第九章发电厂与变电站的控制与信号

• 三、用音响监视的断路器控制回路
• 在大型火力发电厂中，因断路器较多，采用灯光监视控 制回路，则运行中控制回路发生故障时，灯光的熄灭不 易被值班人员发现，故经常采用用音响监视的断路器控 制回路。
• 特点：⑴断路器位置指示灯回路与控制回路分开，且只 用一个信号灯装在LW2-YZ型控制开关的手柄内。
• （5）防跳装置
• 所谓“防跳”是 指防止断路器手 动合闸到故障线 路上，断路器发 生多次合、分闸 的跳跃现象。因 为这种跳跃一方 面使断路器受到 严重损坏，另一 方面影响电力系 统的安全运行。
• 采取的措施有机 械“防跳”和电 气“防跳”。
• 发生跳跃的原因：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。
• 布置要紧凑、美观。
• 1、控制屏屏面布置图
• 电流表、功率表、电压表、功率因数表、 频率表等位于最上几排，距地面1.52.2m左右；
• 下面为光字牌、转换开关、同期开关等；
• 再下面为模拟母线、隔离开关的位置指示 器、信号灯及控制开关等；
• 模拟母线涂色区别：500kV涂深红色； 330kV涂白色；220kV涂紫色；110kV 涂米红色；35kV涂鲜黄色；10kV涂绛红 色；6kV涂深蓝色；3kV涂深绿色； 380V涂黄褐色；220V涂深灰色。
路、直流回路、其它回路。
• 2、互连接线图 • 是表示成套设备中的各个结构单元之间连接关
系的接线图。 • 图中各设备用设备种类代号字母表示设备种类； • 在设备的端子上采用相对编号法表示导线的去
向； • 省去连接导线，使接线图清晰、简便。 • 设备种类代号字母国家标准规定：电容器—C、
保护器件—F、发电机—G、信号器件—H、继 电器及接触器—K、电感器—L、电动机—M、 测量设备—P、电力电路开关—Q、电阻器—R、 控制电路开关—S、变压器及互感器—T、半导 体器件—V、母线及线路—W、端子—X、电气 操作的机械装置—Y。
第二节 断路器的控制回路
• 控制方式有两种：就地控制和距离控制（远方 控制）；
• 就地控制是指操作人员在断路器附近进行控制； 适用电压等级较低回路的断路器控制；
• 距离控制是指操作人员利用控制开关在距离断 路器几十或几百米对断路器进行控制；适用电 压等级较高回路的断路器控制；
• （一）断路器控制回路及基本要求
• a、通过自动合闸装置动作，其相应的触点闭合完成。
• b、合闸：自动合闸触点通，1L+→FU1→自动合闸触点 →常闭触点Q1→合闸接触器K→FU2→1L-，合闸接触器K 动作（无限流电阻），在合闸线圈回路中，当触点HC闭合 时，合闸线圈HQ通电，经操动机构夫进行合闸操作。合闸 后，断路器的辅助触点也相继切换，Q1开，Q2合。
• 注意：合闸后，此时操作手柄在跳闸后位置，触点14－15 通，则：闪光母线L+→SA触点14－15→红灯RD→R2→常 开触点Q2→跳闸线圈→FU2→1L-，红灯闪。红灯闪光表 明控制开关位置与当前断路器的实际状态不对应，提醒运 行人员去调整手柄位置。
• （4）自动跳闸
• a、通过保护动作，其相应的触点闭合完成。
• 二次接线图：用二次设备特定的图形符号和文 字符号，表示二次设备相互连接的电气接线图。
• 二次接线图分类：原理图（包括集中式原理接 线图、展开接线图）和安装图（包括屏面布置 图、屏后接线图）。
• 二、原理接线图
• 1、概念：又简称原理图，是用以表达测量仪 表、控制信号、继电保护和自动装置工作原理 的电路图。图中各元件以整体形式出现，并与 一次系统有关部分画在一起，组成电流回路、 电压回路、控制回路和信号回路等。
• 2、继电器屏屏面布置图
• 不需要经常观察的继电器布置在屏上部；
• 运行中需要监视和检查的继电器布置在 中部，距地面1.5m左右；
• 体积较大的继电器（如时间继电器、重 合闸继电器、方向继电器等）和信号继 电器在屏下部；
• 最下部为连接片和试验部件；
• 由上到下排列顺序：电流继电器、电压 继电器、中间继电器等；
• 五、屏后接线图 • 1、端子排接线图 • 屏内设备与屏外设备相连均需通过接线端子，接线端子
的总和称端子排；
• 端子排位于屏后左右两侧； • 屏内设备连接不需经过端子排； • 端子排排列原则： • ①不同安装单位的端子分别排列，不得混杂； • ②端子排一般竖向排列，并靠近本安装单位那一侧； • ③每一安装单位的端子排要按照顺序排列，以便查找。 • 常见排列顺序：交流电流回路、交流电压回路、信号回
二、灯光监视的控制回路 • 1、控制部件
控制开关触点位置图：
2、工作原理
• （1）手动合闸
• a、分闸后：触点10－11通，电源绿灯平光；
• 1L+→FU1→SA触点10－11→绿灯GN→R1→常闭触点Q1→ 合闸接触器K→FU2→1L-
• 说明：1）由于绿灯GN和R1的限流作用，回路电流不足以 使合闸接触器K动作；
• 2）绿灯发平光说明合闸回路完好，
• b、预合闸：触点9－10，13－14通，电源绿灯闪光；
• 闪光母线L+→SA触点9－10→绿灯GN→R1→常闭触点Q1→ 合闸接触器K→FU2→1L-
• c、合闸：触点5－8通，1L+→FU1→SA触点5－8→常闭 触 点 Q1→ 合 闸 接 触 器 K→FU2→ 1 L-， 合 闸 接 触 器 K 动 作 （无限流电阻），在合闸线圈回路中，当触点HC闭合时， 合闸线圈HQ通电，经操动机构夫进行合闸操作。合闸后， 断路器的辅助触点也相继切换，Q1开，Q2合。
• 2、特Leabharlann Baidu：图中信号来源、去向清晰完整，有 利于理解动作原理。
• 缺点：元件较多时，接线会相互交叉，显得零 乱，而且元件端子及连接线无标号，使用不便。
• 常用于解释动作原理。
• 下图为35kV线路保护原理接线图。
• 电流继电器K1、K2、中 间继电器K5、信号继电 器K7组成电流速断保护。
• 电流继电器K3、K4、时 间继电器K6和信号继电 器K8组成过流保护。
• “防跳”原理：在控制开关SA触点⑤、⑧接通后 的合闸过程中，若一次回路有故障存在，继电 保护动作，出口继电器触点K2闭合，使断路器 分闸。此时，防跳闭锁继电器K1的电流线圈流 过合电 闸流 回使 路K，1避动免作再，次一合方闸面；用另常一闭方触面点通K过1-2常切开断 触开→1点 触LK点-1导K-11通闭-1，合→使防使防跳回跳闭路闭锁1L锁继+继电→电器SA器K触1K点的1⑤的电、电压⑧压线→线圈常圈 带电，形成自保持；直到SA返回，其触点⑤、 ⑧断开为止。
闪光母线L+→SA触点 13－ 14 → 红灯RD→R2→常开触点 Q2→跳闸线圈→FU2→1L-
c、跳闸：触点6－7通，1L+→FU1→SA触点6－7→常开触 点Q2→跳闸线圈→FU2→1L-，跳闸线圈动作（无限流电 阻），断路器动作。跳闸后，断路器的辅助触点也相继切 换，Q1合，Q2开。
• （3）自动合闸
• b、跳闸：保护触点通，1L+→FU1→SA触点6－7→常开 触点Q2→跳闸线圈→FU2→1L-，跳闸线圈动作（无限流 电阻），断路器动作。跳闸后，断路器的辅助触点也相继 切换，Q1合，Q2开。
• 注意：跳闸后，此时操作手柄在合闸后位置，触点9－10 通，则：闪光母线L+→SA触点9－10→绿灯GD→R1→常闭 触点Q1→跳闸线圈→FU2→1L-，绿灯闪。绿灯闪光表明 控制开关位置与当前断路器的实际状态不对应，提醒运行 人员去调整手柄位置。
• （6）继电器的线圈和触点不在同一张图上时，要注明引出处。
• 四、屏面布置图
• 是决定屏上各个设备的排列位置及相互间距离 尺寸的图。
• 要求按照一定的比例尺寸绘制。
• 屏面布置应满足的要求：
• ①经常监视的仪表和继电器不要布置太高；② 操作元件（控制开关等）高度要适中，相互间 留有一定距离；③检查和试验多的设备要位于 屏中央，同类设备布置在一起。
• 若速断保护范围内发生短 路→ K1、K2 动作→ K1、 K2常开触点接通 → K5 启动→ K5触点接通 →启 动信号继电器K7 →发出 信号→经Q1辅助触点→ 分闸线Y2带电→ Q1跳闸 切除故障。过电流保护同
样原理。
• 三、展开接线图
• 简称展开图。在展开图中，各元件被分解成若 干部分，分散在各二次回路中，形成交流电流 回路展开图、交流电压回路展开图、直流操作 回路展开图和直流信号回路展开图等形式。
• 2、按信号的表示方法可分为灯光信号和音响信号， 灯光信号又可分为平光信号和闪光信号以及不同颜色 和不同闪光频率的灯光信号，音响信号又可分为不同 音调或语音的音响信号。计算机集散系统在电力系统 应用后，使信号系统发生了很大的变化。
（1）手动分闸
a、合闸后：触点16－13通，电源红灯发平光；
1L+→FU1→SA触点16－13→红灯RD→R2→常开触点Q2→ 跳闸线圈→FU2→1L-
说明：1）由于红灯GN和R2的限流作用，回路电流不足以 使跳闸线圈动作；
2）红灯发平光说明跳闸回路完好，
b、预分闸：触点10－11，13－14通，电源红灯闪光；
• 2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸和跳闸，又 能在自动装置和继电保护作用下自动合闸或跳闸。
• 3）控制回路应具有反映断路器位置状态的信号。
• 4）具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”装置。
• 5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。
• 注：控制回路使用的电压，有较高的直流电压(220V或 110V)或较低的直流电压(48V)。使用前一种电压进行控制， 叫强电控制，使用后一种电压叫弱电控制．一般常采用强强 电控制。
• ⑵控制回路中加入位置继电器K5、K6，正常只有一个 通电，若控制回路出现故障，则利用位置继电器K5、 K6的辅助触点接通控制回路断线预警信号小母线，启 动中间继电器K7，启动音响信号。从而发出音响。
• 原理与用灯光监视的断路器控制回路相似。
四 、 断 路 器 控 制 接 线 （ 按 钮 式 ）
• 断路器控制回路由发出操作命令的控制机构、 执行操作命令的操动机构和传递操作命令的中 间传送机构组成。
• 断路器控制回路要满足以下基本要求：
断路器控制回路的基本要求
• 1）断路器的合闸和跳间回路是按短时通电来设计的。操作 完成后，应迅速自动断开、合闸或跳闸回路以免烧坏线圈。 为此，在合、跳闸回路中，接入断路器的辅助触点，既可将 回路切断，同时，还为下一步操作做好准备。
第四节 信号装置
• 发电厂中，运行人员除依靠测量仪表对设备运行状况 进行监视外，还必须借助信号装置及时反映出设备的 工作状况和非正常运行状态，同时信号装置还作为与 有关车间联络、指挥的工具。
• 一、发电厂的信号分类
• 1、按使用的电源可分为强电信号系统和弱电信号系 统;前者一般为110V或220V电压;后者一般为48V及 以下电压。
• 图中，元件、线圈和触点都按规定的文字符号 加以标注，以便看出其功能。
• 任何一条回路都由按钮、触点、线圈等依电流 通过方向，由左至右，从上到下顺序排列。
展开接线图的规则：
• （1）二次设备按统一规定的图形符号和文字符号画出。 • （2）按供给二次设备的各个独立电源划分回路，各回路在图
上分开表示。（交流回路以电压互感器或电流互感器的一次级 线圈作为独立电源，直流回路以熔断器后引出为独立电源）。
第九章 发电厂和变电站的控制与 信号
第一节 二次接线图
• 一、二次接线图的内容
• 二次设备：对一次设备测量、监视、控制和保 护的设备。是电力系统安全、经济运行必不可 少的重要组成部分。
• 二次回路：由二次设备所组成的回路。包括： 交流电压回路、交流电流回路、断路器控制与 信号回路、继电保护回路和自动装置回路等。
• （3）继电器和接触器的线圈和触点、仪表的电流和电压线圈、 控制开关的各对触点、断路器和隔离开关的各个辅助触点，都 分开画在所属的回路中，但同一设备的文字符号必须相同。
• （4）二次设备的连接次序从左至右、动作顺序从上到下，接 线图的右侧有相应的文字说明。
• （5）开关电器的触点采用开关断开时的状态，继电器的触点 采用不通电的状态。（注意：继电器线圈通电，其触点的状态 不一定改变，只有通过电流超过其整定值时才会改变）