发电厂电气二次回路

教学目的：掌握二次接线图中的原理接线图、展开接线图、安装接线图的原理、特点及作重点：二次接线图中的原理接线图、展开接线图、安装接线图的原理、特点及作用。难点：二次接线图中的原理接线图、展开接线图、安装接线图的原理、特点及作用。发电厂及变电站的电气设备，按其作用的不同一般分为一次设备和二次设备。一次设备是直接生产、输送和分配电能的设备，如发电机、变压器、断路器、隔离开关、电力电缆、母线、输电线、电抗器、避雷器、高压熔断器、电流互感器、电压互感器等。一次设备及其相互间的连接电路称为一次接线或主接线，是构成电力系统的主体。对一次设备起控制、保护、调节、测量等作用的设备称为二次设备，如控制与信号器具、继电保护及安全自动装置、电气测量仪表、操作电源等。二次设备及其相互间的连接电路称为二次接线或二次回路。二次接线是电力系统安全、经济、稳定运行的重要保障，是发电厂及变电站电气系统的重要组成部分。发电厂及变电站的二次接线图数量很多，常见的二次接线图有三种形式，即为原理接线图、展开接线图、安装接线图。（1）二次接线和一次接线的相关部分画在一起，且电气元件以整体的形），（2）接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式来表示。（3）接线图将交流电压、电流回路和直流电源之间的联系综合的表达在经一定时限后其延时动合触点闭合，正电源经KT触点、信号继电器KS展开接线图是根据原理接线图绘制的。展开接线图是将二次设备按其线C、N相序分行排列的、直流回路，又分控制回路、合闸回路、测量回路（2）在图形的上方有对应的文字说明（回路名称），（3）各导线、端子都有统一规定的回路编号和标号，便于分类查线、施工和维修。（1）图中右侧为与二次接线有关的一次接线图，左边为保护回路展开图。其上为交流回路，下为直流（2）在交流回路中，电流互感器TA1的二次统组为该回路的电源，在A、C相各接入一只电流继电器线（3）在直流回路中，正电源在上，负电源在下，其回路分别用101和102标出。左列上端为电流继电器（4）整套保护装置动作分析如下：当线路发生短路时，电流互感器TA1的一次侧有短路电流流过，其二次侧绕组流过相应电流入，电流继电器KA1或KA2动作。在直流回路中，短路相电流继电器KA1或KA2的动合触点闭合，接通时间继电器KT的线圈回路，KT延时闭合的动合触点经一定时限后闭合，接通断路器跳闸回路（断路器动合辅助触点在断路器QF合闸时是闭合的），断路器跳闸线圈YT和信号继电器KS线圈中有电流流过，使断路器跳闸，切断故障线路，同时信号继电器KS动作发出信号并掉牌。在信号回路中的带自保持的动合触点闭合，光字牌点亮，显示“掉牌未复归”灯光信号。（2）屏背面接线图（3）端子排图在发电厂及变电所中，仪表的配置种类与数量要符合《电气仪表设计技术规程》的规定。该规程明确规定了对常用仪表和电能计量仪表的技术要求和配置方式。一、测量仪表的配置原则发电厂及变电站电测量仪表的配置要符合SDJg－87《电测量仪表装置设计技术规程》的要求。该规程明确规定了对常测仪表和电能计量仪表等的技术要求和配置方式。例如规定了在下列回路应装设交流电流表：l）发电机和同步调相机的定子回路。2）双绕组主变压器的一侧；三绕组主变压器的各侧；有可能过负荷运行的自耦变压器的公共绕组回路。3）厂（所）用变压器的一侧；厂（所）用电源线路。4）电压为1200V及以上的送配电线路和用户线路。5）母线联络断路器、分段断路器、旁路断路器和桥断路器6）消弧线圈和中性点采用配电变压器（二次侧带电阻）接地的发电机（装设电流记录表）。7）容量为40kW及以上的厂（所）用电动机。8）容量为50kVA及以上的照明变压器。9）电压为1200V以下供电、配电、用电网络的总干线回路。10）根据生产工艺的要求，需要监视交流电流的其它回路。按GBJ71－84《小型水力发电站设计规范》要求，水电站常备电气测量仪表配置如表3－1所示。二、仪表准确度等级和量限的选择（1）发电机、发电机变压器组、主变压器、输配电线路等重要电力设备（2）直流回路的仪表综合准确度不应低于1.5（3）记录仪表的准确度应符合测量对象和仪表类型所要求的准确度。（4）一般频率测量，宜采用测量范围为45～55HZ的指针式频率表，其表3－2仪表附件和配件的准确度等级（5）与仪表连接的分流器、互感器、中间互感器的准确度等级，不应低（6）仪表的量限一般按一次设备以额定值运行时仪表指示在最大标度的2／3以上选择。对于有可能过负荷运行的回路，测量仪表宜留有适当的余度。（7）对于重载起动的电动机以及有可能出现短时冲击电流的电力设备和回路，宜采用具有过负荷标度尺的电流表。（8）对于双向电流的直流回路和双向功率的交流回路，应采用具有双向标度的电流表和功率表。对电度表准确度等级的要求有：（1）以下回路应采用0.5级有功电度表和2.0级无功电度表。1）100MW及以上的同步发电机。2）扩大单元接线的发电机变压器组和容量为50MW及以上的水轮发电机。3）电力系统间的联络线路和月平均负荷2000kVA及以上的用户线路。（2）下列回路应采用1.0级有功电度表和2.0级无功电度表。1）100MW以下的同步发电机。2）12.5MW及以上的主变压器。3）电力系统内的联络线路和输配电线路。4）根据供电部门对电能管理和合理计费有具体要求的用户线路。（3）同步调相机和无功补偿装置应采用2.0级无功电度表。（4）厂用高压电源回路应采用1.0级有功电度表。（5）仅作为企业内部技术分析、考核而非记费回路，可采用2.0级有功电度表和3.0级无功（6）最大需电度表和多费率电度表的准确度等级，可按所接入回路的一般电度表准确度等级确定。（1）当测量仪表与继电保护装置共用一组电流互感器时，仪表与保护应（2）直接接于电流互感器二次绕组的仪表，不宜采用切换方式检测三相（3）常测仪表、电能计量仪表和应与故障录波装置共用电流互感器的同（4）当电力设备在额定值运行时，互感器二次绕组所接入的阻抗不应超（5）当几种仪表接在互感器的同一个二次绕组时，宜先接指示和积算式【例3－1】水轮发电机定子测量仪表电路实例对于小型水轮发电机，其定子测量仪表可按表3－1要求配置，在中控室装设电流表PA，有功功率表PPA1、无功功率表PRR、有功电能表PJ，无功电能表PRJ各一只。在机旁装设电压表PV、频率表PF，有功功率表PPA2各一只。（1）电流表是用来监视发电机负荷的。对于小型发电机可只装一只电流表，但对所连接的线路有可能非全相运行或长期三相不平衡时，则应装三只电流表。图3－1（2）电压表、频率表装在机旁，当机组手动准同期时用来监视发电机的电压和频率，以便机旁手动调节。图3－1（3）有功功率表和无功功率表是用来监视发电机并网运行后，某一瞬间发出的有功和无功功率，并根据读数进行功率因素计算。有调相运行方式时应有双刻度有功功率表。（4）有功电能表和无功电能表是用来计量发电机在某一时段内发出的有功和无功电能的。对于调相发电机还应装设双刻度的有功电能表。图3－2水轮发电机定子测量仪表电路如图3－1所示。从图中可知，所有表计的电流线圈都装在发电机出口电流互感器TA2的二次侧，电压线圈都装在出口电压互感器TV1的二次侧。功率表和电能表均有两个电流线圈、两个电压线圈。【例3－2】变电所变压器测量仪表电路实例教学目的：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系统的绝缘监察与电压监察装置复习旧课：电流互感器、电压互感器的结构原理、特点、接线方式及准确级；重点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系统的绝缘监察与电压监察装置；难点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系统的绝缘监察与电压监察装置；将直流电源变为交流电源，再整流为220（1）经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器；（2）经常点亮的直流照明灯；（3）经常投入运行的逆变电源等。第二节蓄电池组直流电源系统蓄电池组直流电源系统是电力系统首选的独立操作电源系统，它电压平稳、容量大、供电可靠，适用于各种直流负荷。虽然蓄电池还具有价格贵等缺点，但目前大中型发电厂中仍广泛采用蓄电池组直流电源系统。一、蓄电池概述按电极材料和电解液的不同，蓄电池可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。（1）酸性蓄电池。传统的老式蓄电池都是酸性蓄电池，其电解液是27％～37%的硫酸水溶液，电极是以二氧化铅（PbO2）为正极板和铅（Pb）为负极板的特电压也相对较高（2.15V）；电压也相对较高（2.15V）；但其寿命较短（一般为810年）、占地面积大、充电时会逸出有害的硫酸气体、维护工作量大。近几年，一种新型免维护的铅酸蓄电池开始用于发电厂。这种新型铅酸蓄电池保留了原有铅酸蓄电池容量大的优点，其放电过程的化学反应也不变（充电后期正极板析出氧气，负极板析出氢气）。由于其中采用了无锑合金，提高了负极析氢过电位，抑制了氢气的析出；采用特制安全阀，使电池保持一定内压；采用超细玻璃纤维隔板，并在隔板中预留气体通道，使正极产生的氧气沿气道传递至负极，在负极析氢前发生化学反应生成水，实现氧氢循环复合，达到氢体内部自我吸收，可以实现蓄电池密封，不需维护。因此，这种新型蓄电池在电力系统中正逐步扩大其应用范围。％，），三、浮充电运行方式直流系统接线分析图4－1是浮充电运行方式直流系统接线图。图示为双直流母线系统，浮充电设备采用两套（U1和U2），共用一组220V蓄电池组GB，经开关QK1和QK2可以切换至任一组母线上；闪光装置和电压监察装置、信号装置每组母线各设一套，而绝缘监察装置共用一套。蓄电池组GB左端为基本电池，额定电压为220V，每个电池为2.15V，所以由102个蓄电池串联组成；其右端为可调节接入蓄电池个数的端电池组，可通过调整器任意接入或退出部分电池，以保持直流母线的电压在220V。现将浮充电直流系统的工作原理简析如下。1．充电器U1对母线I供电并对蓄电池浮充电（1）U1输出220V直流电压，向整组蓄电池组GB充电时，刀开关QK3投向右侧，触点2—3、5—6接通，QK1接通。U1的正极经QK3的2—3→正母线→QK1的1—2至GB的正极，U1的负极经QK3的5—6→m点至端电池的负级，实现对GB整组电池充电。（2）U1对母线I供电并对GB浮充电时，刀开关QK3的1—2通，5—4通，对I母线上直流负荷供电，同时经QK1向GB的基本电池组浮充电。PV2和PA3是监视U1的输出电压、电流图4－1浮充电运行方式直流系统接线图蓄电池按浮充电方式运行，相对充电－放电方式而言大大减少了充电次数。除由于交流系统或浮充电整流器U2发生故障，蓄电池转入放电状态运行后，需要进行正常充电外，平时每个月只进行一次充电，每三个月进行—次核对性放电，放出额定容量的50%~60％，终期电压达到1.9V为止；或进行全容量放电，放电至终止电压(1.75~1.8V)为止。放电完了，应进行一次均衡充电(或称过充电)，这是为了避免由于浮充电流控制的不准确，造成硫酸铅沉淀在极板上，影响蓄电池的输出容量和降低其使用寿命。端电池调整器接线示意图端电流调整器构造图端电池调整器接线示意图图中有一排相互绝缘的固定金属片1，它分别连接到端电池的端子上。放电手柄1P和充电子柄2P，分别带动两个可动触头2和4，以免在调整过程中，当可动触头由一个金属片移至另一个金属片时，造成回路开路（即在调整过程中，先使触头2和4跨接在相邻的两个金属片上，并通过电阻3连接，然后再断开触头2，完成一次调节）。端电池调控器可以手动控制，也可以用电动机远方控制，一般采用电动机远方控第三节整流操作的直流电源系统整流操作的直流电源系统是利用发电厂（变电所）用变压器（或电压互感器）来的电压源和由被保护装置的电流互感器来的电流源，经稳压整流后构成的直流电源。整流操作电源可分为两种类型：一种是由上述电压源整流装置上附加以电容储能装置的整流电源；另一种是利用上述电压源和电流互感器来的电流源经整流后的复式整流装置，下面作一介绍。一、硅整流电容储能的直流电源系统图4－2是目前国内使用较多的硅整流电容储能的直流电源系统接线图。由图可见，电源有两组硅整流装置U1、U2，两组储能电容器组CI、CII，直流母线分为两段，构造简单，体积小。运行经验证明，此种直流装置工作也很可靠，所以下面重点介绍这种整流电源。（2）电流源（II）。复式整流系统的电流源是事故情况下由电流互（4）阻容吸收装置。由于回路中电感元件的作用，交流电本身也有过电路上）。1号所用变压器T1为35kV／0.4kV，Y，yn0接线；两台所用变压器的二次侧电压有30º的（1）正常工作时：中间继电器KC带电，其动断触点断开交流接触器KM2的线圈回路，其动合触点接通交流接触器KM1的线圈回路，使KM1处于合闸状态，其主触头闭合，由1号变压器供电。（2）当1号所用变压器T1发生故障，其低压侧失去电压，KC继电器失去电源，其动合触点返回，切断KM1线圈回路，使KM1的动断触点闭合；同时继电器KC的动断触点闭合，接通KM2线圈回路，KM2的主触头闭合，使2号所用变压器正常运行时用1号所用变压器T1供电，是因为当在10kV引出线上发生短路时，所用电母线上有较高的残余电压。第四节直流绝缘监察装置和闪光一、绝缘监察装置图4－6两点接地引起的不正确发电厂和变电站直流供电网络分布范围较广，而且工作环境又比较恶劣，所以直流系统的绝缘容易降低。根据《电气设备交接和预防性试验标准》规定，当使用500~1000V的兆欧表测量时，直流母线在断开其它所有关联支路时不应小于10MΩ;二次回路每一支路和断路器、隔离开关操作机构的电源回路不应小于1或0.5MΩ。直流系统绝缘降低，相当于直流系统的某一点经一定的电阻接地。动作。例如在图4—6所示的控制回路中，当正极A点接地后，又在B点发生接地时，图4－7的右部为绝缘监察装置的信号部分，由绝缘监察继电器KV1及信号（音响和光字牌HL）组成，R＋、R－分别为假设的正、负母线对地绝缘电阻，用虚线相连接。R1、R2及R＋、R－组成电桥接线。KV1中的R1、R2的数值要求相器，KC为中间继电器。正常情况下，正、负母线对地绝缘电阻R＋、R－相等，继电器KD线圈中只有微小的不平衡电流流过，继电器不动作。当有一母线对地绝缘下降时，由于R+≠R所以电桥失去平衡，继电器KD线圈中有一定量的电流流过，当此电流达到其动作值时，继电器KV1动作：KD启动，其动合触点闭合启动KC继电器，KC的动合触点闭合，发出“母线对地绝缘电阻下降”的信号（但不能分清是正母线还是负母线绝缘电阻下降）。图4－7简化的绝缘监察装置接线图在图4－7的左半部画出了由转换开关SM和电压表PV组成的测量部分。当有母线对地绝缘降低时，信号部分先发出“母线绝缘降低”的音响和光字牌信号，值班人员将SM开关依次打至“十母线对地电压”和“一母线对地电压”，则SM的2—1、4—5接通和5—8、1一4接通，分别测出十母线对地的电压值和一母线对地的电压值，电压值低者即绝缘有损坏。然后根据已知的电压表内阻RV及直流母线工作电压U，用计算的方法求出正、负极母线的对地绝缘电阻。当任一母线的绝缘电阻下降至1520kΩ时，绝缘监察继电器便会立即发当任一母线的绝缘电阻下降至1520kΩ时，绝缘监察继电器便会立即发二、直流母线的电压监察装置图4－7直流母线电压监察装置接线图直流母线的电压必须保持在规定的范围内，以保证控制装置、信号装置、继电保护和自动装置可靠动作和正常运行。否则，若直流母线上电压过高，则对长期带电的设备，如继电器、信号灯等造成损坏或缩短其使用寿命；若直流母线电压过低，则可能导致继电保护装置和断路器操动机构拒绝动作。通常直流母线的电压是由电压监察装置进行监视的，其典型的接线如图4－3所示。由图可见，它是由一只低电压继电器KV1和一只过电压继电器KV2组成的。当直流母线上的电压低于规定值（0.75UN）时，低电压继电器KV1返回，其动断触点闭合，H1光字牌点亮，预告母线电压过低；当母线上的电压高于规定值（1.25UN）时，过电压继电器KV2动作，其动合触点闭合，H2光字牌点亮，预告母线电压过高。UN为直流母线的额定电压（即220V）。（a）闪光装置电路b）DX－3型闪光继电器内部电路当按下试验按钮SB时，闪光小母线M100（十）通过SB的常开触点、HU和R接至负电源，闪光继电器K的线圈回路接通，白色信号灯HL1由于两端电压很低而变暗，与继电器K线圈并联的电容C开始充电。经过一定延时后，当电容器C两端电压升到继电器K的动作电压时，K动作，其常开触点闭合，使闪光小母线M100（＋）又接至正电源，信号灯HL1出于两端电压突然升高而变亮。与此同时继电器K的常闭触点断开，电容C开始对K线圈放电。经过一段延时，当电容C两端电压降到继电器K返回电压时，继电器K复妇，HL1又变暗。接着电容C又开始充电，重复上述过程，使HL1连续闪光，直到松开试验按钮SB为止。可见，闪光小母线平时不带电，只有在闪光装置工作时，才间断地获得低电位和高电位，其间隔时间由DX－3型闪光继电器中电容C的充、放电时间决当某一断路器QF事故跳闸时，通过“不对应”回路把闪光小母线M100（十）接至负电源，闪光继电器K的线圈回路接通，其工作过程与按下试验按钮SB相同，断路器控制回路的绿色信号灯HL连续闪光，直到控制开关SA置于“跳闸后”位置，使其触点9-10断开为止。第5章断路器控制回路教学目的：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路复习旧课：操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系统的绝缘监察与电压监察装置；重点：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路；难点：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路；一、断路器控制方式断路器是电力系统中最重要的开关设备，在正常运行时断路器可以接通和切断电气设备的负荷电流，在系统发生故障时则能可靠地切断短路电流。断路器一般由动触头、静触头、灭弧装置、操动机构及绝缘支架等构成。为实现断路器的自动控制，在操动机构中还有与断路器的传动轴联动的辅助触头。断路器的控制方式有多种，分述如下。断路器的控制方式接控制地点分为集中控制和就地（分散）控制两种。（1）集中控制。在主控制室的控制台上，用控制开关或按钮通过控制电缆去接通或断开断路器的跳、合闸线圈，对断路器进行控制。一般对发电机、主变压器、母线、断路器、厂用变压器35kV以上线路等主要设备都采用集中控制。（2）就地（分散）控制。在断路器安装地点（配电现场）就地对断路器进行跳、合闸操作（可电动或手动）。一般对10kV线路以及厂用电动机等采用就地控制，可大大减少主控制室的占地面积和控制电缆数。2．按控制电源电压分断路器的控制方式接控制电源电压分为强电控制和弱电控制两种。（1）强电控制。从断路器的控制开关到其操作机构的工作电压均为直流110V或220V。（2）弱电控制。控制开关的工作电压是弱电（直流48V而断路器的操动机构的电压是220V。目前在500kV变电所二次设备分散布置时，在主控室常采用弱电一对一控制。3．按控制电源的性质分断路器的控制方式按控制电源的性质可分为直流操作和交流操作（包括整流操作）两种。直流操作一般采用蓄电池组供电；交流操作一般是由电流互感器、电压互感器或所用变压器提供电源。二、对断路器控制回路的基本要求（1）断路器的合、跳闸回路是按短时通电设计的，操作完成后，应迅速（2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸和跳闸，又能在自动装（3）控制回路应具有反映断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同（4）无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次合、跳闸的电气（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。（6）对于采用气压、液压和弹簧操作的断路器，应有压力是否正常，弹（7）接线应简单可靠、使用电缆芯数应尽量少。（1）LW2系列控制开关：是跳、合闸操作都分两步进行，手柄和（2）LW1系列控制开关：是跳、合闸操作只用一步，其手柄和触（3）LWX系列强电小型控制开关：其跳、合闸为一步进行，近年来在图5－1LW2－Z型控制开关结构图（a）控制开关外形图b）控制开关左视图图5－l是发电厂和变电所普遍应用的LW2－Z型控制柄固定连接的方轴上装有58柄固定连接的方轴上装有58节触点盒，用螺杆相连装于屏后，如图5－1（a）所示。图5－1（b）是控制开关的左视图，由图可见，控制开关的手柄有两个固定位置和两个操作位置。固定位置：垂直位置是预备合闸和合闸后；水平位置是预备跳闸和跳闸后。操作位置：右上方为合闸位置，左下方为跳闸位置。（a）控制开关外形图b）控制开关左视图图5－1LW2－Z型控制开关结构图（a）控制开关外形图b）控制开关左视图1、1a、2、4、5、6、6a、7、8型的表5－1LW2－Z和LWLW2型控制开关型号、型式及其符号含义（1）型号说明LW2－1－2／34－56－7式中1开关型式，共有6类，如表5－1所示；共14种；共有两种，“F”为方形，“O”为圆4手柄型式，共有9种；5定位器型式，共有两种，45°定位用“8”表示，90°定位不表示；6限位装置，有者以“×”表示，无者不表示；7触点特殊排列时用A表示。（2）开关型式及其表示符号LW2－YZLW2－YLW2－ZLW2－WLW2LW2－H灯灯构构视图，而其余右边触点盒的触点通断状况是由屏后视的。触点排号为逆时针方向次在发电厂和变电所的工程图中，控制开关的应用十分普遍，按新标准将控制开关图形符号表示如表5－3所示。表中6条垂直虚线表示闸、CD一合闸后；T一跳闸、PT一预备跳闸、T表5－4LW2－Z－1a、4、6a、40、20、20／F8型控制开关触点图表第二节断路器的基本控制回路在发电厂和变电所中有多种成熟的基本控制回路，这些典型接线可以独立运行，也可互相组合构成更复杂的控制回路。一、断路器的基本跳、合闸控制回路断路器基本跳、合闸回路如图5－2所示，其工作原理简述如下。（1）合闸操作。手动合闸是将控制开关SA打至“合闸”位置，此时其5—8触点瞬时接通；而断路器在跳闸位置时其动断触点QF2是接通的，所以合闸接触器KM线圈通电起动，其动合触点接通，断路器合闸线圈YC通电启动，断路器合闸。当合闸操作完成后，断路器的动断辅助触点QF2断开，合闸接触器KM线圈断电，在合闸回路中的两个动合触点断开，切断断路器合闸线圈YC的电路；同时，断路器动合触点QF1接通，准备好跳闸回路。断路器的自动合闸是由自动重合闸装置的出口触点K1闭合实现的。（2）跳闸操作。手动跳闸是将控制开关SA打至“跳闸”位，此时其6—7触点接通，而断路器在合闸位置时其动合触点QF1是接通的，所以跳闸线圈YT通电，断路器进行跳闸。当跳闸操作完成后，断路器的动合触点QF1断开，而动断触点QF2接通，准备好合闸回路。装置动作，K2触点闭合，经KCF1的电流线圈、），图5－5断路器跳、合闸双灯制信号回），-10断开，绿灯接至“十”电源小母线，通，14—15断开，红灯接至“十”电源小手动）重合闸一次，以判断故障的性质。如为暂时性故障（风吹树枝、），“合闸后”，由于断路器已跳闸，为使控制开关在转到“预备合闸”和“合闸”位置瞬间，不会因断路器触点与控制开关触点接通误发事故音-6中，原SA在“合闸后”位置，9—10触点接通；当断），备跳闸”绿灯平光、“预备合闸－绿灯闪光、“合闸”事故音响信号起图5－6事故音响信号起动回路五、断路器控制回路完好性的监视（2）单灯制监视方式。如第四节图5－8所示，将跳闸位置继电器KCT第三节灯光监视的断路器控制回路在发电厂和变电所中，常见的断路器控制回路可分为两种，即灯光监视的控制回路和音响监视的控制图5－7是灯光监视的断路器控制回路接线图。由图图5－7是由基本控制回路图5－2、图5－3、图5－5和图5－6组合而成，该接线图折动作原理分析如下：图5－7灯光监视的断路器控制回路接线图（1）手动合闸或自动装置合闸。手动合闸，SA的5-8触点瞬间接通（或自动装置动作，其出口继电器动合触点K1闭合），此时断路器动断触点QF2和防跳继电器KCF动断触点是接通的，所以控制电源电压加到合闸接触器KM的线圈上，其动合触点闭合，启动合闸回路中的断路器合闸线圈YC，断路器合闸。手动合闸的灯光信号：手动合闸后，SA的16—13触点接通，断路器合闸后其动合触点QF1闭合，所以红灯HR经SA16—13→R2→KCF1→QF1→YT通电发平光。但因回路中串有KCF1、R2及HR等电阻元件，所以YT和KCF1两线圈上压降达不到其启动值，所以断路器不会跳闸。自动合闸时的灯光信号：自动装置动作，K1闭合，KM启动，断路器自动合闸。此时，SA是处在“跳闸后”位置，SA的14—15触点接通，所以红灯HR经SA的14—15触点→R2→KCF1→QF1→YT接至闪光小母线M100（十）上，红灯HR闪光。（2）手动跳闸或保护装置动作跳闸。手动跳闸，SA的6－7触点接通（或保护装置动作，其出口继电器动合触点K2闭合），此时断路器动合触点QF1是闭合的，所以控制电源电压加到断路器跳闸线圈YT和防跳继电器KCF1线圈上。YT阻抗大于KCF1的阻抗，但KCF1电流线圈灵敏度高于YT，所以两线圈同时启动。YT启动断路器跳闸，而防跳继电器KCF启动，其触点进行切换。手动跳闸的灯光信号：手动跳闸后，SA的10—11触点接通，而断路器动断触点QF2闭合，所以绿灯HG经SA的10—11→R2→QF2→KM线圈通电发平光。但因回路中串有HG和Rl电阻元件，KM线圈上压降达不到其启动值，所以断路器不会合闸。），（3）熔断器完好性监视。红灯HR或绿灯HG有一个亮，则表明熔断器（4）KCF动合触点串一电阻R4与K2动合触点并联，防止当K2先于（5）灯光监视的控制回路的优缺点。该回路结构简单，红、绿信号灯指第四节音响监视的断路器控制回路音响监视的断路器控制、信号电路如图5－8所示。操作机构为电磁操作。图中M709、M710为预告信号小母线；M7131为控制回路断线预告小母线；SA为LW2－YZ－1a、4、6a、40、20、20／F1型控制开关；KCC、KCT为合闸、跳闸位置继电器；KS为信号继电器；H为光字牌。电路的动作过程如下：1．断路器的手动控制断路器手动合闸前，跳闸位置继电器KCT线圈带电，其常开触点KCT闭合，由十700经SA14—15触点→KCT常开触点→SA1—3触点→R1至一700形成通路。信号灯发平光。手动合闸操作时，将控制开关SA置于“预备合闸”位置，此时，M100（十）经SA13一14→KCT→SA1—3→R1至一700形成通路，信号灯闪光。接着将SA置于“合闸”位置，SA9－12触点接通，接触器KM带电，其常开触点闭合，合闸线圈YC带电，使断路器合闸。断路器合闸后，SA自动复归至“合闸后”位置。此时由于断路器合闸，合闸位置继电器KCC线圈带电，其常开触点闭合后700经SA17—20触点→KCC→SA2—4→R1至-700形成通路，信号灯发平光。手动跳闸操作时，先将SA置于“预备跳闸”位置，此时，M100（十）经SA17-18→KCC→SA1—3→R1至－700形成通路，信号灯闪光。再将SA置于“跳闸”位置，SA10－11触点接通，跳闸线圈YT带电，使断路器跳闸。断路器跳闸后，SA自动复归至“跳闸后”位置，KCT带电，常开触点闭合，此时SA14—15触点通，信号灯发平光。当自动装置动作后，K1触点闭合，短接SA9—12触点，合闸回路接通，断路器合闸。此时，SA位于“跳闸后”位置，M100（十）经SA18—19→KCC触点→SA1－3→R1至－700形成通路，信号灯闪光。操作SA至“合闸后”位置使信号灯发平光。当继电保护动作、保护出口继电器KCO触点闭合接通跳闸回路，使跳闸线圈YT带电，断路器跳闸。此时，M100（十）经SA13—14→KCT→SA2—4→R1至-700形成通路。信号灯闪光。同时SA5—7、表5－5LW2－YZ－1a、4、6a、40、20、20／F1型控制开关触点图表触点闭合接通光字牌H显示“电源消失”同时发出音响信号。当断路器、SA均在合闸（或跳闸）位置，跳闸（或合闸）回路断线时，都会出现信号灯熄灭，光字牌点亮并延时发音响信号。如果控制电源正常，信号电源消失，则不发音响信号，只是信号灯熄灭。4．音响监视的优点（1）由于跳闸和合闸位置继电器的存在，使控制回路和信号回路分开，这样可以防止当回路或熔断器断开时，由于寄生回路而使保护装置误动作。（2）利用音响监视回路的完好性，便于及时发现断线故障。（3）信号灯减半，对大型发电厂和变电所不但可以避免控制屏太拥挤，而且可以防止误操作。（4）减少了电缆芯数。但是、音响监视采用单灯制，增加了两个继电器（KCT和KCC），位置指示灯采用单灯不如双灯直观。目前只有大型发电厂、变电所宜采用音响监视方式。第五节灯光监察弹簧操作断路器控制回路对弹簧储能操作的特殊要求图5－9弹簧操作灯光监视的断路器控制、信号电路图断路器采用弹簧储能操作，是利用弹簧预先储备的能量作为断路器的合闸的动力。为了满足断路器控制的要求。在操作机构中装有合闸弹簧。采用这种控制方式，对操作电源容量的要求不高，在220kV及以下系统中得到应用。弹簧储能操作除考虑对控制回路的基本要求外，还应满足以下特殊要求：（1）合闸弹簧的储能要自动完成。（2）合闸弹簧拉紧不到位时不允许合闸，并发出信号。基本电路及工作状态分析图5－9为弹簧操作灯光监视的断路器控制、信号电路图。该图控制电压为-220V或一110V，适应于直流电源为镉镍电池或免维护铅酸蓄电池直流屏的发电厂或变电所中的断路器控制、信号系统。电路图的工作原理与电磁操作的断路器相比，有以下特点：（1）当断路器无自动重合闸装置时，在其合闸回路中串有操动机构的辅助常开触点Q1。只有在弹簧拉紧到位，Q1闭合后，才允许合闸。（2）当弹簧未拉紧时，操动机构的两对辅助常闭触点Q1闭合，起动储能电机M，使合闸弹簧拉紧。弹簧拉紧后，两对常闭触点Q1断开，合闸回路中的辅助常开触点Q1闭合，电动机M停止转动。此时，进行手动合闸操作，合闸线圈YC带电，使断路器QF利用弹簧存储的能量进行合闸。合闸弹簧在释放能量后，又自动储能，为下次动作做准备。（3）当断路器装有自动重合闸时，由于合闸弹簧正常运行处于储能状态，所以能可靠地完成一次重合闸的动作。如果重合不成功又跳闸，将不能进行第二次重合，但为了保证可靠“防跳”，电路中仍有防跳措施。（4）当弹簧未拉紧时，操动机构的辅助常闭触点Q1闭合，发“弹簧未拉紧”信号。第六节灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路（1）要保持油的压力在允许范围。一般要求油压为15.8～17.5（2）油压出现异常时，应自动发出信号。当油压低于14.4MPa时（3）油压严重下降，不能达到故障状态下断路器跳闸要求时，应自动跳触点号值(<<<<<>20部分，图（b）为压力异常信号回路，图（c）其中，图3－10部分，图（b）为压力异常信号回路，图（c）为油泵电动机启动回路。为油泵电动机启动回路。S1S5为液压机构微动开关的触点；S6、S7为压力表电触点，各触点的动作值如表5－6所示。KC1、KC2为中间继电器，KM为直流接触器，M为直流电动机。液压部分动作分析如下。（1）液压操动机构的压力控制。为保证断路器的正常工作，油压应维持在15.8～17.5MPa的范围内，否则应进行调节。（a）灯光监视的QF控制回路；（b）液压异常预告信号回路；（c）油泵电机启动回路图5－10液压操作灯光监视的断路器控制、信号电路图（a）灯光监视的QF控制回路b）液压异常预告信号回路；（c）油泵电机启动回路1）当油压低于17.5MPa时，S1闭合；当油压降至15.5MPa时，S2闭合使接触器KM启动，其KM—1触点闭合，经S使KM自保持；KM—2与KM—3触点闭合，使电动机M启动升高油压，KM触点闭合，发出电动机M启动信号。KM线圈失电，油泵电机才停止转动。以此维持油泵油压在15.817.5MPa范围2）当油压升至15.5MPa以上时，S2断开，但直到升至17.5MPKM线圈失电，油泵电机才停止转动。以此维持油泵油压在15.817.5MPa范围(2）油压异常时发出信号。1）当油压降至14.4MPa时，S3闭合，发出油压降低信号。2）当油压降至13.2MPa时，S4断开，切断断路器合闸回路，即是行使“油压降低闭锁合闸”功能，避免断路器在油压过低时合闸的“慢爬”现象。3）当油压降至10MPa以下时S6闭合，油压超过20MPa时S7闭合，都能使中间继电器KC2启动，其动合触点闭合发出油压异常信号。（3）油压严重下降时，断路器自动跳闸。当油压严重下降时（如低于12.6MPa），S5闭合，启动中间继电器KC1，其动合触点闭合，接通断路器跳闸线圈YT，使断路器自动跳闸，退出工作。第6章信号回路号系统、由ZC－23型冲击继电器构成的中央预告信号电路、由JC-在发电厂和变电站中，远行人员为了及时发现与分析故障，迅速消除和处理事故，统一调度和协调生产，除了依靠测量仪表来监视设备运行情况外，还必须借助灯光和音响信号装置来反映设备正常和非正常的运行状况。一、信号回路的类型信号回路按其电源可分为强电信号回路和弱电信号回路。本章只介绍强电信号回路。信号回路按其用途可分为：（1）事故信号。当断路器事故跳闸时，继电保护动作启动蜂鸣器发出较强的音响，以引起运行人员注意，同时断路器位置指示灯发出闪光，指明事故对象及性质。（2）预告信号。当设备发生故障而出现不正常运行状况时，继电保护动（1）发电机、变压器等电气设备过负荷。（2）变压器油温过高、轻瓦斯保护动作及通风设备故障等。（4）直流系统绝缘损坏或严重降低。（5）断路器控制回路及互感器二次回路断线。（6）小电流接地系统单相接地故障。（7）发电机转子回路一点接地。（8）继电保护和自动装置交、直流电源断线。（9）信号继电器动作（掉牌）未复归。（12）压缩空气系统故障、液压操动机构的压力异常预告信号又分为瞬时预告信号和延时预告信号两种。瞬时预告信号是指故障一旦发生就立即发出的信号；延时预告信号是指故障发生后延时一定时间再发出的信号。所谓“瞬时预告信号”就是预告信号立即发出，所谓“延时预告信号”就是预告信号经延时后再发出。但是根据运行经验发现，占比例很少的延时预告信号常易产生误动或拒动，因此在SDJ1-84《火力发电厂技术设计规程》中取消了“中央预告信号应有瞬时和延时两种”定，而将预告信号电路中的冲击继电器带上0.20.3s的短延时。我国近10年来在300MW发电机组中已取消了延时预告信号应有瞬时和延时两种”定，而将预告信（3）位置信号。位置信号包括断路器、隔离开关（如图6－1所示）、接触器、电力变压器的有载调压分接头位置信号。（4）指挥信号和联系信号。指挥信号是用于），（2）发生故障时，能及时发出区别于事故音响的另一种音响（警铃），（3）中央信号应能保证断路器的位置指示正确。对音响监视的断路（4）对事故信号、预告信号及其光字牌，应能进行是否完好的试验。（5）音响信号应能重复动作，并能手动及自动复归，而故障性质的（6）大型发电厂及变电所发生事故时，应能通过事故信号的分析迅（7）对指挥信号、联系信号等，应根据需要装设。其装设原则是应事故信号是指发电厂和变电所发生事故时断路器跳闸所发出的最紧急性信号。目前，在大、中型发电厂和变电所中，虽然已有新型的闪光报警和事故记录装置出现，但传统的事故信号装置仍占绝大多数。应用最广的有：就地复归的事故音响信号装置、中央复归（不重复动作）的事故信号装置、中央复归能重复动作的事故信号装置。下面以中央复归能重复动作的事故信号装置为例作一分析。具有中央复归能重复动作的事故信号电路的主要元件是冲击继电器，它可接受各种事故脉冲，并转换成音响信号。采用不同的元件构成不同型号的冲击继电器，目前发电厂和变电所中应用较多的是ZC－23型冲击继电器、BC－4S型冲击继电器、BC－4Y型冲击继电器、JC－2型冲击继电器等，但其共同点是都具有接收信号的元件（如脉冲变流器或电阻）以及相应的执行元件。图7—1为事故音响信号起动电路。图中U为冲击继电器的脉冲变流器、K为出口继电器；+700、－700为信号小母线；M708为音响小母线；SA1～SAn为断路器的控制开关。当断路器发生事故跳闸时，接于M708与－700之间对应的不对应起动回路接通（如断路器QF1跳闸，其常闭触点闭合，此时SA1在“合闸后”位置，SA1－3、SA17－19触点接通），在脉冲交流器U的一次侧将出现一个阶跃性的直流电流，在U的二次侧，感应出一个与之相对应的尖锋脉冲电流，此电流使执行元件K动作。K动作后，再起动后续回路发出音响信号。当脉冲交流器U的一次侧电流达稳定值后，二次侧感应电势即消失，K可能返回，也可能不返回，视所用冲击继电器的类型而定。不论K返回与否，音响信号将靠自保持回路的作用继续发出，直到发出音响解除命令为止，音响停止，K返回，自保持解除。音响起动回路的复归，是将相应断路器的控制开关扳至“跳闸后”位置完成的。），ZC一23型冲击继电器的内部电路如图7－2所示。图7－2ZC－23型冲C为电容器。干簧继电器KRD的结构原理图如图7－3所示。图7－3干簧继电器的结构原理图1－线圈架；2－舌簧片；3－玻璃管；4-线圈图7—3中，干簧继电器是由干簧管和线圈组成的。干簧管是一个密封的玻璃管，其舌簧触点是绕结在与簧片热膨胀系数相适应的红丹玻璃管中，管内充以氮等惰性气体，以减少触点污染及电腐磁性和弹性。舌簧触点表面镀有金、铑、钯等金属，以保证良好的通断能力，并延长寿命。当线圈中通入电流时，在线圈内部有磁通穿过，使舌簧片磁化，其自由端产生的磁极性正好相反。当通过的电流达继电器的起动值时，干簧片靠磁的“异性相吸”而闭合，接通外电路；当线圈中的电流降低到继电器的返回值时，舌簧片靠自身弹性返回，触点断开。干簧继电器动作无方向性，且灵敏性高、消耗功率少、动作速度快（约几毫秒）、结构简单体积小，因而得到越来越广泛的1－线圈架；2－舌簧片；3－玻璃管；4－线圈应用。第二节断路器的基本控制回路在发电厂和变电所中有多种成熟的基本控制回路，这些典型接线可以独立运行，也可互相组合构成更复杂的控制回路。一、断路器的基本跳、合闸控制回路断路器基本跳、合闸回路如图5－2所示，其工作原理简述如下。（1）合闸操作。手动合闸是将控制开关SA打至“合闸”位置，此时其5—8触点瞬时接通；而断路器在跳闸位置时其动断触点QF2是接通的，所以合闸接触器KM线圈通电起动，其动合触点接通，断路器合闸线圈YC通电启动，断路器合闸。当合闸操作完成后，断路器的动断辅助触点QF2断开，合闸接触器KM线圈断电，在合闸回路中的两个动合触点断开，切断断路器合闸线圈YC的电路；同时，断路器动合触点QF1接通，准备好跳闸回路。断路器的自动合闸是由自动重合闸装置的出口触点K1闭合实现的。（2）跳闸操作。手动跳闸是将控制开关SA打至“跳闸”位，此时其6—7触点接通，而断路器在合闸位置时其动合触点QF1是接通的，所以跳闸线圈YT通电，断路器进行跳闸。当跳闸操作完成后，断路器的动合触点QF1断开，而动断触点QF2接通，准备好合闸回路。现不对应，M708与－700小母线之间形成通路，通过K（a）负电源复归b）正电源复归（ab）二、由JC－2冲击继电器构成的中央音响信号电路电路见图7-（a）负电源复归；（b）正电源复归接负电源，迫使K复归，且K的常开触点返回，端子1和端子3断开，中间继电器KC1失电，断开蜂鸣器，从而实现了音响信号的延时自动复归。此时，整个回路恢复原状，准备再次动作。按下音响解除按SB3，可实现音响信号的手动复归。3．6～10kV配电装置的事故信号6～10kV线路均为就地控制，如果6～kV断路器事故跳闸，也会起动事故信号。为了简化接线，610kV配电装置的事故信号小母线分为两段，即M7271、M7272，每段上分别接入一定数量的起动回路。当M7271或M7272段上的任一断路器事故跳闸，小母线M701与M7271或M7272之间形成通路，事故信号继电器KCA1或KCA2动作，其常开触点闭合，短接6～10kV线路均为就地控制，如果6～kV断路器事故跳闸，另一对KCA1或KCA2常开触点闭合，点亮光字牌（见图7-此外，音响信号的重复动作、试验及事故信号电路的监视与图7－4相似，不再复述。6～10kV配电装置的控制、保护、信号等若集中布置在中控室时，则可取消M701、M7271、M7272小母线以及KCA1、KCA2事故继电器和相应的回路。构成的中央预告信号电路中央预告信号系统和中央事故信号系统一样，都由冲击继电器构成，但起动回路、重复动作的构成元件及音响装置有所不同。具体区别有以下几点：（1）事故信号是利用不对应原理将电源与事故音响小母线接通来起动的；预告信号则是利用继电保护出口继电器触点K与预告信号小母线接通来启动的，如图7—7所示、（2）事故信号是由每一起动回路中串接一电阻启动的，重复动作则是通过突然并入一起动回路（相当于突然并入一电阻）引起电流突变而实现的。预告信号是在起动回路中用信号灯代替电阻启动的，重复动作则是通过启动回路并入信号灯实现的。（3）事故信号用蜂鸣器作为发音装置，而预告信号则用警铃。图7－7中央预告信号的起动电路（a）负电源复归b）正电源复归图7－7所示为由ZC－23型冲击继电器构成的中央预告信号的起动电路。图中K1为冲（a）负电源复归；（b）正电源复归击继电器，SM为转换开关，在工作位置时SM13－14、SM15－16触点接通。如果电气设备发生不正常状况（如变压器过负荷），则图7－7中的K触点闭合（K为变压器过负荷保护继电器的触点），这时信号电源十700→K→H→M7O9和M710→SM→冲击继电器的脉冲变流器U→-700，形成通路，起动冲击继电器K1，经延时起动警铃，发出预告信号。由于全厂、所的小母线是公用的，所有的光字牌都并联在M709、M710预告信号小母线上，任何设备发生异常起动光字牌，都将起动冲击继电器延时发出预告信号。预告信号的重复起动是靠突然并入另一光字牌H来产生脉冲电流起动冲击继电器实现的。图7－8为由ZC－23型冲击继电器构成的中央预告信号电路。图中M709、M710为预告信号小母线；SB、SB2为试验按钮；SB4为音响解除按钮；SM为转换开关；K2、K3为冲击继电器；KC2、KT2、KS分别为中间、时间、信号继电器；KVS2为电源监视继电器；H1、H2为光字牌；HW为监视灯；HAB为警铃。预告信号设置0.2～0.3s的短延时，并使其具有冲击自动复归的特性，以避免某些瞬时性故障误发信号和满足某些异常状态不需要瞬时发信号的要求。本电路中利用了两只冲击继电器反极性串联，就是为了实现其冲击自动复归特性。其动作过程如下：1．预告信号的起动图7－8由ZC－23型冲击继电器构成的中央预告信号电路（a）负电源复归b）正电源复归将SM置于“工作”位置，SM13－14、SM15－16触点接通，如果此时发生异常，结合图7－7所示，K触点闭合，使十700→FU1→K→H→+M709→SM13－14（或M710→SM15-16）→K2→K3→FU2→-700形成通路，出现电流突变，在两个冲击继电器脉冲变流器的二次侧均感应脉冲电动势，由于K3的脉冲变流器是反向连接，其二次侧感应电动势被其二极管V1短路，因此，只有K2的干簧继电器KRD动作，其常开触点闭合起动中间继电器（a）负电源复归；（b）正电源复归K2－KC，K2－KC的一对常开触点实现自保持；另一对常触点闭合，使K2的端子6和14接通，起动KT2，KT2经0.20.3s的短延时后触点闭合，又去起动KC2，KC2K2－KC，K2－KC的一对常开触点实现自保持；另一对常2．预告信号的复归如果KT2的延时触点尚未闭合，异常消失，出口继电器K触点返回，则由于脉冲变流器K2－U、K3－U的一次电流突然减少或消失，在相应的二次侧将感应出负的脉冲电势。此时K2－U二次侧的脉冲电势被其二极管K2－V1短路，相反，干簧继电器K3－KRD动作，起动K3－KC，K3－KC的一对常开触点闭合自保持；其常闭触点断开（即K3的端子4和5断开），切断K2－KC的自保持回路，使K2－KC复归，KT2也随之复归，预告信号即不能发出，实现了冲击自动复归。如果延时自动复归时，KC2的另一对常开触点闭合（在图7-4的中央事故信号回路中）起动事故信号回路中KT1（此时间继电器为事故信号和预告信号公用），经延时后又起动KC1，KC1的常闭触点断开，在两图中，复归事故和预告信号回路中的所有继电器，并解除音响信号，实现了音响信号的延时自动复归。按下SB4，可实现音响信号的手动复归。（a）负电源复归；（b）正电源复归（a）负电源复归；（b）正电源复归字牌中指示灯全亮，说明光字牌完好。否则，更换之。成的中央预告信号电路及交流系统装置一、由JC－2型冲击继电器构成的中央预告信号电路M7291、M7292为610kV配电装置I、II段预告信号小母线；M703、M716为掉M7291、M7292为610kV配电装置I、II段预告信号小母线；M703、M716为掉牌未复归小母线；KCR1、KCR2为预告信号继电器。其动作过程如下：与ZC－23型冲击继电器构成的预告信号电路类似，当设备出现不正常运行状况时，预告信号起动电路接通，标有异常性质的光字牌点亮，并使冲击继电器K20.20.3s短延时后闭合，起动中间继电器KC2及警铃HAB，发出音响信号。图7-10由0.20.3s短延时后闭合，起动中间继电器KC2及警铃HAB，发出音响信号。图7-10由JC－2型冲击继电器构成的中央预告信号电路（a）负电源复归b）正电源复归2．预告信号复归中间继电器KC2起动后，其一对常开触点（在图7－6中）闭合，起动时间继电器KT1，（a）负电源复归；（b）正电源复归（a）负电源复归b）正电源复归（a）负电源复归b）正电源复归（a）负电源复归；（b）正电源复归示。其动作过程如下：当断路器事故跳闸或自动投入时，事故信号的冲击继电器动作，其触点K闭合，使中间继电器KC带电。KC的常开触点闭合，常闭触点断开，一方面KC自保持；另一方面切断HW正常电源，将HW切换至M100上。同时KC还接通整流桥电源，KT1带电，其触点瞬时闭合，一方面M100带电，此时，断路器的绿灯或红灯亮；另一方面KT2带电，其触点瞬时断开，使KT1断电，KT1触点延时断开。则M100小母线失电，断路器绿灯或红灯灭。KT2也同时失电，其触点延时闭合，KT1又带电，M100同时亦带电，之后失电。这样两只时间继电器交替动作，使M100小母线交替获得电压，断路器的绿灯或红灯就一明一暗闪光。操作断路器的控制开关，使断路器的位置与控制开关位置对应，即解除了事故信号，冲击继电器复归，KC失电，闪光停止，闪光装置复归。教学目的：掌握同期条件、同期方式、同期点及同期方式的设置、同期电压的引入、手动准同期装置、自动准同期装置、发电机的自动准同期装置；复习旧课：掌握信号回路的类型、信号回路的基本要求、中央事故信号系统、由ZC－23型冲击继电器构成的中央预告信号电路、由JC－2型冲击继电器构成的中央预告信号电路及交流系统装置；重点：掌握同期点及同期方式的设置、同期电压的引入、手动准同期装置、自动准同期装置、发电机的自动准同期难点：掌握同期点及同期方式的设置、同期电压的引入、手动准同期装置、自动准同期装置、发电机的自动准同期（1）电压（大小）相等。（2）频率相同。（3）电压的相位角差不超过允许值。同期并列的方法分自同期并列和准同期并列两种。自同期并列，是将待并发电机转速升至接近同期转速（正常并列时转差率S等于±（1~2）％；事故并列时允许转差率为±5％，甚至更大些）时，就把待并发电机投入系统，然后再给发电机加励磁，使发电机自行拉入同期。由于发电机在未加励磁的情况下就投入系统，相当于系统经过很小的电抗而短路。所以，合闸时冲击电流较大，最大冲击电流周期分量I为式中X待并发电机纵轴次暂态电抗；——电力系统归算后的等值电抗；——电力系统归算后的电压。总之，自同期并列的特点是并列过程迅速；操作简单，减少了误操作的可能性；易于实现操作过程自动化。但是，并列时冲击电流较大，会引起电力系统电压暂时降低。因此，有关规程规定：对于单机容量在100MW以下的汽轮发电机，当最大冲击电流周期分量I不超过额定电流的0.74／倍时，才允许采用自同期并列；对于各种容量的水轮发电机和同期调相机，可采用自同期并列；对两个系统之间的并列则不能采用自同期并列。准同期并列操作是将待并发电机转速升至接近同期转速后加励磁，当发电机（或待并系统）频率、电压相角、电压大小分别与运行系统（以下简称系统）频率、电压相角、电压大小接近相同时，把待并发电机（或待并系统）投入系统，即合上相应的断路器。准同期并列的特点是并列时间较长，还可能由于操作人员失误，发生误操作，而造成非同期并列。但是由于并列时冲击电流较小，不会引起系统电压降低，从而获得了广泛的应用。准同期并列不仅适用于发电机并入系统；而且也适用于两个系统之间的并列，所以变电站都采用准同期并列。三、同期点及同期方式的设置发电厂（或变电站）中每个有可能进行同期操作的断路器，称为同期点。也就是说当断路器两侧有可能出现非同—系统电源时，此断路器是同期点。选择如下：（1）发电机出口断路器及发电机一双绕组变压器出口断路器，都是同期点。因为各发电机的并列操作，通常均是利用各自的断路器进行并列的。（2）母联断路器都是同期点。它们是同一母线上的所有电源元件的后备同期点。（3）自耦变压器或三绕组变压器的三侧断路器都是同期点。这些并列点是为了减少并列时可能出现的倒闸操作，以保证事故情况下迅速可靠的恢复供电。（4）系统联络线的线路断路器都是同期点。（5）旁路断路器也是同期点。因为它可以代替联络线断路器进行并列。（6）若不同的厂用变引至不同系统，也是同期点。在准同期操作时，需要检测同期电压是否满足并列条件。同期电压是同期点（断路器）两侧电压经过电压互感器变换和二次回路切换后的交流电压，为了全厂（站）配用—套同期装置，需要把同期电压引到同期电压小母线上。所以，通常把同期电压小母线上的二次电压称为同期电压。同期电压的引入方式（即同期电压小母线的数目）与同期系统采用的接线方式有关。一、三相接线方式同期电压的引入-620，待并系统电压小母线L1－610、L3－610和公用接地小母线L2-（一）发电机出口断路器同期电压的引入同期电压的引入图7－2双绕组变压器三相同期电压的引入（a）系统图b）转角变接线图（ab）（ab）（a）系统图；（b）转角变接线图（a）系统图b）转角变接线图（ab）），常用的转角变压器TR的接线，如图8－常用的转角变压器TR的接线，如图8－2（b）所示。TR的变比为，绕组采用D，y1接线，即星形侧线电压在本图中，TR接在TM低压侧（d侧）接组别为D，y1。TR二次侧（y侧）相位滞后一次侧（D侧）30°角，这样一来就消除了相角差。具体接线方法是：变压器TM三角形侧电压互感器TV1的二次电压经SS125－27、SS121－23触点，分别引至转角小母线L1－790、L3－790上，即接在转角变TR的三角形绕组侧，在转角变TR星形侧，就可得到与TM星形侧相位完全相同的同期电压，再将其引至同期电压小母线L1－610、L2-600、L3－610上。可见，L1－790、L3－790平时没有电压，只有并列操作需投入TR时，才带有同期电压。变压器TM星形侧经电压互感器TV2的二次侧，再经同期开关SS113－15触点引至同期电压小母线L1’-620上。这种接线是把TM的星形侧视为系统，三角形侧视为待并系统。由此可知，在三相接线中，除需要设置四条同期电压小母线外，还需增设转角变压器及转角小母线。此外，在具有35kV和110kV电压等级的发电厂和变电所中，可能会出现TV二次侧V相接地和中性点接地并存的情况。为了实现35kV系统与110kV系统间的同期并列，需增设隔离小母线及隔离变压器，以便中性点直接接地系统的同期电压经隔离小母线及隔离变压器变换为V相接地。及闭锁回路一、同期测量表计通常，频差表（或两只频率表）、压差表（或两只电压表）和同期表统称为同期测量表计。同期测量表计有两种型式：一种是同期小屏，它装有五只测量仪表，即两只频率表、两只电压表和一只电磁式（1T1—S型）同期表；另一种是组合式同期表（通常采用MZ—10型），它包括一只频差表、—只压差表和一只同期表。1．同期小屏图7－31T1－S型同期表外形及内部电路（a）外形b）电路图同期小屏上的五只测量仪表呈对称布置，以便运行人员观察比较。装两只频率表的目的，是为了同时显示系统与待并发电机的频率以利比较。如果待并发电机频率低于或高于系统频率，则需要调整待并发电机的原动机（汽轮机或水轮机）转速，直至两侧频率满足要求为止。装两只电压表的目的也是为了及时显示系统与待并发电机的电压，如果待并发电机电压低于或高于系统电压，则需要调整待并发电机的励磁电流，至两侧电压满足要求为止。同期表则用来观察两侧电压的相角差。1T1—S型同期表的工作原理是以待并发电机电压向量为基准，并假定其固定在同期点上，而系统()向量。当系统频率高于待并发电机频率，即向旋转；当系统频率低于待并发电机频率，即小于零时，指针向顺时针“快”）方向旋转。指针旋转的角频率等于队。在等于零的情况下：当系统电压超前待并发电机电压的角度为时，指针向逆时针（()向量。当系统频率高于待并发电机频率，即3．MZ－10型组合式同期表图7－4MZ－10型MZ－10型组合式同期表是两线圈在空间夹角为60°角的电磁式同期表，外形如图7－4所示。-MZ－10型组合式同期表由电压差表P1、频率差表P2和同期表P3组成。按接线方式MZ－10型组合式同期表可分为三相式和单相式两种，其电路图如图7－4所示。电压差表P1的测量机构为磁电式微安表。整流电路将待并发电机和系统的交流电压变换成直流电流，并流入微安表进行比较。两个电流相等时，其差值等于零，微安表指针不偏转，即停留在零（水平）位置上；当待并发电机电压大于系统电压，即ΔU(ΔU＝UG－US）大于零时，微安表指针向正方向偏转；反之，指针向负方向偏转。频率差表P2的测量机构为直流流比计。当待并发电机与系指针上的总力矩等于零，则指针不偏转，而停留在零（水指针上的总力矩等于零，则指针不偏转，而停留在零（水在组合式同期表中，压差表P1和频差表P2都是以系向12点钟时固定不动，待并发电机电压向量相对于而变化，即指针不再表示系统电压向量，而是表示待并发电机电压向量。当系统频率高于待并发电机频率，即小于零时，指针向顺时针方向旋转；反之，当大于零时，指针向逆时针方向旋转。指针旋转的角频率等于。在等于零的情况下：当系统超前待并发电机电压的角度为时，指针向顺时针方向偏转角；反之，指针向逆时针方向偏移角（二）闭锁电路在手动准同期并列操作过程中，为了防止运行人员误操作而造成非同期并列，同为了避免同期电压回路混乱而引起非同期并列，在并列操作的时间内路器两侧的同期电压。为此，每个同期点断路器均装有同期开关，并公用发电厂或变电站可能装有两套及以上不同原理构成的同期装置。为（1）在待并发电机控制屏上手动调频（或调压）时，应切除集中同期屏上的手动调频（或调压）回路。（2）手动调频（或凋压）时，应切除自动均频（或均压）回路。图7－5同期检查继电器的交、直（a）交流回路b）直流回路（ab）b）（a）交流回路b）直流回路（2）直流回路。在同期合闸小母线M721和M722之间串接同电厂停发系统倒供厂用电等情况，将SSM投入；SSM1－3触点短接KY（1）利用频差表（或两只频率表）检测系统与待并发电机的频率差，并（2）利用压差表（或两只电压表）检测系统与待并发电机的电压差，并（3）运行人员根据频差表和压差表的指示，判别频差和压差是否满足准一、集中手动准同期电路表7－1LW2－H－2，集中手动准同期方式是将同期测量表计和相应的转换开关都集中布置在一块屏（称之为集中同期屏）上，各同期点的并列操作均在集中同期屏上进行，即此屏能对任一台待并发电机进行调速（有的也能调压）和并列操作，如图7－6为集中手动准同期电路。图中M721、M722、M723为公用同期合闸小母线；M717、M718为公用自动调速小母线；SSM1为2／F7－8X，其触点图表见表7－1；表7－1LW2－H－2，2，2，2，2，2，2SSM为解除手动准同期开关，型号为LW2-组合同期表P由电压差表P1、频率差表P2和同期表P3组成，有单相式和），点之前的某一个整定的超前相角时，通过操作SB合闸按钮发出合闸脉冲在图7－6（b）中，发电机调速有集中和分散两种方式。若在中控室集中同期屏进点13—14、15—16接通，将伺服电机M的绕组分别接到自动调速小母线M717、M718上同期屏上，操作集中调速开关SM就可以调整原动机的转速，实现频率的增700→SM1－2→M717→SM12－4→SM213－14→M增速绕组→SM110－12→-700接通，伺服电机→SM110－12→-700接通时，M反转，原动机减速。上操作SM2实现原动机的调速，增速回路是十700→SM27－8→M增速绕组→SM23－4→-700；减速回路是十700→SM29－10→M减速绕组→SM23－4→-700。两回路实现了M正、反转，达到了调整原-3、SS5－7触点接通。当待并系统的电压差、频率差满足并列要求时，将手动准同期开关SSM1从的情况下，按下集中同期合闸按扭SB，则回路正电源→SS1－3→M721→SSM129-此外，图中ASA为自动准同期回路；SSA为自动准同期开关；K1为加速继电器KCO1为自动准同期装置合闸继电器；AS为自同期回路；SSA2为自同期开关；K分散手动准同期的测量表计可以采用组合式同期表，也可以选用5只号控制屏上，或集中布置在同期小屏上。对于小型水电站这些测量表计一计，当同期表P3的指针向中间缓慢摆动时，选择合适的超前相角，在待并发电机控制屏上，将断路器QF1的控制开关SA，置于“合闸”位置。当同期检查继电器KY的常闭触点闭合时，则断路器QF1合闸、并网。若KY常闭触点断开，则松开SA把手，SA自动复归，再次调整发电机电压和频率，仔细观察表计PV