控制與信號系統(tǒng)(14-1).ppt

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第十四章發(fā)電廠變電所的控制與信號系統(tǒng),14.1電氣二次回路,,一次設(shè)備直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能,二次設(shè)備對一次設(shè)備進行監(jiān)視、控制、測量和保護,二次電氣設(shè)備一般包括控制和信號設(shè)備、測量表計、繼電保護裝置及各種自動裝置等，它們構(gòu)成了發(fā)電廠和變電所的二次系統(tǒng),二次接線將二次設(shè)備按照工作要求，互相連接組合在一起所形成的電路,二次回路(二次接線),,操作控制回路,測量回路,信號回路,保護回路,操作電源回路,自動裝置回路,,將二次設(shè)備按照工作要求連接在一起的圖稱為二次接線圖,,按用途分,,原理接線圖,展開接線圖,安裝接線圖,二次接線圖應(yīng)采用國家規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制,表14-1電氣設(shè)備常用基本文字符號,表14-2展開圖中常用的圖形符號,,注:規(guī)定元件不帶電（或斷路器未合閘）時的狀態(tài)為“常”態(tài),常閉觸點,元件不帶電時觸點處于閉合狀態(tài),常開觸點,元件不帶電時觸點處于斷開狀態(tài),二次接線圖的種類,原理接線圖:圖中元件設(shè)備以整體形式表示，一次設(shè)備和二次設(shè)備、交流和直流回路均繪在一起,特點：便于了解設(shè)備的整體工作概況，給人以形象、明顯、直觀的感覺缺點：在較復(fù)雜的接線中，不便閱讀和施工，不易查找錯誤,10kV線路的過流保護和測量回路原理接線圖,展開接線圖：將二次回路有關(guān)設(shè)備解體，按供電電源不同分為交流電流回路、交流電壓回路、直流操作回路和信號回路等幾部分。各元件的線圈和接點則按動作順序分別繪在不同回路中特點：展開接線圖接線簡單、結(jié)構(gòu)清晰、層次分明、閱圖和查找錯誤方便,10kV線路過流保護和測量展開接線圖,安裝接線圖：根據(jù)安裝施工的要求，表示出二次設(shè)備具體位置和布線方式的圖形。安裝接線圖包括屏面布置圖、屏背面接線圖、端子排圖和電纜配置圖等端子排圖：是表明屏(柜)內(nèi)設(shè)備與屏(柜)外設(shè)備連接情況以及屏(柜)上需要裝設(shè)的端子類型、數(shù)目以及排列順序的圖,端子排圖表示方法示意圖,14.2控制回路和信號回路常用低壓電器,低壓電器,配電電器,控制電器,低壓斷路器,低壓熔斷器,刀開關(guān),接觸器控制按鈕控制開關(guān)指示燈行程開關(guān),一、低壓配電電器,主要裝在變電所變壓器的低壓側(cè)和各種低壓配電屏中，也常用來對控制回路供電,特點:1)其操動部分可與開關(guān)本體結(jié)合為一體，不需設(shè)置專門的操動機構(gòu)2)斷路器本身具有一些保護功能（如過電流、過載、欠電壓等），不需通過互感器和繼電器來實現(xiàn),低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān),低壓斷路器工作原理圖,二、控制電器,主令電器:用于發(fā)送和轉(zhuǎn)換指令，控制容量不大的電路,主令電器,,控制按鈕,指示燈,控制開關(guān),接觸器,控制按鈕:自動控制回路中靠手動發(fā)出控制信號的電器。為標(biāo)明各按鈕的作用、避免誤操作，通常按鈕帽要做成紅、綠、藍、白等顏色以便區(qū)別。,2.指示燈:在控制回路和信號回路中用作電源工作狀態(tài)、事故信號、預(yù)告信號、電器設(shè)備位置信號、指揮信號、聯(lián)絡(luò)信號和其它信號的指示,3.控制開關(guān):操作手柄在不同的轉(zhuǎn)換角度時，有不同的觸頭通斷狀態(tài)，能對多個回路進行控制,1-觸頭盒；2-面板；3-操動手柄,接觸器:是一種能頻繁操作交直流電路及大容量控制電路的自動控制開關(guān)電器，可作遠距離控制用。其中用得最多的是電磁接觸器,電動機M啟動；K2閉合起自保持作用,K1斷開,14.3高壓斷路器的控制回路,一、概述,控制方式,,集中控制(距離控制):,就地控制:6~10kV配電裝置,斷路器控制回路應(yīng)滿足下述基本要求：(1)斷路器跳、合閘后，應(yīng)能迅速自動切換對應(yīng)的操作電路，以避免因跳、合閘線圈長時間通電而燒毀。(2)應(yīng)能指示斷路器跳、合閘狀態(tài)。(3)應(yīng)有防止斷路器多次跳閘、合閘的防“跳躍”閉鎖功能。,(4)應(yīng)能監(jiān)視控制回路電源和斷路器跳閘、合閘回路的完好性(5)應(yīng)能實現(xiàn)閉鎖要求，對于氣動和液壓操動機構(gòu)，當(dāng)壓力不正常時，除有信號反應(yīng)外，還應(yīng)進行操作閉鎖(6)控制回路接線應(yīng)簡單、可靠、使用電纜少,二、斷路器的典型控制回路,斷路器的操作,,就地:控制開關(guān)S的手柄旋至“就地”位置、遙控壓板XB2打開的情況下，由操作人員在開關(guān)柜上按動控制開關(guān)SA的操作,遠方,,遠方手動:S旋至“遠方”位置、遙控壓板XB2合上,遠方自動:無人值班的情況，則可由上一級調(diào)度值班人員發(fā)出指令，按照預(yù)先編好的操作程序通過計算機自動操作,就地手動合閘,步驟:控制開關(guān)S旋至“就地”位置、遙控壓板XB2打開按下控制開關(guān)“SA合”，(+W)―S―SA合―KCFV2―K3―QF2―YC―（-W）接通,斷路器合閘,3.QF1閉合、觸點QF2斷開4.（+W）―K7―HR―QF1―YT―（-W）接通，于是紅燈發(fā)光，表明斷路器處于合閘狀態(tài)，5.同時合閘位置繼電器K7也勵磁動作，發(fā)出合閘信息,遠方遙控合閘,步驟:控制開關(guān)S旋至“遠方”位置、遙控壓板XB2接通,（+W）―S―XB2―K2―R―（-W）接通2.K2勵磁并動作，發(fā)出可進行操作信息，通過遠方合閘繼電器K5動作，使其常開觸點K5閉合,3.(+W)―S―XB2-K5―KCFV2―K3―QF2―YC―（-W）接通，斷路器合閘以下與就地手動合閘相同.,就地手動跳閘,步驟:控制開關(guān)S旋至“就地”位置、遙控壓板XB2打開,按下控制開關(guān)“SA跳”，（＋W）―S―SA跳―K1―(-W)接通2.K1勵磁并動作，其常開觸點閉合，（+W）―K1―KCF1―QF1―YT―（-W）接通，斷路器跳閘,QF1斷開，切斷跳閘線圈YT的電源；QF2閉合，綠燈HG發(fā)光，表明斷路器處于跳閘狀態(tài)，跳閘位置繼電器K6動作發(fā)出跳閘信息。,遠方自動跳閘,步驟:1.控制開關(guān)S旋至“遠方”位置、遙控壓板XB2接通,（+W）―S―XB2―K2―R―（-W）接通,K2動作，發(fā)出可進行操作信息，通過遠方跳閘繼電器K4動作，使其常開觸點K4閉合,3.K1勵磁并動作，其常開觸點閉合，（+W）―K1―KCF1―QF1―YT―（-W）接通，斷路器跳閘,4.QF1斷開，切斷跳閘線圈YT的電源；QF2閉合，綠燈HG發(fā)光，表明斷路器處于跳閘狀態(tài)，跳閘位置繼電器K6動作發(fā)出跳閘信息。,3.防“跳躍”閉鎖,按下控制開關(guān)“SA合”后，斷路器就合閘。如果是合閘于有予伏性故障的線路上，則在繼電保護作用下，斷路器會自動事故跳閘。假若控制開關(guān)“SA合”接觸時間過長，或觸點被焊住或機械被卡住不能復(fù)歸，即“SA合”一直在發(fā)合閘信號，則斷路器在事故跳閘后會再次合閘。由于是永久性故障，在繼電保護作用下，斷路器又會跳閘，造成斷路器多次合閘、跳閘，即出現(xiàn)斷路器“跳躍”現(xiàn)象，這極易造成斷路器損壞，必須加以防止。,方法:控制回路中設(shè)有防跳閉鎖繼電器KCF,電流線圈KCFⅠ串聯(lián)在跳閘回路中，電壓線圈KCFV串聯(lián)在合閘回路中,防“跳躍”閉鎖,機理:當(dāng)操作斷路器跳閘時，電流線圈KCFⅠ勵磁，其常開觸點KCFⅠ1和KCFⅠ2閉合,當(dāng)合閘于有予伏性故障的線路并出現(xiàn)控制開關(guān)“SA合”被卡住時,電壓線圈KCFV啟動，其常閉觸點KCFV2斷開，切斷了合閘回路，避免斷路器的再次合閘。,4、控制回路的監(jiān)視,跳閘回路完好，跳位繼電器和綠燈HG接通合閘回路完好，合位繼電器K7以及紅燈HR接通當(dāng)斷路器合閘(或跳閘)后，斷路器輔助觸點QF1和QF2切換,在高壓電器產(chǎn)品樣本、圖樣、技術(shù)文件、出廠檢驗報告、型式試驗報告、使用說明書及產(chǎn)品名牌中，常采用各種專業(yè)名詞術(shù)語，它們表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)性能和使用環(huán)境。了解和掌握這些名詞術(shù)語可為工作帶來許多便利，現(xiàn)將高壓電器常用的名語術(shù)語作一介紹。高壓開關(guān)設(shè)備術(shù)語1.高壓開關(guān)——額定電壓1kV及以上主要用于開斷和關(guān)合導(dǎo)電回路的電器。2.高壓開關(guān)設(shè)備——高壓開關(guān)與控制、測量、保護、調(diào)節(jié)裝置以及輔件、外殼和支持件等部件及其電氣和機械的聯(lián)結(jié)組成的總稱。3.戶內(nèi)高壓開關(guān)設(shè)備——不具有防風(fēng)、雨、雪、冰和濃霜等性能，適于安裝在建筑場所內(nèi)使用的高壓開關(guān)設(shè)備。,高壓電器標(biāo)準(zhǔn)用語和名詞解釋,4.戶外高壓開關(guān)設(shè)備——能承受風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰和濃霜等作用，適于安裝在露天使用的高壓開關(guān)設(shè)備。5.金屬封閉開關(guān)設(shè)備；開關(guān)柜——除進出線外，其余完全被接地金屬外殼封閉的開關(guān)設(shè)備。6.鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備——主要組成部件(例如斷路器、互感器、母線等)分別裝在接地的金屬隔板隔開的隔室中的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。7.間隔或金屬封閉開關(guān)設(shè)備——與鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備一樣，其某些元件也分裝于單獨的隔室內(nèi)，但具有一個或多個符合一定防護等級的非金屬隔板。8.箱式金屬封閉開關(guān)設(shè)備——除鎧裝式、間隔式金屬封閉開關(guān)設(shè)備以外的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。9.充氣式金屬封閉開關(guān)設(shè)備——金屬封閉開關(guān)設(shè)備的隔室內(nèi)具有下列壓力系統(tǒng)之一用來保護氣體壓力的一種金屬封閉開關(guān)設(shè)備。a.可控壓力系統(tǒng)；b.封閉壓力系統(tǒng)；c.密封壓力系統(tǒng)。10.絕緣封閉開關(guān)設(shè)備——除進出線外，其余完全被絕緣外殼封閉的開關(guān)設(shè)備。11.組合電器——將兩種或兩種以上的高壓電器，按電力系統(tǒng)主接線要求組成一個有機的整體而名電器仍保持原規(guī)定功能的裝置。,高壓電器標(biāo)準(zhǔn)用語和名詞解釋,12.氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備——封閉式組合電器，至少有一部分采用高于大氣壓的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。13.斷路器——能關(guān)合、承載、開斷運行回路正常電流、也能在規(guī)定時間內(nèi)關(guān)合、承載及開斷規(guī)定的過載電流(包括短路電流)的開關(guān)設(shè)備。14.六氟化硫斷路器——觸頭在六氟化硫氣體中關(guān)合、開斷的斷路器。15.真空斷路器——觸頭在真空中關(guān)合、斷的斷路器。16.隔離開關(guān)——在分位置時，觸頭間符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開標(biāo)志；在合位置時，能承載正?；芈窏l件下的電流及規(guī)定時間內(nèi)異常條件(例如短路)下的電流開關(guān)設(shè)備。來源:高壓開關(guān)網(wǎng)17.接地開關(guān)——用于將回路接地的一種機械式開關(guān)裝置。在異常條件（如短路下，可在規(guī)定時間內(nèi)承載規(guī)定的異常電流；在正?；芈窏l件下，不要求承載電流。18.負荷開關(guān)——能在正常回路條件下關(guān)合、承載和開斷電流以及在規(guī)定的異?；芈窏l件（如短路條件）下，在規(guī)定的時間內(nèi)承載電流的開關(guān)裝置。,高壓電器標(biāo)準(zhǔn)用語和名詞解釋,變電站內(nèi)二次回路斷線是經(jīng)常發(fā)生的故障。二次回路斷線總體上分為：電流互感器二次回路斷線、電壓互感器二次回路斷線及直流系統(tǒng)二次回路斷線等。筆者根據(jù)自身工作實際，下面對各類二次回路斷線的征象和處理辦法做以簡要討論，僅供大家參考。1電流互感器二次側(cè)開路1．1電流互感器一次繞組直接接在一次電流回路中，當(dāng)二次側(cè)開路時，二次電流為零，而一次電流不變，使鐵心中的磁通急劇增加達到飽和程度。這個劇增的磁通在開路的二次繞組中產(chǎn)生高電壓，直接危及人身和設(shè)備的安全。1．2電流互感器二次側(cè)開路的征象包括：零序、負序電流啟動的保護裝置頻繁啟動，或啟動后不能復(fù)歸；差動保護啟動或誤動作；電流表指示不正常，相電流指示減小到零；有功、無功功率表指示減小，電能表走得慢；開路點有時可能有火花或冒煙等現(xiàn)象；電流互感器有較大嗡嗡聲等。以上現(xiàn)象有些不一定同時都發(fā)生，決定于開路的二次繞組供給哪些負荷以及開路的具體情況。,變電站內(nèi)二次回路故障類型判斷和處理,1．3電流互感器二次側(cè)開路的處理1．3．1根據(jù)故障現(xiàn)象判斷是哪一組二次繞組開路。如果是保護用的二次繞組開路，應(yīng)立即申請將可能誤動的保護裝置停用。1．3．2檢查開路繞組供電的二次回路設(shè)備（繼電器、儀表、端子排等）有無放電、冒煙等明顯的開路現(xiàn)象。1．3．3如果沒有發(fā)現(xiàn)明顯的故障，可用絕緣工具（如驗電器等）輕輕碰觸、按壓接線端子等部位，觀察有無松動、冒火或信號動作等異?，F(xiàn)象。在進行這一檢查時，必須使用電壓等級相符且試驗合格的絕緣安全用具（如戴絕緣手套等）。2、電壓互感器二次側(cè)斷線2．1電壓互感器二次回路斷線的原因，可能是接線端子松動、接觸不良、回路斷線、斷路器或隔離開關(guān)輔助觸點接觸不良、熔斷器熔斷、二次回路開關(guān)斷開或接觸不良等。2．2電壓互感器二次回路斷線時，所有接入電壓量的保護裝置都受到影響。沒有斷線閉鎖裝置的保護將會誤動作。2．3電壓互感器二次回路斷線可能產(chǎn)生下列信號或征象：距離（或低阻抗）保護斷線閉鎖裝置動作，發(fā)斷線、裝置閉鎖或故障信號；發(fā)二次回路開關(guān)跳閘告警信號；電壓表指示為零，功率表指示不正常，電能表走慢或停轉(zhuǎn)等。,變電站內(nèi)二次回路故障類型判斷和處理,2．4電壓互感器二次側(cè)斷線的處理2．4．1根據(jù)信號和故障征象判斷電壓互感器哪一組二次繞組回路斷線。2．4．2若為保護二次電壓斷線時，立即申請停用受到影響的繼電保護裝置，斷開其出口回路壓板，防止斷路器誤跳閘。如儀表回路斷線，應(yīng)注意對電能計量的影響。2．4．3檢查故障點，可用萬用表交流電壓擋沿斷線的二次回路測量電壓，根據(jù)電壓有無來找出故障點并予以處理。2．4．4電壓互感器二次回路開關(guān)跳閘或二次熔斷器熔斷，可能二次回路有短路故障，應(yīng)設(shè)法查出短路點，予以消除。檢查短路點，可在二次電源及正常觸點斷開后，分區(qū)分段用萬用表電阻擋測量相間及相對地間的電阻，相互比較來判斷。如未查出故障點，采用分段試送電時，應(yīng)在查明有關(guān)可能誤動的保護（距離或低阻抗等）確已停用后才能進行。3、直流回路斷線直流二次回路斷線，可能影響保護電源正常供電、操作電源失壓或信號及監(jiān)視裝置失靈，導(dǎo)致設(shè)備失去保護，斷路器不能跳閘，操作不能正常進行或運行失去監(jiān)視，嚴(yán)重威脅安全運行。發(fā)生直流斷線時，可測量電壓（電位）來檢查直流回路斷線點。用直流電壓表沿有關(guān)回路檢查有無電壓。如果有電壓，應(yīng)檢查該點對地電位的正負來判斷具體斷線點。檢查電壓要用內(nèi)阻較高的直流電壓表，這是為了防止檢測中直流回路短路或接地，可能使某些保護誤動。綜上所述，我們判斷了，3種類型電壓互感器二次斷線故障。只要找對原因，都不難解決。,變電站內(nèi)二次回路故障類型判斷和處理,