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第八章发电厂和变电所的控制与信号第一节发电厂和变电站的控制方式一、发电厂的控制方式从宏观分：①主控制室控制方式，②机、炉、电(汽机、锅炉和电气）集中控制方式；从微观分：①模拟信号测控方式，②数字信号测控方式。1、主控制室控制方式•单机容量为10万kW以下的火电厂，一般采用主控制室控制方式。全厂的主要电气设备都在这里进行控制，锅炉设备、汽机设备则分别安排在锅炉车间、汽机车间进行控制。•主控制室为全厂的控制中心，因此，要求监视方便、操作灵活，能与全厂进行联系布置：①锅炉控制室就地控制②汽机控制室就地控制③主控制室主要电气设备其他厂用电线路主变压器发电机④网络控制室升压站特点：布置分散，不便联系主控制室平面布置2、单元控制室的控制方式【机、炉、电集中控制方式】•单机容量为20万kW及以上的大型机组，将机、炉、电的主要设备集中在一个单元控制室控制。•现代大型火电厂，为了提高热效率，趋向采用亚临界或超临界高压高温的机组，锅炉与汽机之间采用一台锅炉对一台汽机构成独立单元系统的供汽方式。布置：①单元控制室制粉、除氧、给水系统厂用电发电机汽轮机锅炉②网络控制室出线多：另设网络控制室出线少：放在第一单元③除灰系统、化学水处理等特点：布置集中，便于联系二、变电站的控制方式1、值班员控制方式：自动化程度低。2、无人值班的远方遥控方式：自动化程度高。按控制电源电压的高低分：强电控制和弱电控制第二节二次回路接线图1、二次设备：是对一次设备及系统进行控制、调节、保护和监测的设备。它包括：控制设备、继电保护和安全自动装置、测量仪表、信号设备等。二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次设备相互关联。一、概述2、二次回路二次回路：是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行以及为一次回路提供操作电源等功能的电路。由二次设备组成的回路。如：交流电压回路、交流电流回路、断路器控制和信号回路、继电保护回路、调节回路等。二次回路的分类分类：电流回路交流回路电压回路控制回路监测回路保护回路信号回路调节回路分类控制回路：由控制开关与控制对象（如断路器、隔离开关）的传递机构、执行（或操作）机构组成。其作用是对一次设备进行“合”、“分”操作。测量回路：由各种测量仪表及其相关回路组成。其作用是指示或记录一次设备和系统的运行参数，以便运行人员掌握一次系统的运行情况，同时也是分析电能质量、计算经济指标、了解系统潮流和主设备运行工况的主要依据。继电保护和自动装置回路：是由测量回路、比较部分、逻辑部分和执行部分等组成。其作用是根据一次设备和系统的运行状态，判断其发生故障或异常时，自动发出跳闸命令有选择性地切除故障，并发出相应地信号，当故障或异常消失后，快速投入有关断路器（重合闸及备用电源自动投入装置），恢复系统的正常运行。信号回路：由信号发送机构和信号继电器等构成。其作用是反映一、二次设备的工作状态。调节回路：是指调节型自动装置。如由VQC系统对主变进行有载调压、对电容器进行投切的装置，发电机的励磁调节装置。它是由测量机构、传送机构、调节器和执行机构组成。其作用是根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。操作电源系统：由电源设备和供电网络组成，它常包括直流电源系统和交流电源系统。其作用主要是给控制、保护、信号等设备提供工作电源与操作电源，供结主变冷却、结水与结煤等动力设备，确保发电厂与变电所所有设备正常工作。3、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。类型：①原理接线图展开式原理接线图归总式原理接线图②互连接线图③端子接线图④电缆配置图安装接线图二、二次接线图中的图形和文字符号在二次接线图中，任何一个设备或元件，必须用具有一定特征的图形符号来表示，使接线图清晰实用。1、图形符号常见的图形符号如：表示继电器的线圈，表示继电器的节点。说明：元件常态是指元件不带电（或断路器未合闸）或者通电未达到动作值时的状态。2、文字符号在二次接线图中，为了标明各种设备或元件的名称、类型和功能，应在设备或元件的近旁注上规定的文字符号类型：基本文字符号KA电流继电器KV电压继电器KT时间继电器KC中间继电器KS信号继电器KCO保护出口继电器YC合闸线圈YT跳闸线圈SA控制开关SB按钮辅助文字符号如ON、OFF、RD、GN等三、归总式原理接线图——原理图归总式与展开式的区别信号TAaTAcAXJBCKA1KA1KA2KA2KTKTKSKSXBKCOKCOQSQFQFYT6–10kVSB图6–10kV线路过电流保护原理接线图10KV线路过电流保护原理接线图优点：各设备都以完整的图形符号表示出来，能有一个整体的概念；一、二次回路画在一起，继电器的线圈和触点画在一起，利于叙述原理，但交叉线太多。仅在解释动作原理时，才用这种图缺点：对于复杂的二次回路，用原理图表示起来会显得很繁乱。不能用于安装、调试和维护四、展开式原理接线图——展开图以分散的形式表示二次设备之间的连接。展开图中二次设备的触点与线圈分散布置，交流电压、交流电流、直流回路分别绘制。这种绘制方式容易跟踪回路的动作顺序，便于二次回路的设计，也容易在读图时发现回路中的错误。特点：1）属于同一仪表或继电器的电流线圈、电压线圈和触点分开画在不同的回路中。2）元件线圈和触点等都按规定的文字符号加以注明，以便看出元件的功能。3）任一条回路是由按钮、触点、线圈等依电流通过的方向，由左至右，由上而下顺序排列起来，最后构成完整的展开图，右侧常有文字说明，便于阅读。直流回路和交流回路分开；交流回路分为电流回路和电压回路直流回路中分成直流操作回路和信号回路继电器的线圈和触头分别画在相应的回路展开方法：控制电源小母线熔断器相过流相过流过流保护出口跳闸回路去信号回路直流回路交流回路相过流公共线相过流TAaTAcKA1KA21FU2FUKA1KA2KTKSKCOXBKCOQFYTKSKTSB自动手动图8-26–10kV线路过电流保护展开图至信号二次回路图的逻辑性强，在绘制时遵循一定的规律，读图时应按一定顺序进行才容易看懂。一般读图的规律为：1）先交流、后直流；2）交流看电源、直流找线圈；3）先找线圈、再找接点，每个接点都查清；4）先上后下、先左后右，屏外设备不能掉；5）安装图纸要结合展开图。五、安装接线图：标注二次回路中各个设备的安装位置以及控制电缆和二次回路的连接方式，用于指导现场施工。包括屏面布置图、屏后接线图、端子排图、电缆接线图等。用来作为设备制造、现场安装的实用二次接线图。也是运行、调试、检修的主要图纸。安装接线图1、屏面布置图【控制屏、保护屏】屏面布置图是展示在控制屏（台）、继电保护屏和其他监控屏台上二次设备布置情况的图纸，是制造商加工屏台、安装二次设备的依据。一般按实际尺寸的一定比例绘制。①凡需要经常监视的仪表和继电器不要布置得太高；②操作元件的高度要适中，相互之间应留有一定的距离；③检查和实验较多的设备应布置在屏的中部；④同类型的设备应布置在一起；⑤屏面布置应力求紧凑和完美。①在屏面下部布置表征一次回路的模拟图。②相同安装单位的原理布置应尽量一样。③操作设备一般与其安装单位的模拟接线相对应，操作方向与全厂一致。④不同的电压等级的模拟母线应涂以不同的颜色以示区别。1）控制屏1）一般屏上部为测量仪表（电压表、电流表、功率表、功率因素表、频率表等），并按最高一排仪表取齐；2）屏中部为光字牌、转换开关和同期开关及其标签框，光字牌按最低一排取齐；3）屏下部为模拟接线、隔离开关位置指示器、断路器位置信号灯等。发电机控制屏台下部还有调节手轮。2）保护屏要求：①满足调试、检修、监视等工作的需要，并注意排列对称整齐，各屏应横向一致②屏前每个继电器下设标题框，用于标注元件的文字符号【与原理图中符号相同】1）调整、检查较少、体积较小的继电器，如电流、电压、中间继电器等位于屏上部；2）调整、检查较多、体积较大的继电器，如重合闸、功率方向、差动及阻抗继电器等于屏中部；3）信号继电器、连接片及实验部件位于屏下部，以方便保护的投切、复归。屏下部离地250mm处还开有圆孔，供实验时穿线用。2、屏后接线图屏后接线图表明屏内各二次设备引出端子之间的连接情况，以及设备与端子排的连接情况，它既可用于二次设备的安装，又可用于调试和检修。屏后接线图的大致布置①两列垂直布置得端子排位于屏的两侧；②各种小母线、熔断器和小刀闸等位于屏顶；③众多的二次设备的背面及其接线端子。①设备的文字符号：如电流继电器，用“KA”，电压继电器，用“KV”②设备所属安装单位的编号；1）设备编号设备安装单位编号设备顺序号设备文字符号同类设备顺序号I2KA2图设备编号示意图安装单位：是指一个屏上属于某一次回路或同类型回路的全部二次设备的总称。③设备的顺序号；即将一个安装单位的设备，按照屏上的顺序，从右至左【从屏背看】，从上至下依次编号。④同类型设备的顺序号。若一个安装单位中有几个相同的设备，须将同类型的设备编上顺序号。2）回路编号为了便于安装，二次回路的每一段都应加以编号。目的：了解该回路的用途及进行正确的选择。回路标号由1~4个数字组成，对于交流回路，数字前加相别文字符号；不同用途的回路规定不同标号数字范围，反之，由标号的数字范围可知道属哪类回路。回路标号是根据等电位原则进行的，即任何时候电位都相等的那部分电路用同一标号，所以，元件或触点的两侧应该用不同的标号。具体工程中，只对引至端子排的回路加以标号，同一安装单位的屏内设备之间的连接一般不加回路标号。二次回路的编号原则二次回路常采用回路编号法、相对编号法两种。回路编号法：按“等电位”原则标注，在电气回路中相同电位的回路采用同一编号。如跳闸回路的7、分闸回路的37，电流回路的A411等。这一编号方法便于读图时了解回路的作用，在原理图中运用最多。相对编号法：按接线对侧的设备名称编号，如TWJ-1为位置继电器的1脚，I3-7为第一安装单元第三个元件的7脚。这种编号法便于查找该连线的趋向，常用于安装图中。回路编号用3位或3位以下数字组成，需要标明回路的相别或某些主要特征时，可在数字标号的前面（或后面）增注文字符号。如1、37a、A630等。交流回路的文字标号相别A相B相C相中性零开口三角类别文字符号ABCNLX角注标号abcnlx数字编号的分配回路类别标号范围备注控制与保护1～399信号700～799电流400～599母差300～399前加文字电压600～799前面加文字遥信800～899回路编号应用遵循一定的规则，主要为：1）对不同用途的直流回路，使用不同的数字范围，如控制与保护回路用1～399（400～599），励磁回路用600～699。2）保护与控制回路使用的数字按熔断器（或小开关）分组，每一百为一组，如101～199，301～399等，其中正极性回路编为单数，由小至大，负极性回路编为双数，由大至小。3）信号回路的数字编号，按事故、位置、预告、指挥信号进行分组，按数字大小进行排列。4）开关设备、控制回路的数字编号组，应按开关设备的数字序号选取。如1KK所在的回路选101～199，3KK所在的回路选301～399。5）对接点、开关、按钮等两侧，虽然闭合时为等电位，应不同编号，但只改变编号大小而不改变单、双数（极性）。经过回路中主要降压元件（如线圈、电阻等）后改变其单、双数（极性）。某些回路形成了特定编号，不能随意挪作它用。如：正负电源的101、102，红绿灯回路的135、105等。3）端子排：是由若干节接线端子组成，每节接线端子由绝缘座和导电片组成，导电片两端各有一个固定导线用的螺丝，可使两端的导线接通。端子排的作用：•屏内设备相隔较远时的连接；•屏内设备与屏外设备之间的连接；•不同屏的设备之间的连接。安装单位名称安装单位编号回路编号端子排顺序号终端端子元件端子名称回路编号试验端子连接端子一般端子转换回路终端端子BCJ至小母线或电阻至控制屏电缆编号元件端子