直流系統(tǒng)培訓(xùn)

1、直流系統(tǒng)培訓(xùn)直流系統(tǒng)的構(gòu)成在發(fā)電廠和變電所中， 為 控制系統(tǒng)、 信號(hào)系統(tǒng)、 繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置 、UPS、事故照明 以及某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電的電源系統(tǒng)，既可采用直流電源系統(tǒng)，也可采用交流電源系統(tǒng)。目前，在廠所中使用最多、最廣泛的是蓄電池組構(gòu)成的直流電源系統(tǒng)。直流系統(tǒng)通常由蓄電池、充電整流設(shè)備、直流屏、控制保護(hù)設(shè)備以及直流網(wǎng)絡(luò)等直流設(shè)備構(gòu)成。對(duì)直流系統(tǒng)的基本要求由蓄電池組構(gòu)成的直流系統(tǒng)，具有很高的可靠性，這是因?yàn)檎麄€(gè)蓄電池組故障造成停止供電的可能性很小。因?yàn)樾铍姵亟M的故障，總是首先在個(gè)別電池中發(fā)生，而且故障發(fā)展過(guò)程緩慢，容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除，不易波及整個(gè)蓄電池組。要保證蓄電池直流系統(tǒng)能可靠地、不間斷

2、地供電，蓄電池的正確使用和系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是個(gè)關(guān)鍵。因此，在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行方面，都必須遵守一些基本要求。（ 1 ）在設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單可靠， 同時(shí)要滿足運(yùn)行靈活性的要求。（ 2 ）對(duì)蓄電池、充電器、直流屏等設(shè)備，要選用可靠性高、性能良好、制造精良、符合制造標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)過(guò)主管部門鑒定且最好有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品。（ 3 ） 設(shè)備的安裝環(huán)境條件，一定要符合設(shè)備的要求，特別是蓄電池的環(huán)境條件是否符合安全運(yùn)行的要求尤為重要。（ 4 ） 對(duì)新蓄電池， 要嚴(yán)格按現(xiàn)行規(guī)范和蓄電池的技術(shù)要求進(jìn)行安裝及充放電工作。（ 5 ） 運(yùn)行中的蓄電池組， 要按規(guī)程定期檢查、 正確充放電， 及時(shí)消除一切不正常現(xiàn)象， 認(rèn)真進(jìn)行維護(hù)

3、。三、 直流系統(tǒng)接線（1）直流系統(tǒng)額定電壓：220V和110V,當(dāng)采用弱電控制信號(hào)時(shí)，一般采用48V。（ 2）直流系統(tǒng)電源配置 ：直流系統(tǒng)中的主要電源是蓄電池組，其次是充電和浮充電設(shè)備。 合理地配置蓄電池及充電浮充電設(shè)備有利于提高直流系統(tǒng)供電可靠性。變電站蓄電池正常情況下以浮充電方式運(yùn)行， 直流負(fù)荷實(shí)際上由浮充電設(shè)備供電，蓄電池處于浮充電狀態(tài)。（ 3）直流系統(tǒng)基本接線方式要求：安全可靠、接線簡(jiǎn)單、供電范圍明確、操作方便?；窘泳€方式有：?jiǎn)文妇€、 單母線分段和雙母線三種。單母線接線方式 ：接線簡(jiǎn)單、清晰，但可靠性與靈活性較差。叫HniP號(hào)電池圖6-1單母線接線（a）單落單充；（b）單蓄雙充單母線

4、分段接線方式（有四種方式）：?jiǎn)翁仔铍姵貑翁壮潆姍C(jī)、 單套蓄電池雙套充電裝置、雙套蓄電池雙套充電裝置、雙套蓄 電池三套充電裝置。限線讀展 謂線t山圖單母線分段接線（心單器單充：（h）單菌奴無(wú)；（用我蓄雙充：（J）雙嵩三充每回路只需一組母線開(kāi)關(guān)，設(shè)備少，接線簡(jiǎn)單、清 晰，直流屏內(nèi)布線方便；能方便地形成兩個(gè)互不 聯(lián)系的直流系統(tǒng)，任一段母線故障或需要檢修都不 影響供電，可靠性高。目前鶴山各變電站均采用雙 蓄雙充的單母線分段接線方式雙母線接線方式：接線復(fù)雜，每回路設(shè)有兩組母線開(kāi)關(guān)（或一 組切換開(kāi)關(guān)），可任意接到一組母線上，母線開(kāi)關(guān)用量大；但可 靠性高，可在不間斷對(duì)負(fù)荷供電的情況下，查找直流系統(tǒng)接地。般應(yīng)

5、用于大型發(fā)電廠（4）直流饋線網(wǎng)絡(luò):兩種供電方式：環(huán)形供電和輻射供電。圖6-3環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)示意圖環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則：正常時(shí)應(yīng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行，當(dāng)其一分支回路故障時(shí)， 不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。一般從直流主屏引出兩回線，分別接到 配電裝置或其他供電對(duì)象網(wǎng)絡(luò)的兩端， 經(jīng)空開(kāi)接入其中兩個(gè)間隔或屏 柜，然后再分別將供電對(duì)象網(wǎng)絡(luò)以手握手的方式并聯(lián)起來(lái)，并在適當(dāng)?shù)牡胤接每臻_(kāi)分段。環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省電纜，但是其操作切換較為復(fù)雜、尋找 接地故障點(diǎn)也較為困難。輻射供電網(wǎng)絡(luò)，是以電源點(diǎn)，即直流屏上直流母線為中心，直接向各 用電負(fù)荷供電的一種供電方式。（其可靠性較高，但材料耗用較大）直流屏直流分電屏圖6-4輻射供電

6、網(wǎng)絡(luò)示意圖四、直流系統(tǒng)接線舉例（以龍口站、杰洲站、古勞站、彩虹站為例）五、蓄電池（1）蓄電池的分類：固定型防酸式鉛酸蓄電池（容量大、壽命長(zhǎng)、易浮充電，可在長(zhǎng) 時(shí)間小電流放電下或大電流瞬時(shí)放電下使用，性能可靠。由于其使用時(shí)有酸霧排出和少量析氫，且有水分損耗，所以必須要有專用的具有 通風(fēng)條件的蓄電池室，不可與成套直流電源柜一起安裝， 維護(hù)工作量 較大。）閥控式密封鉛酸蓄電池（具有良好的鉛酸蓄電池性能，維護(hù)工作 量少，且由于沒(méi)有酸霧和氫氣排出，可以與成套直流電源柜一起安裝。 但各制造廠制造出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量有差別，所以要謹(jǐn)慎選擇）隔鎮(zhèn)堿性蓄電池（電池內(nèi)阻低、可靠、牢固、溫度特性好、運(yùn)行 維護(hù)方便、壽命長(zhǎng)

7、，可以具有良好的高倍率放電性能，適合于經(jīng)常直 流負(fù)荷較小但沖擊負(fù)荷較大的變電站使用）（2）蓄電池組充放電方式蓄電池的充電：初充電、浮充電、均衡（補(bǔ)充）充電和核對(duì)性充電。初充電 是蓄電池使用壽命長(zhǎng)短的關(guān)鍵 （不能中途斷電， 因?yàn)橹型緮嚯姇?huì)導(dǎo)致極板內(nèi)部的活性物質(zhì)不能充分發(fā)揮作用，既影響蓄電池容量，也影響蓄電池的壽命。補(bǔ)救措施：增加充電率。）浮充電 就是蓄電池和其他直流電源 （如充電裝置）并聯(lián)供電。又分定值浮充（半浮充）和連續(xù)浮充（全浮充）兩種方式。電力系統(tǒng)中均采用全浮充方式。 （蓄電池在運(yùn)行中，應(yīng)嚴(yán)格防止發(fā)生過(guò)充電和欠充電現(xiàn)象）均衡 （補(bǔ)充） 充電 ： 蓄電池運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)單個(gè)電池電壓不均衡時(shí)

8、或事故放電后而進(jìn)行的充電。 均衡充電一般定期進(jìn)行， 對(duì)于浮充電運(yùn)行的蓄電池通常一季度進(jìn)行一次。 如遇下列情況之一， 則應(yīng)及時(shí)均衡充電： 過(guò)量放電使電池端電壓低于規(guī)定的放電終止電壓、 放電后未及時(shí)進(jìn)行充電、長(zhǎng)期充電不足、用小電流長(zhǎng)期深度放電、極板呈現(xiàn)不正常狀態(tài)或有輕微硫化現(xiàn)象、放電電量超過(guò)允許值。核對(duì)性充電： 核對(duì)性充放電也叫定期充放電， 主要是對(duì)浮充電運(yùn)行的蓄電池進(jìn)行一次較大量的充放電反應(yīng)，用于檢查蓄電池的容量，發(fā)現(xiàn)落后的蓄電池并及時(shí)維護(hù)處理， 以保證蓄電池的正常運(yùn)行。 一般根據(jù)蓄電池的容量先用 10h 放電率電流進(jìn)行放電 , 嚴(yán)禁用小電流進(jìn)行放電，當(dāng)蓄電池電壓降至1.8 1.9V 時(shí)，或放電

9、容量達(dá)到額定值的50%60%寸，即進(jìn)行充電，充電時(shí)電流先以10h率電流進(jìn)行。蓄電池的放電：正常放電（包括充電循環(huán)制的放電和浮充電方 式的事故放電）、蓄電池容量放電試驗(yàn)、浮充蓄電池的深放電。新安裝或大修后的蓄電池，在投入運(yùn)行前通常也要進(jìn)行深放電。（3）對(duì)蓄電池組的一般技術(shù)要求蓄電池在正常浮充電方式下，直流母線電壓應(yīng)為直流系統(tǒng)額定 電壓的105%其他運(yùn)行方式下，直流母線電壓不應(yīng)超出直流用電設(shè) 備所允許的電壓波動(dòng)范圍。即：控制負(fù)荷系統(tǒng)的直流母線電壓應(yīng)在直 流系統(tǒng)額定電壓的85V110%勺范圍內(nèi)；動(dòng)力負(fù)荷系統(tǒng)的直流母線電 壓應(yīng)在直流系統(tǒng)額定電壓的87.5%112.5%的范圍內(nèi)。單體蓄電池的浮充電壓、均

10、衡充電電壓及放電末期電壓的選擇 規(guī)定如下：閥控式密封鉛酸蓄電池的浮充電壓宜取2.252.28V,均衡充電電壓范圍為2.332.40V,放電末期電壓宜取1.80V。（4）蓄電池組的運(yùn)行維護(hù)蓄電池組在運(yùn)行中均以浮充方式運(yùn)行，浮充電壓值一般控制在 （2.232.27） V*n （n為電池個(gè)數(shù)），浮充電流值一般控制在（13） mA/Ahi （Ah為電池安時(shí)數(shù)）蓄電池組在正常運(yùn)行中主要監(jiān)視端電壓值、每只單體電池電壓 值、電池室溫度、浮充電流大小。變電站若具有兩組蓄電池，可定期先后進(jìn)行全核對(duì)性放電。用1.0I 10恒流放電，當(dāng)電池組端電壓下降到1.8V*n時(shí)，停止放電，隔1 2h后，再用1.0I 10進(jìn)行

11、恒流充電恒壓充電浮充電， 反復(fù)放 充23次，電池存在的問(wèn)題能查出，容量也能得到恢復(fù)。六、充電裝置充電整流器（充電裝置）的主要技術(shù)參數(shù)包括額定電壓、電壓 調(diào)整范圍、額定電流、穩(wěn)流精度、穩(wěn)壓精度、紋波系數(shù)。額定電壓直流系統(tǒng)的額定電壓一般有220、110、48V等。充電整流器的額 定工況電壓通常為系統(tǒng)額定電壓的 105%即為230、115、50V。電壓調(diào)整范圍充電整流器輸出電壓調(diào)節(jié)范圍應(yīng)滿足蓄電池組放電末期最低電 壓和充電末期最高電壓的要求。其數(shù)值與蓄電池組的電池個(gè)數(shù)和電池 的種類及其充放電特性有關(guān)。不同工況下要求整流器的輸出電壓值運(yùn)行工況浮充均充初充放電末要求電壓（220V、107 108 只）2

12、34（每只 2.17V）248（每只 2.30V）292（每只 2.70V）194（每只 1.80V）要求電壓（110V、5354只）11712414697額定電流充電裝置額定電流應(yīng)滿足蓄電池初充電、 事故放電后的補(bǔ)充充電 和核對(duì)性放電后充電的充電電流三個(gè)條件的要求， 并選擇三者中較大 的電流值。一般為0.1C10 （C。為蓄電池額定容量）。穩(wěn)流精度I M I Z1 i7（1為穩(wěn)流精度，Im為輸出電流波動(dòng)極限值,Iz為輸出電流整定值）穩(wěn)壓精度U M U z u Uz（U為穩(wěn)壓精度，Um為輸出電壓波動(dòng)極限值,Uz為輸出電壓整定值）紋波系數(shù)奴工（為紋波系數(shù)，Uf為直流電壓中的脈動(dòng)峰值，Ug 2Up

13、為直流電壓中的脈動(dòng)谷值，U p為直流電壓平均值）充電裝置的工作原理電力系統(tǒng)中的充電裝置多半采用硅整流裝置、 晶閘管整流裝置以 及高頻開(kāi)關(guān)電源型 整流裝置。對(duì)充電裝置的一般要求整流裝置的輸出電壓、電流的調(diào)節(jié)范圍應(yīng)滿足蓄電池組在充 電、浮充電、均衡充電等運(yùn)行狀態(tài)下的要求。整流器應(yīng)具有定電流恒電壓的性能，能以自動(dòng)浮充電、自動(dòng) 均衡充電、手動(dòng)充電三種運(yùn)行方式。紋波系數(shù)：紋波系數(shù)是充電和浮充電裝置的一個(gè)主要參數(shù)。對(duì)浮充電裝置尤為重要。紋波系數(shù)大，意味著直流系統(tǒng)中的 交流分量大，容易引起靜態(tài)保護(hù)的不正確動(dòng)作，也容易造成 蓄電池的脈動(dòng)充放電，影響蓄電池的壽命。按繼電保護(hù)規(guī)程 要求，在充電、浮充電裝置不與蓄電

14、池并聯(lián)時(shí)，紋波系數(shù)不 大于5%直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程要求不大于 2% 對(duì)穩(wěn)壓精度的要求：要求充電、浮充電裝置具有較高的穩(wěn)壓精度，才能保證蓄電池的正常運(yùn)行。提出穩(wěn)壓精度的要求，一方面是由于交流電源有可能出現(xiàn)10%的電影變化，另一方面是蓄電池本身對(duì)充電、浮充電電壓的變化范圍的要求。 整流器內(nèi)應(yīng)有限流功能，使其外特性曲線的斜率較大，在與蓄電池組并聯(lián)，負(fù)荷中出現(xiàn)沖擊電流時(shí)，大部分電流應(yīng)由蓄電池組承當(dāng)，以防止整流器出現(xiàn)過(guò)電流而跳閘。此外，整流器還應(yīng)設(shè)有短路保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)和故障信號(hào)。 整流器的交流輸入宜為三相制， 額定電壓為380V 10%， 額定頻率為50Hz。七、直流系統(tǒng)檢測(cè)與信號(hào)裝置直流系統(tǒng)的在線監(jiān)察裝

15、置至少要裝設(shè)兩種： 一是檢測(cè)直流系統(tǒng)絕緣水平的絕緣監(jiān)察裝置，二是監(jiān)視直流母線電壓的電壓監(jiān)察裝置。絕緣監(jiān)察裝置直流系統(tǒng)的絕緣水平是否滿足要求，將直接影響到廠（所）的安全運(yùn)行。 當(dāng)發(fā)電廠或變電站的直流系統(tǒng)絕緣降低造成接地時(shí)， 將可能引起嚴(yán)重的后果。絕緣監(jiān)察裝置在直流系統(tǒng)發(fā)生接地或絕緣水平低于規(guī)定值時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作，并發(fā)出聲光信號(hào)，并應(yīng)能測(cè)出正、負(fù)母線對(duì)地的電壓值和絕緣電阻值。直流系統(tǒng)的電壓監(jiān)察直流母線電壓應(yīng)保持在85%110%范圍內(nèi)，電壓過(guò)高，將使負(fù)荷設(shè)備（如保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、安自裝置等）長(zhǎng)時(shí)間承受過(guò)高電壓， 影響其壽命， 電壓過(guò)低， 將使控制元件 （如斷路器的機(jī)構(gòu)） 動(dòng)作不正常。 故對(duì)變電站的直流系統(tǒng)母線電壓應(yīng)經(jīng)常 監(jiān)察， 除了設(shè)指示性電壓表外， 還應(yīng)裝設(shè)電壓過(guò)低、 過(guò)高的信號(hào)裝置。測(cè)量?jī)x表為了監(jiān)視相關(guān)回路的運(yùn)行狀況， 應(yīng)配置一些如電流、 電壓表等的 測(cè)量?jī)x表。 在以下回路應(yīng)裝設(shè)直流電流表：a 、蓄