发电厂变电所二次系统(以实例电站引出学习工作任务)

1、浙江水利水电高等专科学校电气工程系电力教研室发电厂电气部分主讲 郑晓丹8发电厂变电所二次测量、控制、信号与同期98a i luhi 1r *山 i hi i 汇f,h mjh jh1.lu i hdlwjuik1t 1 i* fe 抻hti it自ii jujl 1-1*-实例电站电气二次图如何识读？学习工作任务：二次屏柜安装接线调试（具体能读懂二次安装接线图， 包括屏背后接线图、端子排图并布线安装调试；知道带电气防跳断路 器控制回路原理，中央信号如何实现重复动作，手动准同期回路原 理。）8.1二次接线图学习要求：掌握二次接线定义，二次接线常用图形文字符号，会读二次接线原理图及安装接线图。、二

2、次回路定义描述二次电路的图称为二次电路图。图中各元器件和设备均采用国家统一规定的图形符号和文字符号表达。二、二次接线图分类归总式展开式上：测量仪表控制屏中：信号灯、按钮、控制开关屏面布置图、下：模拟图上：简单继电器保护屏中：差动继电器下：信号继电器屏后接线图屏内元件连接图 端子排图电路原理图中所有的元件和设备均处在无电、 无外力作用的状态和位置，如继电器和接触器在无电压状态，断路器、隔离开关在断开位置。三、二次回路图的类型（一）原理图1 .归总式所有二次及与二次有关的一次均画在一起。2 .展开式1）按顺序排列相序从at bt ct n;交流电流回路t交流电压回路t直流回路（正极t负极）t信号回

3、路t其它。2）回路要编号交流电流回路 a b c n l 400599交流电压回路 a b c n l 600799直流回路正极奇数，负极偶数跳闸回路33或133合闸回路3或103(b)（二）安装图（便运行、调试、检修）1 .屏面布置图（位置图）标准屏：高2360 mm 深550mm 宽60或80mm2 .屏后接线图相对编号法：若甲乙两个端子互连，则在甲端子旁注上乙端子号，在乙端子旁注上甲端子号。分屏内元件连接图、端子排图。端子表示方法:盘内第具项目代号（包括蜩于号）表示电填与屏内设卷俯蜩子连接学示强单帽于刁谷端项目代号（包括端于号）1f2一 .(3456j178! 9fiope -11f 1

4、2.正1141511617181920衰示试雅瑞于表示普遍端子号瓦芯帐又裁面积表示该端子接地表示连接端子表示特殊螭表示连接型 试驰端子去向型号+芯数乂就面租去向,电康编号电缜的号常用端子:常用端子结构示意图（a） 一般端子；（b）连接端子；（c）试验端子；（d）试验连接端子；（e）特殊端子；终端端子；（g）端子板端子排排列原则:备互连等交流电流回路交流电压回路皿一信号回路 顺序直流回路其它回路转接回路屏内外设备互连使用原则,同屏内不同安装单元设、屏内与屏顶设备连例：10kv线路过电流保护接线图至小母鳏室31飞至小车室7至电辘室a）开关柜继电器室接线图（屏后、相对位置应符合）；b）端子板接线图（

5、屏左侧）；c）试验端子示意图8.2测量监察回路学习要求：了解电站测量仪表的常规配置。一、测量仪表的配置发电机定子回路：装设两组交流电流表，每组三相，一组装在中控室，一组装在机旁屏上（监视发电机定子回路的电流）；容量不大的水轮发电机，每组只装设一只电流表，通常在电流表上用红线标出允许的极限电流；发电机出口装设电压表和频率表各一只 （监视和测量发电机在起动过程中的电压和频率，电压表带有切换开关，以便测量三个相电压和一个线电压）；装设两只有功功率表和一只无功功率表。其中一只有功功率表装于机旁屏上（监视和测量发电机的有功和无功负荷）；装设三相有功电度表和无功电度表各一只 （计量发电机发出的有功和无功电

6、 能）如果机组兼作调相运行，则应装设两个具有逆止装置的单向有功电度表， 以 区分发电机输出和输入的电能。为了监视水轮机的转速，在机旁屏上还应装有一只频率表，该表由永磁测速 发电机供电，以便能在发电机灭磁情况下仍能监视水轮机的转速。（二）发电机转子回路；装设一只直流电流表（监视发电机转子回路的励磁电流，励磁电流不能超过最大允许值）；装设一只直流电压表，附有切换开关（能够测量正极和负极的对地电压，以 便检查转子绕组对地绝缘情况）。（三）双绕组升压变压器回路（主变）装设一只监视变压器负荷的电流表。装设有功功率表、无功功率表、有功电能表、无功电能表各一只。为使价格低，表记应装变压器低压侧。套管中的电流

7、互感器因为容量小，准确度低，不宜作测量用。（四）发电机一变压器单元电路变压器为双绕组变压器时，可利用发电机定子电路内的测量仪表，不再装其它仪表。（五）引出线电路610kv出线：一只电流表、一只有功功率表、一只有功电能表。35kv出线：500kw 以上的小型水电站一般均以 35kv与电网连接。在35kv出线上装一只电流表、一只有功功率表、一只无功功率表。110kv出线：装三只电流表，一只有功功率表、一只无功功率表。（六）母线发电机的母线上装一只电压表、一只频率表，并配一只可以检查三相电压的转换开关。主变升高电压侧各条母线上均装一只电压表，并配电压转换开关。（七）厂变装设一只电压表，每相装一只电流

8、表，一只三相四线制电能表。均装在低压侧。另外，作为同期用的双电压表、双频率表和整步表均装在同期盘上，或装一只组合式同期表，以供全厂机组同期用。（八）温度测量：为了监视发电机定子绕组和铁芯的温度， 应在机旁的水机自动化屏上装一组 带切换开关的温度测量装置，让值班人员定时观察发电机定子绕组和铁芯各部位 的温度为了监视发电机各轴承的温度，还应装设压力表和温度表二、流互、压互的配置按测量、继保、励磁、同期、绝缘监察要求。三、绝缘监察（一）直流绝缘监视直流绝缘监视的动作原理：直流电桥原理。i 1 i 1 )! i ! i直流母线对地绝缘良好时,r+= r_,电桥平衡，信号继电器k不动作。当某一极的绝缘电

9、阻下降时，电桥平衡被破坏，信号继电器k起动，其常开触点闭合，接通光字牌回路并发出音响信号。本装置缺陷：当直流母线两极绝缘下降幅度相同时，电桥仍平衡，不能发信。（二）交流绝缘监视根据电压表指示，可判断绝缘损坏的程度和相别。具体：正常运行时，三相电压对称，开口三角形开口端无电压，电压继电器不动作。当电网中某相发生完全接地时，开口三角形两端有约 100v的零序电压，使过电 压继电器动作，具常开触点闭合，接通预告信号回路，警铃响、单相接地光字牌8.3断路器控制回路学习要求：掌握带电气防跳的断路器控制回路原理。一、控制回路定义及分类定义：控制开关和操作机构间建立的电气连接回路。按控制方式分：就地控制和集

10、中控制按跳合闸回路监视方式分灯光监视：位置信号灯直接接在qf跳合闸回路中,产响监视：用位置继电 器监视qf位置二、基本要求1）断路器的跳、合闸线圈只能短时通电，因此控制电路完成操作后应自动切断电路。2）应能指示开关的现有位置状态，并能区分进入该状态的方式：手动操作或电动操作。3）能监视控制回路自身的完好性，回路故障时应能自动报警。4）要有防跳功能。即断路器合闸于预伏故障时，继电保护跳闸的同时会自动闭锁合闸回路。5）保证运行可靠性的同时接线要简单、投资要省。三、控制开关控制开关一般采用万能转换开关，在220v强电控制电路中，一般采用lwx1 系列强电小型控制开关或lw2系列控制开关。浙江水利水电

11、高等专科学校电气工程系电力教研室发电厂电气部分主讲 郑晓丹1w2 - z有自复机构及定位lw2 -yzw自复机构及定位且手 柄内有灯lw2系列1w2 - w有自复机构lw2 y手柄内带信号灯，有定位lw2-h手柄可取出、定位，适 合同期开关在吩招后唯工的手 将（正面）的择式和触点盒（管阈接线图 号柄和点贪能-寸i ;zg 19z 1 goaz一iv 一6 k0i*i爵 1) cs ,w 分网后ooaxma，1 ssw 1一xxmbx位通普合同xxx的1xxxx合闸后ax*x一xx强普分闸x xxmm.分闻mh11xw-fxlw2-z-1a,4,6a,40,20,20/f8之触点位置图表（a）外

12、形图；（b）触点位置图表合闸动作过程：将sa打到预合闸位，sa的13 14节点通，闪光继电器 接入，电从l（+） t sa13-14节点t k2.1 t绿灯直至3l -,则绿灯闪光。再将 sa打到合 闸位，其9 12节点通，电从1l+t sa9 12节点t常闭节点k1.2t q1 t k 直至1l-,则合闸接触器k励磁，k的常开节点闭合，图（c）合闸回路接通，y1 励磁，断路器合闸。合闸后，电从1l+ t k3t k1的电流线圈t q2t y2直至 1l-,因为k3的内阻比k1、y2的内阻大得多，故电压基本降在 k3上，则k3 励磁，则k3.1闭合，而此时sa的1720节点通，电从2l+ t

13、sa的17-20 节点t k3.1 t红灯（即信号灯用的sa 2-4节点通）直至2l -,则红灯亮。 表明断路器已经合闸且跳闸回路完好。跳闸动作过程：将sa打到预分闸位，sa的17 18节点通，闪光继电器 接入，电从l（+）t sa1718节点t k3.1t红灯直至3l -,则红灯闪光。再将 sa打到分 闸位，其10-11节点通，电从1l+t sa10-11节点t k1i线圈t q2t y2 直至1l -,则y2励磁，断路器跳闸。跳闸后，电从 1l+ t k2t q1t k线 圈直至1l-,因为k2的内阻比k的内阻大得多，故电压基本降在 k2上，则k2 励磁，则k2.1闭合，而此时sa的141

14、5节点通，电从2l+ t sa的14 15 节点t k2.1 ,经过红灯（即信号灯用的sa 1 -3节点通）直至2l -,则绿灯亮。 断路器已经分闸且合闸回路完好。电气防跳原理：当sa合闸于预伏故障时，继电保护动作，电从电从1l+t继 电保护节点t k1i线圈t q2t y2直至1l-,则y2起励，断路器分闸k1起励.k1.1闭合，起自保持k1.2断开，切断合闸回路，达防跳目的另外：当继电保护动作，断路器自动分闸时，k3的常开触点k3.1是断开的，分闸位置继电器k2起动，k2.1接通，控制开关处于合闸后的不对应位置， 其触 点1314接通，则绿灯闪光。因为k2.2接通，控制开关的触点57、23

15、21 接通，则发出事故音响信号，引起值班人员注意。自动装置动作，断路器自动合闸时，k2的常开触点k2.1是断开的，合闸位置继电器k3起动，k3.1接通，控制开关处于分闸后的不对应位置，其触点 18 19接通，则红灯闪光。当操作回路断线或熔断器 fu1、fu2熔断时，则两个位置继电器 k2和k3 长期断电，其常闭触点闭合，利用 k2.3和k3.3串联接通控制回路断线音响回路， 如图(d)所示，发出“断线”信号。114控制小埠找校小母线信号小球城信号小甲蝮合幅小印规 2s合利小修整蓍蝶信号小餐畿 z -ry0音响监视的断路器控制回路（a）控制回路；（b）信号回路；（c）合闸回路；（d）断线信号回路

16、五、灯光监视的断路器控制回路所谓灯光监视，就是利用红、绿信号灯来监视分、合闸回路的完好性。当机构处于未储能状态时，操动机构的常闭触点s14和s15是接通的，电动机与电源接通，电动机起动，将弹簧逐渐拉紧，待弹簧拉紧后，即储能结束，s14和s15断开，而常开触点s11起动闭合，为断路器合闸做好准备。合闸动作过程：手动预合闸时，首先将控制开关的手柄旋转至预备合闸位置， 其触点910接通，绿灯闪光，表明合闸回路完好，然后将控制开关手柄转至合闸位置， 其触点58闭合，使合闸线圈y1通电，断路器合闸。合闸后，q1断开，q2 闭合，sa16 13接点接通，电从1l+经过sa1613、rd、k1的电流线圈、

17、断路器常开辅助接点q2、跳闸线圈y2直至1l -,则红灯hd发平光。因为断 路器合闸时，仅是合闸线圈吸引衔铁，解除已储能弹簧的锁扣，故所需要的功率 不大，所以可用控制开关直接控制合闸线圈， 不需要经过合闸接触器。弹簧未储 能时，s11是断开的，断路器不能合闸。跳闸动作过程：手动分闸时，首先将控制开关的手柄旋转至预备分闸位置， 其触点1314接通，红灯闪光，表明分闸回路完好，然后将控制开关手柄转至分闸位置， 其触点67闭合，使分闸线圈y2通电，断路器分闸。分闸后，q2断开，q1 闭合，sa1110接点接通，电从1l+经过sa11 10、gn、s11、q1、直至 1l -,则绿灯gn发平光。电气防

18、跳原理：防跳原理同上图一样，控制小母线1l +第u1闪光小母线 一， 我 ii i_ _|rdk1i1合闸小母线堆电保护2l +$15fuf=灯光监视弹簧储能的断路器控制回路8.4信号系统学习要求：掌握重复动作的中央信号回路原理。、信号分类位置信号.、一.事故信号 一电站信号分其中事故和故障信号统称中央信号故障信号、指挥联系信号中央信号分重复动作中央信号：出八目继发生的故障仍能启、不重复动作中央信号：光字牌还亮时,响。现故障信号，复归音响 后，若此故障还存在， 动音响，点亮光字牌。相继发生的故障只能点亮光字牌而不能发出音、重复动作的中央信号装置zc23型冲击继电器的内部电路图口 中 昂：器;器

19、:翳黄5 !：!：!r玻璃管n舍簧片is干簧继电器结构原理图三、由zc 23型冲击继电器组成的中央信号回路原理重复动作原理：因故1ks闭合，则1pll亮，zc-23型冲击继电器的脉冲变流器一次绕组 上加了一个脉冲，则其二次绕组感应出电动势，使k起励，则k的常开接点 闭合，电从 ws+到端子7到端子1到k到端子9到端子2到k1电压线圈 到端子10到km直至ws-通，则k1起励，k1的三对常开接点闭合。k1 1闭合自保持1.1 4 k1.2闭合，电喇叭pb响k1.3闭合，启动kt,经过一段时间延时，km失励，k1返回，pb消声。接着2ks动作，则2pll亮，zc-23的脉冲变流器二次侧又感应出电动

20、势, 重复前述过程，如此实现重复动作。ria |中央音响信号实验电路四、模块式结构新型中央信号装置根据工程需要，可选用几个或几十个灯光盒，一个或两个音响盒，组成不同规模的模块式中央音响信号系统。能克服冲击继电器构成的中央信号动作次数有 限，只能接受十多个信号，与计算机监控系统连接不方便等缺点。8.5同期系统学习要求：掌握同期并列定义、同期点设置的原则，同期的种类及其特点，掌握手动准同期原理。、发电机的并列操作1 .并列操作：将同步发电机投入电力系统并联运行。2 .并列操作的基本要求：断路器合闸瞬间冲击电流不超过允许值；断路器合闸后，发电机能迅速进入同步。二、电站同期方式和同期点的选择1.并列方

21、式自同期准同期a.自同期：发电机在同期前不励磁，当发电机升速至系统同步的转速且稳定时合断路器，然后给发电机加励磁，发电机被强行拉入同步。（并列快、简单、冲击电流大）b.准同期：先给发电机加励磁，将发电机升速、升压至与系统的频率、电压十分接近，检查相位，当两者相位差为零时合上断路器。（并列慢，冲击电流小）合闸时：&u5%; af2%; 中 10%手动按自动化程度i半自动：不调节仅检查 同期条件。动：调节n、u且检查同期条件3 .同期点的设置原则：打开某台断路器，具两侧均有三相交流电，而且有可能不同期，则此点应设为同期点。实际中：发电机出口断路器；发电机一一变压器高压侧断路器；三绕组变压器各电源侧

22、断路器；两绕组变压器低压侧设同期点则高压侧同期连锁；母线联络断路器、母线分段断路器；接在母线上对侧有电源的线路断路器等。二、手动准同期装置（一）分类集中同期：同期表计和操作开关集中装在主控室一块屏上（或装在中央控制屏上）j任一并列均可在该屏进 行，一般用mz10型；、分散同期：同期表计装 在同期小屏上，各同期 点的操作在其各自的控 制屏上（二）同期表计接线图1t1-s型电磁式同期表：粗同期：将iv、2v、1hz、2hz调到相等精同期：接入s表，当其以34转/分的速度转到红刻度线时合上断路器。mz-10型组合式同期表：所测量的是待并侧、系统侧的电压差、频率差，其余原理同上三、发电机的手动准同期并

23、列操作步骤1 .并列操作图2 .并列操作步骤发电机起动检查、准备：发电机各部及周围清洁；发电机出线及连接设备、保护装置；控制设备完好 性；各接地线拆除否；工作票收回否；常设遮拦是否全部恢复；停电时间长 还要测绝缘电阻。开水轮机进水阀t发电机转动；调进水量，发电机升速t ne后，投入励磁,调ht uge=u系统；升压过程中 无异常，合控制盘上同期小开关，再将同期转换开关置粗同期，调 u, n使a f 1hz , u基本相等，再将同期转换开关精确同期，同步表工作，打开同 期转换开关，同期检查继电器投入工作，同步表顺时针缓慢转至红刻度线时， 合上断路器。困塞弗丁蛔理柒回铮物心 -iisaa1m m anlne一 i 11 一- 1vg翦近依三滨 孵蛙谜詈e浙江水利水电高等专科学校电气工程系电力教研室发电厂电气部分主讲郑晓丹8.6