第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件

保定熱電廠報告人：胡志光單位：華北電力大學《電氣設(shè)備及運行》講稿第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號保定熱電廠報告人：胡志光單位：華北電力大學《電氣設(shè)1第七章目錄

第一節(jié)火電廠的二次接線圖 第二節(jié)斷路器的遠方控制 第三節(jié)隔離開關(guān)的防誤閉鎖

第四節(jié)信號裝置第五節(jié)監(jiān)察裝置和閃光裝置第六節(jié)廠用電源快切裝置第七節(jié)自動準同期裝置

復習思考題第七章目錄2第一節(jié)火電廠的二次接線圖

二次接線圖是用二次設(shè)備特定的圖形符號和文字符號表示二次設(shè)備相互連接的電氣接線圖。二次接線圖的內(nèi)容包括交流回路與直流回路。(1)交流回路。交流回路包括：①由電流互感器的二次繞組與測量儀表和繼電器的電流線圈串聯(lián)組成的交流電流回路；②由電壓互感器的二次側(cè)引出的小母線與測量儀表和繼電器的電壓線圈并聯(lián)組成的交流電壓回路。(2)直流回路。直流回路包括：控制回路、信號回路和保護回路等，由直流小母線、熔斷器、控制開關(guān)、按鈕、繼電器及其觸點、斷路器輔助開關(guān)的觸點、聲光信號元件、連接片(俗稱壓板)等設(shè)備組成。一、二次接線圖的內(nèi)容第一節(jié)火電廠的二次接線圖二次接線圖是用二次設(shè)備特定的圖3

二、二次接線圖的表示方法及圖形、文字符號二次接線圖的表示方法有原理接線圖和安裝接線圖。(1)原理接線圖。原理接線圖包括：①歸總式原理接線圖；②展開式原理接線圖。(2)安裝接線圖(即施工圖)。安裝接線圖包括：①屏面布置圖；②屏后接線圖。為了能看懂二次回路的工作原理，必須了解二次接線圖各組成元件的圖形符號和文字符號，如下表所示。

二、二次接線圖的表示方法及圖形、文字符號二次接線圖的表示方4第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件5第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件6第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件7二次設(shè)備常用新舊文字符號對照二次設(shè)備常用新舊文字符號對照8第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件9第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件10第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件11國家標準中規(guī)定的有關(guān)設(shè)備種類代號的字母為：裝置——A、電容器—C、發(fā)熱器件—E、保護器件—F、發(fā)電機—G、信號器件—H、繼電器、接觸器—K、電感器—L、電動機—M、測量設(shè)備—P、電力電路開關(guān)—Q、電阻器—R、控制電路開關(guān)—S、變壓器、互感器—T、半導體器件—V、母線、線路—W、端子—X、電氣操作的機械裝置—Y。在種類代號字母前可加前綴“—”，如–K、–T等，也可以加后綴特征字母，如KA、TV等，在不致引起混淆時，也可不加前綴和后綴。國家標準中規(guī)定的有關(guān)設(shè)備種類代號的字母為：裝置——A、電12

三、原理接線圖

表示二次回路工作原理的接線圖稱原理接線圖，簡稱原理圖。

1．歸總式原理圖6～10kV線路過電流保護歸總式原理圖如下圖所示。由圖可看出歸總式原理圖的特點是將二次接線與一次接線的有關(guān)部分繪在一起，圖中各元件用整體形式表示；其相互聯(lián)系的交流電流回路、交流電壓回路(本例未繪出)及直流回路都綜合在一起，并按實際連接順序繪出。其優(yōu)點是清楚地表明各元件的形式、數(shù)量、相互聯(lián)系和作用，使讀圖者對裝置的構(gòu)成有一個明確的整體概念，有利于理解裝置的工作原理。三、原理接線圖13

6～l0kV線路過電流保護歸總式原理圖QS—隔離開關(guān)；QF—斷路器；1TAA、1TAC—電流互感器；YT—跳閘線圖；QFl—斷路器輔助觸點；1KA、2KA—電流繼電器；KT—時間繼電器；KS—信號繼電器6～l0kV線路過電流保護歸總式原理圖14設(shè)線路原在運行狀態(tài)，斷路器輔助觸點QFl閉合。當線路發(fā)生過電流時，通過電流互感器立刻反映到二次側(cè)，引起二次設(shè)備動作。例如，線路用戶端發(fā)生AC相間短路故障時，動作過程如下(注意圖中標有直流電源的＋、－極)：1TAA、1TAC一次側(cè)流過短路電流→1TAA、1TAC二次側(cè)電流增大→電流繼電器1KA、2KA動作，其動合觸點閉合→啟動時間繼電器KT，經(jīng)整定時限后其延時閉合的動合觸點閉合→信號繼電器KS和斷路器操動機構(gòu)的跳閘線圈YT同時得電啟動，使斷路器QF跳閘，并由KS的觸點發(fā)出信號(點亮“掉牌未復歸”光字牌)。斷路器QF跳閘后，由其輔助觸點QFl切斷跳閘線圈YT中的電流。當AB或BC相間短路時，只有1KA或2KA動作，動作過程與上述相同。歸總式原理圖的缺點是：當元件較多時，接線相互交叉，顯得零亂；沒有給出元件內(nèi)部接線，沒有元件端子及回路編號，使用不方便；直流部分僅標出電源極性，沒有具體表示從哪組熔斷器引來；信號部分只標出“至信號”，未繪出具體接線。設(shè)線路原在運行狀態(tài)，斷路器輔助觸點QFl閉合。當線路發(fā)生過電152．展開式原理圖6～10kV線路過電流保護的展開式原理圖如下圖所示。由圖可看出展開式原理圖的特點是：①交流電流回路、交流電壓回路(本例未繪出)、直流回路分開表示；②屬于同一儀表或繼電器的電流線圈、電壓線圈和觸點分開畫，采用相同的文字符號，有多副觸點時加下標；③交、直流回路各分為若干行，交流回路按A、B、C相順序畫，直流回路則基本上按元件的動作順序從上到下排列。每行中各元件的線圈和觸點按實際連接順序由左至右排列。每回路的右側(cè)有文字說明，引至端子排的回路加有編號，元件及觸點通常也有端子編號。展開式原理圖接線清晰，便于閱讀，易于了解整套裝置的動作程序和工作原理，便于查找和分析故障，實際工作中用得最多。

2．展開式原理圖166～10kV線路過電流保護展開式原理圖

6～10kV線路過電流保護展開式原理圖17四、安裝圖表示二次設(shè)備的具體安裝位置和布線方式的圖稱安裝圖。它是二次設(shè)備制造、安裝的實用圖，也是運行、調(diào)試、檢修的主要參考圖。1．屏面布置圖屏面布置圖是表示二次設(shè)備的尺寸、在屏面上的安裝位置及相互距離的圖。屏面布置圖應按比例繪制(一般為l∶10)。(1)凡需監(jiān)視的儀表和繼電器都不要布置得太高。(2)對于檢查和試驗較多的設(shè)備，應位于屏中部，同一類設(shè)備應布置在一起，以方便檢查和試驗。(3)操作元件(如控制開關(guān)、按鈕、調(diào)節(jié)手柄等)的高度要適中，相互間留有一定的距離，以方便操作和調(diào)節(jié)。(4)力求布置緊湊、美觀。相同安裝單位的屏面布置應盡可能一致；同一屏上若有兩個及以上安裝單位，其設(shè)備一般按縱向劃分。四、安裝圖表示二次設(shè)備的具體安裝位置和布線方式的圖稱安裝圖。18控制屏的屏面布置原則為：①屏上部為測量儀表(電流表、電壓表、功率表、功率因數(shù)表、頻率表等)，并按最高一排儀表取齊；②屏中部為光字牌、轉(zhuǎn)換開關(guān)和同期開關(guān)及其標簽框，光字牌按最低一排取齊；③屏下部為模擬接線、隔離開關(guān)位置指示器、斷路器位置信號燈、斷路器控制開關(guān)等。發(fā)電機的控制屏臺下部還有調(diào)節(jié)手輪。模擬母線按下表涂色。模擬母線涂色表控制屏的屏面布置原則為：①屏上部為測量儀表(電流表、1935kV線路控制屏屏面布置圖繼電保護屏屏面布置圖35kV線路控制屏屏面布置圖繼電保護屏屏面布20第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件212．屏后接線圖屏后接線圖是表明屏后布線方式的圖。它是根據(jù)屏面布置圖中設(shè)備的實際安裝位置繪制，但系背視圖，即其左右方向正好與屏面布置圖相反；屏后兩側(cè)有端子排，屏頂有小母線，屏后上方的特制鋼架上有隔離開關(guān)、熔斷器和個別繼電器等；每個設(shè)備都有“設(shè)備編號”，設(shè)備的接線柱上都加有標號和注明去向。屏后接線圖不要求按比例繪制。屏后接線圖設(shè)備編號示例2．屏后接線圖屏后接線圖設(shè)備編號示例22端子排表示方法示意圖

端子排表示方法示意圖2310kV線路過電流保護的安裝接線圖(a)端子排圖；(b)屏后接線圖1TAA、1TAC—電流互感器；1KA、2KA—電流繼電器；1FU、2FU—熔斷器；KT—時間繼電器；QFl—斷路器輔助觸點；YT—跳閘線圈圖(a)中可以看出，從電流互感器1TAA、1TAC處來的112號電纜，通過端子排的1～3號試驗端子分別與屏內(nèi)1KA2、2KA2、2KA8相連接；從圖(b)中可以看出，在1KA的接線柱②及2KA的接線柱②、⑧上，相應地分別標出所連接端子排的端子順序號Ⅰ－1、Ⅰ－2、Ⅰ－3；同時采用相對編號法在1KA和2KA的接線柱①上分別標出了Ⅰ2－1、Ⅰ1－1，表示這兩個接線柱可以相互連接構(gòu)成通路。10kV線路過電流保護的安裝接線圖圖(a)中可以看24第二節(jié)斷路器的遠方控制

火電廠和變電所中，用于強電一對一控制的控制開關(guān)多采用LW2系列萬能密閉轉(zhuǎn)換開關(guān)。該系列開關(guān)除了在各種開關(guān)設(shè)備的控制回路中用做控制開關(guān)外，還在各種測量儀表、信號、自動裝置及監(jiān)察裝置等回路中用做轉(zhuǎn)換開關(guān)。LW2系列不同用途的開關(guān)，外形和基本結(jié)構(gòu)相同。LW2－Z型控制開關(guān)的外形如下圖所示。其結(jié)構(gòu)包括操作手柄、面板、觸點盒、主軸、定位器、限位機構(gòu)及自復機構(gòu)等。

一、控制開關(guān)第二節(jié)斷路器的遠方控制火電廠和變電所中，用于強電一對一25LW2系列萬能密閉轉(zhuǎn)換開關(guān)外形圖

LW2系列萬能密閉轉(zhuǎn)換開關(guān)外形圖26注：表中“×”表示控制開關(guān)SA的該對觸點閉合LW2－Z－la、4、6a、40、20、20型控制開關(guān)各觸點的通斷狀態(tài)預備跳閘注：表中“×”表示控制開關(guān)SA的該對觸點閉合LW2－Z－l27二、對斷路器控制回路的基本要求

斷路器的控制回路隨著斷路器的型式、操動機構(gòu)的類型及運行上的不同要求而有所差別，但基本接線相類似。對控制回路的基本要求如下：(1)應能用控制開關(guān)進行手動合、跳閘，且能由自動裝置和繼電保護實現(xiàn)自動合、跳閘。(2)應能在合、跳閘動作完成后迅速自動斷開合、跳閘回路。(3)應有反映斷路器位置狀態(tài)(手動及自動合、跳閘)的明顯信號。(4)應有防止斷路器多次合、跳閘的“防跳”裝置。(5)應能監(jiān)視控制回路的電源及其合、跳閘回路是否完好。二、對斷路器控制回路的基本要求斷路器的控制回路隨著斷28三、燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號回路燈光監(jiān)視的斷路器（帶電磁操動機構(gòu)）控制和信號回路如圖所示。因電磁操動機構(gòu)的合閘電流很大，可達幾十到幾百安，而控制開關(guān)的觸點只允許幾安電流，不能用來直接接通合閘電流，所以該回路中設(shè)有合閘接觸器KM，合閘時由KM去接通合閘電流。燈光監(jiān)視的斷路器工作原理如下。(1)手動合閘。合閘操作前，控制開關(guān)SA的手柄在“跳閘后”位置(水平)，斷路器QF在跳閘狀態(tài)。此時，觸點SA(11-10)、QFl閉合，下述回路接通：＋→FU1→SA(11-10)→HG→QFl→KM→FU2→－綠燈HG發(fā)平光表明：①Q(mào)F在跳閘位置；②熔斷器FU1、FU2及合閘回路完好，起到監(jiān)視熔斷器及合閘回路作用。此時，合閘接觸線圈KM中雖有電流流過，但由于HG電阻及其附加電阻的限流作用，使得KM不足以啟動，故斷路器不會合閘。手動合閘操作分3步進行。三、燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號回路燈光監(jiān)視的斷路器（帶電磁操29

燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號回路

燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號回路30

(2)手動跳閘。跳閘操作前，控制開關(guān)SA的手柄在“合閘后”位置(垂直)，斷路器QF在合閘狀態(tài)。此時，觸點SA(13-16)、QF2閉合，HR發(fā)平光，跳閘回路完好。手動跳閘操作與手動合閘操作完全相似，亦分3步進行。(3)自動合閘。為了實現(xiàn)自動合閘，將自動裝置(備用電源自動投入裝置、自動重合閘裝置等)回路中的中間繼電器觸點KC與SA(5-8)觸點并聯(lián)。(4)自動跳閘。為了實現(xiàn)自動跳閘，將繼電保護出口繼電器的觸點KCO經(jīng)信號繼電器KS與SA(6-7)并聯(lián)。(5)“防跳”裝置。為了防止斷路器出現(xiàn)連續(xù)多次跳、合事故，必須裝設(shè)“防跳”裝置。(2)手動跳閘。跳閘操作前，控制開關(guān)SA的手柄在31

四、音響監(jiān)視的斷路器控制和信號回路

音響監(jiān)視與燈光監(jiān)視的主要區(qū)別：(1)在合閘回路中，用跳閘位置繼電器KCT代替綠燈HG；在跳閘回路中，用合閘位置繼電器KCC代替紅燈HR。(2)斷路器的位置信號燈回路與控制回路是分開的，而且只用一個信號燈。該信號燈裝在控制開關(guān)的手柄內(nèi)?？刂崎_關(guān)為LW2－YZ型，其第一觸點盒是專為信號燈而設(shè)。采用這種控制開關(guān)可使控制屏的屏面布置簡化、清晰。(3)在位置信號燈回路及事故音響信號啟動回路，分別用KCT和KCC的動合觸點代替斷路器的輔助觸點，從而可節(jié)省控制電纜。另外，因信號燈只有一個，所以，KCTl和KCCl移至信號燈前。四、音響監(jiān)視的斷路器控制和信號回路音響監(jiān)視與燈光監(jiān)視的主32音響監(jiān)視的斷路器控制和信號回路音響監(jiān)視的斷路器控制和信號回路33

一、機械閉鎖機械防誤閉鎖是最基本的防誤閉鎖方式。它是利用設(shè)備的機械傳動部位的互鎖來實現(xiàn)，所以用于在結(jié)構(gòu)上直接相連的設(shè)備之間的閉鎖，如成套開關(guān)柜中的斷路器與隔離開關(guān)(插頭)之間的閉鎖、隔離開關(guān)與接地開關(guān)之間的閉鎖、主電路與柜門之間的閉鎖和35kV及以上屋外配電裝置中裝成一體的隔離開關(guān)與接地開關(guān)之間的閉鎖等。

二、電氣閉鎖電氣閉鎖是通過接通或斷開操作(控制)電源而達到閉鎖目的的一種裝置。一般當需要相互閉鎖的設(shè)備相距較遠或不能采用機械閉鎖時，采用電氣閉鎖。隔離開關(guān)控制接線的構(gòu)成原則是：(1)防止帶負荷拉、合隔離開關(guān)，故其控制接線必須和相應的斷路器閉鎖。(2)防止帶電合接地開關(guān)或接地器，防止帶地線合閘及誤入有電間隔。(3)操作脈沖是短時的，應在完成操作后自動復歸。(4)操作用的隔離開關(guān)應有位置指示信號。第三節(jié)隔離開關(guān)的防誤閉鎖

一、機械閉鎖第三節(jié)隔離開關(guān)的防誤閉鎖34CJ5型電動操作隔離開關(guān)的控制回路圖如圖下所示。其中：

①用QF和QSE的動斷輔助觸點閉鎖電動機的控制回路，即斷路器不在跳閘位置、接地開關(guān)不打開，隔離開關(guān)不能操作；②用行程開關(guān)S1、S2控制隔離開關(guān)的分、合位置；③設(shè)有緊急停止按鈕SB，其動斷觸點串入電動機的控制回路，供S1或S2失靈時緊急停機用；④控制器線圈YC和YT分別接于合、分閘回路，它們的主觸點分別將電源按U、V、W和W、V、U的相序引入電動機，使電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，驅(qū)動隔離開關(guān)合閘和分閘；⑤控制回路中的觸點YTl、YCl使合、分操作相互閉鎖；⑥電動機動力回路內(nèi)設(shè)熱繼電器作為過載保護，當電動機發(fā)生過載時，熱繼電器動作，其動斷觸點KRl、KR2或KR3切斷控制回路，使電動機失電停機。三、在隔離開關(guān)的控制回路中設(shè)閉鎖接線CJ5型電動操作隔離開關(guān)的控制回路圖如圖下所示。其中：①用35QF—斷路器輔助觸點；QSE—接地開關(guān)聯(lián)鎖觸點；SB—緊急停止按鈕；KR—熱繼電器；SBC—合閘按鈕；YC—合閘控制器線圈；SBT—分閘按鈕；YT—分閘控制器線圈；S1、S2—合、分閘行程開關(guān)觸點；M—電動機QF—斷路器輔助觸點；QSE—接地開關(guān)聯(lián)鎖觸點；SB—緊急停36當斷路器在跳閘位置、接地開關(guān)已拉開時，進行隔離開關(guān)合閘操作，應按下SBC，此時回路“U→QF→QSE→SB→KRl→SBC→YC→YTl→S1→KR3→KR2→W”接通，YC啟動，并經(jīng)YC2自保持(所以按下SBC后即可放手)，隔離開關(guān)合閘；當合到位時，S1斷開，切斷合閘回路。分閘操作類似。當斷路器為分相操作及隔離開關(guān)兩側(cè)均有接地開關(guān)時，三相斷路器的輔助觸點及兩側(cè)接地開關(guān)的輔助觸點均應串接在控制回路中。四、設(shè)電磁鎖閉鎖回路對采用手動操作的隔離開關(guān)、接地開關(guān)，設(shè)電磁鎖閉鎖回路。(1)電磁鎖的構(gòu)造。電磁鎖的構(gòu)造及工作原理如圖下所示。其構(gòu)造包括電鎖Ⅰ和電鑰匙Ⅱ兩部分。電鎖固定在隔離開關(guān)的操動機構(gòu)上，其插座3與作為閉鎖條件的設(shè)備(如圖中QF)的輔助觸點串聯(lián)后接至電源；電鑰匙上有插頭4、線圈5、電磁鐵6。在電鑰匙未帶電時，電鎖的鎖芯1在彈簧2的壓力下銷入操作手柄Ⅲ的小孔內(nèi)，使手柄不能實施操作。當斷路器在跳閘位置、接地開關(guān)已拉開時，進行隔離開關(guān)合閘操作，37(a)電磁鎖的構(gòu)造；(b)電磁鎖的工作原理l—鎖芯；2—彈簧；3—插座；4—插頭；5—線圈；6—電磁鎖解除按鈕；7—按鈕開關(guān)；8—鑰匙環(huán)；QS—隔離開關(guān)；QF—斷路器；Ⅰ—電鎖；Ⅱ—電鑰匙；Ⅲ—隔離開關(guān)操作手柄(a)電磁鎖的構(gòu)造；38

(2)電磁鎖的工作原理①Q(mào)F在跳閘位置時，QS可以操作。這時QF在插座電路中的動斷輔助觸點閉合，插座3上有電壓，當將電鑰匙的插頭4插入插座中時，線圈5便有電流流過并產(chǎn)生磁場，在電磁力的作用下，鎖芯被吸出，電鎖被打開，操作手柄Ⅲ可自由轉(zhuǎn)動，QS可以進行分、合閘操作。操作完成后，按下按鈕7使之斷開，線圈5失電，鎖芯彈入將手柄鎖住。②QF在合閘位置時，QS不能操作。這時QF的動斷輔助觸點斷開，插座3上無電壓，即使將電鑰匙的插頭4插入插座中，電鎖也不能打開，因此QS不能進行分、合閘操作。(2)電磁鎖的工作原理39第四節(jié)信號裝置

一、信號的作用和分類1.信號的作用(1)電氣設(shè)備正常運行時，用信號及時反映電氣設(shè)備的當前工作狀態(tài)和運行參數(shù)，以便幫助運行人員進行正確操作和運行調(diào)整。(2)當電氣設(shè)備出現(xiàn)異?；虬l(fā)生故障時，用信號及時反映異常的類型或故障的性質(zhì)，以便幫助運行人員做出正確處理，防止事故擴大。2．信號的分類(1)狀態(tài)信號。即反映電氣設(shè)備當前正常工作狀態(tài)的開關(guān)量信號。包括斷路器的位置信號和隔離開關(guān)的位置信號等。前者用燈光表示，而后者則用一種專用的位置指示器表示。第四節(jié)信號裝置一、信號的作用和分類40

(2)指示信號。即反映電氣設(shè)備當前正常運行參數(shù)的模擬量信號。包括電壓、電流、功率、冷卻介質(zhì)溫度等參數(shù)，多采用各種儀表指示。(3)預告信號。當電氣設(shè)備出現(xiàn)異常工作狀態(tài)時，如設(shè)備過負荷、控制回路斷線、設(shè)備溫度過高等，此種情況下并不必立即使斷路器跳閘，但必須發(fā)出信號提醒值班人員，這種信號就是預告信號。由燈光信號和音響信號組成。音響信號一般由電鈴發(fā)出，以引起值班人員的注意；燈光信號是利用光字牌顯示出電氣設(shè)備的異常工作狀態(tài)或性質(zhì)。(4)事故信號。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障而使相應的斷路器跳閘后，應發(fā)出事故信號。事故信號也是由燈光信號和音響信號組成。音響信號一般由蜂鳴器發(fā)出，以區(qū)別于預告信號；燈光信號則利用光字牌顯示出發(fā)生故障的設(shè)備和故障的性質(zhì)。(5)其它信號。即除上述四類信號之外的其它電氣信號。如：指揮信號、聯(lián)系信號、閉路電視信號、有線、無線通信信號、廣播信號和CRT信號等。(2)指示信號。即反映電氣設(shè)備當前正常運行參數(shù)的模擬量信41二、事故信號用JC－2型脈沖繼電器構(gòu)成的中央事故信號回路如下圖所示。左上虛框內(nèi)為脈沖繼電器KP1的內(nèi)部電路，它包括：脈沖繼電器的兩個線圈KP11、KP12、電容C及電阻R1、R2。當線圈KPl1流過1、2方向或線圈KP12流過3、4方向的脈沖電流時，KP1動作(亦即脈沖繼電器的觸點KP1閉合)，并保持在閉合狀態(tài)；當KPl1、KP12之一流過反向電流時，KP返回（亦即脈沖繼電器的觸點KP1斷開）。裝置的動作原理如下。二、事故信號42第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件431．啟動由前述斷路器控制的信號回路可知，所有由控制室遠方操作的斷路器，其事故音響回路都是接在小母線M708(發(fā)遙信時為M808)與－700之間。當某臺斷路器事故跳閘時，其事故音響回路接通，啟動事故信號裝置。脈沖電流自KPl的端子5流入，在電阻R1上得到電壓增量，該電壓經(jīng)線圈KPl1、KP12給電容C充電?；芈窞椋海?00→FUl→KPl→C→KP12→M708→事故跳閘的QF的事故音響回路→FU2→－700。充電電流使KP1動作，觸點KPl閉合。當C充電完畢后，線圈中的電流消失，觸點KP1仍保留在閉合位置。觸點KP1閉合后，啟動中間繼電器KCl，其兩對動合觸點閉合；其中一對觸點啟動時間繼電器KTl；另一對觸點啟動蜂鳴器HAU，發(fā)出音響，表明QF事故跳閘；重要回路事故跳閘時，同時向調(diào)度部門發(fā)送遙信信號。1．啟動44

2．音響解除音響可自動解除，也可手動解除。(1)自動解除。KTl整定時間約為5s，待延時到達后，其觸點閉合，以下回路接通：＋700→FUl→R1→KP12→R2→KTl→FU2→－700。KP12中電流方向與啟動時相反，KP1復歸，其觸點斷開，繼電器KCl、KTl相繼斷電，蜂鳴器回路被斷開，音響停止。(2)手動解除。欲使音響提前解除，可按復歸按鈕SB2，其動作過程與上述相同。

3．6kV配電裝置事故信號6kV配電裝置內(nèi)的斷路器QF通常是就地操作，其控制開關(guān)SA和QF的輔助觸點均在配電裝置內(nèi)。為節(jié)省控制電纜，簡化接線，在配電裝置內(nèi)設(shè)置信號小母線M701及事故信號小母線M7271、M7272，6kV配電裝置Ⅰ、Ⅱ段QF的事故音響回路分別接在M701與M7271、M7272之間。假設(shè)Ⅰ段的某臺斷路器事故跳閘，則首先啟動事故信號中間繼電器KCAl，其觸點閉合，啟動KP1發(fā)出音響，動作過程同前述。2．音響解除454．重復動作性能脈沖電流突然增加一次，KPl就可動作一次，發(fā)出一次音響。只要回路電阻選擇適當，可重復動作8次。對6kV配電裝置而言，僅在不同段的QF事故跳閘時能重復動作。5．試驗通常交接班時都要對裝置進行試驗。SBl為事故信號裝置的試驗按鈕。進行試驗時，按下SB1(按到位即可放手)，其動合觸點閉合，啟動KP1，發(fā)出音響(動作過程同前述)，說明裝置完好；其動斷觸點用于斷開遙信回路，以免誤發(fā)遙信。6．電源監(jiān)視事故信號裝置電源的完好性由繼電器KVSl監(jiān)視。當熔斷器FUl或FU2熔斷或其他原因使電源消失時，KVSl失電，其動斷觸點閉合，使“事故信號裝置電源消失”光字牌亮，并啟動預告信號回路。4．重復動作性能46三、預告信號預告信號裝置的主要元件也是脈沖繼電器KP2，動作原理與事故信號裝置相似。不同的是：①預告信號的啟動回路，由反映相應異常情況的繼電器的觸點和兩個燈泡組成，并接于小母線＋700和M709、M710之間；②KP2接線與KPl稍有差別；③音響為警鈴。下圖中SM為轉(zhuǎn)換開關(guān)，其觸點狀態(tài)為：平時手柄在垂直位置時，觸點SM(1-2)～SM(11-12)斷開，SM(13-14)、SM(15-16)接通；手柄順時針轉(zhuǎn)45°至“檢查”位置時，SM(1-2)～SM(11-12)接通，SM(13-14)、SM(15-16)斷開。其動作原理如下：三、預告信號預告信號裝置的主要元件也是脈沖繼電器KP47第七章火電廠電氣設(shè)備的控制與信號課件481．啟動當設(shè)備發(fā)生異常情況時，相應的繼電器動作，其觸點閉合，經(jīng)光字牌燈泡啟動KP2，相應光字牌亮，同時發(fā)出鈴聲。例如，事故信號裝置電源消失時，其電源監(jiān)視繼電器觸點KVSl閉合，下述回路接通：＋700→FU3→觸點KVSl→光字牌H1→M709、M710→SM(13-14)、SM(15-16)→KP2→FU4→－700。標有“事故信號裝置電源消失”的光字牌H1立即亮(這時兩只燈泡并聯(lián))；同時KP2啟動，其觸點閉合，啟動時間繼電器KT2；觸點KT2延時0.3～0.5s閉合，啟動KC2；KC2的一副觸點接通警鈴HAB，發(fā)出音響，另一副觸點啟動事故信號裝置中的KTl。1．啟動492．音響解除(1)自動解除。圖7-21中的觸點KTl經(jīng)一段延時后閉合，下述回路接通：＋700→FU3→觸點KTl→R2→KP2l→R1→FU4→－700。KP2中的KP2l流過反向電流，KP2、KT2、KC2、KTl相繼復歸，音響停止。如果異常在0.3～0.5s內(nèi)消失，在KP2中的電阻Rl上的電壓出現(xiàn)一個減量，使電容C經(jīng)脈沖繼電器線圈反向放電，從而使KP2返回，避免誤發(fā)音響。(2)手動解除。按下解除按鈕SB4即可。音響解除后，光字牌仍亮著，直到異常情況消除、啟動它的繼電器觸點返回才熄滅。3．6kV配電裝置的預告信號反映6kV配電裝置Ⅰ、Ⅱ段異常情況的啟動回路，分別接于＋700與M7291或M7292之間，出現(xiàn)異常時，中間繼電器KCRl或KCR2動作，其一副觸點接通“6kV配電裝置Ⅰ段(或Ⅱ段)”光字牌(與事故信號共用)，另一副觸點去啟動KP2，使警鈴發(fā)出音響。2．音響解除504．重復動作性能預告信號如同事故信號一樣，可實現(xiàn)重復動作。5．試驗和檢查光字牌(1)試驗。按下試驗按鈕SB3，可試驗裝置是否完好，其動作過程與上述啟動過程類似。(2)檢查光字牌。將SM手柄轉(zhuǎn)到“檢查”位置，下述回路接通：＋700→FU3→SM(5-6)、SM(3-)、SM(2-1)→M709→所有預告光字牌→M710→SM(7-8)、SM(10-9)、SM(11-12)→FU4→－700這時，每個光字牌的兩個燈泡串聯(lián)，燈光較暗。若光字牌亮，說明燈泡完好；否則，說明有一個或兩個燈泡損壞。4．重復動作性能516．電源監(jiān)視由于FU3或FU4熔斷時，整個裝置都失去電源，所以，電源消失信號不能用預告信號形式發(fā)出，必須另設(shè)電源監(jiān)視燈回路。KVS2為電源監(jiān)視繼電器，電源完好時，KVS2通電，其動合觸點閉合，監(jiān)視燈HW發(fā)平光，說明電源完好；當FU3或FU4熔斷或其他原因造成電源消失時，KVS2斷電，其動合觸點延時斷開，動斷觸點延時閉合，啟動閃光裝置，HW閃光。7．其他在小母線＋700與M713之間接有反映“6kV線路跳閘回路斷線”的繼電器觸點，其啟動回路也是接于－700與M7291或M7292之間；在小母線M703與M716之間并聯(lián)有繼電保護信號繼電器的觸點，保護動作時發(fā)“掉牌未復歸”光字牌，但不再發(fā)警鈴，因為事故跳閘時已發(fā)有蜂鳴器音響。6．電源監(jiān)視52微機型中央信號裝置面板圖片微機型中央信號裝置面板圖片53第五節(jié)監(jiān)察裝置和閃光裝置

1．電磁型直流絕緣監(jiān)察裝置電磁型直流絕緣監(jiān)察裝置原理圖如下圖所示。這種裝置分信號和測量兩部分，都是按直流電橋原理構(gòu)成。其中，電阻Rl、R2及轉(zhuǎn)換開關(guān)ST2為信號與測量公用；信號部分由公用部分和信號繼電器KS組成；測量部分由公用部分和電位器R3、電壓表PVl、PV2及轉(zhuǎn)換開關(guān)ST3組成。通常選用R1=R2=R3=R=lkΩ，KS的內(nèi)阻RS=30kΩ，PVl、PV2的內(nèi)阻RV=100kΩ。圖中R＋、R－分別為直流系統(tǒng)正、負極對地絕緣電阻。絕緣監(jiān)察裝置能在任一極絕緣電阻低于規(guī)定值時自動發(fā)出燈光和音響信號，可利用它判斷接地極和正、負極的絕緣電阻值。一、直流絕緣監(jiān)察裝置第五節(jié)監(jiān)察裝置和閃光裝置1．電磁型直流絕緣監(jiān)察裝置一、54電磁型直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置原理圖電磁型直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置原理圖55(1)信號部分。平時ST2置于“0”位置，信號部分處于經(jīng)常監(jiān)視狀態(tài)，R3被短接，Rl、R2與R＋、R－組成電橋的4個臂，KS接于電橋的對角線上，相當于直流電橋中檢流計的位置。正常狀態(tài)下，R＋≈R－，KS中只有微小的不平衡電流流過，KS不動作；當某一極的絕緣電阻下降時，電橋失去平衡，當流過KS的電流達到其動作電流時，KS動作，其常開觸點閉合，發(fā)出預告信號(燈光和音響)。對220V直流系統(tǒng)，當R＋、R－之一下降到20kΩ以下時發(fā)出信號。(2)測量部分。信號部分發(fā)出預告信號后，先用電壓表PV2判別哪一極絕緣電阻降低，而后用PVl測量直流系統(tǒng)對地的總絕緣電阻RΣ，并計算出R＋、R－。將ST3置于“1”位置，測量正母線對地電壓U＋，可判別R－情況。如果U＋=0，說明R－極大(因此，母線正極不能經(jīng)PV2、R－與負極構(gòu)成通路，PV2中無電流)；若0<U＋<UM，說明R－降低；若U＋=UM，說明R－=0，即母線負極為金屬性接地?？傊琔＋愈大，說明R－愈低，即負極絕緣降低愈嚴重；反之，U＋愈小，說明R－愈高，即負極絕緣愈好。類似地，將ST3置于“2”位置，測量負母線對地電壓U－，可判別R＋情況。(1)信號部分。平時ST2置于“0”位置，信號部分處于經(jīng)常562．微機型直流絕緣監(jiān)察裝置WZJ微機型直流絕緣監(jiān)察裝置原理方框圖2．微機型直流絕緣監(jiān)察裝置WZJ微機型直流絕緣監(jiān)察裝57(1)常規(guī)監(jiān)測。通過兩個分壓器取出“＋對地”和“－對地”電壓，送入A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)微機作數(shù)據(jù)處理后，數(shù)字顯示正負母線對地電壓值和絕緣電阻值，其監(jiān)視無死區(qū)；當電壓過高或絕緣電阻過低時發(fā)出報警信號，報警整定值可自行選定。(2)對各分支回路絕緣的巡查。各分支回路的正、負出線上都套有一小型電流互感器，并用一低頻信號源作為發(fā)送器，通過兩隔直耦合電容向直流系統(tǒng)正、負母線發(fā)送交流信號。由于通過互感器的直流分量大小相等、方向相反，它們產(chǎn)生的磁場相互抵消，而通過發(fā)送器發(fā)送至正、負母線的交流信號電壓幅值相等、相位相同。這樣，在互感器二次側(cè)就可反應出正、負極對地絕緣電阻(Rj＋、Rj－)和分布電容(Cj)的泄漏電流向量和，然后取出阻性(有功)分量，經(jīng)多路切換開關(guān)送入A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)微機作數(shù)據(jù)處理后，數(shù)字顯示阻值和支路序號。整個絕緣監(jiān)測是在不切斷分支回路的情況下進行的，因而提高了直流系統(tǒng)的供電可靠性，且無死區(qū)。在直流電源消失的情況下，仍可實現(xiàn)巡查功能。(1)常規(guī)監(jiān)測。通過兩個分壓器取出“＋對地”和“－對地”電58

二、直流電壓監(jiān)察裝置

直流用電設(shè)備對工作電壓都有嚴格的要求，因此直流系統(tǒng)必須裝設(shè)電壓監(jiān)察裝置。其作用是當直流系統(tǒng)電壓發(fā)生異常(過低或過高)時，發(fā)出預告信號，通知值班人員處理。工程中應用的電壓監(jiān)察裝置接線圖如下圖所示。它主要由一個低電壓繼電器KV1和一個過電壓繼電器KV0組成。通常KV1的返回電壓整定為0.75UM，KV0的動作電壓整定為1.25UM，其中UM為直流母線的額定電壓。母線電壓正常時，圖中KV1的動斷觸點及KV0的動合觸點均斷開。當母線電壓降低到0.75UM時，KV1返回，其觸點閉合；當母線電壓升高到1.25UM時，KV0啟動，其觸點閉合。兩種情況分別點亮對應的光字牌，并發(fā)預告音響信號。二、直流電壓監(jiān)察裝置直流用電設(shè)備對工作電壓都有嚴格的要求59

電壓監(jiān)察裝置接線圖FUl、FU2、FU3—熔斷器；KV1—低電壓繼電器；KV0—過電壓繼電器；R1、R2—電阻；HP1、HP2—光字牌電壓監(jiān)察裝置接線圖60三、閃光裝置

閃光裝置的主要作用是：當斷路器控制回路出現(xiàn)“不對應”情況時，使其位置信號燈閃光，以提醒值班人員。用閃光繼電器構(gòu)成的閃光裝置接線圖如下圖所示。其中閃光繼電器KH由中間繼電器K、電容C及電阻R及組成。裝置的工作原理如下。(1)未按下SB時，下述回路接通：＋→FUl→SB動斷觸點→HL→R1→FU2→－。信號燈發(fā)平光，監(jiān)視閃光裝置的電源的完好性。(2)當按下SB時(按著不放)，其動斷觸點斷開，動合觸點閉合，KH的下述回路接通：＋→FUl→K動斷觸點→C→R→M100(+)→SB動合觸點→HL→R1→FU2→—電容器C充電，其兩端電壓逐漸升高，M100(+)小母線的電壓隨之降低，信號燈HL變暗；當C的電壓升高到繼電器K的動作電壓時，K動作，其動斷觸點斷開，切斷K的線圈回路。三、閃光裝置閃光裝置的主要作用是：當斷路器控制回路出現(xiàn)“61同時其動合觸點閉合，將正電源直接加到M100(+)上，使HL發(fā)出明亮的光，此時C經(jīng)繼電器K放電，保持K在動作狀態(tài)；當C兩端電壓下降至繼電器K的返回電壓時，K返回，其動斷觸點重新閉合，又接通C的充電回路，同時其動合觸點斷開，HL熄滅，此后重復上述過程。于是，信號燈HL一滅一亮形成閃光。凡跨接于M100(+)小母線和負極之間的信號燈回路，當該回路接通時，其效果與上述按下按鈕SB一樣，會使得相應的信號燈閃光。用閃光繼電器構(gòu)成的閃光裝置接線圖同時其動合觸點閉合，將正電源直接加到M100(+)上，使HL62四、交流絕緣監(jiān)察裝置

在中性點非直接接地系統(tǒng)（也稱小電流接地系統(tǒng)）中，發(fā)生一相接地時，故障相對地電壓降低（極限情況下降到零），其它兩相對地電壓升高（極限情況上升至線電壓值），但線電壓保持不變，接于相間運行的設(shè)備仍可正常工作。因此，在中性點非直接接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時，允許繼續(xù)運行一段時間，通常為2h。但是，假如一相接地的情況不能及時被發(fā)現(xiàn)和加以處理，則由于兩非故障相對地電壓的升高，可能在絕緣薄弱處引起絕緣被擊穿而造成相間短路。因此，必須裝設(shè)交流絕緣監(jiān)察裝置，以便在電網(wǎng)中發(fā)生一相接地時，及時發(fā)出信號，使值班人及時找出接地線路并消除接地故障。四、交流絕緣監(jiān)察裝置在中性點非直接接地系統(tǒng)（也稱小電流接地63如下圖所示為交流絕緣監(jiān)察裝置的原理接線圖。正常運行時，由于一次回路電壓對稱，因而裝置中的3只電壓表指示相同，均為一次回路的相電壓，而開口三角形的輸出電壓為0V，無信號發(fā)出。若一次系統(tǒng)某相發(fā)生接地時，開口三角形將有零序電壓輸出（極限值為100V），若此電壓達到或超過電壓繼電器K的啟動電壓時，K動作啟動預告信號裝置，發(fā)出燈光和音響信號。同時，工作人員可依照3只電壓表的指示得知接地相（電壓指示降低的相即為接地相）。另外，微機型交流絕緣監(jiān)察裝置能通過巡回檢測各支路的零序電流確定接地支路。如下圖所示為交流絕緣監(jiān)察裝置的原理接線圖。正常運行時，由于一64交流絕緣監(jiān)察裝置原理接線圖K—過電壓繼電器；TV—電壓互感器交流絕緣監(jiān)察裝置原理接線圖65在小電流接地系統(tǒng)中，電壓互感器高壓側(cè)一相熔斷器熔斷和發(fā)生一相接地的區(qū)別：（1）電壓互感器高壓側(cè)一相熔斷器熔斷時，從二次側(cè)觀察：熔斷相的電壓會降低，另兩相的電壓不升高，線電壓會下降。（2）電壓互感器高壓側(cè)發(fā)生一相接地時，從二次側(cè)觀察：接地相的電壓會降低，另兩相的電壓會升高，線電壓不變。在小電流接地系統(tǒng)中，電壓互感器高壓側(cè)一相熔斷器熔斷和66第六節(jié)廠用電源快切裝置一、廠用電源切換方式分類1．按開關(guān)動作順序分類(1)并聯(lián)切換；(2)串聯(lián)切換；(3)同時切換。2．按啟動原因分類正常切換；(2)事故切換；(3)不正常切換。3．按切換速度分類(1)快速切換；(2)同期捕捉切換；(3)殘壓切換。第六節(jié)廠用電源快切裝置一、廠用電源切換方式分類1．按開67二、快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換廠用電一次系統(tǒng)簡圖母線殘壓特性示意圖二、快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換廠用電一次系統(tǒng)簡圖母線68如上圖所示，左側(cè)為廠用電系統(tǒng)簡圖，當工作電源側(cè)發(fā)生故障時，工作斷路器1QF跳開，6kV母線失去工作電源，廠用電動機開始惰行，此時6kV母線殘壓將按照右側(cè)圖所示的螺旋線軌跡逐漸衰減。

1.快速切換假定正常運行時工作電源與備用電源同相，其電壓相量端點為A，則工作電源消失后母線殘壓相量端點將沿殘壓曲線由A向B方向移動，如能在AB段內(nèi)合上備用電源，則既能保證電動機安全，又不使電動機轉(zhuǎn)速下降太多，這就是所謂的“快速切換”。圖中快速切換時間應小于0.25s。

2.同期捕捉切換越過B點后BC段為不安全區(qū)域，不允許切換。在C點后至CD段實現(xiàn)的切換就是所謂的“同期捕捉切換”。以上圖為例，同期捕捉切換時間約為0.6s，對于殘壓衰減較快的情況，該時間要短得多。若能實現(xiàn)同期捕捉切換，特別是在同相點合閘，對電動機的自啟動也很有利，因此時廠用母線電壓衰減到65%～70%左右，電動機轉(zhuǎn)速不至于下降很大，且備用電源合閘時沖擊最小。如上圖所示，左側(cè)為廠用電系統(tǒng)簡圖，當工作電源側(cè)發(fā)生故69三、廠用電源快切裝置的硬件組成如下圖所示為微機型廠用電快速切換裝置硬件組成框圖。該裝置采用雙CPU結(jié)構(gòu)。模擬量信號經(jīng)過變壓器隔離后，一部分經(jīng)過零比較器進入CPU1的高速輸入口HS1，進行頻差和相差測量；另一部分進入CPU1的A/D轉(zhuǎn)換器，完成對各種電壓幅值的采樣處理。電壓幅值與相差和頻差的處理相對獨立。CPU2處理輸入的開關(guān)量信號。兩個CPU分別同時處理各種數(shù)據(jù)，并通過雙口RAM達到信息共享。所有輸入信號均采用光電隔離或變壓器隔離，所有輸出信號均為繼電器接點方式，快切裝置內(nèi)電路與外部電氣線路完全隔離。三、廠用電源快切裝置的硬件組成如下圖所示為微機型廠70四、廠用電源快切裝置的軟件組成如圖所示為微機型廠用電快速切換裝置主循環(huán)程序框圖，框圖中各模塊的主要功能如下：（1）相差、頻差計算。（2）同期捕捉計算。（3）電壓檢測。（4）邏輯控制。（5）自檢。（6）設(shè)置和信息打印。（7）通訊。四、廠用電源快切裝置的軟件組成如圖所示