电厂和变电站的弱电控制和信号系统

1、第第8 8章章 发电厂和变电站的弱电控制发电厂和变电站的弱电控制和信号系统和信号系统弱电控制的特点弱电控制的特点n 在控制、信号和测量回路内以低电压、小电流作为操作电源在控制、信号和测量回路内以低电压、小电流作为操作电源直流操作电压：直流操作电压：48V；交流额定电压：；交流额定电压：100或或50V；交流额定电流：交流额定电流：1A或或0.5A。基于计算机的系统：基于计算机的系统： 10V或或05V； 1mA、 5mA或或01mAn 二次回路设备绝缘要求低、体积小，采用弱电选线技术还可二次回路设备绝缘要求低、体积小，采用弱电选线技术还可使所需的控制设备数量减少。使所需的控制设备数量减少。n

2、弱电控制要通过强、弱电转换环节来实现。弱电控制要通过强、弱电转换环节来实现。第第8 8章章 发电厂和变电站的弱电控制发电厂和变电站的弱电控制和信号系统和信号系统弱电控制方式弱电控制方式弱电控制弱电控制强电控制强电控制（第（第3、4章已介绍过）章已介绍过）一对一一对一一对一对N选线控制选线控制或或有触点控制有触点控制无触点控制无触点控制第第8 8章章 发电厂和变电站的弱电控制发电厂和变电站的弱电控制和信号系统和信号系统 本章内容本章内容n 断路器的弱电控制断路器的弱电控制n 微机监控系统微机监控系统n 弱电中央信号系统弱电中央信号系统8-1 8-1 断路器的弱电控制断路器的弱电控制一、弱电控制的

3、基本要求一、弱电控制的基本要求（1）弱电控制的断路器控制回路应满足强电控制回路的基弱电控制的断路器控制回路应满足强电控制回路的基本要求本要求（2）断路器的模拟灯能表示断路器的跳、合闸位置状态，断路器的模拟灯能表示断路器的跳、合闸位置状态，并能反映断路器自动跳、合闸与原给定位置的不对应状态。并能反映断路器自动跳、合闸与原给定位置的不对应状态。（3）选线控制应保证在同一时间内只选一个控制对象，在选线控制应保证在同一时间内只选一个控制对象，在控制地点应有明显的灯光显示操作对象。为避免选重或选错，控制地点应有明显的灯光显示操作对象。为避免选重或选错，可采用选重闭锁或后选有效接线，在选线控制中发生事故时

4、，可采用选重闭锁或后选有效接线，在选线控制中发生事故时，可 自 动 解 除 选 线 ， 误 选 线 后 ， 可 手 动 解 除 选 线 。可 自 动 解 除 选 线 ， 误 选 线 后 ， 可 手 动 解 除 选 线 。二、弱电一对一控制电路二、弱电一对一控制电路电电 路路手动控制手动控制n 合闸控制合闸控制 合闸前合闸前 SA：14-15 带电带电 发平光发平光 合闸合闸 SA：9-12,13-16 发闪光发闪光 合上闸合上闸 SA：9-12,17-20 合闸后合闸后 SA：17-20n 跳闸控制跳闸控制 自行分析自行分析二、弱电一对一控制电路二、弱电一对一控制电路自动控制自动控制n 自动跳

5、闸自动跳闸SA：“CD”处处保护动作保护动作n 自动合闸自动合闸QF跳开跳开发闪光发闪光接通事故跳闸接通事故跳闸音响信号回路音响信号回路 自行分析自行分析三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路热线轴动作原理热线轴动作原理n 正常时正常时热热(-)信号回路信号回路负电源负电源n 回路电流大于热线轴回路电流大于热线轴F1、F2动作电流时动作电流时，F1、F2动作，动作，弱弱+、弱、弱-断电，常开触点闭合，热断电，常开触点闭合，热+ 热热(-)信号回路信号回路负电源，发出信号负电源，发出信号三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理对象选择对象选择 按下按下S

6、B1 HL1点亮点亮 启动启动KC1 自保持自保持 启动启动KCS 准备跳闸准备跳闸 准备合闸准备合闸三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理对象闭锁对象闭锁 闭锁继电器闭锁继电器 KC1启动后启动后 启动启动KCB 切断选控电源切断选控电源 只选一个对象只选一个对象三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理误选复归误选复归 根据点亮的根据点亮的HL#进行核对进行核对 若误选若误选按下按下SBKC#复归复归 KCB复归复归例如例如三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理对象操作：对象操作：QF1 KCS启动后启动

7、后为合闸做为合闸做好准备好准备将同步电将同步电压引入同压引入同步小母线步小母线 选择同选择同步并列步并列方式方式手动准同步并列手动准同步并列自动准同步并列自动准同步并列非同步并列非同步并列三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理 对象操作：对象操作：手动准同步并列手动准同步并列 SSM1置粗置粗略或精确略或精确 启动启动KCS2 同步电压引入同步电压引入同步表计和同步表计和KY 满足准满足准同步条件同步条件SA置于置于“合闸合闸”QF合闸合闸三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理 对象操作：对象操作：自动准同步并列自动准同步并列 SSA

8、1投入投入（图中未画）（图中未画） 若满足准若满足准同步条件同步条件 KCO启动启动KC11启动启动QF合闸合闸三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理对象操作对象操作跳闸跳闸 SA置于置于“跳闸跳闸” KC21启动启动 QF跳闸跳闸三、断路器弱电选线控制电路三、断路器弱电选线控制电路选控原理选控原理选控电路选控电路自动复归自动复归由以下由以下3个继电器个继电器共同完成共同完成 手动手动合闸中合闸中SA 11-12通通动作动作断开断开K2延时断开延时断开K3延时断延时断开开KCB和和KC1 整个电整个电路复归路复归8-2 8-2 微机监控系统微机监控系统一、发电厂、

9、变电站的监控系统一、发电厂、变电站的监控系统组成组成变电站的信息流程图变电站的信息流程图（发电厂与此类似）（发电厂与此类似）监控系统监控系统保护及调节系统保护及调节系统8-2 8-2 微机监控系统微机监控系统二、微型计算机监控系统二、微型计算机监控系统二、微型计算机监控系统二、微型计算机监控系统硬件组成硬件组成硬件硬件软件软件二、硬件二、硬件（1）主机主机（2）接口与输入输出通道接口与输入输出通道（3）人人机接口机接口（4）其他系统支持功能模块其他系统支持功能模块（5）检测与变送设备检测与变送设备（6）总线总线二、软件二、软件软件软件系统软件系统软件应用软件应用软件完成各种功完成各种功能的计算

10、机能的计算机程序的总和程序的总和用于管理、调度、用于管理、调度、操作计算机各种资操作计算机各种资源，实现对系统监源，实现对系统监控与诊断，提供各控与诊断，提供各种开发支持的程序种开发支持的程序操作系统、监控操作系统、监控管理程序、故障管理程序、故障诊断程序、各种诊断程序、各种语言的汇编、编语言的汇编、编译程序等译程序等根据控制对象、控根据控制对象、控制要求，用户自行制要求，用户自行编制的各种程序编制的各种程序数据采集程序、数数据采集程序、数字滤波程序、标度字滤波程序、标度变换程序、键盘处变换程序、键盘处理程序、过程控制理程序、过程控制程序等程序等程序设计语言程序设计语言汇编语言、汇编语言、C语

11、言、语言、VB、Delphi、VC等，组态软件等，组态软件。二、微机监控系统的应用二、微机监控系统的应用以阿城继电器厂生以阿城继电器厂生产的产的WJH-1型微机型微机式变电站监测、控式变电站监测、控制和保护系统为例制和保护系统为例用于用于35220kV变电站的二次回路，作为全站设变电站的二次回路，作为全站设备的监测、控制和保护，并按要求对变电站全备的监测、控制和保护，并按要求对变电站全部参数进行检测、显示、定时打印制表及向上部参数进行检测、显示、定时打印制表及向上级调度通信。级调度通信。系统组成系统组成终端台和微机屏终端台和微机屏变送器屏变送器屏继电器屏继电器屏所用电交流屏所用电交流屏直流电源

12、屏直流电源屏模拟屏模拟屏系统电缆系统电缆二、微机监控系统二、微机监控系统 的应用的应用原理简介原理简介组成组成上位机上位机下位机下位机信号转换装置信号转换装置电源电源（一）信号转换装置（一）信号转换装置（1）模型量的输入）模型量的输入直流采样直流采样交流采样交流采样变送器变送器滤波器滤波器互感器互感器现场量现场量直流量直流量数字量数字量现场量现场量交流量交流量数字量数字量电压回路断线检测电压回路断线检测测温电路测温电路（一）信号转换装置（一）信号转换装置（2）开关量的输入）开关量的输入开关量开关量开关的辅助触点开关的辅助触点继电保护的输出触点继电保护的输出触点转换继电器转换继电器（一）信号转换

13、装置（一）信号转换装置（3）开关量的输出）开关量的输出组成组成原理原理注意注意操作信号输出经光电隔离输操作信号输出经光电隔离输出板，由弱电控制电路，去出板，由弱电控制电路，去跳、合闸跳、合闸（一）信号转换装置（一）信号转换装置（4）脉冲量输入）脉冲量输入电能表脉冲输出的脉冲数正比于该回路的电量，此脉冲经电能表脉冲输出的脉冲数正比于该回路的电量，此脉冲经光电隔离脉冲输入板送到总线。光电隔离脉冲输入板送到总线。频率的测量是将电压互感器二次侧输出的电压，经频率采频率的测量是将电压互感器二次侧输出的电压，经频率采样板中的变压器变成样板中的变压器变成5V的交流电压，再经采样板中的过零的交流电压，再经采样

14、板中的过零检测器变成方波电压信号。此信号经倍频后，再经光电隔检测器变成方波电压信号。此信号经倍频后，再经光电隔离脉冲输入板送入总线。离脉冲输入板送入总线。（二）下位机（二）下位机组成组成下位机为下位机为STD总线或总线或PC总线工业控制机，主要由总线工业控制机，主要由CPU、总线、总线、A/D转换板、开关量输入板、开关量输出板、脉冲转换板、开关量输入板、开关量输出板、脉冲输入板、系统支持板、热 电 阻 信 号 调 理 板 等 组 成输入板、系统支持板、热 电 阻 信 号 调 理 板 等 组 成主要主要功能功能完成全部模拟量、开关量、脉冲量的采集，进行越限判完成全部模拟量、开关量、脉冲量的采集，

15、进行越限判断，并实时地将所有采集量和越限报警量值通过通信接断，并实时地将所有采集量和越限报警量值通过通信接口送到上位机。通信接口还将上位机的断路器操作信号口送到上位机。通信接口还将上位机的断路器操作信号由总线经开关量输出板输出，实现断路器的跳、合闸，由总线经开关量输出板输出，实现断路器的跳、合闸，同时启动中央信号系统，实现灯光显示及音响报警。同时启动中央信号系统，实现灯光显示及音响报警。（三）上位机（三）上位机主要主要功能功能通过与下位机通信接口，得到下位机实时采集的全部数通过与下位机通信接口，得到下位机实时采集的全部数据，得到下位机实时采集的全部数据，进行分析、计算、据，得到下位机实时采集的

16、全部数据，进行分析、计算、判断；实时显示和定时打印全站设备的所有运行参数；判断；实时显示和定时打印全站设备的所有运行参数；通过键盘按编号选择被操作的断路器，进行跳、合闸操通过键盘按编号选择被操作的断路器，进行跳、合闸操作。操作方法由屏幕提示，操作信号送入总线，通过开作。操作方法由屏幕提示，操作信号送入总线，通过开关量输出板和继电器实现断路器跳、合闸；实时显示事关量输出板和继电器实现断路器跳、合闸；实时显示事故与故障，并打印记录和报警；动态显示负载曲线；与故与故障，并打印记录和报警；动态显示负载曲线；与上 级 调 度 通 信 ， 实 现 遥 信 、 遥 测 与 遥 控 。上 级 调 度 通 信

17、， 实 现 遥 信 、 遥 测 与 遥 控 。8-3 8-3 弱电中央信号系统弱电中央信号系统一、基本弱电信号电路一、基本弱电信号电路（一）基本弱电信号电路（一）基本弱电信号电路（1 1）断路器事故跳闸信号启动电路）断路器事故跳闸信号启动电路利用不对称原理构成利用不对称原理构成电路电路事故信号事故信号继电器继电器选控继电选控继电器触点器触点合闸位置继合闸位置继电器触点电器触点断路器触点断路器触点弱电事故音弱电事故音响小母线响小母线工作原理工作原理事故跳闸事故跳闸QFQF触点触点闭合闭合KCCKCC未未断开前断开前启动事启动事故音响故音响（二）断路器预告信号启动电路（二）断路器预告信号启动电路电

18、路电路光字牌光字牌显示故障或异显示故障或异常运行的性质常运行的性质预告信预告信号中间号中间继电器继电器弱电事故音弱电事故音响小母线响小母线工作原理工作原理故障或异故障或异常运行时常运行时KS1KS1或或KS2KS2闭合闭合接通光字接通光字牌回路牌回路光字牌光字牌点亮点亮发预告发预告音响音响（三）断路器位置信号（三）断路器位置信号位置信号位置信号一对一控制一对一控制选线控制选线控制由控制开关内附由控制开关内附信号灯表示信号灯表示返回屏模拟灯表示返回屏模拟灯表示返回屏对象灯表示返回屏对象灯表示断路器模拟灯表示断路器模拟灯表示（三）断路器位置信号（三）断路器位置信号一对一控制并在返回屏上设一对一控制并在返回屏上设模拟灯的信号电路模拟灯的信