發(fā)電廠電氣運行檢修培訓(xùn)項目6發(fā)電廠電氣二次回路

1、1項目六 發(fā)電廠電氣二次回路第一節(jié) 二次回路概述第二節(jié) 斷路器控制回路第三節(jié) 發(fā)電廠直流系統(tǒng)運行2一、二次回路分類及作用第一節(jié) 二次回路概述按作用分為：控制回路、測量回路、信號回路、同期回路、繼電保護電及自動裝置回路以及供二次設(shè)備工作的電源系統(tǒng)等。按電源的性質(zhì)為交流回路：由電流互感器和電壓互感器采集相關(guān)參數(shù)。直流回路：直流正極到負極間的回路；控制、信號、電源等。3二次接線圖定義及分類 定義：用規(guī)定的文字和圖形符號，反映二次設(shè)備相互連接的電氣接線圖。分類 二、二次接線圖4歸總式原理接線圖元件設(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。10kV線路的過流保護和測量回路原理接線

2、圖二、二次接線圖5展開式原理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。二、二次接線圖6先交流，后直流；先線圈，后觸點；先控制，后保護，在信號；由線圈的帶電，看觸點的動作。識、讀電氣二次圖的方法二、二次接線圖7安裝接線圖作用：安裝接線圖是二次回路的施工圖紙，同時也是二次線屏運行、試驗和檢修的主要參考圖紙 。定義：根據(jù)施工安裝的要求，表示二次設(shè)備的具體位置和布線方式的圖形稱為安裝接線圖。分類：安裝接線圖包括屏面布置圖、屏后接線圖、端子排圖。二、二次接線圖8屏后接線圖和端子接線圖二、二

3、次接線圖三、 信號回路及同期回路1.信號回路2.同期回路在發(fā)電廠和變電站中，運行人員必須借助燈光和音響信號裝置來反映設(shè)備正常和非正常的運行狀況。（1）信號回路的作用（2）信號回路的組成由信號電源、信號裝置及連接線組成。1.信號回路（3）信號回路的類型（按用途分）位置信號:反映開關(guān)電器、控制電器及設(shè)備狀態(tài)的信號。 紅燈、綠燈用來來反映斷路器合閘、跳閘狀態(tài)；隔離開關(guān)用本身帶有的位置指示器來指示其工作狀態(tài)；有載調(diào)壓變壓器設(shè)有與調(diào)壓開關(guān)相配套的位置指示器來反映其分接頭位置等。1.信號回路當設(shè)備出現(xiàn)不正常運行狀況時，繼電保護動作啟動警鈴發(fā)出音響，同時光字牌點亮指明故障性質(zhì)。預(yù)告信號是在某些電氣設(shè)備出現(xiàn)了

4、不正常運行狀態(tài)時發(fā)出的信號，通知運行人員盡快采取措施加以消除。事故信號:當斷路器事故跳閘時，繼電保護動作啟動蜂鳴器發(fā)出音響，同時跳閘的斷路器位置指示燈發(fā)出閃光。事故信號和預(yù)告信號統(tǒng)稱為中央信號。 1.信號回路（1）同期概念當待并列運行的電源是交流電源時，由于交流電源存在三要素：電壓、頻率、相位。所以待并列的電源，電壓、頻率、相位要一致，稱為同期操作。如果不進行同期操作，合閘的瞬間會造成強大的沖擊電流，從而嚴重損害設(shè)備或影響系統(tǒng)的安全運行。同期操作（或同步并列）：將同步發(fā)電機投入到電力系統(tǒng)參加同期并列運行的操作。2.同期回路自同期 采用此種方式時，先打開導(dǎo)葉開啟機組，當轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，直接合

5、機組出口斷路器，連接機組和和母線（系統(tǒng)），在加勵磁，在系統(tǒng)的作用下，使機組進入同步運行狀態(tài)。自同期特點1、操作簡單，機組并列快，不會造成非同期合閘。2、合閘瞬間，機組會產(chǎn)生很大的沖擊電流，對機組和系統(tǒng)會產(chǎn)生強烈的沖擊，所以一般只適用于小機組。而目前一般不采用自動期方式。（2）同期操作方式2.同期回路準同期 采用此種方式時，先打開導(dǎo)葉開啟機組，當轉(zhuǎn)速滿足條件時，加勵磁。如果電壓、相位、頻率滿足要求后，發(fā)合閘命令，使機組并列上網(wǎng)發(fā)電。準同期特點1.機組不會產(chǎn)生沖電流（或很小），對系統(tǒng)影響小。2.操作要復(fù)雜些，手動準同期對運行人員要求較高，可能造成非同期合閘，從而燒壞機組或造成系統(tǒng)故障。3.可以用于

6、線路同期操作。（2）同期操作方式2.同期回路（3）準同期并列操作條件待并機組與系統(tǒng)電壓差一般不應(yīng)超過10%;待并機組與系統(tǒng)頻率0.1Hz; 待并機組與系統(tǒng)合閘瞬間相位差小于10；（4）準同期并列操作方式手動準同期：操作人員觀察同期表，根據(jù)經(jīng)驗發(fā)合閘命令。一般作為自動準同期的備用方式。自動準同期：當現(xiàn)地控制單元發(fā)出合閘命令時，自動準同期裝置自動尋找最佳合閘時間，發(fā)出合閘令。同時，在不滿足同期合閘時，給勵磁、調(diào)速器發(fā)出調(diào)整命令，加快合閘時間。2.同期回路（1）組成：由同期測量表計和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。 （5）手動準同期裝置（2）任務(wù) 利用頻差表檢測系統(tǒng)與待并發(fā)電機的頻率差，并利用調(diào)速（或調(diào)頻）開關(guān)

7、，人為地調(diào)整待并發(fā)電機的頻率，使其向系統(tǒng)頻率靠攏。利用壓差表（或兩只電壓表）檢測系統(tǒng)與待并發(fā)電機的電壓差，并通過調(diào)整發(fā)電機的勵磁來調(diào)整待并發(fā)電機的電壓，使其向系統(tǒng)電壓靠攏。2.同期回路運行人員根據(jù)頻差表和壓差表的指示，判別頻差和壓差是否滿足準同期并列條件。當滿足時，再根據(jù)同期表的指示，選擇合適的超前時間發(fā)出合閘脈沖，以保證斷路器合閘時，兩側(cè)電壓間的相角差等于零或控制在允許范圍內(nèi)。（3）同期測量表計 2.同期回路（6）自動準同期裝置 2.同期回路201.斷路器的控制類型2.斷路器控制回路組成3.基本控制電路4.高壓開關(guān)柜二次回路第二節(jié) 高壓斷路器控制回路211.斷路器控制類型（1）按控制地點不同

8、：遠方和就地控制；（2）按操作方式不同，一對一控制和一對N控制。 （3）按操作電源不同：強電控制及、弱電控制 。222.控制回路組成23控制開關(guān)（SA）結(jié)構(gòu)：控制開關(guān)操作手柄觸點盒2.控制回路組成24運行位置觸點1-25-63-47-8預(yù)備合閘、合閘后合閘預(yù)備跳閘、跳閘后跳閘2.控制回路組成控制開關(guān)LW21型控制開關(guān)觸點表2512345678PCCCDPTTTD2.控制回路組成控制開關(guān)圖形表示法263.基本控制電路分析（1）跳、合閘電路27（2）信號電路3.基本控制電路分析283.基本控制電路分析（3）防跳電路29（4）事故音響啟動電路3.基本控制電路分析事故音響啟動按斷路器和控制開關(guān)位置“不

9、對應(yīng)”啟動。304.高壓開關(guān)柜二次回路分析（1）一次接線圖31（2）交流電流回路32（2）交流電流回路33相電壓線電壓（3）交流電壓回路34電壓互感器的V-V接法（3）交流電壓回路35電壓互感器的Y-Y接法（3）交流電壓回路36儲能彈簧分閘彈簧電流互感器帶電顯示零序互感器避雷器接地開關(guān)合閘線圈分閘線圈儲能電機保護出口分閘指示合閘指示遠方允許本地合閘本地分閘遠方合、分閘（4）控制與保護回路37儲能儲能彈簧分閘彈簧電流互感器帶電顯示零序互感器避雷器接地開關(guān)（4）控制與保護回路38（4）控制與保護回路5.具有彈簧操動機構(gòu)SF6斷路器控制回路分析熔斷器跳躍閉鎖自保持合閘回路跳閘位置繼電器就地手動合閘綠

10、燈紅燈合閘位置繼電器第一跳閘回路就地手動跳閘SF6氣壓低閉鎖分合閘第二跳閘線圈回路5.具有彈簧操動機構(gòu)SF6斷路器控制回路分析SF6氣壓低閉鎖分合閘彈簧未儲能SF6氣壓降低儲能回路事故音響回路一、直流電源系統(tǒng)組成二、直流系統(tǒng)運行維護第三節(jié) 發(fā)電廠直流系統(tǒng)運行一、直流電源系統(tǒng)組成廠用交流電工作電源備用電源直流母線直流負載一、直流電源系統(tǒng)組成I路 交流輸入 II路交流配電充電模塊動力回路控制回路蓄電池組監(jiān)控模塊交流監(jiān)控電池巡檢開關(guān)量監(jiān)控絕緣監(jiān)測直流監(jiān)控自動降壓充電模塊充電模塊充電模塊充電模塊充電模塊至遠端監(jiān)控一、直流電源系統(tǒng)組成一、直流電源系統(tǒng)組成交流正常時兩路交流輸入經(jīng)過交流切換裝置選擇其中一路

11、輸入到系統(tǒng)，并通過交流配電單元給N+x個并聯(lián)的充電模塊組成的充電裝置供電，充電模塊將輸入的三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電，一方面給蓄電池組充電；另一方面給合閘母線供電，合閘母線配電給相關(guān)負載。此外，合閘母線再通過硅鏈降壓裝置降壓后為控制母線供電，控制母線再配電給相關(guān)負載。交流輸入停電或異常時（過壓或欠壓）充電模塊停止工作，由蓄電池組電池為供電，監(jiān)控模塊告警。交流輸入回復(fù)正常后，充電裝置對蓄電池組進行補充充電，這時一般是先進行均充，蓄電池充滿后自動轉(zhuǎn)入浮充；工作原理一、直流電源系統(tǒng)組成單體蓄電池電壓500kV、220kV變電站：2V110kV、35kV變電站： 2V（也可選用 6V或12V）蓄電池個數(shù)用

12、浮充運行時直流母線電壓1.05Un來確定電池個數(shù) Nf = 1.05 Un/ Uf Uf 為單體浮充電壓取2.25V；蓄電池容量直流負荷統(tǒng)計階梯負荷計算法蓄電池的選用一、直流電源系統(tǒng)組成新建和改造的變電站應(yīng)選用高頻開關(guān)式充電裝置220kV變電站應(yīng)雙充雙蓄配置，110kV變電站可以單充單蓄，但是充電裝置必須采用n+1冗余配置模式；充電裝置的輸出電壓、電流調(diào)節(jié)范圍應(yīng)滿足穩(wěn)流穩(wěn)壓均流限流特性；滿足蓄電池各種方式充電要求直流電源系統(tǒng)額定電壓220V110V無端電池有端電池?zé)o端電池有端電池運行工況充 電電壓調(diào)節(jié)范圍180V260V180V330V90V130V90V165V電流調(diào)節(jié)范圍(10100%)I

13、n浮充電電壓調(diào)節(jié)范圍180V240V90V120V電流調(diào)節(jié)范圍(4100%)In均 衡充 電電壓調(diào)節(jié)范圍180V240V180V240V90V120V90V165V電流調(diào)節(jié)范圍(10100%)InIn 充電裝置額定電流充電裝置的輸出電壓和電流調(diào)節(jié)范圍表直流屏的選用一、直流電源系統(tǒng)組成1.直流屏模塊功能介紹2.蓄電池運行維護二、直流系統(tǒng)運行維護交流配電單元雙路交流輸入可實現(xiàn)自動切換。1.直流屏模塊功能介紹將三相交流電轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的穩(wěn)定直流電，可以穩(wěn)壓輸出、恒流輸出兩種方式工作，輸出電壓、電流可通過直流監(jiān)控模塊設(shè)定；具有均流功能（只在穩(wěn)壓狀態(tài)時），可以均分負載，以實現(xiàn)N+1冗余熱備份；具有交流輸入

14、過欠壓、交流缺相、輸出過欠壓、輸出限流、過流保護、模塊過溫、輸出短路、通信失敗等多種保護及告警功能，以保證工作的可靠性。整流模塊（充電）1.直流屏模塊功能介紹監(jiān)控系統(tǒng)是整個直流系統(tǒng)的控制、管理中心；監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是：對系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進行長期自動監(jiān)測、獲取系統(tǒng)中的各種運行參數(shù)和狀態(tài)、根據(jù)測量數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)實時進行處理，并以此為依據(jù)對系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動精確管理，從而提高電源系統(tǒng)的可靠性,保證其工作的連續(xù)性、安全性和可靠性。監(jiān)控系統(tǒng)1.直流屏模塊功能介紹絕緣監(jiān)測母線電壓監(jiān)測正負母線對地電壓監(jiān)測正負母線對地絕緣電阻監(jiān)測（包括平衡接地情況）接地選線饋線開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測1.直流屏

15、模塊功能介紹電池巡檢單元是對蓄電池在線電壓情況巡環(huán)檢測的一種設(shè)備?？梢詫崟r檢測到每節(jié)蓄電池電壓的多少，當哪一節(jié)蓄電池電壓高過或低過設(shè)定時，就會發(fā)出告警信號，并能通過監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一節(jié)蓄電池發(fā)生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環(huán)檢測1-108節(jié)蓄電池。電池巡檢單元1.直流屏模塊功能介紹開關(guān)量檢測單元是對開關(guān)量在線檢測及告警輸出的一種設(shè)備。如整套系統(tǒng)中某一路斷路器發(fā)生故障跳閘就會發(fā)出告警信號，并能通過監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘。目前開關(guān)量檢測單元可以采集到1-108路開關(guān)量和多路無源節(jié)點告警輸出。配電單元是直流屏中為實現(xiàn)交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等

16、功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕開關(guān)、指示燈以及電流、電壓表等等。配電單元開和關(guān)量檢測單元1.直流屏模塊功能介紹當合閘母線的電壓變化范圍超過控制母線的額定電壓范圍時，需將合閘母線和控制母線分開，在兩母線之間設(shè)置調(diào)壓裝置，調(diào)節(jié)控母電壓在設(shè)定范圍內(nèi)。當合母電壓變化時，降壓單元自動調(diào)節(jié)，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓單元控制母線電壓的變化范圍應(yīng)為90105；合閘母線電壓的變化范圍應(yīng)為90112.5；降壓單元檢查：手動調(diào)節(jié)控母電壓是否正常；自動調(diào)節(jié)是否正常；控母電壓是否在要求范圍（10%）1.直流屏模塊功能介紹2.蓄電池運行維護負極柱

17、正極柱安全閥匯流排柵板隔板外殼結(jié)構(gòu)蓄電池的充放電要求恒流限壓充電：采用I10電流進行恒流充電，當蓄電池組端電壓上升到（2.32.35）VN限壓值時，自動或手動轉(zhuǎn)為恒壓充電。恒壓充電:在（2.32.35）VN的恒壓充電下，I10充電電流逐漸減少，當充電電流減少至0.1 I10電流時，充電裝置的倒計時開始起動，當整定的倒計時結(jié)束時，充電裝置將自動或手動轉(zhuǎn)為正常的浮充電方式運行。浮充電電壓值宜控制為（2.232.28）VN。補充充電:為了彌補運行中因浮充電流調(diào)整不當造成的欠充，根據(jù)需要可以進行補充充電，使蓄電池組處于滿容量。其程序為：恒流限壓充電恒壓充電浮充電。補充充電應(yīng)合理掌握，確在必要時進行，防

18、止頻繁充電影響蓄電池質(zhì)量和壽命。2.蓄電池運行維護浮充狀態(tài)均充狀態(tài)合閘母線電壓標準值243.0V1082.25V253.8V108 2.35V合閘母線電壓范圍240.8V246.24VN （2.232.28）V248.4V253.8VN （2.302.35）V單只電池電壓標準值2.25V2.35V單只電池電壓范圍（2.232.28）V（2.302.35）V直流系統(tǒng)浮均充電參數(shù)表蓄電池的充放電要求2.蓄電池運行維護核對性容量測試法閥控式鉛酸蓄電池容量測試為： 以電池額定容量（C）的10h 率放電電流 I10 進行放電，并記錄電池端電壓、溫度、放電時間，直至電池電壓降至電壓下限，計算電流與時間的乘

19、積即為電池容量。如電池溫度不為 25 ，應(yīng)進行換算：Cd = Ct 1 + K（ t 25 ）2.蓄電池運行維護當檢測蓄電池的容量即在25時實際容量等于或小于80%標稱容量時為壽命終止。 實際容量與標稱容量的關(guān)系？標稱容量500Ah的電池，出廠時的實際容量可能為600Ah，假定該電池在使用中容量衰減了20，即測試時的實際容量為： 600Ah 80480 Ah如果與標稱容量比對，電池容量還有96，是正常的電池，如果與出廠時的實際容量比對，電池容量只有80了，到了失效的邊緣， 我們該如何判別呢？壽命終止的標志應(yīng)為實際容量的80！電池失效標準2.蓄電池運行維護 閥控式鉛酸蓄電池的早期失效失水：充電時氧再復(fù)合反應(yīng)不完全導(dǎo)致板柵腐蝕；負極板硫酸鹽化：硫酸鉛的存在，使負極長期處于非完全充電狀態(tài)，形成不可逆硫酸鉛；熱失控：充電過程中，由于緊裝配密封結(jié)構(gòu)使熱量不易散出，導(dǎo)致電池溫升過高失效工藝設(shè)計缺陷：滲漏液、極耳腐蝕斷裂、閥蓋開閉失靈等2.蓄電池運行維護電池本身的離散性是電池早期失效的根本原因電池運行環(huán)境將影響電池使用壽命閥控蓄電池免維護理解蓄電池選用（電壓、