直流系统课件PPT

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4、直流负荷分类
发电厂及变电站的直流负载，按其用电特性的不同分为经常负载、 事故负载和冲击负载三类。 1．经常负载 经常负载指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包 括： （1）经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器； （2）经常点亮的直流照明灯； （3）经常投入运行的逆变电源等。 一般来说，经常负载在总的直流负载中所占的比重是比较小的。 2．事故负载 事故负载指正常运行由交流电源供电，当厂（站）自用交流电源消 失后由直流电源供电的负载。它一般包括有：事故照明、汽机润滑 油泵、发电机氢冷密封油泵及载波通讯备用电源等。 3．冲击负载 冲击负载是指直流电源承受的短时最大电流，它包括断路器合闸时 的冲击电流和当时所承受的其它负载电流（经常负载与事故负载）。 上述三种负载是选择直流电源的主要依据。
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6、蓄电池直流系统的运行方式
在发电厂和变电所中，蓄电池直流系统的运行方式有两 种，即充电－放电运行方式和浮充电运行方式。目前， 多数直流系统都采用浮充电运行方式。 1．充电－放电运行方式 充电－放电运行方式就是将充好电的蓄电池组接在直流 母线上对直流负荷供电，同时断开充电装置。当蓄电池 放电到其容量的75％～80％时，为保证直流供电系统的 可靠性，即自行停止放电，准备充电，改由已充好电的 另一组蓄电池供电。 2．浮充电运行方式 浮充电运行方式就是将充好电的蓄电池组与浮充电整流 器并联工作，平时由整流器供给直流负荷用电，并以不 大的电流向蓄电池组浮充电（以补充电池因有漏电而使 其电压下降的缺陷），使蓄电池处于满充电状态。浮充 电运行的蓄电池组能承担短时冲击负荷（如断路器合闸 电流）和事故负荷。
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直流系统
一、直流系统必备知识
直流电在电厂（变电所）的作用 直流系统的组成 对直流操作电源的基本要求 直流负荷分类 蓄电池直流系统 蓄电池的运行方式
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1、直流电在电厂（变电所）的作用 直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电 站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、 保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器 分、合闸操作提供直流电源的电源设备。 直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂 用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中 断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供 直流电源的重要设备。直流屏的可靠性、安全性 直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。
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2、巡检项目
1)蓄电池室： ① 蓄电池室内温度应在10℃～30℃之间，照明充足，通风良好。 ② 电瓶端电压应维持在2.1～2.23V之间。 ③ 电瓶本体应完好，无渗漏。引线与铅板焊接处无腐蚀，无松脱。 ④ 蓄电池极板无弯曲、相碰、破碎、脱落现象。 ⑤通风机室采暖通风装置正常。 ⑥室内整洁，无易燃、易爆物品。 ⑦设备完好，能正常启停。 ⑧视其室温，投切其采暖、通风装置。 ⑨通风电动机绝缘电阻不得低于0.5MΩ。 ⑩通风电动机无过热，轴承无缺油，各风门位置正确。 ⑾通风机在运行中转速正常，无撞击声。 ⑿ 当蓄电池室内温度超过25℃时，应启动通风机降温。 ⒀当蓄电池室内温度低于15℃时，应视其气温变化趋势，适时投入 采暖装置。
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2) 直流母线及负荷屏：
① ② ③ ④ ⑤
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母线绝缘监察装置投入正常，绝缘检查合格。 母线电压正常，充电电流符合技术要求。 设备状态与运行方式相符，熔断器完好无损。 元件无过热、烧红及电缆头松脱现象。 充电装置在正常工作状态，各指示灯正常。
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3、对直流操作电源的基本要求
（1）应保证供电的可靠性：最好装设独立的直流操作电 源，以免交流系统故障而影响操作电源的正常供电。 （2）具备足够的容量：满足全厂（所）事故停电时，直 流电源负荷、最大冲击负荷及1h事故照明等用电需要； 且能保证直流母线电压在规定的额定值（正常运行时， 操作电源母线电压波动范围小于5％额定值；事故时操作 电源母线电压不低于90％额定值；失去浮充电源后，在 最大负载下的直流电压不低于80％额定值），波纹系数 小于5％。 （3）满足经济和实用的要求：要求其使用寿命长、维护 工作量小、投资省、占地面积小、噪声干扰小等。
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5、蓄电池直流系统
蓄电池组直流电源系统是电力系统首选的独立操作电源 系统，它电压平稳、容量大、供电可靠，适用于各种直 流负荷。虽然蓄电池还具有价格贵等缺点，但目前大中 型发电厂中仍广泛采用蓄电池组直流电源系统。 1）、蓄电池的分类，目前，应用较多的蓄电池主要有三 大类: 铅酸蓄电池、碱性镉镍蓄电池以及阀控式密封铅酸 蓄电池。 2）蓄电池的容量及放电率 蓄电池的容量（Q）)是蓄电池蓄电能力的重要标志。容 量Q是指定的放电条件（温度放电电流、终止电压）下所 放出的电量称为蓄电池的容量，单位用Ah（安时）表示。 蓄电池放电至终止电压的时间称放电率，单位为h（小时） 率。
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2 、直流系统的组成 直流系统主要由两大部份组成。一部份是电池屏 另一部份是直流充电屏（直流屏）。电池屏就是 一个可以摆放多节电池的机柜。电池屏中的电池 一般是由2V-12V的数节电池以串联方式组成， 对应电的电压输出也就是110V或220v。目前 使用的电池主要是阀控式密封免维护铅酸电池。 直流屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、 绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、 降压单元及一系列的交流输入、直流输出、电压 显示、电流显示等配电单元组成。
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二、直流系统运行及操作
运行规定 巡检项目
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1、运行规定
1)电压规定 ①220V直流母线电压应经常保持在220V±5V的范围内。 ②蓄电池应经常处于浮充电状态，端电压通常应在2.23V/单 体。 2)温度规定 ①正常状况下，蓄电池温度应在15℃～25℃之间。最高不得超 过30℃，最低不得低于10℃。 ②在大充电时，蓄电池电解液温度不得超过35℃～45℃。否 则， 应降低充电电压或停止充电。 蓄电池室室温应保持在15℃～25℃为宜。冬季当室温下降至15℃ 时，应启动通风采暖装置，20℃时停运。夏季当室温超过25℃时， 应开启通风机降温。 3) 直流系统的绝缘电阻应大于0.5MΩ。 4) 蓄电池的日常维护和检查工作由运行值班员进行。蓄电池组的 充、放电,检修及更换等检修作业由维护班蓄电池检修专责进行。
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各模块解释
整流模块系统：电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模块，通常是以通过电流大小来 标称（如2A模块、5A模块、10A模块、20A模块等等），按设计理念的不同也可以分为：风冷 模块、独立风道模块、自冷模块、自能风冷模块和自能自冷模块。它可以多台并联使用，实现了 N+1冗余。模块输出是110V、220V稳定可调的直流电压。模块自身有较为完善的各种保护功 能如：输入过压保护、输出过压保护、输出限流保护和输出短路保护等。 监控系统：监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主要任务是：对系统中各功能单元和 蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态及时进 行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可 靠性和安全性。监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是触摸屏型。：监控系统提供人 机界面操作，实现系统运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。 绝缘监测单元：直流系统绝缘监测单元是监视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对 地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号。 直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监测、支路绝缘监测。 电池巡检单元：电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡环检测的一种设备。可以实时检测到 每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过或低过设定时，就会发出告警信号，并能通过 监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障。电池巡检单元一般能检测2V-12V的蓄电池和巡环检 测1-108节蓄电池。 开关量检测单元：开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一种设备。比如在整 套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号， 并能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前开关量检测 单元可以采集到1-108路开关量和多路无源干节点告警输出。 降压单元：降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压单元，降压单元再输出到控母，调 节控母电压在设定范围内（110V或220V）。当合母电压变化时，降压单元自动调节，保证输 出电压稳定。降压单元也是以输出电流的大小来标称的。降压单元目前有两种，一种是有级降压 硅链，一种是无级降压斩波。有级降压硅链有5级降压和七级降压，电压调节点都是3.5V，也就 是说合母电压升高或下降3.5V时降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波就是一个降压 模块，它比降压硅链体积小，它没有电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还有过压、 过流、和电池过放电等功能。不过目前无级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，所以还是降 压硅链使用效广泛。 配电单元：配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所 使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断 器、转换开关、按钮开关、指示灯以及电流、电压表等等。
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阀控式密封铅酸蓄电池
就是VRLA电池，这种电池虽然也是铅酸蓄电池， 但是它与原来的铅酸蓄电池相比具有很多优点， VRLA电池是全密封的，不会漏酸，而且在充放 电时不会象老式铅酸蓄电池那样会有酸雾放出来 而腐蚀设备，污染环境，所以从结构特性上人们 把VRLA电池又叫做密闭（封）铅酸蓄电池。为 了区分，把老式铅酸蓄电池叫做开口铅酸蓄电池。 由于VRLA电池从结构上来看，它不但是全密封 的，而且还有一个可以控制电池内部气体压力的 阀，所以VRLA铅酸蓄电池的全称便成了“阀控 式密闭铅酸蓄电池”。
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蓄电池的容量一般分为额定容量和实际容量两种。
额定容量是指充足电的蓄电池在25℃时，以10h放电率放出的电能。 QN=IN·N t 式中 QN蓄电池的额定容量，A· h； IN额定放电电流，即10小时率的放电电流，A； tN 放电至终止电压的时间，一般为10h。 实际容量与极板的面积、电解液的密度、放电电流的大小、充电程度
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及环境温度等有关，因此实际容量为 Q=I· t 式中 Q 蓄电池的容量，A· h； I 非10小时率的放电电流，A； t 放电时间，h。 若电池的放电率是指放电至终止电压的快慢。采用不同的放电率，其蓄电池 的容量是不同的，铅酸蓄电池规定以10h放电率为标准放电率。当以10h 放电率放电到终止电压的容量约是以1h放电率放电到终止电压时容量的2倍。