直流系統(tǒng)講座

直流系統(tǒng)第一頁，共三十九頁。我廠直流系統(tǒng)包括：蓄電池組、硅整流、大UPS、小UPS、高頻電源直流系統(tǒng)。直流系統(tǒng)在我廠主要起的作用：直流系統(tǒng)在正常情況下為控制信號、保護、自動裝置、斷路器、跳合閘回路等提供可靠直流電源、當發(fā)生交流電源消失事故停電等情況下，為事故照明、交流不停電電源和事故潤滑油泵等提供直流電源，直流系統(tǒng)的可靠與否對我廠安全運行起著至關重要的作用，是安全運行的保證。今天主要給大家講解11#機和12#機的蓄電池組和硅整流。

直流系統(tǒng)簡介第二頁，共三十九頁。關于直流系統(tǒng)的一些概念初充電：新的蓄電池在交付使用前，為完全達到荷電狀態(tài)所進行的第一次充電。恒流充電：充電電流在充電電壓范圍內，維持在恒定值的充電。均衡充電：為補償蓄電池在使用過程中產生的電壓不均勻現(xiàn)象，使其恢復到規(guī)定的范圍內而進行的充電。恒流限壓充電：先以恒流方式進行充電，當蓄電池組端電壓上升到限壓值時，充電裝置自動轉換為恒壓充電，直到充電完畢。浮充電：在充電裝置的直流輸出端始終并接著蓄電池和負載，以恒壓充電方式工作。正常運行時充電裝置在承擔經常性負荷的同時向蓄電池補充充電，以補償蓄電池的自放電，使蓄電池組以滿容量的狀態(tài)處于備用。第三頁，共三十九頁。補充充電：蓄電池在存放中，由于自放電，容量逐漸減少，甚至于損壞，按廠家說明書，需定期進行的充電。恒流放電：蓄電池在放電過程中，放電電流值始終保持恒定不變，直放到規(guī)定的終止電壓為止。容量試驗：新安裝的蓄電池組，按規(guī)定的恒定電流進行充電，將蓄電池充滿容量后，按規(guī)定的恒定電流進行放電，當其中一個蓄電池放至終止電壓時為止。按以下公式進行容量計算：C＝Ift(Ah)式中C——蓄電池容量，Ah；If——恒定放電電流，A；t——放電時間，h。核對性放電：在正常運行中的蓄電池組，為了檢驗其實際容量，將蓄電池組脫離運行，以規(guī)定的放電電流進行恒流放電，只要其中一個單體蓄電池放到了規(guī)定的終止電壓，應停止放電。第四頁，共三十九頁。穩(wěn)流精度：交流輸入電壓在額定電壓±10%范圍內變化、輸出電流在20%～100%額定值的任一數(shù)值，充電電壓在規(guī)定的調整范圍內變化時，其穩(wěn)流精度按以下公式計算：式中δI——穩(wěn)流精度；

IM——輸出電流波動極限值

IZ——輸出電流整定值穩(wěn)壓精度：交流輸出電壓在額定電壓±10%范圍內變化，負荷電流在0～100%額定值變化時，直流輸出電壓在調整范圍內的任一數(shù)值時其穩(wěn)壓精度按以下公式計算：式中δU——穩(wěn)流精度；

UM——輸出電流波動極限值

UZ——輸出電流整定值第五頁，共三十九頁。紋波系數(shù)：充電裝置輸出的直流電壓中，脈動量峰值與谷值之差的一半，與直流輸出電壓平均值之比。按以下公式計算：式中δ——紋波系數(shù)；

Uf——直流電壓右的脈動峰值

Ug——直流電壓中的脈動谷值

Up——直流電壓平均值第六頁，共三十九頁。

熟悉了這些基本概念后，我們下一步講解我廠四期防酸隔爆鉛酸蓄電池和閥控式密封鉛酸蓄電池及硅整流裝置的運行及維護技術規(guī)程第七頁，共三十九頁。11#機組蓄電池組

11#機組蓄電池組采用沈陽東北蓄電池有限公司生產的GFMD(OPzV)系列固定型閥控密封式膠體鉛酸蓄電池。第八頁，共三十九頁。第九頁，共三十九頁。第十頁，共三十九頁。自放電極低，在20℃時放置兩年，自放電小于額定容量的50％；耐熱性能良好：浮充電流小，熱消散能力強，無干涸、熱失控故障：耐高溫性能優(yōu)于AGM電池；深放電恢復能力良好：電池持續(xù)30天保持負荷放電后，在24小時內，可再充電到額定容量的95％以上；無需補水維護：采用獨特的氣體再化合技術，氣體復合效率高于95％，在使用過程中無需補水；使用壽命長：20℃條件下浮充運行使用壽命保證達到15年以上；密封性能極好無氣體滲透；安全性能優(yōu)異：精密安全閥可避免電池出現(xiàn)外殼膨脹、破裂、電解液干涸現(xiàn)象：安全極柱內嵌特殊工藝處理的銅芯，電池間電壓降≤10mV；無需均衡充電：正常情況下，電解液在使用壽命期內不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象；產品高可靠性：國內唯一一家通過1E級核級抗震試驗質量鑒定的產品；安裝空間較?。簾o需沖洗裝置，對通風條件要求低。11#機組蓄電池組特點第十一頁，共三十九頁。蓄電池優(yōu)點：具有獨立性，不受電網(wǎng)的影響，比較可靠電壓較穩(wěn)定，質量較好第十二頁，共三十九頁。閥控蓄電池組容量試驗。閥控蓄電池組的恒流限壓充電電流和恒流放電電流均為I10,額定電壓為2V的蓄電池，放電終止電壓為1.8V；額定電壓為6V的組合式電池，放電終止電壓為5.25V；額定電壓為12V的組合蓄電池，放電終止電壓為10.5V。只要其中一個蓄電池放到了終止電壓，應停止放電。在三次充放電循環(huán)之內，若達不到額定容量值的100%，此組蓄電池為不合格。防酸蓄電池組的充電方式及監(jiān)視:防酸蓄電池組在正常運行中均以浮充方式運行，浮充電壓值一般控制為（2.15~2.17）V×N（N為電池個數(shù)）。防酸蓄電池組在正常運行中主要監(jiān)視端電壓值、每只單體蓄電池的電壓值、蓄電池液面的高度、電解液的比重、蓄電池內部的溫度、蓄電池室的溫度、浮充電流值的大小。第十三頁，共三十九頁。閥控式蓄電池安全閥的作用：在正常浮充電狀態(tài)下處于密封狀態(tài)，裝設有能自動開啟和關閉的安全閥，當內部壓力超過規(guī)定開閥值時，安全閥自動開啟，壓力低于關閥值時又自動關閉，安全閥上有濾酸裝置，不會排出酸霧有害氣體，也不會發(fā)生電解液泄漏，可防火花引起的電池爆炸。第十四頁，共三十九頁。閥控蓄電池組的運行方式和監(jiān)視。閥控蓄電池組在正常運行中以浮充電方式運行，浮充電壓值宜控制為（2.23~2.28）V×N、均衡充電電壓值宜控制為（2.30~2.35）V×N，在運行中主要監(jiān)視蓄電池組的端電壓值，浮充電流值，每只蓄電池的電壓值、蓄電池組及直流母線的對地電阻值和絕緣狀態(tài)。閥控蓄電池核對性放電周期新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應進行全核對性放電試驗，以后每隔2~3年進行一次核對性試驗，運行了6年以后的閥控蓄電池，應每年作一次核對性放電試驗。閥控蓄電池的運行維護在巡視中應檢查蓄電池的單體電壓值，連接片有無松動和腐蝕現(xiàn)象，殼體有無滲漏和變形，極柱與安全閥是否有酸霧溢出，絕緣電阻是否下降，蓄電池溫度是否過高等。閥控蓄電池的溫度補償系數(shù)受環(huán)境溫度影響，基準溫度為25℃時，每下降1℃，單體2V閥控蓄電池浮充電壓值應提高（3~5）mV。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，應定期對閥控蓄電池組作外殼清潔工作。第十五頁，共三十九頁。12#機組蓄電池組

12#機組蓄電池組采用上海洪森公司生產的固定型防酸式鉛酸蓄電池。

第十六頁，共三十九頁。第十七頁，共三十九頁。12#機組蓄電池組特點設計合理：結構緊湊，外形美觀，安全方便；工藝先進：體積小，重量輕，比能量高；性能優(yōu)越：容量高，首次放電可達95%以上；壽命長久：20℃條件下浮充運行使用壽命保證達到15年以上；較小維護：采用低銻多元合金，耗水量極少，每18個月補加一次純水；第十八頁，共三十九頁。第十九頁，共三十九頁。鉛酸蓄電池正常維護項目有哪些：清掃灰塵，保持室內清潔及時檢查落后的不合格的電池清除漏出的電解液定期給連接端子涂凡士林油定期進行蓄電池的充放電充注電解液記錄蓄電池的運行狀況。第二十頁，共三十九頁。鉛酸蓄電池的工作原理：充電和放電充電：將蓄電池接入直流電，正極柵上的硫酸鉛變成棕褐色二氧化鉛，在負極板上的氧化鉛變成灰色絨狀鉛。放電：將蓄電池與負載接通。正、負極板上的活性物質都吸收硫酸起化學反應，逐漸變成硫酸鉛，當兩極板上大部分活性物質都變成硫酸鉛后蓄電池就不再放電了。鉛酸蓄電池化學反應方程式：

放電PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4充電→←第二十一頁，共三十九頁。蓄電池組的絕緣電阻應不小于200kΩ。蓄電池組浮充電壓穩(wěn)定范圍：穩(wěn)定范圍電壓值為90%～130%（2V閥控式蓄電池為125%）直流標稱電壓。蓄電池組充電電壓調整范圍電壓調整范圍為90%～125%（2V鉛酸式蓄電池）；90%～130%（6V、12V閥控式蓄電池）；90%～145%（鎘鎳蓄電池）直流標稱電壓。防酸蓄電池組容量試驗防酸蓄電池組的恒流充電電流及恒流放電電流均為I10,其中一個單體蓄電池放電終止電壓到1.8V時，應停止放電。在三次充放電循環(huán)之內，若達不到額定容量值的100%，此組蓄電池為不合格。第二十二頁，共三十九頁。防酸蓄電池和大容量的閥控蓄電池應安裝在專用蓄電池室內，容量較小的鎘鎳蓄電池（40Ah及以下）和閥控蓄電池（300Ah及以下）可安裝在柜內。防酸蓄電池室的墻壁、天花板、門、窗框、通風罩、通風管道內外側、金屬結構、支架及其他部分均應涂上防酸漆；蓄電池室的地面應鋪設耐酸磚。防酸蓄電池室的窗戶，應安裝遮光玻璃或者涂有帶色油漆的玻璃，以免陽光直射在蓄電池上。第二十三頁，共三十九頁。防酸蓄電池室的照明，應使用防爆燈、并至少有一個接在事故照明母線上，開關、插座、熔斷器應安裝在蓄電池室外。室內照明線應采用耐酸絕緣導線。防酸蓄電池室應安裝抽風機。防酸蓄電池室若安裝暖風設備，應設在蓄電池室外、經風道向室內送風。蓄電池室的溫度應經常保持在5℃～35℃之間，并保持良好的通風和照明?？拐鹪O防烈度大于或等于7度的地區(qū)，蓄電池組應有抗震加固措施。不同類型的蓄電池，不宜放在一個蓄電池室內。第二十四頁，共三十九頁。防酸蓄電池的維護，宜備有下列儀表：測量電解液密度用的密度計；測量電解液溫度用的溫度計；測量蓄電池電壓用的41/2數(shù)字萬用表，室外溫度計。用具：充注電解液用的玻璃缸、漏斗、量杯、搪瓷盆、塑料桶、注射器、手電筒、耐酸手套、耐酸圍裙、膠皮靴子等。投運前三次充放電循環(huán)，蓄電池組端電壓、單體電池電壓的記錄；運行中定期均衡充電、定期核對性放電的記錄。第二十五頁，共三十九頁。核對性放電當單體電壓為終止電壓1.8V時，停止放電。若放充三次均達不到額定容量的80%，可判此組蓄電池使用年限已到，并安排更換。運行維護防酸蓄電池單體電壓和電解液比重的測量，發(fā)電廠兩周測量一次。個別落后的防酸蓄電池，應通過均衡充電方法進行處理，不允許長時間保留在蓄電池組中運行，若處理無效，應更換。第二十六頁，共三十九頁。蓄電池的工作原理：蓄電池是一種化學能源，充電時能把電能轉化為化學能儲存起來，放電時將儲存起來的化學能轉化成電能送出去第二十七頁，共三十九頁。防酸蓄電池故障及處理A)防酸蓄電池內部極板短路或斷路，應更換蓄電池。B)長期浮充電運行中的防酸蓄電池，極板表面逐漸產生白色的硫酸鉛結晶體，通常稱之為“硫化”。C)防酸蓄電池底部沉淀物過多，用吸管清除沉淀物，并補充配制的標準電解液。D)防酸蓄電池極板彎曲，龜裂或腫脹，若容量達不到80%以上，此蓄電池應更換。在運行中防止電解液的溫度超過35℃。E)防酸蓄電池絕緣降低，當絕緣電阻值低于現(xiàn)場規(guī)定值時，將會發(fā)出接地信號，正對地或負對地均能測到泄漏電壓。處理方法：對蓄電池外殼和支架采用酒精清擦，改善電池室外的通風條件，降低濕度，絕緣將會提高。第二十八頁，共三十九頁。蓄電池浮充電目的和方法：充電后的蓄電池，由于電解液的電解質及極板中有雜質存在，會在極板上產生自放電。為使電池能在飽滿的容量下處于備用狀態(tài)，電池與充電機并聯(lián)于直流母線上，充電機除負擔經常的直流負荷外，還供給蓄電池適當?shù)碾娏鳎匝a充蓄電池自放電；這種方式叫浮充電。對運行維護來說，能否管理好浮充電是決定蓄電池壽命的關鍵，浮充電過大會使電池過充，反之欠充，對電池都不利。第二十九頁，共三十九頁。蓄電池定期充放電的意義是什么？蓄電池定期充放電也叫核對性放電。以全浮方式運行的蓄電池應每三個月進行一次核對性放電，以核對其容量，交使極板有效物質得到均勻活化。對已運行兩年以上的蓄電池可適當延長核對性放電周期。一方面檢查電池容量和健康水平，做到發(fā)現(xiàn)問題及時檢修；另一方面能夠活化極板上的有效物質，保證蓄電池的正常運行。第三十頁，共三十九頁。硅整流裝置兩臺機組的硅整流裝置采用太原市益同電氣公司生產的SCG200系列可控硅整流電源屏。

第三十一頁，共三十九頁。充電裝置的運行監(jiān)視每天應對充電裝置進行如下檢查：三相交流輸入電壓是否平衡或缺相，運行噪聲有無異常，各保護信號是否正常，交流輸入電壓值、直流輸出電壓值、直流輸出電流值等各表計顯示是否正確，正對地和負對地的絕緣狀態(tài)是否良好。運行維護人員每月應對充電裝置作一次清潔除塵工作。大修作絕緣試驗前，應將電子元件的控制板及硅整流元件斷開或短接后，才能作絕緣和耐壓試驗。若控制板工作不正常、應停機取下，換上備用板，啟動充電裝置，調整好運行參數(shù)，投入正常運行。第三十二頁，共三十九頁。第三十三頁，共三十九頁。硅整流特點：主回路采用三相全控橋式整流電路，控制觸發(fā)電路為數(shù)字電路，采用插箱式結構，便于檢修維護。小容量采用兩路獨立的整流裝置，相互備用，也可并列運行。具有恒壓輸出和恒流輸出兩種運行方式。第三十四頁，共三十九頁。穩(wěn)壓限流，防止蓄電池虧電時大電流充電損壞蓄電池及避免整流柜過負荷。過壓、過流、欠壓及交流缺相保護，保護自恢復。軟起動、軟停止、操作方便、起動平緩。采用了數(shù)字式觸發(fā)電路，導通角一致性好，溫漂極小。第三十五頁，共三十九頁。硅整流的優(yōu)點：壽命長，維護工作量小體積小缺點：不能獨立使用，需加補償電容，自投裝置，逆止閥、限流電阻、穩(wěn)壓、穩(wěn)流和濾波裝置等附件，使二次回路復雜。受電網(wǎng)影響大，需具備較可靠的交流電源第三十六頁，共三十九頁。

充電裝置的精度、紋波因數(shù)、效率、噪聲和均流不平衡度、運行控制值

充電裝置名稱穩(wěn)流精度%穩(wěn)壓精度%紋波因數(shù)%效率%噪聲dB(A)均流不