第九章 发电厂和变电站的控制与信号,第一节 二次接线图,一、二次接线图的内容 二次设备：对一次设备测量、监视、控制和保护的设备是电力系统安全、经济运行必不可少的重要组成部分 二次回路：由二次设备所组成的回路包括：交流电压回路、交流电流回路、断路器控制与信号回路、继电保护回路和自动装置回路等 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 二次接线图分类：原理图（包括集中式原理接线图、展开接线图）和安装图（包括屏面布置图、屏后接线图）二、原理接线图 1、概念：又简称原理图，是用以表达测量仪表、控制信号、继电保护和自动装置工作原理的电路图图中各元件以整体形式出现，并与一次系统有关部分画在一起，组成电流回路、电压回路、控制回路和信号回路等 2、特点：图中信号来源、去向清晰完整，有利于理解动作原理 缺点：元件较多时，接线会相互交叉，显得零乱，而且元件端子及连接线无标号，使用不便 常用于解释动作原理 下图为35kV线路保护原理接线图电流继电器K1、K2、中间继电器K5、信号继电器K7组成电流速断保护 电流继电器K3、K4、时间继电器K6和信号继电器K8组成过流保护。
若速断保护范围内发生短路→ K1、K2 动作→ K1、K2常开触点接通 → K5 启动→ K5触点接通 →启动信号继电器K7 →发出信号→经Q1辅助触点→分闸线Y2带电→ Q1跳闸切除故障过电流保护同样原理三、展开接线图 简称展开图在展开图中，各元件被分解成若干部分，分散在各二次回路中，形成交流电流回路展开图、交流电压回路展开图、直流操作回路展开图和直流信号回路展开图等形式 图中，元件、线圈和触点都按规定的文字符号加以标注，以便看出其功能 任何一条回路都由按钮、触点、线圈等依电流通过方向，由左至右，从上到下顺序排列展开接线图的规则：,（1）二次设备按统一规定的图形符号和文字符号画出 （2）按供给二次设备的各个独立电源划分回路，各回路在图上分开表示交流回路以电压互感器或电流互感器的一次级线圈作为独立电源，直流回路以熔断器后引出为独立电源） （3）继电器和接触器的线圈和触点、仪表的电流和电压线圈、控制开关的各对触点、断路器和隔离开关的各个辅助触点，都分开画在所属的回路中，但同一设备的文字符号必须相同 （4）二次设备的连接次序从左至右、动作顺序从上到下，接线图的右侧有相应的文字说明 （5）开关电器的触点采用开关断开时的状态，继电器的触点采用不通电的状态。
注意：继电器线圈通电，其触点的状态不一定改变，只有通过电流超过其整定值时才会改变） （6）继电器的线圈和触点不在同一张图上时，要注明引出处四、屏面布置图 是决定屏上各个设备的排列位置及相互间距离尺寸的图 要求按照一定的比例尺寸绘制 屏面布置应满足的要求： ①经常监视的仪表和继电器不要布置太高；②操作元件（控制开关等）高度要适中，相互间留有一定距离；③检查和试验多的设备要位于屏中央，同类设备布置在一起 布置要紧凑、美观1、控制屏屏面布置图 电流表、功率表、电压表、功率因数表、频率表等位于最上几排，距地面1.5-2.2m左右； 下面为光字牌、转换开关、同期开关等； 再下面为模拟母线、隔离开关的位置指示器、信号灯及控制开关等； 模拟母线涂色区别：500kV涂深红色；330kV涂白色；220kV涂紫色；110kV涂米红色；35kV涂鲜黄色；10kV涂绛红色；6kV涂深蓝色；3kV涂深绿色；380V涂黄褐色；220V涂深灰色2、继电器屏屏面布置图 不需要经常观察的继电器布置在屏上部； 运行中需要监视和检查的继电器布置在中部，距地面1.5m左右； 体积较大的继电器（如时间继电器、重合闸继电器、方向继电器等）和信号继电器在屏下部； 最下部为连接片和试验部件； 由上到下排列顺序：电流继电器、电压继电器、中间继电器等；,五、屏后接线图 1、端子排接线图 屏内设备与屏外设备相连均需通过接线端子，接线端子的总和称端子排； 端子排位于屏后左右两侧； 屏内设备连接不需经过端子排； 端子排排列原则： ①不同安装单位的端子分别排列，不得混杂； ②端子排一般竖向排列，并靠近本安装单位那一侧； ③每一安装单位的端子排要按照顺序排列，以便查找。
常见排列顺序：交流电流回路、交流电压回路、信号回路、直流回路、其它回路2、互连接线图 是表示成套设备中的各个结构单元之间连接关系的接线图 图中各设备用设备种类代号字母表示设备种类； 在设备的端子上采用相对编号法表示导线的去向； 省去连接导线，使接线图清晰、简便 设备种类代号字母国家标准规定：电容器—C、保护器件—F、发电机—G、信号器件—H、继电器及接触器—K、电感器—L、电动机—M、测量设备—P、电力电路开关—Q、电阻器—R、控制电路开关—S、变压器及互感器—T、半导体器件—V、母线及线路—W、端子—X、电气操作的机械装置—Y第二节 断路器的控制回路,控制方式有两种：就地控制和距离控制（远方控制）； 就地控制是指操作人员在断路器附近进行控制；适用电压等级较低回路的断路器控制； 距离控制是指操作人员利用控制开关在距离断路器几十或几百米对断路器进行控制；适用电压等级较高回路的断路器控制； （一）断路器控制回路及基本要求 断路器控制回路由发出操作命令的控制机构、执行操作命令的操动机构和传递操作命令的中间传送机构组成 断路器控制回路要满足以下基本要求：,1）断路器的合闸和跳间回路是按短时通电来设计的。
操作完成后，应迅速自动断开、合闸或跳闸回路以免烧坏线圈为此，在合、跳闸回路中，接入断路器的辅助触点，既可将回路切断，同时，还为下一步操作做好准备 2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸和跳闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动合闸或跳闸 3）控制回路应具有反映断路器位置状态的信号 4）具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”装置 5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视 注：控制回路使用的电压，有较高的直流电压(220V或110V)或较低的直流电压(48V)使用前一种电压进行控制，叫强电控制，使用后一种电压叫弱电控制．一般常采用强强电控制断路器控制回路的基本要求,二、灯光监视的控制回路,1、控制部件,控制开关触点位置图：,,,,2、工作原理,（1）手动合闸 a、分闸后：触点10－11通，电源绿灯平光； 1L+→FU1→SA触点10－11→绿灯GN→R1→常闭触点Q1→合闸接触器K→FU2→1L- 说明：1）由于绿灯GN和R1的限流作用，回路电流不足以使合闸接触器K动作； 2）绿灯发平光说明合闸回路完好， b、预合闸：触点9－10，13－14通，电源绿灯闪光； 闪光母线L+→SA触点9－10→绿灯GN→R1→常闭触点Q1→合闸接触器K→FU2→1L- c、合闸：触点5－8通，1L+→FU1→SA触点5－8→常闭触点Q1→合闸接触器K→FU2→1L-，合闸接触器K动作（无限流电阻），在合闸线圈回路中，当触点HC闭合时，合闸线圈HQ通电，经操动机构夫进行合闸操作。
合闸后，断路器的辅助触点也相继切换，Q1开，Q2合1）手动分闸 a、合闸后：触点16－13通，电源红灯发平光； 1L+→FU1→SA触点16－13→红灯RD→R2→常开触点Q2→跳闸线圈→FU2→1L- 说明：1）由于红灯GN和R2的限流作用，回路电流不足以使跳闸线圈动作； 2）红灯发平光说明跳闸回路完好， b、预分闸：触点10－11，13－14通，电源红灯闪光； 闪光母线L+→SA触点13－14→红灯RD→R2→常开触点Q2→跳闸线圈→FU2→1L- c、跳闸：触点6－7通，1L+→FU1→SA触点6－7→常开触点Q2→跳闸线圈→FU2→1L-，跳闸线圈动作（无限流电阻），断路器动作跳闸后，断路器的辅助触点也相继切换，Q1合，Q2开3）自动合闸 a、通过自动合闸装置动作，其相应的触点闭合完成 b、合闸：自动合闸触点通，1L+→FU1→自动合闸触点→常闭触点Q1→合闸接触器K→FU2→1L-，合闸接触器K动作（无限流电阻），在合闸线圈回路中，当触点HC闭合时，合闸线圈HQ通电，经操动机构夫进行合闸操作合闸后，断路器的辅助触点也相继切换，Q1开，Q2合 注意：合闸后，此时操作手柄在跳闸后位置，触点14－15通，则：闪光母线L+→SA触点14－15→红灯RD→R2→常开触点Q2→跳闸线圈→FU2→1L-，红灯闪。
红灯闪光表明控制开关位置与当前断路器的实际状态不对应，提醒运行人员去调整手柄位置4）自动跳闸 a、通过保护动作，其相应的触点闭合完成 b、跳闸：保护触点通，1L+→FU1→SA触点6－7→常开触点Q2→跳闸线圈→FU2→1L-，跳闸线圈动作（无限流电阻），断路器动作跳闸后，断路器的辅助触点也相继切换，Q1合，Q2开 注意：跳闸后，此时操作手柄在合闸后位置，触点9－10通，则：闪光母线L+→SA触点9－10→绿灯GD→R1→常闭触点Q1→跳闸线圈→FU2→1L-，绿灯闪绿灯闪光表明控制开关位置与当前断路器的实际状态不对应，提醒运行人员去调整手柄位置5）防跳装置 所谓“防跳”是指防止断路器手动合闸到故障线路上，断路器发生多次合、分闸的跳跃现象因为这种跳跃一方面使断路器受到严重损坏，另一方面影响电力系统的安全运行 采取的措施有机械“防跳”和电气“防跳”发生跳跃的原因：控制开关手柄未复归或其触点被卡住，以及自动投入装置的触点被卡住 “防跳”原理：在控制开关SA触点⑤、⑧接通后的合闸过程中，若一次回路有故障存在，继电保护动作，出口继电器触点K2闭合，使断路器分闸此时，防跳闭锁继电器K1的电流线圈流过电流使K1动作，一方面用常闭触点K1-2切断合闸回路，避免再次合闸；另一方面通过常开触点K1-1闭合使回路1L+→SA触点⑤、⑧→常开触点K1-1→防跳闭锁继电器K1的电压线圈→1L-导通，使防跳闭锁继电器K1的电压线圈带电，形成自保持；直到SA返回，其触点⑤、⑧断开为止。
三、用音响监视的断路器控制回路 在大型火力发电厂中，因断路器较多，采用灯光监视控制回路，则运行中控制回路发生故障时，灯光的熄灭不易被值班人员发现，故经常采用用音响监视的断路器控制回路 特点：⑴断路器位置指示灯回路与控制回路分开，且只用一个信号灯装在LW2-YZ型控制开关的手柄内 ⑵控制回路中加入位置继电器K5、K6，正常只有一个通电，若控制回路出现故障，则利用位置继电器K5、K6的辅助触点接通控制回路断线预警信号小母线，启动中间继电器K7，启动音响信号从而发出音响 原理与用灯光监视的断路器控制回路相似四、断路器控制接线（按钮式）,第四节 信号装置,发电厂中，运行人员除依靠测量仪表对设备运行状况进行监视外，还必须借助信号装置及时反映出设备的工作状况和非正常运行状态，同时信号装置还作为与有关车间联络、指挥的工具 一、发电厂的信号分类 1、按使用的电源可分为强电信号系统和弱电信号系统;前者一般为110V或220V电压;后者一般为48V及以下电压 2、按信号的表示方法可分为灯光信号和音响信号，灯光信号又可分为平光信号和闪光信号以及不同颜色和不同闪光频率的灯光信号，音响信号又可分为不同音调或语音的音响信号。
计算机集散系统在电力系统应用后，使信号系统发生了很大的变化3、按用途可分为: ⑴位置信号指示断路器（用灯光）和隔离开关（专用位置指示器）位置信号如用灯光表示断路器合、跳闸位置;用专门的位置指示器表示隔离开关位置状态 ⑵预告信号电气设备出现异常（过负荷、温度过高、控制回路断线等），提醒运行人员进行处理的信号；包括灯光信号（光字牌）和音响信号（电铃）预告信号也有音响和灯光两部分构成音响信号一般由警铃发出，同时标有故障性质的光字牌灯光信号点亮 常见的预告信号有:发电机和变压器过负荷;汽轮机发电机转子一点接地;断路器跳、合闸线圈断线;变压器轻瓦斯保护动作、变压器油温过高、变压器通风故障;发电机强行励磁动作;电压互感器二次回路断线;交、直流回路绝缘损坏发生一点接地、直流电压过高或过低及其他要求采取措施的不正常情况，如液压操动机构压力异常等 。