第二章 6kv电动机、 控制、保护、测量和信号回路二次设备目录绪论11.就地分散控制22.集中控制23.单元控制24.综合自动化控制2一、6kv电动机、 控制、保护、测量和信号回路一次设备31.1工作环境31.2分析电路：41.3电流互感器5二、6kv电动机、 控制、保护、测量和信号回路二次回路62.1工作状态62.2 跳闸及监视回路8三、 电动机综合保护系统113.1 装置参数113.2 保护电流输入123.3测量电流输入133.4零序电流测量、保护143.5 时钟同步信号153.6综合保护系统16后记：18致谢：193摘 要：6kv厂用电动机的保护、控制、测量和信号回路的设计是常用电力系统的重要组成 部分，随着科学技术的不断发展和工艺水平的日益提高，发电厂二次系统经历了从简单到复杂，从低级到高级的发展过程。在6kv厂用电动机的二次回路技术水平的高低决定了发电厂自动化的程度。可见6kv厂用电动机的保护、控制、测量和信号回路的设计已经上升到一个新的生产舞台 6kv Motors plant protection, control, measurement and signal circuit design is a common power system an important component of that with the continuous development of science and technology and the increasing level of technology, the system has experienced two power plants from simple to complex , from low level to high level of the development process. 6 kv electric motor plant secondary loop depends on the level of the degree of automation of the plant. So 6 kv electric motor plant protection, control, measurement and signal circuit design has been elevated to a new stage production关键词：电动机保护（Motor Protection） 控制（control） 测量（measurement） 信号回路（signal loop）绪论 电机是经济发展的先行官。随着社会经济的不断发展，对电力系统的要求也越来越高。而现代电力系统，无论是单机容量，还是系统容量都越来越大，电网的结构也开始复杂。为了更好地保证电力系统的安全、稳定运行，提高电机在电厂的工作质量，从而为经济建设提供有力的保障，必须提高电力系统运行的可靠性。 在电力系统中，无论是发电厂、变电站，还是用电单位，其电气设备均可分为一次设备和二次设备两大类。在二次设备中厂用电动机的保护、控制、测量和信号回路的设计是发电厂电力系统的重要组成部分，它不同于生产、传输和分配电能的设备的一次设备它是起到测量、控制、监控、保护和自动调节的二次设备。所以6kv厂用电动机的保护、控制、测量和信号回路的设计是以二次系统进行展开进行的。 二次回路技术的发展是从简单的就地分散控制到由计算机为核心构成的综合控制，经历了以下的四个发展阶段。 1.就地分散控制 就地分散控制，是指对每个被控制对象设置独立对象设置独立的控制回路，在被控制对象的安装地点进行一对一的控制。这种控制方式的优点是回路简单，工作可靠。其缺点是难以实现各机组间和同一机组哥设备的协调配合。因此只适合与小型发电厂和对自动化程度要求不高的中、小型变电站以及大型发电厂的辅助车间和对次要用户的供用电线路。 2.集中控制 集中控制，是指将全厂（所）的主要电气设备（如发电机、变压器和35KV及以上电压等级的输电线路等）集中在中央控制室（或称主控制室）内实现远方集中控制。这种控制方式分为一对一的强电控制方式和一对多的弱电选线控制方式，适用于单机容量为100MW及以下的发电厂和35KV及以上的变电站。 这种控制方式实行的是炉、机、电、分开控制的方式。除了中央控制室外，还没有锅炉控制室和汽轮控制等。这种控制方式炉、机的值班条件较差，但这种控制方式的技术成熟，并为广大电气从业人员所熟悉。 随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国南方地区的许多企业已经或计划建设自备热电厂，这类电厂比较适合采用集中控制方式。 3.单元控制 单元控制是一种将炉、机、电集中在一起的控制方式。发电厂采用单元制控制方式时，全厂设置若干个单元控制室和一个网络控制室，每个单元控制一台或者两台机组的炉、机、电的所有重要设备，由网络控制室来实现对升压站的控制和全厂各机组的协调。 单机容量为125MW及以上的火力发电厂广泛采用单元控制方式。 4.综合自动化控制 综合自动化控制是一种以计算机为核心构成的集散控制系统，将发电厂或者变电站的测量、控制、保护、信号和自动控制集中在计算机内进行。计算机除了具有逻辑分析能力外，还具有数值运算和数据储存的能力。因此，综合自动化控制方式除了具备常规控制方式的功能外，还能进行优化计算，实现最经济运算。 目前我国新建的发电厂和变电站广泛采用综合自动化控制方式一、6kv电动机、 控制、保护、测量和信号回路一次设备1.1工作环境 6KV电动机工作于厂用电压为6KV的电压环境下。发电机的作用是把机械能转化为电能；电动机的作用是把电能转变为机械能，拖动各种生产设备运转，实现生产过程的机械化和自动化。而它的组成是由熔断器（-FU）、断路器（-QS）、电流互感器（-TA1）、零序电流互感器（-TA）电动机（M）相互连接的，如下图: -FU:熔断器 -QS:断路器 -TA1:电流互感器 -TA2:零序电流互感器 M：电动机接线方式：+6KV-FU-QS-TA1-TA2M1.2分析电路：（1）熔断器熔断器安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。 当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的电动机同时可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。（2）断路器 1、正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流. 2、在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流,防止事故扩大,从而保证系统安全运行. 从其实断路器就是一种开关,它和其他普通开关的不同点主要在:适用电压等级高灭弧介质及方式,有真空,少油,多油及六氟化硫等等灭弧能力强,效果好. 一般情况下断路器本身不存在润滑方面的问题,需要润滑的常常是它的操动机构 热继电器作用： 热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的构造是两片膨胀系数不同的金属片构成，电流过大时膨胀系数大的先膨胀，起到切断电源的作用。热继电器动作后有人工复位和自动复位。 1.3电流互感器 电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器(以下简称电流互感器)，它的工作原理和变压器相似。 电流互感器的特点是:(1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流而与二次电流无关；(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。 电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：kn=I1n/I2n 因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比，即knkN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。 电流互感器的作用就是用于测量比较大的电流。它是通过二次测测量一次设备的工作状况。第二章 6kv电动机、 控制、保护、测量和信号回路二次设备二、6kv电动机、 控制、保护、测量和信号回路二次回路 2.1工作状态二次回路设计可以保护电动机可以在一个安全的环境下正常运行，提供一次设备的工作状态，控制电动机的启停，与在故障时发出相应的灯光提示，提醒值班人员。进行故障的解除和检修。合闸及监视回路：（1）合闸 手动合闸时按下-SB2时发出合闸信号这是DCS判断是否允许合闸，如果允许，DCS的允许合闸闭合下述回路接通+SB1DCSYWKCFDX1DX2DX3S1KM(HC) 这时KM(HC)合闸接触器得到合闸信号，-KM常开触电闭合合闸线圈-YC(HQ)得电合闸成功，同时-K2中间继电器常开触点闭合绿灯亮。 而DCS合闸把就地短接，实现远方合闸。2.2 跳闸及监视回路 跳闸与监控回路是实时监控厂用电动机的工作状态，如果电网发生故障，可以快速动作来实现电动机的保护，防止电动机的损坏。下图为二次电动机跳闸及监视回路图：就地与DCS跳闸 按下SB2时-KCF(I)得到跳闸信号，这时这时-QS至DCS一个停止信号-S1闭合，-YT(TQ)跳闸线圈发出跳闸信号 这时跳开-KSF的常闭节点，闭合防跳回路的-KCF的常开结点，此时-K3信号得电，-K3常开节点闭合红灯亮提示跳闸成功。 此时-S1在SQE的停止位置。DCS跳闸短接SB2实现远方跳闸。防误 -YW手车运行位置限位开关与-SW手车试验位置限位开关串联接与-YT(TQ)跳闸线圈旁作用是防止误动作，保证电动机运行正常。断相保护与监控 当发生断相时，-DX常开闭合相关灯光熄灭 -KS1信号继电器发出断相提示，提示工作人员进行跳闸命令低电压跳闸、 正常工作时 -K4中间继电器得电，-K4常闭节点是断开，当电压过低时-K4闭合接通-XB2连接片发出低电压信号提醒工作人员低电压，是否跳闸。事故按钮（SBE） SBE是短接所有保护线路的，当按下SBE时，所有保护被短接，不动作。提示现在为事故状态，值班人员应该进行跳闸。三、 电动机综合保护系统3.1 装置参数 本设计是采用HN-2001电动机保护测控装置装置采集多路模拟量，分别为 3相电压、3相测量电流、3相保护电流、1路零序电压、1路零序电流。1 采集12路开关量。2 装置内置操作回路，配置有命令合、命令跳、保护跳、告警信号、事故信号等继电器出口；配置有装置故障、控制回路断线与装置失电等继电器指示出口。另配置有3对备用出口，并可以被灵活配置为保护跳或告警信号出口的级联。上述继电器出口可分