蓄电池培训资料

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电力控制系统是电力系统和电力设备牢靠、高效运转的保证，所以人们十分关注电力控制技术的开展。经过临时不懈的努力，电力控制技术日臻完善，目前也到达十分先进牢靠的水平。

电力控制必需具有平安牢靠的控制电源。在电力工程控制电源分为两类，一类是直流电源，一类是交流电源。由于直流电源能独立于交活动力电源系统之外，不受交流电源系统事故的影响，具有平安牢靠，运转维护方便等特点，从而失掉普遍运用。特别是关于高电压和牢靠性要求较高的电力设备，直流电源简直是独一可供选择的控制电源。属于直流电源的有蓄电池电源和交流整流电源。

鉴于直流电源在电力系统运转维护的重要性，本教材较为系统的讲述了直流电源的基本原理及开展现状，并较详细的论述了电力规范和国度规范所触及的相关内容，偏重点讲述了高频开关电源的重要参数的测试和校验。

希望本教材能给读者在实践运用进程中，在扫除缺点时，能有更多的协助及参考意义，作为编者那么感到莫大欣喜。在编写的进程中由于时间匆促，水平有限，书中难免有错误和不当之处，恳请读者指正。

编写：王伟、谢春扬、谭杰、赵应龙

校正：邓茜、杨海涛

霸道龙

广州拓威讯科技开展教材编写组

二〇〇七年七月

目 录

第一章 直流系统概述…………………………………………………… 3

1.1 直流控制电源

1.2 直流控制电源的开展

1.3 对直流控制电源的基本要求

1.4 直流电源平安隐患与防范措施

1.4.1 充电装置功用目的不合格

1.4.2 蓄电池容量下降

第二章 直流系统充电装置的原理与开展方向………………………… 6

2．1 直流系统充电装置分类

2．2 高频开关电源任务原理

2．2．1 高频开关电源的组成

2．2．2 开关控制稳压原理

2．3 充电装置的开展

2．3．1 电力电子技术的开展

2．3．2 充电装置的开展趋向

第三章 直流电源规范引见……………………………………………… 13

3．1 术语和定义

3．2 充电装置技术要求

第四章 直流电源综合特性测试原理…………………………………… 19

4．1 稳流精度、稳压精度及纹波系数测试原理

4．2 直流电流电压输入误差实验

4．3 限压特性、限流特性实验

4．4 效率和功率因数实验

4．5 高频开关电源模块均流不平衡度实验

第五章 TOPWHIP—GCD223型直流电源综合特性测试仪引见………… 24

5．1 装置结构

5．2 装置功用特点

5．2．1装置功用

5．2．2装置特点

5．3 检测原理框图

5．4 TOPWHIP—GCD系列改良产品的特点

5．5 电源综合特性测试仪开展方向

附录 ………………………………………………………………………29

第一章 直流系统概述

1.1 直流控制电源

发电厂和变电所中，为控制、信号、维护、自动装置以及某些执行机构供电的电源系统，通常称为控制电源，如系统直流电源，那么称为直流控制电源。

依据构成方式的不同，在发电厂和变电所中运用的有以下几种直流控制电源。

1.1.1 蓄电池组构成的直流控制电源

由蓄电池组、充电装置及直流屏等设备构成，运用于各种类型的发电厂和变电所中，是一种在各种正常和事故状况下都能坚持牢靠供电的电源系统或许说是一种直流不停电电源系统。通常简称为直流控制电源系统或直流系统。

1.1.2 电容储能式直流控制电源

这是直流控制电源的一种。正常运转时，它给电容量足够大的电容器组充电；当发作事故时，电容器组向继电维护装置和断路器跳闸回路供电，保证继电维护装置牢靠举措，断路器牢靠跳闸。这是一种简易的直流控制电源。

在我国110KV、35KV、10KV终端变电站，以及厂用6KV配电系统在有些采用了蓄电池直流屏和硅整流电容储能直流屏作为操作、控制以及维护的电源。

1.2 直流控制电源的开展

1955年以前，国际发电厂和变电所的树立规模较小，其直流控制电源系统，大多采用110V、单母线和不带端电池的蓄电池组。1956年以后，发电厂和变电所的树立规模增大。这时，由于引进了事先苏联的设计技术，在一切新建和扩建的发电厂和变电所中，都采用了220V、带端电池的蓄电池组，并依据工程规模的大小，采用单母线或双母线接线。

1984年以后，随着欧美设计技术的引进，以及发电厂和变电所树立规模不时增大，在直流控制电源系统的运用上，又末尾普遍采用单母线接线和不带端电池的蓄电池组，对控制负荷，那么推行采用110V电压。60年代以前，国际设计的发电厂，热力系统多是母控制，采用主控制室方式。在容量较小的发电厂中，装设一组蓄电池组构成的直流控制电源系统；而在较大容量的发电厂中，那么装设两组不等容量的蓄电池组。70年代以后，单元制发电厂随着机组容量的增大而普及。在单元制发电厂中，直流控制电源系统，按单元配置，70年代到80年代初期，普通是一个单元配置一组220V蓄电池组构成的一套控制电源。从80年代前期末尾，关于300～600MW大机组电厂，那么每一单元配置两套直流控制电源：一套220V用一组蓄电池组构成，另一套110V用两组蓄电池组成。

变电所普通装设一组蓄电池构成的直流控制电源；关于大型变电所，特别是500kV变电所，那么装设两组蓄电池组。

另外，蓄电池的自身，运用的资料和制造工艺也在不时的变化，运用的资料越来越注重对环境的友好；以及容量都在变化，容量做得越来越大；直流电源的运用场所愈加普遍，在电力系统的控制、维护、操作、信号回路中都有十分重要的用途；对蓄电池的维护方式也在不时的更新方法，有了高频开关电源控制，充电速度更快，效率更高。

1.3 对直流控制电源的基本要求

在发电厂和变电所中，直流控制包括电气和热工系统的控制、信号、维护、自动装置和某些执行机构，这些都是保证发电厂和变电所正常、平安运转的极为重要的负荷。

直流控制电源，除为直流控制负荷供电外，还为一些动力负荷供电，例如合闸电流的电磁操作机构、事故照明装置等。特别是在火力发电厂中，还要为汽机润滑油泵、发电机氢密封油泵及给水泵润滑油泵的直流电动机供电。这些动力负荷，都是保证汽轮发电机组平安起停所必需的，是十分重要的负荷。

可见，直流控制电源系统兼有直流保安电源的功用，其任务的牢靠性是极为重要的。

蓄电池组构成的直流控制电源系统，有很高的牢靠性，整个蓄电池组的电池组缺点形成中止供电能够性极小。由于缺点，总是首先在一般电池中发作，而且其开展进程缓慢，易及时发现和消弭，不致涉及整个蓄电池组。这种状况，已为多年的、少量的蓄电池组的运转阅历所证明。因此，就其牢靠性而言，还没有其他电源装置可以替代。但是，要保证蓄电池组构成的直流控制电源系统能牢靠地、不连续地供电，蓄电池的正确运用和系统异常接地状况下的检测，就显得十分的重要。

为了提高直流电源的牢靠性，电力工程直流电源应选择阀控式密封铅酸蓄电池，每组蓄电池应有独立的供电范围；蓄电池组个数的选择应满足各种运转工程对直流母线电压的要求，蓄电池应思索放电设备；充电装置可选择高频开关型或晶闸管型，应有冗余或备用，技术目的主要是满足蓄电池运用寿命需求;直流电源监控装置要保证充电整流器的需求;直流配电系统应简化接线，辐射供电;维护设备应选择直流断路器，在满足过载维护牢靠性的条件下，还能保证短路维护时的快速断开功用，必需具有牢靠的级差配合。

1.4 直流电源平安隐患与防范措施

1.4.1 充电装置功用目的不合格

充电装置在运转进程中,随着运转时间的推移,特别是投运1~3年内,设备的技术目的会发作偏移,典型的结果是因充电机目的下降,充电机的稳压精度、稳流精度及纹波系数超标,蓄电池容量下降等现象.异样因现场不具有相应的测试手腕,无法及时发现、调整,所形成的结果就是蓄电池提早失效或损坏,直接要挟电网的平安运转.特别是关于普遍采用的阀控密封铅酸蓄电池,虽具有不需加酸加水、维护量小的优点,但关于充电设备的目的具有严厉的要求,如不满足要求那么会发作干枯、热失控等缺点,很快失效报废.另外,目前变电站多采用综合自动化技术,蓄电池采用柜式装置,与自动化设备同装一室,充电机功用出现效果会形成蓄电池发热、溢酸等效果,严重者甚至发作爆炸.

为了防止直流系统因充电装置功用目的不合格带来严重结果，活期对充电装置的各项功用目的停止测试是必要的。直流电源综合特性测试仪可以方便快速的测试出各充电装置的参数，确保直流系统中的充电装置任务在安康形状，减大事故的发作率。

1.4.2 蓄电池容量下降

在电力直流系统中，蓄电池作为备用电源在系统中起着极端重要的作用。往常蓄电池处于浮充电备用形状，由交流市电经整流设备变换成直流向负荷供电，而在交流电失掉电或其他事故形状下，蓄电池是负荷的独一动力供应者，一旦出现效果，供电系统将面临瘫痪。

阀控式铅酸蓄电池俗称〝免维护〞蓄电池，它的运用大大增加了启齿式铅酸蓄电池繁琐复杂的维护任务，但是，其〝免维护〞的优点，正是运转管理的缺陷和难点。所谓〝免维护〞仅仅指无需加水、加酸、换液等维护，而日常维护仍是必不可少的，启齿式铅酸蓄电池运转检测维护方法已不再适用于阀控式铅酸蓄电池，这就对蓄电池测试维护设备提出了新的要求。

阀控式铅酸蓄电池在运用中普遍采用临时浮充电方式任务，由于电池组中各电池内在功用的差异及运用环境的影响，经过一段时间后，局部电池会因过充、欠充、活性物质零落、栅板腐蚀、硫化等，形成容量下降或失效，从而严重影响了电池的运用，危及直流系统的平安运转。

由于直流系统中电池数量众多，而最容量最低的电池决议了整组蓄电池的容量，因此对蓄电池的维护任务相当重要，其中包括活期对蓄电池组充放电，找出不契合要求的蓄电池停止活化或改换，在对每个蓄电池好坏停止测试时还可采用蓄电池容量〔内阻〕测试仪快速完成。

直流系统中除了上述直流电源存在的平安隐患之外，直接接地与交直流断路器的互用也会给直流系统带来很大危害，目前关于直流系统接地缺点的查找曾经十分成熟，不需求采用相似拉回路的高风险操作手腕即可方便快速的完成接地点的查找；而关于交直流断路器互用的效果，相关规则曾经明白指出需采用直流段路器的场所不能运用交流段路器。

本章对直流系统中直流电源的分类、开展以及能够存在的危害停止了论述，直流电源做为直流系统的中心局部，其牢靠性决议了直流系统的牢靠性，而充电装置做为一临时运转于直流系统的装置，如何保证其各项目的均在正常任务范围之内是本书讨论的重点。

第二章 直流系统充电装置的原理与开展方向

2.1 直流系统充电装置分类

无论是蓄电池组构成的直流控制电源还是电容储能式直流控制电源都离不开充电装置，在直流系统中承当对蓄电池组充电和/或浮充电义务的整流装置即为充电装置，充电装置依据其任务原理的不同可分类以下三类：

高频开关电源模块型充电装置

高频开关电源即采用半导体功率器件作为开关，将一种电源形状转变为另一