发电厂及变电站的二次回路.ppt
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1、发电厂及变电站的二次回路,绪 论,发电厂及变电站的二次回路,发电厂及变电站的二次回路,一、二次回路的作用和地位1、一次设备,是构成电力系统的主体,是直接生产、输送、分配电能的电气设备,包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等。,2、二次设备,是对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气设备,包括测量仪表、控制与信号器具、继电保护和自动装置等。一次设备及其相互连接的回路称为一次回路。二次设备及其相互连接的回路称为二次回路。,二、二次回路的内容,包括发电厂和变电站一次设备的控制、测量、信号、调节、继电保护和自动装置等回路以及操作电源系统。,由控制开关和控制对象(断路器、
2、隔离开关)的传送机构及执行机构组成。作用是对开关设备进行“跳、合闸”操作。控制回路按自动化程度可分为:手动控制和自动控制;按控制距离可分为:就地控制和距离控制;按控制方式可分为:分散控制和集中控制;按操作电源性质可分为:直流操作和交流操作;按操作电源电压和电流的大小可分为:强电控制和弱电控制。,1、控制回路,2、信号回路,由信号发送机构、传送机构和信号器具构成。其作用是反映一、二次设备的工作状态。信号回路按信号性质分为:事故信号、预告信号、指挥信号和位置信号四种;按信号显示方式分为:灯光信号和音响信号两种;按信号的复归方式分为:手动复归和自动复归两种。,3、测量回路,指调节型自动装置。由测量机
3、构、传送机构、调节器和执行机构组成。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。,由各种测量仪表及其相关回路组成。作用是指示或记录二次设备的运行参数,以便运行人员掌握一次设备运行情况。它是分析电能质量、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。,4、调节回路,5、继电保护及操作型自动装置回路,由测量机构、传送机构、执行机构及继电保护和自动装置组成。,作用:自动判别一次设备运行状态,在系统发生故障或异常运行时,自动跳开断路器或发出异常运行信号,故障或异常运行状态消失后,快速投入断路器,恢复系统正常运行。,6、操作电源系统,由电源设备和供电网络组成
4、,包括直流电源和交流电源系统。作用是供给上述各回路工作电源。发电厂和变电站的操作电源多采用直流电源系统,简称直流系统。,绪 论,绪 论,发电厂及变电站的二次回路,三、监测和控制技术的发展,随着机组容量的增大,自动化水平的提高以及计算机和微机技术的应用,监测和控制技术迅速发展。其发展过程是一个从分散到集中,从单元到综合,从低级到高级的过程。,1、就地分散控制,是在被控对象所在地,运行人员就地对被控对象进行监视和控制。控制方式简单且易于实现,不便于各机组或各设备之间的协调控制。一般适应于小型发电厂和变电站。在大、中型发电厂和变电站中,只适用于610kV屋内配电装置主设备的控制。,2、电气集中控制,
5、是在主控制室或网络控制室,运行人员对全厂(站)的主要电气设备集中进行监视和控制。在主控制室主要是对发电机、主变压器、高压母线设备、高压厂用工作变压器与备用变压器和35kV及以上输电线路进行监视和控制。这种集中控制方式一般用于单机容量为100MW及以下的发电厂和35kV及以上的变电站。在网络控制室主要是对三绕组变压器及自耦变压器、高压母线设备和110kV及以上输电线路进行监视和控制。网络集中控制方式通常与单元控制相配合。,3、单元控制,在单元控制室,运行人员对本单元的机、炉、电主要设备进行监视和控制。单元控制一般用于单机容量为200MW及以上发电厂。便于机、炉、电统一调度和事故处理,有利于运行人
6、员协调配合,是目前我国大型发电厂广泛采用的控制方式。,4、综合控制,以计算机为核心,同时实现全厂(站)的监视、控制、测量、调节、保护、分析判断和计划决策等功能。更好地实现各单元的协调配合,提高控制质量和自动化水平,并在整个电力生产、输送过程中实现最佳控制,使机组的安全生产和经济运行达到最优状态。我国大容量的发电厂和高压、超高压变电站已采用了计算机监控系统,特别是变电站综合自动化系统的应用,更标志着我国监测和控制技术发展到了一个新水平。,第一章 互感器及其二次回路,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,本章主要内容介绍互感器作用;对电流、电压互感器二次回路的基本要求;电压互感器二
7、次回路的短路保护;电压互感器二次回路断线信号装置;电压互感器二次电压切换电路;电流互感器二次负载。互感器的作用(1)将一次回路的高电压和大电流缩小成二次回路的低电压和小电流,并规范为标准值。这样可使测量仪表、继电保护及自动装置标准化、小型化。(2)将一次回路与二次回路进行电气隔离,既保证了二次设备和人身安全,又保证了维修时不必中断一次运行设备。,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,1.1 电压互感器一、电压互感器的结构(一)JSJW-10三相五柱式电压互感器,结构特点:1、五柱式铁芯 2、一次三相绕组 3、二次三相绕组 主二次绕组 和辅助二次绕组,(二)JDJ-10型油浸式单
8、相电压互感器,(三)JDC5-220型单相油浸式电压互感器,(四)JCC型串级式电压互感器,(五)TYD电容式电压互感器,在被测线路的某相与地之间串入电容器C1和C2,C1和C2按反比分压,C2上电压UC2为,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,二、电压互感器的特点1、电压互感器二次绕组的额定电压,当一次绕组电压等于额定值时,二次额定线电压为100V,额定相电压为100/3。辅助二次绕组额定相电压:用于35kV及以下中性点不直接接地系统为100/3V;用于110kV及以上中性点直接接地系统为100V。,2、电压互感器正常运行时近似空载状态,电压互感器二次负载,是测量仪表、继电
9、保护及自动装置的电压线圈,电压线圈导线较细,负载阻抗较大,负载电流很小。所以电压互感器正常运行时近似于空载运行的变压器。,3、电压互感器二次侧不允许短路,由于电压互感器内阻抗很小,若二次回路短路时,会出现危险的过电流,将损坏二次设备和危及人身安全。,4、电压互感器的变比,35kV及以下中性点不直接接地系统,110kV及以上中性点直接接地系统,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,三、电压互感器的极性及接线方式(一)电压互感器的极性,TV的极性端采用减极性法标注。TV一、二次绕组的极性决定于绕组的绕向;TV一、二次绕组电压相位决定于绕组的绕向和对绕组始末端的标注方法,我国按一、二
10、次电压相位相同的方法标注极性端,这种标注方法称为减极性标注法。,极性端是指在同一瞬间,端子H1有正电位时,端子K1也有正电位,则两端子有相同的极性。,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,(二)电压互感器的接线方式,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,(1)35kV及以下中性点不直接接地系统,(2)110kV及以上中性点直接接地系统,辅助二次绕组作用,构成零序电压滤过器,开口三角端子输出电压,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,1-2 电压互感器二次回路一、对电压互感器二次回路的要求,二、电压互感器二次回路的短路保护,(1)电压互感器的接线方
11、式应满足测量仪表、远动装置、继电保护和自动装置检测回路的具体要求。(2)应装设短路保护。(3)应有一个可靠的接地点。(4)应有防止从二次回路向一次回路反馈电压的措施。(5)双母线上电压互感器,应有可靠的二次切换回路。,TV正常运行时,近似于空载状态,若二次回路短路,会出现危险的过电流,将损坏二次设备和危及人身安全。必须在TV二次侧装设熔断器或低压断路器。,1装设熔断器,在35kV及以下中性点不直接接地系统中,一般不装设距离保护,不用担心在TV二次回路末端短路时,因熔断器熔断较慢而造成距离保护误动作。可在二次绕组各相引出端装设熔断器作为短路保护。,熔断器选择原则(1)在TV二次回路内发生短路时,
12、熔断器熔体的熔断时间应小于继电保护的动作时间。(2)熔断器熔体的额定电流应整定为二次最大负载电流的1.5倍。对于双母线系统,应考虑一组母线停止运行时,所有电压回路的负载全部切换至另一组电压互感器上。,2装设自动开关,110kV及以上中性点直接接地系统,通常装有距离保护,如果在远离电压互感器的二次回路上发生短路故障时,由于二次回路负载阻抗较大,短路电流较小,熔断器不能快速熔断,但在短路点附近电压比较低或等于零,可能引起距离保护误动作。应在二次绕组各相引出端装设快速自动开关作为短路保护。,自动开关选择原则(1)自动开关脱扣器动作电流应整定为1.52.0I2fmax。(2)当TV运行电压为90%UN
13、时,在二次回路末端经过渡电阻发生两相短路,而加在继电器线圈上的电压低于70%UN时,能瞬时动作于跳闸。(3)脱扣器的断开时间0.02s.,注意在中性线和辅助二次绕组回路中,均不装设熔断器或自动开关。正常运行时,中性线和辅助二次绕组回路中,没有电压或只有很小的不平衡电压;同时此回路也难以实现对熔断器和自动开关的监视。由TV二次回路引到继电保护屏去的分支回路上,为保证继电保护工作的可靠性,不装设熔断器;引到测量仪表回路去的分支回路上,应装设熔断路。,发电厂及变电站的二次回路,第一章 互感器及其二次回路,三、电压互感器二次回路断线信号装置,由于TV二次输出端装有短路保护,故当短路保护动作或二次回路断
14、线时,与其相连的距离保护可能误动作。,利用零序电压原理构成的断线信号装置,为避免在电压回路断线情况下,又发生外部故障造成距离保护无选择性动作,装设电压回路断线信号装置,当二次回路断线时,发出断线信号,及时发现并处理。,1、正常运行,2、一相或二相断线,由于N与N等电位,辅助二次回路电压也等于零,断线信号继电器K不动作。,由于N与N之间出现零序电压,而辅助二次回路仍无电压,断线信号继电器K动作,发出断线信号。,3、三相断线,在N 与N之间无零序电压出现,K将拒绝动作,不发信号。,为此在熔断器或自动开关的任一相上并联一电容器,当三相同时断开时,电容器C仍串接在一相电路中,则N 与N之间仍有电压,可
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