直流系統(tǒng)課件說課

直流系統(tǒng)課件說課直流系統(tǒng)3一、直流系統(tǒng)必備知識直流電在電廠（變電所）的作用直流系統(tǒng)的組成對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，為給信號設(shè)備、保護(hù)、自動裝置、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)是一個獨立的電源，它不受發(fā)電機、廠用電及系統(tǒng)運行方式的影響，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）。電池屏就是一個可以擺放多節(jié)電池的機柜。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。直流屏主要是由機柜、整流模塊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、絕緣監(jiān)測單元、電池巡檢單元、開關(guān)量檢測單元、降壓單元及一系列的交流輸入、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模塊，通常是以通過電流大小來標(biāo)稱（如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等），按設(shè)計理念的不同也可以分為：風(fēng)冷模塊、獨立風(fēng)道模塊、自冷模塊、自能風(fēng)冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯(lián)使用，實現(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：輸入過壓保護(hù)、輸出過壓保護(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)是整個直流系統(tǒng)的控制、管理核心，其主要任務(wù)是：對系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進(jìn)行長期自動監(jiān)測，獲取系統(tǒng)中的各種運行參數(shù)和狀態(tài)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)及時進(jìn)行處理，并以此為依據(jù)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，實現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動管理，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)提供人機界面操作，實現(xiàn)系統(tǒng)運行參數(shù)顯示，系統(tǒng)控制操作和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。絕緣監(jiān)測單元：直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元是監(jiān)視直流系統(tǒng)絕緣情況的一種裝置，可實時監(jiān)測線路對地漏電阻，此數(shù)值可根據(jù)具體情況設(shè)定。當(dāng)線路對地絕緣降低到設(shè)定值時，就會發(fā)出告警信號。直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元目前有母線絕緣監(jiān)測、支路絕緣監(jiān)測。電池巡檢單元：電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環(huán)檢測的一種設(shè)備?？梢詫崟r檢測到每節(jié)蓄電池電壓的多少，當(dāng)哪一節(jié)蓄電池電壓高過或低過設(shè)定時，就會發(fā)出告警信號，并能通過監(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2V-12V的蓄電池和巡環(huán)檢測1-108節(jié)蓄電池。開關(guān)量檢測單元：開關(guān)量檢測單元是對開關(guān)量在線檢測及告警干節(jié)點輸出的一種設(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關(guān)量檢測單元就會發(fā)出告警信號，并能通過監(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。目前開關(guān)量檢測單元可以采集到1-108路開關(guān)量和多路無源干節(jié)點告警輸出。降壓單元：降壓單元就是降壓穩(wěn)壓設(shè)備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，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，降壓單元自動調(diào)節(jié)，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標(biāo)稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調(diào)節(jié)點都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調(diào)節(jié)穩(wěn)定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調(diào)節(jié)點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩(wěn)定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術(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)換開關(guān)、按鈕開關(guān)、指示燈以及電流、電壓表等等。73、對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，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（正常運行時，操作電源母線電壓波動范圍小于5％額定值；事故時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)濟和實用的要求：要求其使用壽命長、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、信號燈、位置指示器；（2）經(jīng)常點亮的直流照明燈；（3）經(jīng)常投入運行的逆變電源等。一般來說，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、汽機潤滑油泵、發(fā)電機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最大電流，它包括斷路器合閘時的沖擊電流和當(dāng)時所承受的其它負(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格貴等缺點，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）表示。蓄電池放電至終止電壓的時間稱放電率，單位為h（小時）率。10蓄電池的容量一般分為額定容量和實際容量兩種。額定容量是指充足電的蓄電池在25℃時，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小時率的放電電流，A；tN

放電至終止電壓的時間，一般為10h。實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)，因此實際容量為Q=I·t式中Q

蓄電池的容量，A·h；

I

非10小時率的放電電流，A；

t

放電時間，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，但是它與原來的鉛酸蓄電池相比具有很多優(yōu)點，VRLA電池是全密封的，不會漏酸，而且在充放電時不會象老式鉛酸蓄電池那樣會有酸霧放出來而腐蝕設(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口鉛酸蓄電池。由于VRLA電池從結(jié)構(gòu)上來看，它不但是全密封的，而且還有一個可以控制電池內(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)的運行方式在發(fā)電廠和變電所中，蓄電池直流系統(tǒng)的運行方式有兩種，即充電－放電運行方式和浮充電運行方式。目前，多數(shù)直流系統(tǒng)都采用浮充電運行方式。1．充電－放電運行方式充電－放電運行方式就是將充好電的蓄電池組接在直流母線上對直流負(fù)荷供電，同時斷開充電裝置。當(dāng)蓄電池放電到其容量的75％～80％時，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．浮充電運行方式浮充電運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)。浮充電運行的蓄電池組能承擔(dān)短時沖擊負(fù)荷（如斷路器合閘電流）和事故負(fù)荷。13二、直流系統(tǒng)運行及操作運行規(guī)定巡檢項目141、運行規(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30℃，最低不得低于10℃。②在大充電時，蓄電池電解液溫度不得超過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，應(yīng)啟動通風(fēng)采暖裝置，20℃時停運。夏季當(dāng)室溫超過25℃時，應(yīng)開啟通風(fēng)機降溫。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，無滲漏。引線與鉛板焊接處無腐蝕，無松脫。④蓄電池極板無彎曲、相碰、破碎、脫落現(xiàn)象。⑤通風(fēng)機室采暖通風(fēng)裝置正常。⑥室內(nèi)整潔，無易燃、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)電動機絕緣電阻不得低于0.5MΩ。⑩通風(fēng)電動機無過熱，軸承無缺油，各風(fēng)門位置正確。⑾通風(fēng)機在