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《发电厂电气设备》课程教学大纲Power Plant Electric Equipments课程负责人：执笔人: 编写日期：一、课程基本信息1．课程编号：L081872．学分：2学分3．学时32（理论32）4．适用专业：电气工程及其自动化二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程是电气自动化本科专业一门选修基础课。
本课程的教学任务是使学生获得发电厂电气设备的基本理论、基本知识和基本技能。
本课程的教学目标是使学生掌握发变电系统的原理、结构和设计，为后续课程、毕业设计及毕业后在电气工程领域工作、学习打下坚实的基础。
三、课程教学内容与基本要求（一）绪论（2课时）主要内容：发电厂、变电所的类型，发电厂和变电所电气设备概述，相关计算。
1. 基本要求：⑴掌握发电厂、变电所的类型；⑵了解有关基础知识。
2. 学时分配：课堂教学2学时，其中，发电厂基本类型（1学时）；发电厂主要电气设备（1学时）。
（二）高压开关电器（10课时）主要内容：电弧的产生和熄灭，高压断路器、隔离开关、熔断器、分段器、重合器、互感器等的原理。
1. 基本要求：掌握高压开关设备的性能特点及作用。
2. 学时分配：课堂教学10学时，其中，电弧的产生和熄灭（2学时）；高压断路器（4学时）；熔断器、分段器（2学时）；重合器、互感器等（2学时）。
（三）电气主接线（8课时）主要内容：电气主接线设计的原则，各种主接线的构造以及优缺点。
发电厂变电所主接线举例。
1. 基本要求：⑴掌握电气主接线设计的原则，掌握各种主接线的构造以及优缺点；⑵发电厂变电所主接线举例。
2. 学时分配：课堂教学8学时，其中，电气主接线设计的原则（2学时）；各种主接线的构造以及优缺点（4学时）；发电厂变电所主接线举例（2学时）。
（四）发电厂自用电（4课时）主要内容：发电厂负荷分类以及供电电源的选择。
自启动以及直流系统等。
1. 基本要求：⑴掌握发电厂厂用负荷的分类⑵了解发电厂厂用电的基础知识2. 学时分配：课堂教学4学时，其中，发电厂厂用电的基础知识（2学时）；发电厂厂用负荷的分类（2学时）。
1 第9章发电厂电气设备的控制与信号9.1 概述9.2 二次接线图(10章和16章)9.3 断路器的控制电路9.4 中央信号系统复习与思考29.1 概述9.1.1 QF的控制方式1．按控制地点分（1）集中控制在主控制室的控制台上，用控制开关或按钮通过控制电缆去接通或断开断路器的跳、合闸线圈，对断路器进行控制。
一般对发电机、主变压器、母线、断路器、厂用变压器35kV以上线路等主要设备都采用集中控制。
（2）就地（分散）控制在断路器安装地点（配电现场）就地对断路器进行跳、合闸操作（可电动或手动）。
一般对10kV线路以及厂用电动机等采用就地控制，可大大减少主控制室的占地面积和控制电缆数。
2．按控制电源电压分：（1）强电控制。
从断路器的控制开关到其操作机构的工作电压均为直流 110V或 220V。
（2）弱电控制。
控制开关的工作电压是弱电（直流48V），而断路器的操动机构的电压是220V。
目前在500kV变电所二次设备分散布置时，在主控室常采用弱电一对一控制。
3．按控制电源的性质分：（1）直流操作：一般采用蓄电池组(硅整流电能储能）供电；（2）交流操作：由电流、电压互感器或所用变压器提供电源9.1.2 信号回路概述在发电厂和变电站中，远行人员为了及时发现与分析故障，迅速消除和处理事故，统一调度和协调生产，除了依靠测量仪表来监视设备运行情况外，还必须借助灯光和音响信号装置来反映设备正常和非正常的运行状况。
59.2 二次接线图一、二次接线图及其分类二、二次接线图中常用的图形符号和文字符号三、二次接线的绘制方法一、二次接线图及其分类61、二次回路：由二次设备所组成的低压回路。
它包括交流电流回路、交流电压回路、断路器控制和信号回路、继电保护装置及自动装置回路等。
2、二次接线图：用二次设备的图形符号和文字符号，表明二次设备互相连接的电气接线图。
3、二次接线图的分类：原理图（归总式原理图和展开式原理图）和安装图（屏面布置图、屏后接线图及端子排图）二、二次接线图中常用的图形符号和文字符号71、图形符号和文字符号的说明1）文字符号：在设备或元件的图形符号上方或其近旁，用字母表示出其名称。
2）图形符号：在原理图或展开图中所采用的设备及元件，通常都用能代表该设备及元件特征的图形来表示，使读者一看到图形便能联想到它所代表的特征。
3）回路数字标号1）二次回路用数字标号的目的有两个：一是根据编号能了解回路的性质及用途；二是便于记忆，按编号进行正确的接线、维修和检查。
2）回路编号由4个及以下的数字组成，对于交流电路为了区分相别，在数字前面还加上A、B、C、N等文字符号。
对于不同用途的回路规定了编号数字的范围，对于一些比较重要的常见回路（例如直流正、负电源回路，跳、合闸回路）都给予固定的编号。
8 二、二次接线图中常用的图形符号和文字符号回路编号说明：(参见P279)交流电流回路 A B C N L 400～599交流电压回路 A B C N L 600～799直流回路正极奇数，负极偶数跳闸回路33或133合闸回路3或1032、二次回路常用标准图形文字符号（参见P211）9 二次回路常用标准图形文字符号10 二次回路常用标准图形文字符号11 三、二次接线的绘制方法 3、原理图的不足它对于一些细节并未表示清楚。
例如未画出各元件的内部接线、元件编号和回路编号。
直流电源仅标出电源的极性，没有具体表示出是从哪一组熔断器下面引来的。
（一）原理图1、归总式原理图：是用来表示继电保护、测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图。
2、归总式原理图特点：二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上，给人以明确的整体概念。
12 4、展开式原理图（简称展开图）：用来说明二次回路的动作原理，在现场使用极为普遍。
5、展开式原理图特点：将每套装置的有关设备部件解体，按供电电源的不同分别画出电气回路接线图，如交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示。
于是，同一个仪表或继电器的电流线圈、电压线圈和接点分别画在不同的回路里，为了避免混淆，将同一个元件及设备的线圈和结点采用相同的文字标号表示。
13（二）安装接线图安装接线图是制造厂加工制造屏（屏盘）和现场施工安装所必不可少的图，也是运行试验、检修和事故处理等的主要参考图。
安装接线图包括屏面布置图、屏后接线图和端子排图三个组成部分，它们相互对应，相互补充。
1、屏面布置图：说明屏上各个元件及设备的排列位置和其相互间距离尺寸的图，要求按照一定的比例尺绘制。
见图2、屏后接线图：在屏上配线所必需的图，其中应标明屏上各设备在屏背面的引出端子之间的连接情况，以及屏上设备与端子排的连接情况。
见图14（二）安装接线图3、端子排图：表示屏上需要装设的端子数目、类型及排列次序以及它与屏外设备连接情况的图。
端子排表示方法:每一个安装单位应有独立的端子排，由上而下。
设置端子排条件、常用端子、端子排图见图4、“相对编号法”屏背面接线图和端子排图必须说明导线从何处来，到何处去，以防接错导线。
我国广泛采用“相对编号法”。
例如甲、乙两个端子需用导线连接起来，则在甲端子旁边标上乙端子的编号，而在乙端子旁边标上甲端子的编号；如果一个端子需引出两根导线，那么，在它旁边就标出所要连接的两个端子编号。
返回常用端子1819 设置端子排条件 使用原则⎪⎩⎪⎨⎧屏内与屏顶设备连备互连同屏内不同安装单元设屏内外设备互连排列顺序 ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧转接回路其它回路直流回路信号回路交流电压回路交流电流回路等20 9.3 断路器的控制电路 1、定义：控制开关和操作机构间建立的电气连接回路。
2、分类：按控制方式分：就地控制和集中控制按跳合闸回路监视方式分按操作方式分：一对一控制；一对N 控制按电压等级分：强电控制（220V 或110V ）、弱电控制（48V 或24V ）3、控制回路组成控制元件、中间环节（连接控制、信号、保护、自动装置、执行和电源等元件组成的控制电路。
）、操作机构⎩⎨⎧位置器监视音响监视：用位置继电跳合闸回路中直接接在灯光监视：位置信号灯QF QF21本节主要内容一、对断路器控制回路的基本要求二、控制开关和操动机构1、控制开关：一般采用万能转换开关，在220V强电控制电路中，一般采用LWX1系列强电小型控制开关或LW2 （参见P240）系列控制开关。
（LW2型控制开关触点图表）2、操动机构：与控制电路相连的合闸线圈和跳闸线圈。
三、断路器的控制电路分析音响监视的断路器控制回路1、断路器的操作控制2、防止“跳跃”的闭锁装置3、断路器的分合闸位置指示灯回路4、断路器自动跳闸或自动合闸的信号5、熔断器与跳、合闸回路完整性的监视22对断路器控制回路的基本要求1、当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流；2、断路器既可手动操作，又可自动操作；3、应有防止断路器多次连续跳、合闸的“跳跃”闭锁装置；4、应能指示断路器的合闸与分闸位置的信号；5、自动跳闸或合闸应有明显的信号；6、应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性；7、接线应简单可靠。
LW2－ － ／ － － 式中： ——开关型式，共有6类，如表5－4所示；——触点型式，共14种；——板面型式，共有两种，“F ”为方形，“O ”为圆形； ——手柄型式，共有9种； ——定位器型式，共有两种，45°定位用“8”表示，90°定位不表示；——限位装置，有者以“×”表示，无者不表示；——触点特殊排列时用A 表示。
2 3 4 1 5 6 7 1 2 3 456725 1、断路器的操作控制26 2．防止“跳跃”的闭锁装置1、产生“跳合”的条件SA ⑤⑧闭合触点或自动合闸继电器触点KM粘连合闸系统发生永久性故障2、危害：如果断路器发生跳跃，势必造成绝缘下降、油温上升，严重时会引起断路器发生爆炸事故，危及设备和人身的安全。
3、“防跳”措施机械防跳：指操作机构本身有防跳性能。
电气防跳：在断路器控制回路中加设电气防跳电路①接线：防跳继电器KCF(TBJ）：常采用DZB型中间继电器，它有两个线圈。
电流起动线圈KCFI→串在跳闸回路中。
电压保持线圈KCFU→与自身的动合触点串联，再并接于合闸接触器KMC的回路中。
3．断路器的分合闸位置指示灯回路1、双灯制控制接线：当断路器在跳闸位置时，其动断（常闭）触点QF2接通，绿灯GN（HG）亮；当断路器在合闸位置时，其动合（常开）触点QF1接通，红灯RD（HR）亮。
2、单灯制控制接线：单灯制用灯光和控制开关手柄位置来表示断路器手动跳、合闸位置。
断路器由自动装置驱动进行跳、合闸时，信号灯是闪光的，与手动跳、合闸时信号灯是平光的有所区别。
现以双灯制断路器的跳、合闸信号回路为例，具体分析如下。
1、接线：2、位置信号：5、熔断器与跳、合闸回路完整性的监视31 断路器的控制回路包括熔断器和其回路接线，必须对其有经常性的监视，否则当熔断器熔断或控制回路断线（经常是接触不良）时，将不能正常进行跳、合闸操作。
在中小型发电厂和变电所一般采用双灯监视方式。
返回32 音响监视的断路器控制回路(p252) 返回339.4 中央信号系统9.4.1信号回路的基本概念9.4.2全信号回路的构成9.4.3中央复归能重复动作的事故信号装置9.4.4 中央复归能重复动作的预告信号装置(略)返回本章349.4.1 信号回路的基本概念一、信号的作用和分类1、作用：反应故障和不正常工作状态的性质和地点，引起值班人员的注意。
2、信号组成形式音响信号（警铃和蜂鸣器）和灯光信号（信号灯和光字牌）上述信号的运行过程如下：当出现任一项事故或故障时，运行人员首先听到音响信号，举目可看到控制屏上的光字信号；必要时再到相应保护屏上查到掉牌信号，找出事故或故障项目。
在作好事故（故障）记录并认定信号源已消失的前提下，手动复归掉牌信号，同时光字信号消失。
353、分类：1）事故信号：当断路器事故跳闸时，继电保护动作启动蜂鸣器发出较强的音响，以引起运行人员注意，同时断路器位置指示灯发出闪光，指明事故对象及性质。
2）预告信号：当设备发生故障而出现不正常运行状况时，继电保护动作起动警铃发出音响，同时标有故障性质的光字牌也点亮。
它可以帮助运行人员发现故障和隐患，以便及时处理。
3）位置信号：位置信号包括断路器、隔离开关、接触器、电力变压器的有载调压分接头位置信 4）指挥信号和联系信号：指挥信号是用于主控制室向各控制室发出操作命令的。
联系信号用于各控制室之间的联系。
返回本章在以上各种信号中，事故信号与预告（故障）信号全厂（所）共用一套，并设于中央控制室内，因此又称为中央信号系统。
中央信号回路按音响信号复归办法可分为就地复归和中央复归 按其音响信号的动作性能可分为能重复动作和不能重复动作。
