直流系統(tǒng)課件說(shuō)課

直流系統(tǒng)課件說(shuō)課直流系統(tǒng)3一、直流系統(tǒng)必備知識(shí)直流電在電廠（變電所）的作用直流系統(tǒng)的組成對(duì)直流操作電源的基本要求直流負(fù)荷分類蓄電池直流系統(tǒng)蓄電池的運(yùn)行方式41、直流電在電廠（變電所）的作用直流系統(tǒng)是應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶，為給信號(hào)設(shè)備、保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設(shè)備。直流系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的電源，它不受發(fā)電機(jī)、廠用電及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源—蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。52、直流系統(tǒng)的組成直流系統(tǒng)主要由兩大部份組成。一部份是電池屏另一部份是直流充電屏（直流屏）。電池屏就是一個(gè)可以擺放多節(jié)電池的機(jī)柜。電池屏中的電池一般是由2V-12V的數(shù)節(jié)電池以串聯(lián)方式組成，對(duì)應(yīng)電的電壓輸出也就是110V或220v。目前使用的電池主要是閥控式密封免維護(hù)鉛酸電池。直流屏主要是由機(jī)柜、整流模塊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、絕緣監(jiān)測(cè)單元、電池巡檢單元、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)單元、降壓?jiǎn)卧耙幌盗械慕涣鬏斎?、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元組成。6

各模塊解釋整流模塊系統(tǒng)：電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機(jī)模塊，通常是以通過(guò)電流大小來(lái)標(biāo)稱（如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等），按設(shè)計(jì)理念的不同也可以分為：風(fēng)冷模塊、獨(dú)立風(fēng)道模塊、自冷模塊、自能風(fēng)冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺(tái)并聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩(wěn)定可調(diào)的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護(hù)功能如：輸入過(guò)壓保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)、輸出限流保護(hù)和輸出短路保護(hù)等。監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)直流系統(tǒng)的控制、管理核心，其主要任務(wù)是：對(duì)系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進(jìn)行長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)，獲取系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行處理，并以此為依據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動(dòng)管理，保證其工作的連續(xù)性、可靠性和安全性。監(jiān)控系統(tǒng)目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監(jiān)控系統(tǒng)提供人機(jī)界面操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)顯示，系統(tǒng)控制操作和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。絕緣監(jiān)測(cè)單元：直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)單元是監(jiān)視直流系統(tǒng)絕緣情況的一種裝置，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路對(duì)地漏電阻，此數(shù)值可根據(jù)具體情況設(shè)定。當(dāng)線路對(duì)地絕緣降低到設(shè)定值時(shí)，就會(huì)發(fā)出告警信號(hào)。直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)單元目前有母線絕緣監(jiān)測(cè)、支路絕緣監(jiān)測(cè)。電池巡檢單元：電池巡檢單元就是對(duì)蓄電池在線電壓情況巡環(huán)檢測(cè)的一種設(shè)備?？梢詫?shí)時(shí)檢測(cè)到每節(jié)蓄電池電壓的多少，當(dāng)哪一節(jié)蓄電池電壓高過(guò)或低過(guò)設(shè)定時(shí)，就會(huì)發(fā)出告警信號(hào)，并能通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一節(jié)蓄電池發(fā)生故障。電池巡檢單元一般能檢測(cè)2V-12V的蓄電池和巡環(huán)檢測(cè)1-108節(jié)蓄電池。開(kāi)關(guān)量檢測(cè)單元：開(kāi)關(guān)量檢測(cè)單元是對(duì)開(kāi)關(guān)量在線檢測(cè)及告警干節(jié)點(diǎn)輸出的一種設(shè)備。比如在整套系統(tǒng)中哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開(kāi)關(guān)量檢測(cè)單元就會(huì)發(fā)出告警信號(hào)，并能通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開(kāi)關(guān)量檢測(cè)單元可以采集到1-108路開(kāi)關(guān)量和多路無(wú)源干節(jié)點(diǎn)告警輸出。降壓?jiǎn)卧航祲簡(jiǎn)卧褪墙祲悍€(wěn)壓設(shè)備，是合母電壓輸入降壓?jiǎn)卧?，降壓?jiǎn)卧佥敵龅娇啬?，調(diào)節(jié)控母電壓在設(shè)定范圍內(nèi)（110V或220V）。當(dāng)合母電壓變化時(shí)，降壓?jiǎn)卧詣?dòng)調(diào)節(jié)，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓?jiǎn)卧彩且暂敵鲭娏鞯拇笮?lái)標(biāo)稱的。降壓?jiǎn)卧壳坝袃煞N，一種是有級(jí)降壓硅鏈，一種是無(wú)級(jí)降壓斬波。有級(jí)降壓硅鏈有5級(jí)降壓和七級(jí)降壓，電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)都是3.5V，也就是說(shuō)合母電壓升高或下降3.5V時(shí)降壓硅鏈就自動(dòng)調(diào)節(jié)穩(wěn)定控母電壓。無(wú)級(jí)降壓斬波就是一個(gè)降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒(méi)有電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩(wěn)定，還有過(guò)壓、過(guò)流、和電池過(guò)放電等功能。不過(guò)目前無(wú)級(jí)降壓斬波技術(shù)還不是很成熟常發(fā)生故障，所以還是降壓硅鏈?zhǔn)褂眯V泛。配電單元：配電單元主要是直流屏中為實(shí)現(xiàn)交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)、指示燈以及電流、電壓表等等。73、對(duì)直流操作電源的基本要求（1）應(yīng)保證供電的可靠性：最好裝設(shè)獨(dú)立的直流操作電源，以免交流系統(tǒng)故障而影響操作電源的正常供電。（2）具備足夠的容量：滿足全廠（所）事故停電時(shí)，直流電源負(fù)荷、最大沖擊負(fù)荷及1h事故照明等用電需要；且能保證直流母線電壓在規(guī)定的額定值（正常運(yùn)行時(shí)，操作電源母線電壓波動(dòng)范圍小于5％額定值；事故時(shí)操作電源母線電壓不低于90％額定值；失去浮充電源后，在最大負(fù)載下的直流電壓不低于80％額定值），波紋系數(shù)小于5％。（3）滿足經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的要求：要求其使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)工作量小、投資省、占地面積小、噪聲干擾小等。84、直流負(fù)荷分類發(fā)電廠及變電站的直流負(fù)載，按其用電特性的不同分為經(jīng)常負(fù)載、事故負(fù)載和沖擊負(fù)載三類。1．經(jīng)常負(fù)載經(jīng)常負(fù)載指在所有運(yùn)行狀態(tài)下由直流電源不間斷供電的負(fù)載。它包括：（1）經(jīng)常帶電的直流繼電器、信號(hào)燈、位置指示器；（2）經(jīng)常點(diǎn)亮的直流照明燈；（3）經(jīng)常投入運(yùn)行的逆變電源等。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)常負(fù)載在總的直流負(fù)載中所占的比重是比較小的。2．事故負(fù)載事故負(fù)載指正常運(yùn)行由交流電源供電，當(dāng)廠（站）自用交流電源消失后由直流電源供電的負(fù)載。它一般包括有：事故照明、汽機(jī)潤(rùn)滑油泵、發(fā)電機(jī)氫冷密封油泵及載波通訊備用電源等。3．沖擊負(fù)載沖擊負(fù)載是指直流電源承受的短時(shí)最大電流，它包括斷路器合閘時(shí)的沖擊電流和當(dāng)時(shí)所承受的其它負(fù)載電流（經(jīng)常負(fù)載與事故負(fù)載）。上述三種負(fù)載是選擇直流電源的主要依據(jù)。95、蓄電池直流系統(tǒng)蓄電池組直流電源系統(tǒng)是電力系統(tǒng)首選的獨(dú)立操作電源系統(tǒng)，它電壓平穩(wěn)、容量大、供電可靠，適用于各種直流負(fù)荷。雖然蓄電池還具有價(jià)格貴等缺點(diǎn)，但目前大中型發(fā)電廠中仍廣泛采用蓄電池組直流電源系統(tǒng)。1）、蓄電池的分類，目前，應(yīng)用較多的蓄電池主要有三大類:鉛酸蓄電池、堿性鎘鎳蓄電池以及閥控式密封鉛酸蓄電池。2）蓄電池的容量及放電率蓄電池的容量（Q）)是蓄電池蓄電能力的重要標(biāo)志。容量Q是指定的放電條件（溫度放電電流、終止電壓）下所放出的電量稱為蓄電池的容量，單位用Ah（安時(shí)）表示。蓄電池放電至終止電壓的時(shí)間稱放電率，單位為h（小時(shí)）率。10蓄電池的容量一般分為額定容量和實(shí)際容量?jī)煞N。額定容量是指充足電的蓄電池在25℃時(shí)，以10h放電率放出的電能。QN=IN·tN式中QN蓄電池的額定容量，A·h；IN額定放電電流，即10小時(shí)率的放電電流，A；tN

放電至終止電壓的時(shí)間，一般為10h。實(shí)際容量與極板的面積、電解液的密度、放電電流的大小、充電程度及環(huán)境溫度等有關(guān)，因此實(shí)際容量為Q=I·t式中Q

蓄電池的容量，A·h；

I

非10小時(shí)率的放電電流，A；

t

放電時(shí)間，h。若電池的放電率是指放電至終止電壓的快慢。采用不同的放電率，其蓄電池的容量是不同的，鉛酸蓄電池規(guī)定以10h放電率為標(biāo)準(zhǔn)放電率。當(dāng)以10h放電率放電到終止電壓的容量約是以1h放電率放電到終止電壓時(shí)容量的2倍。11閥控式密封鉛酸蓄電池就是VRLA電池，這種電池雖然也是鉛酸蓄電池，但是它與原來(lái)的鉛酸蓄電池相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，VRLA電池是全密封的，不會(huì)漏酸，而且在充放電時(shí)不會(huì)象老式鉛酸蓄電池那樣會(huì)有酸霧放出來(lái)而腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，所以從結(jié)構(gòu)特性上人們把VRLA電池又叫做密閉（封）鉛酸蓄電池。為了區(qū)分，把老式鉛酸蓄電池叫做開(kāi)口鉛酸蓄電池。由于VRLA電池從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，它不但是全密封的，而且還有一個(gè)可以控制電池內(nèi)部氣體壓力的閥，所以VRLA鉛酸蓄電池的全稱便成了“閥控式密閉鉛酸蓄電池”。126、蓄電池直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式在發(fā)電廠和變電所中，蓄電池直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式有兩種，即充電－放電運(yùn)行方式和浮充電運(yùn)行方式。目前，多數(shù)直流系統(tǒng)都采用浮充電運(yùn)行方式。1．充電－放電運(yùn)行方式充電－放電運(yùn)行方式就是將充好電的蓄電池組接在直流母線上對(duì)直流負(fù)荷供電，同時(shí)斷開(kāi)充電裝置。當(dāng)蓄電池放電到其容量的75％～80％時(shí)，為保證直流供電系統(tǒng)的可靠性，即自行停止放電，準(zhǔn)備充電，改由已充好電的另一組蓄電池供電。2．浮充電運(yùn)行方式浮充電運(yùn)行方式就是將充好電的蓄電池組與浮充電整流器并聯(lián)工作，平時(shí)由整流器供給直流負(fù)荷用電，并以不大的電流向蓄電池組浮充電（以補(bǔ)充電池因有漏電而使其電壓下降的缺陷），使蓄電池處于滿充電狀態(tài)。浮充電運(yùn)行的蓄電池組能承擔(dān)短時(shí)沖擊負(fù)荷（如斷路器合閘電流）和事故負(fù)荷。13二、直流系統(tǒng)運(yùn)行及操作運(yùn)行規(guī)定巡檢項(xiàng)目141、運(yùn)行規(guī)定1)電壓規(guī)定①220V直流母線電壓應(yīng)經(jīng)常保持在220V±5V的范圍內(nèi)。②蓄電池應(yīng)經(jīng)常處于浮充電狀態(tài)，端電壓通常應(yīng)在2.23V/單體。2)溫度規(guī)定①正常狀況下，蓄電池溫度應(yīng)在15℃～25℃之間。最高不得超過(guò)30℃，最低不得低于10℃。②在大充電時(shí)，蓄電池電解液溫度不得超過(guò)35℃～45℃。否則，應(yīng)降低充電電壓或停止充電。蓄電池室室溫應(yīng)保持在15℃～25℃為宜。冬季當(dāng)室溫下降至15℃時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)通風(fēng)采暖裝置，20℃時(shí)停運(yùn)。夏季當(dāng)室溫超過(guò)25℃時(shí)，應(yīng)開(kāi)啟通風(fēng)機(jī)降溫。3)直流系統(tǒng)的絕緣電阻應(yīng)大于0.5MΩ。4)蓄電池的日常維護(hù)和檢查工作由運(yùn)行值班員進(jìn)行。蓄電池組的充、放電,檢修及更換等檢修作業(yè)由維護(hù)班蓄電池檢修專責(zé)進(jìn)行。152、巡檢項(xiàng)目1)蓄電池室：①蓄電池室內(nèi)溫度應(yīng)在10℃～30℃之間，照明充足，通風(fēng)良好。②電瓶端電壓應(yīng)維持在2.1～2.23V之間。③電瓶本體應(yīng)完好，無(wú)滲漏。引線與鉛板焊接處無(wú)腐蝕，無(wú)松脫。④蓄電池極板無(wú)彎曲、相碰、破碎、脫落現(xiàn)象。⑤通風(fēng)機(jī)室采暖通風(fēng)裝置正常。⑥室內(nèi)整潔，無(wú)易燃、易爆物品。⑦設(shè)備完好，能正常啟停。⑧視其室溫，投切其采暖、通風(fēng)裝置。⑨通風(fēng)電動(dòng)機(jī)絕緣電阻不得低于0.5MΩ。⑩通風(fēng)電動(dòng)機(jī)無(wú)過(guò)熱，軸承無(wú)缺油，各風(fēng)門位置正確。⑾通風(fēng)機(jī)在