表电阻挡测量相间及相对地间的电阻，相互比较来判断。如未查出故障点，采用分段试送电时，应在查明有关可能误动的保护（距离或低阻抗等）确