發電廠的控制方式發電廠電氣二次設備與回路的基本概念蓄電池組的運行方式測量回路斷路器的控制回路信號回路第9章發電廠二次回路2/4/20231大板熱電培訓電氣發電廠的控制方式發電廠的控制方式發電廠的電氣一次設備，有的是就地控制，有的是集中控制。2/4/20232大板熱電培訓電氣主控制室的控制方式：單機容量100MW及以下的火電廠采用。全廠主要的電氣一次設備在主控制室進行控制，鍋爐及汽輪機設備則分別安排在鍋爐間和汽機間的控制室或控制屏上進行控制。2/4/20233大板熱電培訓電氣主控制室的平面布置圖1：發電機、變壓器、中央信號控制屏臺2：線路控制屏3：廠用變壓器控制屏4：直流屏、遠動屏5：繼電保護及自動裝置屏6：同步小屏7：值班臺2/4/20234大板熱電培訓電氣單元控制室的控制方式：容量為200MW及以上機組的火電廠采用。全廠的機、爐、電等主要設備都集中在一個單元控制室進行控制。2/4/20235大板熱電培訓電氣單元控制室的平面布置圖1、2：爐、機、電控制屏3：網絡控制屏4、5：運行人員工作臺6：值長臺7、8：發電機輔助屏9：消防設備10、11：計算機12、13：打字機2/4/20236大板熱電培訓電氣單元控制室的控制范圍：主廠房中的汽輪機、發電機、鍋爐、廠用電以及與它們有密切聯系的制粉、除氧、給水等系統。2/4/20237大板熱電培訓電氣2/4/20238大板熱電培訓電氣2/4/20239大板熱電培訓電氣集中控制的特點2/4/202310大板熱電培訓電氣網絡控制室的設置2/4/202311大板熱電培訓電氣二次設備：對一次設備進行監視、測量、控制、調節、保護以及為運行、維護人員提供運行工況或生產指揮信號所需的電氣設備。電氣二次設備與回路的基本概念2/4/202312大板熱電培訓電氣二次回路：電氣二次設備按一定順序或要求相互連接構成的電氣回路。按二次設備各種不同的用途可分為：繼電保護二次回路、自動裝置二次回路、控制系統二次回路、測量儀表二次回路、信號裝置二次回路等。發電廠的電氣二次回路2/4/202313大板熱電培訓電氣表明電氣二次設備相互連接關系的電路圖稱為二次接線圖。常用的有原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖。二次接線圖中的國標圖形、文字符號和回路編號規定電氣二次接線圖2/4/202314大板熱電培訓電氣原理接線圖以元件的整體形式表示二次設備間的電氣聯系，并將與其有關的電流、電壓回路和直流回路，以及一次接線有關的部分綜合在一起。2/4/202315大板熱電培訓電氣35kV線路過電流保護原理接線圖2/4/202316大板熱電培訓電氣集中式原理圖的優、缺點集中式原理圖的優點是：整體觀念清楚明確，表示和敘述電氣聯系和動作原理方便。常用于繼電保護和自動裝置的原理分析和二次回路的初步設計。集中式原理圖的缺點是：元件和連線較多時，線條相互交叉，顯得凌亂；同時，標記不全，有些細節在圖上沒有表示出來，因而不能用于施工、安裝和運行。2/4/202317大板熱電培訓電氣展開接線圖按供電給二次接線的每個獨立電源來劃分，將屬于同一儀表、繼電器等的電流、電壓線圈和觸點分別畫在不同的回路里。展開接線圖繪制按交流電流回路、交流電壓回路、直流操作回路和信號回路等順序從上到下、從左到右排列。2/4/202318大板熱電培訓電氣35kV線路過電流保護展開接線圖2/4/202319大板熱電培訓電氣展開式原理圖的規則和特點二次設備按統一規定的圖形符號和文字符號畫出按供給二次設備的各個獨立電源劃分回路，各回路在圖上分開表示2/4/202320大板熱電培訓電氣交流回路：分為交流電流回路（保護、測量、自動裝置等）和交流電壓回路（保護、測量、自動裝置、同期等）；直流電路：分為操作回路（斷路器、隔離開關、滅磁開關、機組及其輔助設備等）、信號回路（位置、事故、預告、指揮信號等）和保護回路（發電機、變壓器、線路、母線、電動機保護等）。各種回路說明2/4/202321大板熱電培訓電氣繼電器和接觸器的線圈和接點、儀表的電流和電壓線圈、控制開關的各對接點、斷路器和隔離開關的各個輔助接點，都分開畫在所屬的回路中，但同一設備的文字符號必須相同。二次設備的連接次序從左到右，動作順序從上到下，接線圖的右側有相應的文字說明。2/4/202322大板熱電培訓電氣開關電器的觸點采用開關斷開時的狀態，繼電器的接點采用線圈不通電時的狀態（即不帶電表示法）。二次設備之間的連接按等電位原則和規定的數字進行標號。繼電器的線圈和接點不在同一張圖上時，要注明引來或引出處。2/4/202323大板熱電培訓電氣展開圖回路標號2/4/202324大板熱電培訓電氣安裝接線圖安裝接線圖是二次接線的主要施工圖，也是提供廠家制造二次屏的圖紙。施工圖經過施工和試運行檢驗并加以修正后，就成為對二次回路進行維護、試驗和檢修的基本圖紙。2/4/202325大板熱電培訓電氣安裝接線圖包括屏面布置圖、端子接線圖、屏后接線圖和二次設備現場安裝接線圖。在作出展開式原理圖后，根據選用的設備，作出屏內設備的屏面布置圖，然后再按屏作出端子接線圖，廠家根據原理圖、屏面圖和端子圖作出屏后接線圖，即可制作屏柜。2/4/202326大板熱電培訓電氣電氣二次回路的操作電源發電廠或變電所中，開關控制、繼電保護、自動裝置和信號設備所使用的電源稱操作電源。2/4/202327大板熱電培訓電氣對操作電源的要求供電可靠，交流系統發生事故情況下仍能保證連續供電；電源容量足夠，電源電壓的波動不應超過允許的范圍。2/4/202328大板熱電培訓電氣電氣二次回路的操作電源直流電源：發電廠中，向繼電保護、自動裝置、控制、信號、遠動、通信、斷路器跳、合閘線圈和其它二次設備供電的直流工作電源。2/4/202329大板熱電培訓電氣蓄電池的結構和工作特性發電廠中的蓄電池組是由多個蓄電池串聯組成的，串聯的個數取決于直流系統的工作電壓。常用的蓄電池有酸性蓄電池和堿性蓄電池。鉛酸蓄電池直流電源鎘鎳蓄電池直流電源2/4/202330大板熱電培訓電氣鉛酸蓄電池直流電源鎘鎳蓄電池直流電源2/4/202331大板熱電培訓電氣固定防酸隔爆式蓄電池（GGF）密封閥控式蓄電池（GFM）2/4/202332大板熱電培訓電氣1．直流系統的電源直流系統應向控制負荷和動力負荷提供可靠、穩定的電源。控制負荷包括控制、信號、保護和自動裝置。動力負荷主要為直流電動機和事故照明負荷等。2/4/202333大板熱電培訓電氣蓄電池的電壓等級有：控制負荷專用蓄電池，其電壓為110V。動力負荷專用蓄電池，其電壓為220V。動力負荷和控制負荷共享蓄電池組時，其電壓可為220V或110V。當變電所采用弱電控制方式時，蓄電池組電壓為48V。2/4/202334大板熱電培訓電氣2．交流不停電電源（UPS）用的備用電源作為UPS的備用電源可有兩種方式，一種為與直流系統共享蓄電池，由直流母線引接電纜至UPS裝置，大型發電廠和區域變電所直流系統的UPS容量較大，多采用此方式，此時發電廠和變電所直流系統的蓄電池要考慮UPS裝置的負荷；另一種為UPS專用蓄電池，小容量的UPS常采用此方式，蓄電池一般由UPS配套提供。2/4/202335大板熱電培訓電氣發電廠的系統通信或廠內通信，為保證通信設備不間斷供電，必須裝設可靠的通信直流電源系統。通信電源可設置專用蓄電池或由交流不停電電源（UPS）供電。蓄電池作電源時，組數可為1組或2組（當為2組蓄電池供電時，每組容量為總容量的50％），蓄電池容量一般按1～3h計算。通信用直流系統電壓一般為48V。3．通信用直流系統的電源2/4/202336大板熱電培訓電氣直流系統電壓的確定發電廠按DL/T5044--1995《火力發電廠、變電所直流系統設計技術規定》規定的原則確定：控制負荷專用蓄電池組（對于網絡控制室可包括其他直流負荷）的電壓采用110V。動力負荷專用蓄電池組的電壓宜采用220V。控制負荷和動力負荷共享的蓄電池組的電壓宜采用220V。2/4/202337大板熱電培訓電氣國內以往設計的發電廠和變電所的直流電壓大多數為220V。引進的國外技術和設備的發電廠大多數采用220V和110V兩種電壓，前者用于動力負荷，后者用于控制負荷。2/4/202338大板熱電培訓電氣國內近期設計的發電廠已廣泛采用110V和220V兩種電壓，大、中型變電所采用220V或110V，而小型無人值班變電所多采用110V。110V和220V在技術、經濟上各有優劣，應根據工程具體情況通過比較確定。2/4/202339大板熱電培訓電氣110V和220V的比較及應用范圍（1）110V直流系統要求絕緣水平較低，提高了運行的安全性。采用微機保護和計算機監控系統時，110V繼電器或斷路器輔助觸點斷開時的干擾電壓幅值下降，可提高設備工作的可靠性。通常220V中間繼電器或斷路器跳、合閘線圈的線圈匝數多、導線細，容易斷線和出現較高的電流突變量、產生高頻過電壓或振蕩，這對計算機弱電回路是很危險的，故采用110V較有利。2/4/202340大板熱電培訓電氣（2）如果控制負荷與動力負荷的電源采用220V與110V分開，由于110V的直流網絡較小，接地幾率相對全廠均用一個220V的直流網絡時小，提高了控制系統的可靠性。同時，動力負荷如電動機起動等電流變化大，引起電壓波動范圍大，故220V與110V分開，提高了控制系統的供電質量。2/4/202341大板熱電培訓電氣（3）110V控制回路電纜截面較220V大。大型發電廠的變電所，超高壓配電裝置面積大，控制距離長，直流電壓采用110V時的控制電纜截面大約是220V的4倍，增加控制電纜投資。（4）220V直流電源對中、小容量發電廠和變電所的事故照明比較有利，接線簡單，因通常我國照明電壓采用220V，如用110V直流系統作事故照明備用電源時，要用逆變電源裝置或其它方法解決事故照明的供電問題，較為復雜。2/4/202342大板熱電培訓電氣（5）如只采用110V或220V一種電壓等級時，110V蓄電池個數少，占地面積小，比用220V的安裝和維護工作簡單。但如果220V與110V兩種電壓共存時，增加了蓄電池組數，布置也較困難。2/4/202343大板熱電培訓電氣決定直流系統電壓時，除應進行技術比較外，還應考慮用電設備離控制地點的距離、控制電纜的截面和長度及電氣設備的電壓等因素，以取得運行可靠、投資合理的效果。2/4/202344大板熱電培訓電氣蓄電池組正常以浮充方式運行，直流系統母線電壓為直流系統額定電壓的105％，即220V系統母線電壓為230V，110V系統母線電壓為115V，48V系統母線電壓為50V。2/4/202345大板熱電培訓電氣發電廠和變電所的直流系統為單母線或單母線分段接線，系統中的蓄電池組數按以下原則確定：蓄電池組數和個數2/4/202346大板熱電培訓電氣對于設有主控制室的發電廠，當裝機容量為100MW及以上時，宜裝設兩組蓄電池，其它情況下可裝設一組蓄電池。2/4/202347大板熱電培訓電氣采用單元控制室控制方式時，每臺機組可裝設一組蓄電池。容量為200MW及以上機組，且其升高電壓為220kV及以下時，每臺機組可裝設一組控制和動力合并供電的蓄電池組，或兩組控制和動力分別供電的蓄電池組。容量為300MW及以上機組，每臺機組宜裝設三組蓄電池，其中兩組供控制負荷，一組供動力負荷，或裝設控制和動力負荷合并供電的兩組蓄電池。2/4/202348大板熱電培訓電氣發電廠的網絡控制室或單元控制室設網絡控制設備時，對500kV系統或規劃容量為800MW及以上發電廠的220kV網絡部分，一般裝設兩組蓄電池，對控制負荷和動力負荷合并供電。其它情況的網絡控制部分可裝設一組蓄電池，此時可由單元控制室的直流系統線引接一根聯絡電纜，作網絡控制部分的備用。2/4/202349大板熱電培訓電氣決定蓄電池組數的因素保證對直流負荷供電的可靠性，當大型發電廠和超高壓變電所的繼電保護裝置和斷路器的跳閘回路要求雙重化時，控制回路最好也實現雙重化。此時一般裝設兩組或以上蓄電池組，以保證運行的可靠性。2/4/202350大板熱電培訓電氣當機組為單元制系統的大容量發電廠，直流系統應按單元配置，每臺機組各自設蓄電池組，向本機組的直流負荷供電；當發電廠設網控室或由單元控制室設網絡控制時，應設單獨的蓄電池組，專供高壓配電裝置網絡部分的直流負荷。對500kV系統及重要的220～330kV系統，一般裝設兩組蓄電池；220kV以下網絡部分可只裝設一組蓄電池，但要求由單元控制室的直流系統母線上引入一饋線作為備用電源。2/4/202351大板熱電培訓電氣大容量發電廠的直流動力負荷功率較大，起動時直流母線電壓波動較大，對控制回路產生不利影響，同時為縮小控制回路直流網絡的范圍，減少直流系統接地機會，可將動力負荷和控制回路分別由不同蓄電池供電，動力負荷由220V供電，動力電纜截面可以減小，技術經濟比較是合理的，控制負荷由一組或兩組110V蓄電池供電，蓄電池容量可選得較小，對供電可靠性與保證電壓質量都有好處。2/4/202352大板熱電培訓電氣蓄電池組的運行方式直流電源的設置發電廠的直流系統是發電廠廠用電中最重要的一部分，應保證在任何事故情況下都能可靠和不間斷地向其用電設備供電。2/4/202353大板熱電培訓電氣發電廠直流系統中，通常采用蓄電池組作為直流電源。大機組的電廠中設置有多個彼此獨立的直流系統，如單元控制室直流系統、網控室直流系統和輸煤直流系統等。2/4/202354大板熱電培訓電氣單元控制室直流系統一般每臺發電機組設置兩套110V直流電源系統，統稱110V直流系統，為繼電保護、控制操作、信號設備及自動裝置等直流負荷供電。其主要負荷是控制操作回路設備，所以又稱操作電源。2/4/202355大板熱電培訓電氣直流負荷的分類：經常性負荷、沖擊性負荷和事故直流負荷2/4/202356大板熱電培訓電氣蓄電池組的運行方式充、放電運行方式：蓄電池組充足電后就與充電裝置斷開，由蓄電池組單獨向經常性的直流負荷供電，并在廠用電事故停電后向事故照明和直流電動機等供電。2/4/202357大板熱電培訓電氣浮充電運行方式：充電器經常與蓄電池組并列運行，充電器除供給經常性直流負荷外，還以較小的電流—浮充電電流向蓄電池組進行浮充電，以補償蓄電池組的自放電損耗，使蓄電池經常處于完全充足電的狀態，蓄電池組僅向沖擊性負荷供電。充電器的交流電源消失后，所有直流負荷完全由蓄電池組供電。2/4/202358大板熱電培訓電氣2/4/202359大板熱電培訓電氣直流系統中其它設備絕緣監察和電壓監視裝置蓄電池放電裝置保護電器和隔離電器2/4/202360大板熱電培訓電氣1．絕緣監察和電壓監視裝置直流系統應設置絕緣監察和電壓監視裝置，當直流系統發生接地故障或絕緣水平低于規定值及母線電壓過高或過低時，發出警告信號。2/4/202361大板熱電培訓電氣目前常用的有繼電器構成的電橋原理的絕緣監察裝置（ZJD-4型、LBD-20T型、JDD5131A型和WZJ型等集成電路或微機構成的裝置，有的裝置還兼有電壓監視功能）及電壓繼電器構成的電壓監視裝置（DY-2、DCM-1、2DY型和JY型等集成電路或微機構成的裝置）。它們一般裝設在直流母線上，對一組蓄電池的單母線分段通過切換開關切換也可只設一套。2/4/202362大板熱電培訓電氣微機型的絕緣監察裝置一般均設有接地自動巡檢功能，能準確地判斷接地發生的回路，迅速地尋找接地點、處理接地故障，但每個支線要裝設傳感組件，接線較復雜，故只對大容量的發電廠及超高壓變電所的支路多、范圍較大時，才裝設自動巡檢裝置。2/4/202363大板熱電培訓電氣發電廠的蓄電池組是作為控制、信號、繼電保護及自動裝置的直流電源。經電纜送到主控制室直流屏頂上的直流母線，再由直流母線分別引出作為控制電源、信號電源及合閘電源。2/4/202364大板熱電培訓電氣測量回路互感器的配置電流互感器的配置：凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器。電壓互感器的配置：通常裝設在發電廠的母線上。2/4/202365大板熱電培訓電氣2/4/202366大板熱電培訓電氣絕緣監察回路交流絕緣監察直流絕緣監察2/4/202367大板熱電培訓電氣交流絕緣監察利用中性點非直接接地系統單相接地時，系統中出現零序電壓，經電壓繼電器發出信號。2/4/202368大板熱電培訓電氣交流絕緣監察原理接線圖信號2/4/202369大板熱電培訓電氣交流一點接地的查找2/4/202370大板熱電培訓電氣直流絕緣監察直流系統運行中，發生一點接地不影響直流系統的運行。2/4/202371大板熱電培訓電氣2/4/202372大板熱電培訓電氣2/4/202373大板熱電培訓電氣2/4/202374大板熱電培訓電氣2/4/202375大板熱電培訓電氣2/4/202376大板熱電培訓電氣接地的原因二次回路連接、設備元件組裝不合理或錯誤。二次回路、設備絕緣不合格、或性能下降或年久未修、嚴重老化、或存在損傷缺陷。二次回路及設備工作環境較潮濕或密封不良易進水等。人員誤碰或有小動物進入或金屬物件掉在元件上等都易發生。設備技術改造后沒用的直流電纜沒有采取相關措施處理，或處理不合格也易造成。2/4/202377大板熱電培訓電氣直流接地的危害性直流正接地有造成保護誤動作的可能。直流負接地時，如果回路中再有一點發生接地，就可能使跳閘或合閘回路短路，造成保護或斷路器拒動。直流系統正負極各有一點接地，會造成短路使熔斷器熔斷或燒毀繼電器，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。2/4/202378大板熱電培訓電氣直流一點接地的查找先初步分析接地原因，是天氣還是當天有人在工作，如不是就要根據現場實際情況確定接地范圍對不重要的支路可用“瞬時停電法”查找，對重要負荷的可用“轉移負荷法”查找，順序一般為先對有缺陷支路，后一般支路，先戶外，后戶內；先對不重要后對重要回路；先對新投運設備，后對投運已久的設備，并隨時與調度聯系，由兩人配合進行。2/4/202379大板熱電培訓電氣接地查找時的注意事項工作中必須兩人配合進行，查找時要采取措施防止直流回路另一點接地，造成不必要的事故。在試拉控制或重要保護回路電源時要經調度同意，退出可能誤動的保護，斷開時間最好控制在3S內。取下熔斷器時要先正后負，投入相反。接地故障是否消失要通過信號、表計、光字牌全面綜合確定才行。試拉電源時，保證不使直流母線失去電壓。查找過程中，出現故障，應立即將停電的直流負荷送電。確定接地點后應立即消除。2/4/202380大板熱電培訓電氣斷路器的控制回路斷路器的控制方式就地控制集中控制2/4/202381大板熱電培訓電氣斷路器控制回路的組成斷路器的合、跳閘操作由運行人員旋轉控制開關進行控制。根據操作要求，使控制開關的觸點選擇接通斷路器合閘或跳閘線圈所在電路，分別啟動斷路器的操作機構，執行斷路器的合、跳閘操作。2/4/202382大板熱電培訓電氣斷路器的控制回路由控制元件、中間放大元件和操作機構組成。2/4/202383大板熱電培訓電氣控制開關自動或保護中間傳遞中間放大合閘線圈跳閘線圈傳動機構合或分合或分合分操作機構反饋信號控制元件2/4/202384大板熱電培訓電氣2/4/202385大板熱電培訓電氣2/4/202386大板熱電培訓電氣斷路器的控制回路以雙燈控制回路手動合閘為例說明2/4/202387大板熱電培訓電氣2/4/202388大板熱電培訓電氣斷路器的跳躍現象和控制回路的防跳措施斷路器的跳躍現象當操作斷路器合閘時，如合閘于故障線路，繼電保護立即動作跳閘。但操作人員仍把手柄打在合閘位置，接通合閘回路，斷路器再次合閘；合閘后，又接通跳閘回路，斷路器又再次跳閘。這樣多次跳合叫做跳躍。2/4/202389大板熱電培訓電氣2/4/202390大板熱電培訓電氣2/4/202391大板熱電培訓電氣閃光繼電器構成的閃光裝置2/4/202392大板熱電培訓電氣信號回路按用途可分為：位置信號、事故信號、預告信號以及其他類信號裝置。2/4/202393大板熱電培訓電氣位置信號的主要作用：指示斷路器的跳合閘位置和隔離開關的分、合閘位置。2/4/202394大板熱電培訓電氣中央信號裝置分為事故信號和預告信號兩種。2/4/202395大板熱電培訓電氣事故信號的主要作用：在斷路器事故跳閘時，能及時地發出音響信號，并使相應的斷路器燈光位置信號閃光。2/4/202396大板熱電培訓電氣預告信號的主要作用：在運行設備發生異常現象時，瞬時或延時發出音響信號，并使光字牌顯示出異常狀況的內容。2/4/202397大板熱電培訓電氣發電廠電氣系統的計算機監控單元機組的電氣系統采用DCS控制時，在單元控制室內，電氣、熱控的自動化水平宜協調一致。2/4/202398大板熱電培訓電氣計算機監控范圍1）發電機變壓器組或發電機變壓器線路組；2）發電機勵磁系統；3）廠用高壓電源，包括單元工作變壓器和起動/備用或公用/備用變壓器；4）單元低壓變壓器及