第十一讲配电装置配电装置发电厂、变电站的控制与信号发电厂、变电站的控制与信号配电装置二次系统课件一、配电装置设计l配电装置配电装置:指发电厂、变电站中所有开关设备、保护设备、测量设备、母线，以及必要的辅助设备组成的电力装置，甚至还要包括变电架构、基础、房屋通道等，它是集电力、结构、土建等技术于一体的装置。l作用作用:接受和分配电能，发生故障时通过自动或手动操作，迅速切除故障，恢复正常运行。l配电装置是以电气主接线为主要依据，是实现电气主接线功能的重要装置，涉及到高压绝缘技术、装置的操作与维护、检修、安全等问题。配电装置二次系统课件1、配电装置的分类l按安装地点分为:屋内式和屋外式;l按组装方式分为:装配式和成套式。配电装置二次系统课件屋内式配电装置的特点 l允许的安全净距小，并可分层布置；l检修、巡视、操作条件好 ；l外界污秽空气对电器影响小，减少维护工作量 ；l房屋建筑投资大 。 配电装置二次系统课件屋外式配电装置的特点 l分为：中型、半高型、高型中型、半高型、高型屋外配电装置l土建工作量和费用小，建设周期短 ；l扩建方便 ；l相邻设备间距较大，便于带电作业 ；l占地面积大 ；l受外界环境影响，设备运行条件差，须加强绝缘 ；l不良气候对维修和操作有影响 。配电装置二次系统课件成套式配电装置的特点 l包括：高压开关柜、SF6全封闭组合电器l电器布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小 ；l减少现场安装工作量，缩短建设周期，也便于扩建和搬迁 ；l运行可靠性高，维护方便 ；l耗用钢材多，费用高 配电装置二次系统课件配电装置的选择l35KV及以下的配电装置多用屋内式，其中310KV的发电厂厂用电及降压变电所低压侧，多采用成套式配电装置。l110KV及以上配电装置多用屋外式，对于110220KV的配电装置，建于城市中心或严重污秽地区时，经技术经济比较后，也可采用屋内式，还可以采用SF6全封闭组合电器。 配电装置二次系统课件2 2、对配电装置的基本要求、对配电装置的基本要求 l设计中须贯彻执行国家的基本建设方针和技术经济政策 l保证运行可靠。（根据系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离） l便于检修、巡视和操作 l保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料，降低造价 l安装和扩建方便 配电装置二次系统课件3 3、配电装置设计的基本步骤、配电装置设计的基本步骤l根据电压等级、电器的型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等选择配电装置的型式。l拟定配电装置的配置图 l按照所选择的设备的外形尺寸、运输条件、检修和巡视的安全和方便等要求，按照设计规程的规定，参考各种典型的设计，设计绘制配电装置的平、断面图。 配电装置二次系统课件4、屋内外配电装置的最小安全净距l配电装置在设计时，需要综合考虑电气设备的外形尺寸，设备间的电气距离，装配方式、运行环境、检修及运输的安全距离等。l最小安全净距（最小安全净距（A1、A2）：）：在各种间距中，最基本的是带电部分对接地部分之间、不同相的带电部分之间的最小容许空气距离。其含义是指在此距离下，无论处于最高工作电压还是内外过电压下，空气间隙均不致被击穿。l如：110KV屋外配电装置的相间最小安全净距A1为1米。配电装置二次系统课件屋内配电装置的最小电气距离（屋内配电装置的最小电气距离（屋内配电装置的最小电气距离（屋内配电装置的最小电气距离（cmcm）标称电压（标称电压（kv） 13610152035110J110不不同同相相带带电电部部分分及及带带电电部部分至接地部分（分至接地部分（A）7.510 12.5 1518308595带电部分到栅栏带电部分到栅栏(B1)82.58587.59093105160170带电部分到网状遮拦带电部分到网状遮拦(B2)17.52022.525284095105带电部分到板状遮拦带电部分到板状遮拦(B3) 10.51315.51821338898无无遮遮拦拦裸裸导导体体到到地地面面高高度度(C)237.5240242.5245248260315325不不同同时时停停电电检检修修的的无无遮遮拦拦裸导体间的水平距离裸导体间的水平距离(D)187.5190192.5195198210265275出出线线套套管管到到屋屋外外通通道道路路面面的高度的高度(E)400400400400400400500500配电装置二次系统课件屋外配电装置的最小电气距离（屋外配电装置的最小电气距离（屋外配电装置的最小电气距离（屋外配电装置的最小电气距离（cmcm）标称电压（标称电压（kv）31015203560110/110J220J330J500J带带电电部部分分至至接接地地部分（部分（A1）20304065100/90180250380不不同同相相带带电电部部分分（A2）20304065110/100200280430带带电电部部分分到到栅栅栏栏(B1)95105115140175/165255325455带带电电部部分分到到网网状状遮拦遮拦(B2)30405075110/100190260390无无遮遮拦拦裸裸导导体体到到地面高度地面高度(C)270280290310350/340430500750不不同同时时停停电电检检修修的的无无遮遮拦拦裸裸导导体体间的水平距离间的水平距离(D)220230240260300/290380450580配电装置二次系统课件 两层二通道双母线出线带电抗器的两层二通道双母线出线带电抗器的610KV配电装置的断面图配电装置的断面图 配电装置二次系统课件 220KV中型布置的配电装置断面图 配电装置二次系统课件半高型布置配电装置断面图 配电装置二次系统课件高型布置配电装置断面图 配电装置二次系统课件5、发电机与配电装置（或变压器）的连接l1）电缆l2）敞露母线l3）封闭母线 配电装置二次系统课件二、发电厂和变电所的控制与信号l1、二次设备及二次接线、二次设备及二次接线二次设备二次设备：测量表计、控制信号设备、继电保护装置、各种自动装置等。作用：对一次设备进行监视、控制、测量、保护二次系统二次系统：将二次设备按照一定要求连接形成的系统，是发电厂、变电站电气部分的重要组成部分，对保证厂站的安全运行和控制起重要作用。分为：直流回路、交流回路；测量表计回路、控制回路、信号回路、操作电源回路、继电保护回路、自动装置回路。配电装置二次系统课件二次接线图二次接线图：将二次设备用一定的图形和符号来表示并按一定要求连接起来的图。按用途分为原理接线图原理接线图、展开图展开图、安装图安装图 a 、单元接线图；b 、互连接接线图；c、 端子接线图；d 、电缆配置图 常用的图形符号见表7-1、表7-2l常态：规定元件不带电（断路器未合闸）时的状态为“常”态。l常开触点：元件无电（或断路器未和闸）时触点处于断开的状态。l常闭触点：元件无电（或断路器未和闸）时触点处于闭合的状态。配电装置二次系统课件l电容器Cl二进制元件、延迟器件、存储器件Dl保护器件Fl发生器、发电机、电源Gl信号器件Hl继电器、接触器Kl电感器、电抗器Ll电动机Ml电力电路的开关器件Q（QF断路器，QS隔离开关）l电阻器Rl控制、记忆、信号电路的开关器件选择器Sl变压器T（TA电流互感器，TV电压互感器）l电气操作的机械器件Yl除基本文字符号外，有时还用辅助文字符号来表示电气设备的功能、状态和特征：l闭合ON；断开OFF；红色RD；绿色GN配电装置二次系统课件2、原理接线图与展开图l原理图特点原理图特点：设备以整体图表示（元件的线圈和接点按照它们的相互关系何动作的先后次序画在一起），同时一次设备和二次设备也画在一起。没有回路编号和端子标号、内部接线。原理清楚直观。l展开图特点展开图特点：按二次接线的各个独立电源划分，依次为交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路、信号回路等，各元件的线圈和接点按实际动作顺序排列，即同一元件的线圈和接点分别画在不同的回路。层次分明，便于动作程序和工作原理。配电装置二次系统课件3、断路器的控制与信号系统l1）断路器的控制：l 集中控制、就地控制l 直流控制、交流控制l 强电控制、弱电控制l发电机、变压器、母联、分段断路器、35KV及以上线路断路器在主控制室集中控制，又称距离控制；l610kV配电装置、厂用电动机等在安装地点就地控制。配电装置二次系统课件l2）信号装置：信号装置：l类型：类型：位置信号、预告信号、事故信号位置信号、预告信号、事故信号、l 指挥信号、联络信号l中央信号中央信号：位置信号、预告信号，集中设置位置信号、预告信号，集中设置在中央信号屏上。在中央信号屏上。l组成：灯光信号 音响信号l灯光信号由保护装置或其他装置启动，通过控制屏上的各种信号灯和光字牌实现，表明故障和不正常工作状态的性质和地点；l音响信号通过各种音响信号装置启动发声器具实现，唤起值班人员的注意。配电装置二次系统课件4、发电厂、变电站电气设备的控制l1）发电厂的控制方式la）主控制室控制l 全厂的主要电气设备如发电机、主变压器、联络变压、分段母线和断路器、旁路母线和断路器、35kV以上线路、厂用电源、厂用变压器、全厂公用消防泵、事故照明、直流电源等。锅炉、汽机设备在各自车间控制。lb）单元控制室控制：l发电机、汽轮机、锅炉、厂用电、以及制粉、除氧给水系统等。出线较少的电力网控部分设在第一单元控制室，若高压电网较复杂且配电装置离主厂房较远时，应设单独的网控。配电装置二次系统课件l2)变电所的控制方式la）有人值班lb）驻所值班lc）无人值班l3)计算机监控系统lSCADA-数据的采集与自动监视lAGC/EDC-实时经济调度lSA-安全分析lEMS-能量管理系统配电装置二次系统课件三、继电保护一般问题l继电保护装置继电保护装置：能反映电力系统中电气元件发生故：能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常工作状态，并动作于断路器或发出信号障或不正常工作状态，并动作于断路器或发出信号的自动装置。的自动装置。l l1、继电保护的作用、继电保护的作用l1）发生故障时，自动地、迅速地、有选择地将故障元件从电力系统中切除，以保证其它无故障部分迅速恢复正常运行，并使故障部分免于继续遭受破坏；l2）反映电气元件的不正常工作状态，并根据运行维护的条件，动作于信号装置、减负荷或跳闸。 配电装置二次系统课件l说明：l事事故故通常是指系统的全部或部分的正常运行被破坏，以致造成对用户停止供电、少送电，电能质量变坏到不能允许的地步，以及毁坏设备等。电力系统故障和不正常工作情况的发生，都可能引起事故。l故故障障包括：各种形式的短路、送电线路断线、变压器和旋转电机绕组的匝间短路，以及复杂故障等。l不正常工作情况不正常工作情况包括：过负荷等。l为在发生故障后，迅速地、有选择地将故障元件切除，保证无故障部分正常工作，缩小事故范围，电力系统中的每个元件都须配备保护装置。 配电装置二次系统课件l2、对继电保护的基本要求、对继电保护的基本要求 l1）选择性选择性：指系统发生故障时，保护装置仅将故障元件从系统中切除，尽量缩小停电范围，保证无故障部分继续运行。继电保护的选择性是依靠采用适当的保护装置和正确的确定整定值使各级保护相互配合来实现的。l2）快速性快速性：快速切除故障，以保证系统运行的稳定性很提高供电的可靠性，避免或减轻电气设备所遭受的损失。 配电装置二次系统课件l3）灵灵敏敏性性：指对其保护范围内发生故障或不正常工作状态的反映能力，通常用灵敏度系数来衡量。l反映故障时数值增加的保护，其灵敏度： l反映故障时数值降低的保护，其灵敏度 ：l4）可可靠靠性性：指在保护范围内发生属于它应该动作的故障或不正常工作情况时，它应可靠动作，在其它任何不应由它动作的情况下，它应不动作，即保护装置不应由于本身的问题而拒动或误动。 配电装置二次系统课件3 3、继电保护的基本原理、继电保护的基本原理 l根据故障时，I、U及I、U之间的相位角变化或其它物理现象，可正确区分系统的正常运行、发生故障或出现不正常工作状态，进而实现各种原理的继电保护。l1）过电流保护过电流保护：反应电流改变l2）电压保护电压保护：反应电压改变l3）方方向向过过电电流流保保护护：既反应电流又反应电流与电压间相位角变化l4）距离保护距离保护：反应电压与电流的比值即短路点到保护安装地点间阻抗亦即两者间的距离 配电装置二次系统课件l5）差差动动保保护护：取被保护元件各端的电流量进行比较，如比较同一元件两端电流的大小和相位的差别，称纵差保护；若比较两平行回路同一端电流大小和相位的差别，称为横差保护。l6）高高频频保保护护：利用输电线路本身作为高频通道来传递两侧电量的信号l7）瓦斯保护瓦斯保护：反应变压器油箱内故障l8）热力保护热力保护：反应设备温度升高 配电装置二次系统课件l继电保护的组成 ：配电装置二次系统课件l4、继电保护的发展、继电保护的发展l70年代前：机电型继电保护l70年代后：晶体管保护、整流型保护l80年代后：微机保护l微机保护的特点：性能优性能优（实现复杂的保护功能、事故追忆、故障测距、故障录波）、可靠可靠性高性高（自诊断能力、抗干扰能力强）、灵活性灵活性强强（一套软件程序设置不同的保护方案、定值修改方便）、调试维护工作量小调试维护工作量小、经济性好经济性好、多功能和综合应用多功能和综合应用配电装置二次系统课件l微机保护的基本组成：软件+硬件l软件软件指微机执行的程序，用来实现各种输入量的实时采集、运算处理和逻辑判断功能，控制各硬件电路有序工作，发出各种保护出口命令。l硬件系统主要由CPU主机系统、模拟量数据采集系统、开关量输入/输出系统三部分组成。lCPU主机系统主机系统是保护装置的控制中心，由微处理器执行存放在EPROM中的程序，对数据采集系统输入到RAM区的原始数据进行分析和运算，完成各种保护功能。l模拟量数据采集系统模拟量数据采集系统将从电力系统中取到的电压、电流等模拟量转换成数字量，送入RAM区。l开关量输入开关量输入/输出系统输出系统完成各种保护的出口跳闸、信号报警、外部开关的输入及人机对话等功能 。配电装置二次系统课件小结l厂用电系统的设计原则l配电装置的分类、最小安全净距l发电厂、变电站的二次设备及二次系统l继电保护装置的作用、要求、组成l发电厂、变电所的控制方式配电装置二次系统课件