直流系统概述培训课件
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直流系统概述
第一节 直流电源的设置
发电厂的直流系统，主要用于对开关电器的远距离操作、信号设备、继电保护、自动装置及其他一些重要的直流负荷（如事故油泵、事故照明和不停电电源等）的供电。直流系统是发电厂厂用电中最重要的一部分，它应保证在任何事故情况下都能可靠和不间断地向其用电设备供电。
在大型发电厂直流系统中，采用蓄电池组作为直流电源。蓄电池组是一种独立可靠的电源，它在发电厂内发生任何事故，甚至在全厂交流电源都停电的情况下，仍能保证直流系统中的用电设备可靠而连续的工作。
在有大机组的电厂中设有多个彼此独立的直流系统。例如：单元控制室直流系统、网络控制室直流系统（又称升压所或升压站直流系统）和输煤直流系统等。
图13－1 典型600MW机组单元控制室直流系统原理接线图 （C） （a） （b） 对600MW机组的大型电厂，单元控制室和升压所直流系统的设置，应满足继电保护装置主保护和后备保护由两套独立直流系统供电的双重化配置原则。
1．单元控制室直流系统
对600MW机组的电厂，单元控制室直流系统，一般每台发电机组设置两套110V（或115V）直流电源系统，统称为110V直流系统，为继电保护、控制操作、信号设备及自动装置等直流负荷供电。其主要负荷是控制操作回路设备，故电厂中又常称这种直流电源为操作电源。除设置110V直流系统外，每一台机组另设一套220V（或230V）直流系统，为发电机组事故润滑油泵、事故氢密封油泵、汽动给水泵的事故润滑油泵、不停电电源系统（UPS）及控制室的事故照明等直流动力负荷供电。220V直流系统的特点是：平时运行负荷很小，而机组事故时负荷很大。
两套110V直流系统和一套220V直流系统均采用单母线、两线制、不接地系统。每套直流系统均设有相应电压的一组铅酸蓄电池。两套110V直流系统各配置一套蓄电池、一套充电器，另设一套可切换的公共备用充电器，跨接在两直流系统的母线上。如图16－1（a）所示，220V直流系统，设一组蓄电池，配置一套工作充电器，另设一套备用充电器，如图16－1（b）所示。
上述各直流系统中，工作充电器的电源均从相应机组的400V交流保安母线引接；备用充电器的电源，一般也从400V交流保安母线引接，有的则从其他厂用低压母线上引接，以防保安母线故障造成所有充电器失去电源。
如图16－1（c），是典型600MW机组电厂单元控制室直流系统原理接线图。两组115V蓄电池组，每组由54个蓄电池串联而成，容量为1874Ah；230V蓄电池组由108个蓄电池串联而成，容量为2500Ah。115V和230V直流系统的工作充电器和备用充电器的交流电源均从400V保安母线引接，正常工作由厂用电供电，一旦厂用电失去时由保安柴油发电机供电，以确保直流系统供电的可靠性。
蓄电池组为无端电池设置方式，也就是不用设置端电压调节器，采用恒压充电。正常工作时，蓄电池处于浮充电运行方式，每只蓄电池浮充电电压约为2.12～2.17V；事故放电后，采用均衡充电恢复蓄电池的容量，均衡充电电压每只约为2.3～2.35V。蓄电池的最终放电电压约为1.82V。115V蓄电池组电压变化范围为95～125V，230V蓄电池组电压变化范围为190～250V。每段直流母线装设一套接地检测装置，当任一极（正、负极）发生接地故障时即发出报警信号。
图16－1（c）中，还有一套24V直流电源系统，是供单元机组的仪控设备用的。
2．网络控制室直流系统
网络控制室直流系统，又常称为升压所直流系统。当发电厂升压所的控制对象有500KV的设备时，根据保护与控制双重化配置要求，一般设置两套110V（或220V）直流系统，两套直流系统均采用单母线、二线制、不接地的接线方式。每套直流系统配置一组铅酸蓄电池、一套工作充电器、另设一套可切换的跨接在两套直流系统母线上的公共备用充电器。两套独立的直流系统一起用于向网络控制室的控制、保护、信号等直流负荷供电。
对于升压所的110V直流系统，通常其接线形式及有关的技术条件等参数与单元控制室的110V直流系统相同；所不同之处在于升压所110V直流系统的充电电源，接自升压所的低压厂用母线。
3．输煤直流系统
输煤系统一般有交流配电装置，为便于对其集中管理、提高可靠性并与其他直流电源不相干扰，相应地设置了输煤直流系统。
输煤直流系统一般为110V单母线、两线制不接地系统，设置一组蓄电池配置两套充电器（一套工作、另一套备用）。输煤系统对防酸要求较高，因此多采用封闭式铅酸蓄电池或镍镉蓄电池。
例如：某电厂的输煤系统中，设有110V直流系统，由90只镍镉蓄电地组成，容量为60Ah，每只蓄电池放电终止电压不小于1.1V；蓄电池组未设端电池，采用恒压充电，浮充电运行电压每只电池为1.42V，均衡充电电压每只电池为1.52V，直流母线电压波动范围为＋12.5％～15％。又如：北仑港电厂运煤系统设置了115V直流系统，由90只镍镉蓄电池组成，并配置两套充电器，蓄电池容量为50Ah／5h率。
近年来，从国外引进大机组的发电厂和超高压变电所的直流系统，大多数都是无端电池，国内最近设计的一些发电厂也采用无端电池的直流系统。多年来运行经验证明：无端电池的直流系统接线简单、运行维护工作量较小、能满足可靠性要求。
无端电池的蓄电池组，其蓄电池的个数有如下规定：
若为铅酸蓄电池组，110V直流系统蓄电池个数一般为52～53个，220V直流系统蓄电池个数一般为104～107个。
若为中倍率镍镉电池组，110V直流系统蓄电池个数一般为83～88个；220V直流系统蓄电池个数一般为158～168个。
五、岱海电厂直流电系统运行方式
直流电系统采用动力、控制分开的供电方式，以保证可靠性。
每组110V直流系统采用单母线接线，两组110V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。直流系统设有充电母线和配电母线，充电母线用于蓄电池的充电和试验，直流馈线接到直流系统配电母线，110V直流系统对电气和热控的控制、信号、继电保护、自动装置等负荷供电，并提供双回路电源。两组110V直流系统设置两组主充电装置和一组相同容量的备用充电装置。
每台机组220V直流系统采用单母线接线，两台机组的220V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。接线与每台机组110V直流系统相似。220V直流系统为机组的动力、直流事故照明、交流不停电电源等负荷供电。两台机组的220V直流系统各设一组浮充电装置和一组满足一组蓄电池组均衡充电要求的公用备用充电装置（两台机组公用）。
网络继电器楼的220V直流系统采用单母线接线，两组220V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。直流系统设有充电母线和配电母线，充电母线用于蓄电池的充电和试验，直流馈线接到直流系统配电母线，网络继电器楼的220V直流系统对500kV、220kV配电装置的控制、信号、系统保护、事故照明、交流不停电电源UPS等负荷供电。网络继电器楼的两组220V直流系统设置两组主充电装置和一组相同容量的备用充电装置。
蓄电池采用浮充电运行方式。直流供电网络采用辐射式和环状相接合的供电方式。对于远离主厂房的辅助车间直流负荷，采用蓄电池成套直流电源屏供电。容量选用220V，100Ah，直流设备布置在辅助车间直流负荷处。
1、正常运行方式
1、正常情况下，蓄电池组与整流器组并列运行，整流器供给正常的负荷电流，还以很小的电流给蓄电池组浮充电，以补偿蓄电池组的自放电。蓄电池组作为冲击负荷和事故供电电源。
2、一般情况下，直流母线不允许脱离蓄电池运行。
3、两台整流器不宜长期并列运行，但在工作整流器与备用整流器切换操作时，可遵循先并后停的原则。
4、工作整流器发生故障停用，应启动备用整流器。
5、整流器有“手动”，“自动恒压”、“自动恒流”三种方式，可“自动浮充”或“自动均充”。正常运行时应采用“自动恒压”、“浮充”方式运行，对蓄电池组进行浮充电并带负荷运行。正常运行中不得进行方式切换。
6、正常运行时，两段直流母线分段运行。#1整流器带1段直流母线及#1蓄电池组，#2整流器带2段直流母线及#2蓄电池组，#3整流器备用。
7、只有一组蓄电池而有两台整流器的直流系统，正常运行时，一台运行，另一台备用，保持浮充方式运行。
2、非正常运行方式 1、#1（#2）整流器故障或检修时，启动#3整流器带1（2）段直流母线及#1（#2）蓄电池组，两段母线仍分段运行。
2、#1（#2）整流器故障或检修且#3整流器又不能启动，由#2（#1）整流器通过联络开关带11（2）段直流母线负荷时，需切除1（2）段蓄电池组并加强监视总直流负荷，使工作整流器不超载。
3、#1（#2）蓄电池因故退出运行时，用#2(#1)蓄电池组带两段直流母线运行，合上1、2段直流母线联络开关，只允许一台整流器运行。
4、整流器均因故不能使用时，由蓄电池组带正常负荷运行，此时应注意其容量及负荷电流，母线电压不要低于95V，以防蓄电池组过放电。
第五节 直流事故照明
一、直流事故照明系统简述
直流事故照明系统不供给全厂的一般照明，在电厂正常运行期间，这部分灯是熄灭的。只有在那些特定区域的正常事故照明盘的所有交流电源全部失去后，它才自动地送电。电厂蓄电池只给网络继电器室、单元控制室、柴油发电机房提供直流事故照明。在其它重要场所和进出口处，事故照明则由自带蓄电池的照明灯具提供。
二、直流事故照明系统配置
直流事故照明系统由220V直流系统供电。每台机组配1台照明用5kVA逆变器接在220V直流系统上。变送器的输出为4～20mA，带负载能力不小于300Ω。事故照明逆变器屏内设交流接触器，交流接触器可选择受照明段电压控制合、跳
