发电厂及变电站《电 气 设 备》11-13

1、发电厂及变电站 电 气 设 备11-13第第11章章 电力系统常规电力系统常规 二次回路二次回路11.1 一、二次回路的概念一、二次回路的概念1、二次设备：对一次设备及水力机械设备工作进行监测和控制保护的辅助设备，以保证电站安全、经济的运行。 如：测量仪表、录波装置；控制开关、同期装置、自动励研装置；信号装置、继电保护、绝缘监察装置；控制电流、小母线连接线；2、二次回路图 1)原理接线图体现工作原理 特点：所有回路元件以整体形式绘在一张图上。 画图时： 不用画出内部接线、引出线端子的编号；回路的编号。 直流仅标明电源的极埋，不用标出从哪一熔断器引出。 信号部分在图中仅标出“信号”。2）展开接线

2、图画图时：分别按交流电流、电压、直流回路绘出；所有图形符号和文字符号要用国标且同一元件的线图及触点采用相同的文字符号； 所有开关电器和继电器的触点都按照正常状态画出； （开关电器在断开位置，继电器的触点在线圈不带电状态） 每一回路右侧用文字说明作用；3)安装接线图为施工图纸。 a、屏面布置图（比例图） 屏的型式:直立屏、 （2360550800或600） 同期屏、 600200400 控制屏、 b、屏后接线图（屏内元件连接图，端子排图） 先设计端子排图： 端子类型经过端子的回路 设计顺序 后设计屏内元件连接图：采用“相对编号法” 注意：一个端子旁边最多写2个编号。11.2 测量系统测量系统 发

3、电机定子回路装设的仪表：1A 2A机房、V、HZ、1W-2W、VAR、WH、VARH 发电机转子回路装设的仪表：A、V -ck 温度测量：定子绕组的温度及铁芯的温度。11.3 信号系统信号系统 1、组成 中央音响装置：蜂鸣器（电喇叭、电笛）、电铃（警铃）。 灯光信号：光字牌、指示灯。 作用：位置、事故、故障。 2、位置信号（状态信号） QF：红灯亮 合、绿灯亮 分 QS：合闸时， L1 标线在“垂直” 分闸时， L2 标线在“水平” 电源消失时，L1、L2均失电 标线在“45度”3、事故信号（光字牌亮 显示QF已跳闸、蜂鸣器响）。 #中央复归能重复动作的事故信号系统： 关键元件：XMJ（信号脉

4、冲继） 变流器BL、GHJ干簧继电器、中间继电器 试验：按下YA，XMJ 4、故障信号（光字牌亮 显示故障类型、警铃响） 分类： 瞬时故障信号 延时故障信号11.4 断路器的控制电路断路器的控制电路 1、基本要求 1）实现跳合闸线圈短时通电要求 依靠QF的辅助触点： 常开动合 常闭动断 2）手动操作：KK或按钮3）自动操作：BCJ、ZCH4）有位置指示：红灯亮、绿灯亮、5）依靠机械、电气防跳装置。2、实用控制电路具有灯光及防跳功能的控制电路 合闸：KK（ZCH） HC HQ 红灯亮说明 ： QF在合闸位置； 跳闸回路完好； 分闸：KK （BCJ） TQ 绿灯亮说明 ：QF在跳闸位置； 合闸回路

5、完好； 防跳：正常运行，若遇到短路同时KK58（ZCH）粘结 BCJ TQ跳闸 同时TBJ（I）带电 TBJ1TBJ（V）自保持； TBJ2分 断开合闸回路11.5 同期回路同期回路 1、同步发电机的并列操作将同步发电机投入电力系统的操作（同期） 2、同期操作的基本要求： 并列QF合闸瞬间产生的冲击电流ichiym QF合闸后，发电机能迅速同步。 3、同期方式 准同期：先励磁后并车冲击小，速度慢。 自同期：先并车后励磁速度快，冲击大。4、同期点的设置： 同期点有同期并列任务的QF 包括：发电机回路QF；三绕组B各例QF； 双绕组一侧QF（低压侧）、对侧有电的线路QF； 母线分段QF；联络QF。

6、5、手动准同期系统 某QF设置为同期点，就是在该断路器旁边装设TK。 1）同期小母线共四根，其中YMb接地。 QF双侧系统 运行系统（远离F）：A、B 待并系统（靠近F）：A、B、C 2）同期小屏 a、五表制1V、2V、1HZ、2HZ、S 1V2V：调节使同步发电机电压与系统电压相等。 5%e 1HZ2HZ：改变水轮机的转速（导水叶的开度）使频率相等。 f2%fe 整步表S：观察两侧的滑差，调整相位。 b、三表制：V 测 HZ 测f S 测 3）同期操作：同期小母线STK 同期小屏。STK在“粗调”位置：V、HZ投入，调、fSTK在“精确”位置：五表投入 注意合闸瞬间的把握：当S的指针由慢向快

7、方向缓慢转动至主线时，合QF。4）同期电压的引入 a、同期点选在发电机QF上。 b、同期点选在主变高压侧QF 运行系统：A相电压经TK TQMa1 待开系统：A、C相电压经TK ZBTQMa、TQMc ZB转角变压器为一普通的三相变压器，变比为100/100V、50VA接线组别为：d,Y1 11.6 手动同期操作步骤手动同期操作步骤 1 将TK打到“同期”位置 将QF两侧的电压经TK引到同期小母线中。 2 操作STK先打到“粗调”位置，投入VHZ然后打到“精调”位置投入S表当双方电压相近时，TJJ的触点闭合，1THM-2THM接通 3 操作KK，使QF合闸 TJJ：同期检查继电器，只有当同期双

8、方电压相位后差值在整定范围内时，才闭合较长时间。 BK：手动操作闭锁开关，当同期双方某一方无电时，可投入BK使QF能可靠合闸。 第第12章章 操作电源操作电源12.1 概述概述1、操作电源：供电站控制环保自动装置；供电站操作机械调节器机械；供电站独立的事故照明。2、交流操作电源 1） 优点： 二次接线简单、投资少、维护量小，易于实现自动化和运动化。 2） 缺点：可靠性比直流电源低； 原因： 交流操作的继电器不够成熟； 交流电源依赖电厂本身； 交流电源有时点分散的、有时点集中的、有时分散与集中相结合的。 3、 硅整流型直流操作电源 优点：可以提高操作电源的可靠性。 硅整流电容贮能式整流操作电源：

9、 A 硅整流：由厂用电源低压整流为直流电源。 要求可靠，一般有两个独立的电源。 电源（三相整流，容量大） 供电给合闸、操作、保护、信号。 电源（单相整流，容量小） 供电给操作、保护、信号 B 电容储能的作用：当电力系统发生短路时，会引起Id 升高，c （直流母线电压 ）下降，利用电容储能对保护装置和断路器的跳闸线图放电，使断路器跳闸，将事故切除。4、复式整流操作电源 复式电源 电压源：一般取自厂用变或TV，经全波整流，电抗器滤波成直流电源。 电流源：一般取自TA，经稳压器成直流电源。 正常情况下，由电压源供电给： 电源合闸，电源保护、信号、跳闸； 发生短路时，c （直流母线电压 ）下降，c （

10、直流母线电压 ）升高 由电流源供电给： 电源保护、信号、跳闸； 12.2 蓄电池直流操作系统蓄电池直流操作系统 优点：电源独立，不受一次电网事故的影响，可靠性高、适应性强。缺点：价格贵。1、铝酸蓄电池的结构和工作原理 组成： 正极版PbO2、玻璃丝管结构，呈褐色 负极版Pb、 涂膏式结构，呈浅灰色 电解液纯H2SO4、由蒸馏水稀 容器：由绝缘材料制成（防酸隔爆透明塑料缸） 2） 放电及放电特征：化学能 电能 E=0.85+d 0.85+1.21=2.06V 比重 放电末端： 1.8V PbO2+ Pb + 2H2SO4=2PbSO4+2H2O 在放电过程中，正负极板均形成PbSO4，H2SO4

11、比重下降，内阻增加。 注意：放电电流不能过大。3） 充电及充电特征：充电电源 化学能 2PbSO4+2H2O= PbO2+ Pb + 2H2SO4 在充电过程中，正负极板还原形成PbO2、 Pb、电势渐增。 2、蓄电池的运行方式1）充电放电方式对蓄电池进行周期性的充电和放电。 1 蓄电池充好电后，既断开充电设备，由蓄电池向直流负荷充电。 （经常、短时、事故） 2 待蓄电池放电约为7580%时，就需要进行充电。 3 充电设备的功率应满足蓄电池组的充电和经常性负荷的需要。 2）浮充电运行方式设置两台充电设备，一台主充电机先将蓄电池充好电，另一台主充电机同蓄电池并联运行，除担负直流负荷外，还以较小的

12、电流向蓄电池进行浮充电。（补偿蓄电池的自放电损耗） 特点： 1 蓄电池总是处于充满电的状态，随时应付短时负荷。 2 蓄电池放电机会不多，每3个月进行一次放电，再进行一次均衡充电，以避免硫化。 3 管理维护量少，可靠性高。4、镉镍蓄电池（碱性蓄电池） 1）组成：正极板（镉Cd） 负极板（镍化物 Ni2O3、NiO3） 电解液（KOH 不参加化学反应，而起到传导的作用） 容器 化学方程式：Cd+ Ni2O3 = CdO+ 2NiO Cd+ NiO2 = CdO+ NiO 2）运行特点： 1 内阻小，可瞬时放电倍率可达10倍的额定容量。 2 体积小，重量轻、可直接安装在直流屏上，非常方便。 3 反应

13、过程中不会产生有害气体，防爆性能好，可直接安装在中控室内。 4 具有自动调压装置，能保持直流母线电压的恒定。 5 具有自动恒流功能，浮充电时能自动恒定。 6 综合造价低，维护方便。 7 单个电池端电压低（1.21.3）电池数目多。 12.3 电气接线的绝缘监察电气接线的绝缘监察 1 测量部分：SA+V 若绝缘良好，R+=R-，电桥平衡 +=-=0 若正极接地，+=0 -=m 若负极接地，-=0 +=m 2 信号部分：ZJJ+D+GP 绝缘良好时，R+=R-，电桥平衡，KSE（ZJJ）不动作 若某一级绝缘电阻下降，则电桥平衡被打破，KSE（ZJJ）动作。2、交流系统的绝缘监察 TV：为万能接线，

14、可用一台三相五线式TV或三台单相TV。 主二次绕组接成YO型测量、继电保护、同期； 辅助二次绕组接成开口三角型绝缘监察。 工作原理： 正常运行时，a+b+c=0、YJ不动作 当某相发生金属性接地时开口三角型=100V，过电压继电器动作发信号。练习：如何判断哪一相发生了单相接地故障，且在哪一相发生？ 第第13章章 二次回路设计二次回路设计展开接线图中的回路编号展开接线图中的回路编号1、回路编号方法、回路编号方法 回路编号由三个及以下的数字组成。 交流电路在数字前面还加上A、B、C、N等文字符号。 对于不同用途的回路规定了编号数字的范围。 对于一些比较重要的常见回路都给予了固定的编号。 二次回路的

15、编号，根据等电位原则进行。就是在电气回路中接于一点的全部导线都用同一个编号表示。 当回路经过开关或继电器触点等隔开后，因为在触点断开时触点两端已不是等电位，所以应给予不同的编号。2、直流回路编号方法、直流回路编号方法 先从正电源出发，以奇数顺序编号，直到最后一个有压降的元件为止。如果最后一个有压降的元件的后面不是直接连在负极上，而是通过连接片、开关或继电器触点接在负极上，则下一步应从负极开始以偶数顺序编号至上述已有编号的结点为止。3、交流回路编号方法、交流回路编号方法 交流电流与电压回路的编号不分奇数与偶数，从电源处开始按顺序编号。 电流互感器及电压互感器二次回路编号是按一次接线中电流互感器与

16、电压互感器的编号相对来分组的。 展开图中的小母线用粗线条表示，并注以文字符号，在控制和信号回路中的一些辅助小母线和交流电压小母线，除文字符号外，还给予固定的数字编号。 屏面布置图的设计屏面布置图的设计 1、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纸，要求按一定的比例尺绘制。2、屏的型式 （1）控制屏台 （2）直立屏高2360mm深550mm宽度800mm(600mm) （3）直流屏 （4）同期小屏 （5）边屏3、屏面布置图 控制屏（屏台）的屏面布置图 继电器屏的屏面布置图 端子排图的设计端子排图的设计 1、端子排图是表示屏上需要装设的端子数目、类型、排列次序以及端子与屏上设备

17、及屏外设备连接情况的图纸。2、端子的类型 一般端子用于连接屏内外导线（电缆） 试验端子用于需要接入试验仪表的电流回路中 连接型试验端子用于在端子上需要彼此连接的电流试验回路中。 连接端子端子间进行连接用 终端端子用于固定端子或分隔不同安装单位的端子排。 标准端子直接连接屏内外导线用。 特殊端子用于需要很方便地断开的回路中。 隔板在不需要标记的情况下作绝缘隔板，并作增加绝缘强度用。 端子排的设计原则 A、应经过端子排连接的回路如下：、应经过端子排连接的回路如下： （1）屏内设备与屏外设备之间的连接，必须经过端子排。其中交流电流回路应经过试验端子，事故音响信号回路及预告信号回路及其它在运行中需要很

18、方便地断开的回路应经过特殊端子或试验端子。 （2）屏内设备与直接接至小母线的设备的连接，一般应经过端子排。 （3）各安装单位主要保护的正电源一般均由端子排引接。保护的负电源应在屏内设备之间接成环形，环的两端应分别接至端子排。其它回路一般均在屏内连接。 （4）同一屏上各安装单位之间的连接应经过端子排。 （5）为节省控制电缆，需要经本屏转接的回路（亦称过渡回路），应经过端子排。 B、端子排的排列方法如下。、端子排的排列方法如下。 每一个安装单位应有独立的端子排。垂直布置时，由上而下；水平布置时，由左至右按下列回路分组顺序地排列：（1）交流电流回路 按每组电流互感器分组。 同一保护方式的电流回路（例

19、如差动保护）一般排在一起。 其中又按数字大小由上而下排列，数字小的在上面，其中再按A、B、C、N排列 如A411、B411、C411、N411；A412、B412；A421、B421、C421、N421；。 （2）交流电压回路 按每组电压互感器分组。 同一保护方式的电压回路一般排在一起。 其中又按数字大小排列，再按A、B、C、N、L排列（3）信号回路 按预告、指挥、位置及事故信号分组。 每组按数字大小排列，先是信号正电源701，接着是901、903和951、953；其次是730、732；再其次是94、194、294；最后是负电源702（4）控制回路 按各组熔断器分组：每组里面先排正极性回路（单号），由小到大；再排负极性回路（双号），由大到小 （5）其它回路 按远动装置、励磁保护、自动调整励磁装置的电流和电压回路、远方调整及联锁回路等分组。 每一回路又