第一分直流電源系統(tǒng)培訓(xùn)

1、第一部分直流電源系統(tǒng)培訓(xùn)作者:日期:第一部分高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)培訓(xùn)系統(tǒng)基本組成系統(tǒng)基本由交流輸入部分、整流充電模塊、降壓裝置、母線聯(lián)絡(luò)及饋線輸出開關(guān)部分、系統(tǒng)監(jiān)控部分、絕緣檢測裝置、蓄電池、電池巡檢裝置、放電裝置、DC/DC48V俞出部分、逆變器、閃光裝置、事故照明裝置等構(gòu)成整個直流系統(tǒng)。1.1交流輸入部分交流輸入切換裝置主要由2路交流進線自動空氣開關(guān)1QF2QF電P機械連鎖的交流接觸器1KM2KM構(gòu)成。交流輸入回路一般位于充電饋電一體柜或充電柜屏后下部。防雷裝置主要防止交流沖擊直流系統(tǒng)模塊，比如：雷擊、高次諧波的交流進入直流充電模塊。此板上有三個交流變壓器（輸出12V電壓進微機檢測）和三個

2、壓敏電阻。03版以前的吸收板交流變壓器輸出為20V左右進微機。1.2整流充電模塊TEP-M系列高頻開關(guān)電源模塊采用全橋變換零壓零流軟開關(guān)技術(shù)，采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，開關(guān)管的頻率提高到25千赫芝左右，完成ASDC電源變換或DGDC電源變換。效率可達到93%輸入Ue15%輸出電壓90%Ue130%Ue俞出電流0%le105%l具體原理可見使用說明書。3降壓裝置由分5級的降壓硅鏈2CWL手動調(diào)壓開關(guān)1QK（型號LW5D-16H5890/3、投切用大功率繼電器K1K5（型號JQX-58F、等構(gòu)成。降壓裝置一般位于充電饋電一體柜或充電柜屏后上部。對于特殊要求的降壓系統(tǒng)的幾種形式：（1）、在主降壓裝置加

3、旁路開關(guān)。（2）、在主硅鏈旁加備用硅鏈。（3）、綜合以上兩種。（4）、單獨裝自動調(diào)壓裝置。1.4母線聯(lián)絡(luò)及饋線輸出開關(guān)部分饋電裝置一般指直流系統(tǒng)輸出部分，包括合閘母線開關(guān)、控制母線開關(guān)、母線開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、逆變輸出開關(guān)、48V輸出開關(guān)等組成，根據(jù)不同要求安裝在饋電柜內(nèi)或充電柜的下面。一般情況合閘回路開關(guān)的出線直接連接開關(guān)的出現(xiàn)端，其他輸出開關(guān)出線全部引到饋線端子上。1.5系統(tǒng)監(jiān)控部分主要完成以下功能：直流電源系統(tǒng)各參數(shù)點（交流輸入電壓、充電機輸出電壓、充電機輸出電流、蓄電池充/放電電流、動力母線電壓、控制母線電壓、正負母線對地電壓）的測量、顯示、越限告警功能；控制充電機對蓄電池按DL/T459

4、-2000標準規(guī)定直流電源系統(tǒng)運行曲線運行（蓄電池管理功能）；根據(jù)需求完成DC/DC48V（24V）電源監(jiān)控，DC/AC逆變電源監(jiān)控，外接負載蓄電池活化充放電控制功能；實現(xiàn)對直流母線絕緣監(jiān)測、16回支路接地選線，18只（組）X2蓄電池巡檢功能；實現(xiàn)對直流電源系統(tǒng)內(nèi)其它智能裝置通訊管理，完成對綜合自動化系統(tǒng)后臺監(jiān)控通訊，完成四遙功能。隨著公司的發(fā)展，產(chǎn)品的不斷改進，微機控制器的程序版本也隨著客戶的需求和建議不斷升級和改進，在處理不同版本的微機故障千萬要注意。每種程序版本使用要對應(yīng)相應(yīng)的主板，以便支持其工作。1.6絕緣檢測裝置同時在線檢測多個（D型裝置可以檢測512個饋線支路）饋線支路接地狀況，可

5、顯示接地支路號、接地級性、支路接地電阻和接地日期時間。循環(huán)顯示母線電壓、負母對地電壓、正母線對地電阻和負母線對地電阻。采用直流傳感器，不受對地電容影響。中文界面，易學好用。具有RS232和RS485接口，可與上位機通信。C型裝置還可以檢測饋線空氣開關(guān)的狀態(tài)，但有110V和220V之分。C、D型裝置采用分布式采集單元，通過485通行方式進行同主機通信。同時C、D型裝置具有母線絕緣月變化曲線圖，可以提前預(yù)知直流系統(tǒng)母線絕緣變化趨勢。另外在使用中一定要注意C、D型裝置采用的采集單元也不同，在維修更換時千萬注意區(qū)分。1.7蓄電池巡檢裝置同時在線監(jiān)測蓄電池組所有單體蓄電池（112只X1組或56只X2組）

6、運行工況、4路特征點溫度、2路蓄電池組總電壓、蓄電池組充/放電電流。采用線性光隔技術(shù)，利用電阻分壓、高壓低阻模擬開關(guān)切換監(jiān)測點，無繼電器機械接點部件，安全可靠，壽命長。液晶漢字顯示，軟件校準檢測量零點與放大倍數(shù)。RS232/RS485通訊端口上傳信息量。使用中注意各個不同的電池組的轉(zhuǎn)接盒的接線方法和不同規(guī)格的電池巡檢儀的相互改正的方法。8放電裝置蓄電池作為備用電源在直流系統(tǒng)中起著極其重要的作用，從而在電力、通信、金融、交通等各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。判斷蓄電池組性能的好壞，最可靠和最有效的方法就是對蓄電池組進行核對性放電。目前常用的放電設(shè)備主要使用可變電阻、電阻盤、碳棒、水槽等，需要人工調(diào)節(jié)放

7、電電流，控制精度低，工作繁復(fù)，勞動強度大。若采用相控逆變方式對電池放電，雖沒有上述缺點，但其為脈沖放電，電流紋波很大，對電池造成不良影響，并對電網(wǎng)造成很大污染。若在放電過程中電網(wǎng)停電，有可能引發(fā)意外事故。我公司研制開發(fā)成功的TEP-F系列PTC電阻型恒流放電裝置采用新型功率元件，全新的控制原理，體積小，重量輕，放電電流在大范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)流精度高。監(jiān)控單元采用大屏幕液晶全中文顯示，友好的菜單式人機操作界面，完成對裝置運行參數(shù)和工作狀態(tài)的監(jiān)控，在達到放電終止電壓或設(shè)定時間后能自動停止放電，監(jiān)控單元自動計算處理放電數(shù)據(jù)和放電曲線。通過通訊接口，監(jiān)控單元可將實時數(shù)據(jù)后臺監(jiān)控系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)記錄、分析

8、、報表和打印等工作。1.9DC/DC48VS信部分通訊電源模塊安裝/連接與充電電源模塊安裝/連接過程相似，只不過通訊電源模塊輸入輸出端口均為2芯，航空插頭尺寸小于充電電源模塊。最后切記通訊電源模塊后面板15芯D型端子與充電電源模塊后面板15芯D型端子不能并接，只需要將電壓電流采樣信號接入微機監(jiān)控單元。1.10事故照明裝置事故照明裝置是正常時由交流供電，當交流發(fā)生故障消失時，自動切換到直流電源供電的一種裝置，該裝置主要由交、直流接觸器，中間繼電器以及空氣開關(guān)組成。我公司事故照明裝置原理圖如下：事故障照明裝置的工作方式為：（如上圖所示）當有交流電輸入時，經(jīng)過空氣開關(guān)2QA使KA12KM線圈得電，從

9、而使2KM的主觸點吸合，2KM的常閉觸點、KA1的常閉觸點斷開，使1KM勺線圈失電，導(dǎo)致KM1的主觸點斷開，由交流電源來提供事故照明的電源；當交流輸入消失時，線圈KA12KM失電，使2KM主觸點斷開，線圈1KM經(jīng)KA12KM的常閉觸點得電，從而使1KM勺主觸點吸合，由直流系統(tǒng)來為事故照明提供電源1.11閃光裝置閃光裝置原理圖如下：指示燈XD是經(jīng)過按鈕SA的常閉端子串在正負母線中，所以此指示燈一直有電流流過，故是常亮的。當按下按鈕SA時，試驗指示燈原來所接的常閉按鈕斷開，常開按鈕動作變成常閉點，此時試驗燈串接在閃光繼電器閃光線圈的一端，由于閃光繼電器連繼發(fā)出高低電平信號，故此時試驗指示燈XD會因

10、+SM的高低電位變化而出現(xiàn)閃光狀態(tài)，達到閃光的目的。在發(fā)電廠和變電所中為了區(qū)別手動跳合閘和由繼電器保護和自動裝置動作引起的跳合閘，設(shè)置更易引起值班人員注意的閃光信號，通常是用繼電器構(gòu)成發(fā)出交替脈沖的閃光裝置作為信號的電源。1.12逆變器對于逆變裝置我司使用空氣開關(guān)、交流開關(guān)、止逆二極管、逆變器組成，其原理圖如下:逆變器的設(shè)計目的就是向負載提供全面性的電源保護。包括穩(wěn)壓、抑制浪涌、避免高頻干擾、防止任何形式的電源中斷或不穩(wěn)定等，同時也可以提供沒有限制的長延時供電。逆變器大致可分成三種：離線式（OffLine），在線式（OnLine）和在線交互式（LineInteractive）。1）離線式不間斷

11、電源平常由市電通過旁路直接向負載供電。只有在停電時，才通過逆變器將電池能量轉(zhuǎn)換為交流向負載提供電力。特點：（1）當市電正常時，離線式對市電沒有任何處理而直接輸出至負載，因此對市電噪音以及浪涌的抑制能力較差；（2）存在轉(zhuǎn)換時間；（3）保護性能最差；（4）結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、控制容易、成本低。2）在線式逆變器平常由逆變器輸出向負載供電，只有當逆變器發(fā)生故障、過載或過熱時才會轉(zhuǎn)為由旁路輸出給負載。其特點為：（1）輸出的電力經(jīng)過逆變器的處理、輸出電源品質(zhì)最高；（2）無轉(zhuǎn)換時間；（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；（4）保護性能最好，對市電噪音以及浪涌的抑制能力最強。3）在線交互式逆變器平常由旁路經(jīng)變壓器輸

12、出給負載，逆變器此時做為充電器。當斷電時逆變器則將電池能量轉(zhuǎn)換為交流電輸出給負載。其特點為：（1）具雙向性轉(zhuǎn)換器設(shè)計，電池回充時間較短；（2）存在轉(zhuǎn)換時間；（3）控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；（4）保護性能介于在線式與離線式UPS之間，對噪音和浪涌抑制能力較差?；静僮?.1交流輸入兩路AC380V交流輸入分別接入充電饋電柜（或充電柜）的下部兩個交流輸入空氣開關(guān)上，兩個空氣開關(guān)依次全部合上后，兩路交流輸入可實現(xiàn)自動切換。交流輸入零線接到模塊交流輸入端子的下方。2母線電壓調(diào)整母線電壓調(diào)整是指動力母線經(jīng)由降壓裝置饋電給控制母線的主接線方式。手動調(diào)壓手動調(diào)壓是當自動調(diào)壓部分發(fā)生故障時使用的一種調(diào)壓方式。操

13、作充電饋電柜或充電柜面板上萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)1QK觀察控制母線電壓值，將開關(guān)打至控制母線所需電壓即可。注意順時針方向為電壓增加，反之則減少。自動調(diào)壓自動調(diào)壓是由微機監(jiān)控單元按設(shè)定值自動調(diào)節(jié)降壓裝置，在正常工作狀態(tài)下保證控制母線電壓波動范圍在2.5%內(nèi)。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)1QK打在“自動”位置上時即為自動調(diào)壓運行方式。注：調(diào)壓裝置自動控制調(diào)整部分也可采用集成電路方式，如需使用可在訂貨時注明。備用通道采用硅鏈作為降壓裝置單元，為防止硅鏈開路造成控制母線斷電，可以選擇加裝備用硅鏈方式。當主硅鏈開路時，電流無間斷地自動切換到備用硅鏈向控制母線供電，以提高供電可靠性，此時微機監(jiān)控單元將發(fā)出硅鏈開路告警。2.3工作狀

14、態(tài)初充電狀態(tài)此工作狀態(tài)只是在使用傳統(tǒng)鉛酸蓄電池時，對蓄電池進行初充電的一種工作狀態(tài)。使用前應(yīng)將動力母線及控制母線負載全部斷開，否則過高的電壓會損壞直流系統(tǒng)的終端用電設(shè)備。初充電時，首先將微機監(jiān)控單元均充電壓設(shè)定值設(shè)置到所需初充電電壓，手動啟動均充電狀態(tài)，對蓄電池進行初充電，充電完畢后，再將均充電壓設(shè)定值設(shè)回到所需均充電壓值。浮充電狀態(tài)系統(tǒng)正常長期工作狀態(tài)為浮充電狀態(tài)。浮充電壓一般取2.23V2.27V乘上電池節(jié)數(shù)。均充電狀態(tài)均充是在系統(tǒng)交流輸入失電、蓄電池較大容量放電后，進行快速補充充電而采用的一種運行方式，同時也做為消除長期浮充電狀態(tài)運行的蓄電池差異而采用的一種運行方式。均充電壓一般取2.3

15、52.40V乘上電池節(jié)數(shù)。核對性放電蓄電池在長期運行一定時間后，按相關(guān)運行維護規(guī)程，應(yīng)對其進行核對容量充放電試驗。系統(tǒng)可選擇加裝核對性放電裝置（功能）或有源逆變放電裝置（功能）。浮充電狀態(tài)、均充電狀態(tài)是系統(tǒng)經(jīng)常工作狀態(tài)，此時蓄電池接于系統(tǒng)直流母線運行。通過微機監(jiān)控單元自動按運行曲線控制或人為操作微機監(jiān)控單元前面板，可以實現(xiàn)兩種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。4工作方式模塊化的充電設(shè)備采用N+1備份方式，模塊間自動無主均流，系統(tǒng)電流由N+1個模塊平均分配。充電機中任何一個模塊故障，系統(tǒng)發(fā)出故障信號，不影響系統(tǒng)的運行狀態(tài)與運行方式。充電模塊投運時，其直流輸出電壓均調(diào)整在蓄電池浮充電壓上。監(jiān)控單元投入運行時，系統(tǒng)直流輸出電壓由監(jiān)控單元自動控制；當監(jiān)控單元因故障退出運行時，系統(tǒng)自動工作在浮充狀態(tài)。調(diào)試時，應(yīng)關(guān)掉監(jiān)控單元，分別投入電源模塊，通過調(diào)節(jié)模塊前面板