第2章操作電源課件

1、第2章 操作電源 本章內(nèi)容 概述 蓄電池直流系統(tǒng) 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置 硅整流電容儲能直流系統(tǒng)第2章操作電源2-1 概 述一、操作電源的基本要求(1) 保證供電的可靠性，最好裝設(shè)獨(dú)立的直流操作電源，如蓄電池操作電源，以免交流系統(tǒng)故障時(shí)，影響操作電源的正常供電。(2) 具有足夠的容量，能滿足各種工況的對功率的要求。(3) 具有良好的供電質(zhì)量。正常運(yùn)行時(shí)，操作電源母線電壓波動范圍小于5%額定值；事故時(shí)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% 。(4) 使用壽命、維護(hù)工作量、設(shè)備投資、布置面積合理。第2章操作電源波紋電壓波紋系數(shù)：直流電中交

2、流分量和直流電壓之比稱為波紋系數(shù)，多用來衡量濾波品質(zhì)。 直流輸出電壓乘上波紋系數(shù)就是波紋電壓。 第2章操作電源微型直流操作電源直流屏UP5-8500YH型直流操作電源第2章操作電源直流操作電源直流電源柜第2章操作電源2-1 概 述二、操作電源的分類按電源性質(zhì)交流操作電源直流操作電源獨(dú)立操作電源非獨(dú)立操作電源蓄電池直流電源電源變換式直流電源復(fù)式整流直流電源硅整流電容儲能直流電源按電壓等級220V110V48V24V用于強(qiáng)電回路用于弱電回路第2章操作電源各種操作電源的簡介1、蓄電池直流電源原 理蓄電池是一種可以重復(fù)使用的化學(xué)電源充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來放電時(shí)，將儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩统?/p>

3、特 點(diǎn) 獨(dú)立、可靠，不受交流電源影響，能重復(fù)使用 連接成蓄電池組，作為直流操作電源第2章操作電源各種操作電源的簡介2、電源變換式電源原 理正常運(yùn)行時(shí)事故時(shí)AC220VDC48VACDC220GB充電DC48V特 點(diǎn) 具有220V和48V兩個電源電壓第2章操作電源各種操作電源的簡介3、復(fù)式整流直流電源原 理 正常運(yùn)行時(shí)由廠（站）用變壓器T和電流互感器TA供電 由廠（站）用變壓器T供電 事故時(shí) 由電流互感器TA供電特 點(diǎn) 容量大，可用于復(fù)雜二次系統(tǒng)第2章操作電源各種操作電源的簡介4、硅整流電容儲能直流電源原 理 正常運(yùn)行時(shí)廠（站）用電源經(jīng)整流后操作電源向電容器充電 事故時(shí)電容器放電，向重要負(fù)載供電

4、。特 點(diǎn) 不獨(dú)立，容量小，事故時(shí)只能短時(shí)向重要負(fù)載供電。第2章操作電源各種操作電源的簡介5、交流操作電源直接使用交流電源供電類型由電流互感器向斷路器跳閘回路供電由廠（站）用變壓器向斷路器合閘回路供電由電壓互感器（或廠用變壓器）向控制、信號回路供電特 點(diǎn)簡單、方便、投資小，適用于不重要的終端變電站或發(fā)電廠的輔助設(shè)施。第2章操作電源2-1 概 述三、直流負(fù)載按用電特性經(jīng)常性負(fù)載沖擊負(fù)載事故負(fù)載在各種運(yùn)行狀態(tài)下，由直流電源不間斷供電的負(fù)載。包括： (1)經(jīng)常帶電的直流繼電器、信號燈、位置指示器和經(jīng)常點(diǎn)燃的直流照明燈。 (2)由直流供電的交流不停電電源，即逆變電源裝置。 (3)為弱電控制提供的弱電電源

5、變換裝置事故情況下必須由直流電源供電的負(fù)載，包括事故照明、汽輪機(jī)或一些重要輔助機(jī)械的潤滑油泵、發(fā)電機(jī)的氫冷密封油泵和載波通信的備用電源等。是斷路器合閘時(shí)的短時(shí)沖擊電流及此時(shí)直流母線所承受的其它負(fù)載（包括經(jīng)常性負(fù)載和事故負(fù)載）電流的總和第2章操作電源2-2 蓄電池直流系統(tǒng)蓄電池按電解液酸性蓄電池堿性蓄電池如：鉛酸蓄電池 其特點(diǎn)是：端電壓較高(2. 15V)，沖擊放電電流較大,適用于斷路器跳、合閘的沖擊負(fù)載。但壽命短，充電時(shí)逸出有害的硫酸氣體因此，蓄電池室需設(shè)較復(fù)雜的防酸和防爆設(shè)施。一般適用于大型發(fā)電廠和變電站。如：鎘鎳蓄電池 堿性蓄電池體積小、壽命長、維護(hù)方便、無酸氣腐蝕，但事故放電電流較小，適

6、用于中、小型發(fā)電廠和110kV以下的變電站。堿性蓄電池有鐵鎳、鎘鎳等幾種。發(fā)電廠和變。站常采用鎘鎳電池。蓄電池直流系統(tǒng)按運(yùn)行方式充放電運(yùn)行浮充電運(yùn)行將已充好電的蓄電池接帶全部直流負(fù)荷，正常運(yùn)行處于放電狀態(tài)，當(dāng)蓄電池放電到一定程度時(shí)，應(yīng)及時(shí)充電將已充好電的蓄電池與浮充電整流器U2并聯(lián)運(yùn)行，即U2接帶經(jīng)常性負(fù)荷，同時(shí)向蓄電池浮充電，使蓄電池經(jīng)常處于充滿電狀態(tài)，以承擔(dān)短時(shí)沖擊負(fù)荷第2章操作電源一、蓄電池的容量是在指定的放電條件（溫度、放電電流、終止電壓）下所放出的電量，單位用Ah（安培小時(shí)）表示。蓄電池的容量(Q)是蓄電池蓄電能力的重要標(biāo)志。蓄電池放電至終止電壓的時(shí)間，單位為h （小時(shí)）率。蓄電池的

7、容量Q蓄電池放電率蓄電池的額定容量蓄電池的實(shí)際容量充足電的蓄電池在250C時(shí)，以10h放電率放出的電能（Ah） 蓄電池的實(shí)際容量與溫度、放電電流、電解液的密度及質(zhì)量、充電程度等因素有關(guān)，為第2章操作電源2-2 蓄電池直流系統(tǒng)一、鉛酸蓄電池直流系統(tǒng)組 成硅整流設(shè)備電流表電壓表雙投開關(guān)蓄電池組電流表端電池組端電池調(diào)整器1、充-放電運(yùn)行方式的 蓄電池直流系統(tǒng)工作原理直流母線交流電源 放電時(shí)最左斷開合 接入母線給負(fù)荷供電 隨著放電進(jìn)行，S1右移增加蓄電池?cái)?shù)目保證母線電壓穩(wěn)定第2章操作電源2-2 蓄電池直流系統(tǒng)一、鉛酸蓄電池直流系統(tǒng)1、充-放電運(yùn)行方式的 蓄電池直流系統(tǒng)工作原理 充電時(shí) 放電電壓為75%

8、80%Ue時(shí)，開始充電。 啟動U1與GB并聯(lián)運(yùn)行最右最右合閘（2-3、5-6）合閘 隨著充電，S1左移保證母線電壓穩(wěn)定 隨著充電，S2左移將充好電的GB停止充電第2章操作電源2、浮充電運(yùn)行方式的蓄電池直流系統(tǒng)充電設(shè)備浮充設(shè)備蓄電池組端電池調(diào)整器I 段直流母線II 段直流母線分段直流母線投切開關(guān)測量表計(jì)閃光母線第2章操作電源2、浮充電運(yùn)行方式的蓄電池直流系統(tǒng)正常運(yùn)行合閘合閘正常位置GB與U2并聯(lián)運(yùn)行，GB浮充第2章操作電源2、浮充電運(yùn)行方式的蓄電池直流系統(tǒng)不正常運(yùn)行如：系統(tǒng)故障或U2退出GB放電，帶全部負(fù)荷直至系統(tǒng)恢復(fù)或U2恢復(fù)第2章操作電源300MW汽輪發(fā)電機(jī)組220V直流系統(tǒng)（動力部分）鉛酸

9、蓄電池直流系統(tǒng)實(shí)例1 第2章操作電源300MW汽輪發(fā)電機(jī)組220V直流系統(tǒng)（控制與信號部分）鉛酸蓄電池直流系統(tǒng)實(shí)例 2第2章操作電源二、鎘鎳蓄電池的直流系統(tǒng)同學(xué)們自學(xué)第2章操作電源2-3 硅整流電容儲能直流系統(tǒng) 硅整流直流電源與蓄電池組電源相比，由于具有壽命長、投資省、維護(hù)簡便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，在中小型變電所中得到應(yīng)用，尤其是35kV及以下變電所。硅整流電源是一種非獨(dú)立式電源，與一次交流系統(tǒng)的運(yùn)行工況有關(guān)。由于操作電源的重要性，須采取相應(yīng)措施以保證和提高該種電源的供電可靠性。 第2章操作電源2-3 硅整流電容儲能直流系統(tǒng)一、硅整流電容儲能直流系統(tǒng)組 成三相橋式整流電路三相隔離變壓器單相隔離變

10、壓器單相橋式整流電路儲能電容器合閘母線控制母線起逆止閥的作用限流作用低電壓繼電器只允許I母線向II母線供電當(dāng)U2輸出電壓降低到一定程度或消失時(shí)，由KV發(fā)出預(yù)告信號保護(hù)V3第2章操作電源2-3 硅整流電容儲能直流系統(tǒng)一、硅整流電容儲能直流系統(tǒng)工作原理 在正常情況下 U1、U2向直流負(fù)載 供電；同時(shí)向CI、 CII充電。 在事故情況下 CI、CII供電給繼電保 護(hù)和斷路器跳閘回路其中CI只向1號保護(hù)供電CII只向2號保護(hù)供電逆止作用逆止作用第2章操作電源2-3 硅整流電容儲能直流系統(tǒng)二、儲能電容器 檢查裝置為防止儲能電容器開路或老化，應(yīng)定期檢查儲能電容器的電壓、泄漏電流和容量。工作原理 電壓檢查P

11、V和SM1用來監(jiān)測電容器CI和CII兩端電壓。 泄漏電流此時(shí)測的是CI的電壓PA1、SB1測CI的泄漏PA2、SB2測CII的泄漏如：按下SB1，PA1可測得CI泄漏電流解除檢查回路如：按下SB2，PA2可測得CII泄漏電流第2章操作電源2-3 硅整流電容儲能直流系統(tǒng)二、儲能電容器 檢查裝置工作原理 容量檢查組成時(shí)間繼電器KT電壓繼電器KV信號繼電器KS轉(zhuǎn)換開關(guān)SM原理儲能電容按整定時(shí)間放電后，若容量充足，可使KV動作，點(diǎn)亮信號燈第2章操作電源2-3 硅整流電容儲能直流系統(tǒng)二、儲能電容器 檢查裝置容量檢查過程 不檢查時(shí)在Cw位置CII接入CI接入檢查CI時(shí)置換到CICI向KT放電，KT動作接入

12、R1CII供電給1路、2路母線，CI處于檢查放電狀態(tài)KT延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)，若殘壓整定值，KV動作KS動作發(fā)信號，點(diǎn)亮指示燈檢查CII時(shí)自行分析！第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置一、絕緣監(jiān)察裝置問題 直流系統(tǒng)一般分布較廣，系統(tǒng)復(fù)雜并且外露部分較多，工作環(huán)境多樣，易受外界環(huán)境因素的影響，使直流系統(tǒng)絕緣水平降低，甚至可能使絕緣損壞而發(fā)生接地。一點(diǎn)接地雖不會影響到直流系統(tǒng)的正常工作，但它是一個非常危險(xiǎn)的不正常狀態(tài)，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。否則，在此狀態(tài)下，其它地方又出現(xiàn)另一點(diǎn)接地，從而造成兩點(diǎn)接地，可能引起控制回路、信號回路、繼電保護(hù)和自動裝置等不正確的動作，甚至熔斷器熔斷，使直流系統(tǒng)供電

13、中斷，造成嚴(yán)重后果。 第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置一、絕緣監(jiān)察裝置舉例說明 A點(diǎn)接地后，又在B點(diǎn)接地情況結(jié)果：斷路器誤跳閘 E點(diǎn)接地后，又在B點(diǎn)接地情況結(jié)果：斷路器拒動，且熔 斷器熔斷 直流系統(tǒng)的絕緣不良易引起繼電保護(hù)裝置的誤動或拒動，如出口繼電器回路，繼電器跳閘回路接地或絕緣不良，在發(fā)生直流系統(tǒng)一極絕緣不良時(shí)，將可能發(fā)生斷路器的誤跳。因此，在直流系統(tǒng)中應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置。第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置一、絕緣監(jiān)察裝置基本要求（1）應(yīng)能正確反映直流系統(tǒng)中任一極絕緣電阻下降。當(dāng)絕緣電阻降至1520K及以下時(shí)，應(yīng)發(fā)出燈光和音響預(yù)告信號。（2）應(yīng)能測定絕緣電阻下

14、降的極性（正極或負(fù)極），以及絕緣電阻的大小。（3）應(yīng)有助于絕緣電阻下降點(diǎn)（接地點(diǎn)）的查找。第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置（一）簡單的絕緣監(jiān)察裝置組 成轉(zhuǎn)換開關(guān)電壓表SA+對地母線- 對地工作原理 SA置+地U(+) SA置-地U(-) SA置mUm絕緣電阻第2章操作電源第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置（一）簡單的絕緣監(jiān)察裝置絕緣判定 U(+)=0, U(-)=0時(shí)直流系統(tǒng)絕緣良好 U(+)=0, U(-)=Um時(shí)正母線接地 U(+)= Um , U(-)=0時(shí)負(fù)母線接地 U(+), U(-)=0Um時(shí)按公式估算R(+),R(-)第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)

15、察裝置和閃光裝置（二）電磁型繼電器構(gòu)成的絕緣監(jiān)察裝置（1）信號電路由信號電路和測量電路兩部分組成。是根據(jù)直流電橋的工作原理構(gòu)成。R1=R2=1千歐正極絕緣電阻負(fù)極絕緣電阻繼電器 電路構(gòu)成直流電橋電路 工作原理正常時(shí)，電橋平衡，K1不動作某極絕緣電阻下降時(shí)，電橋不平衡，K1中流過電流，K1動作，發(fā)聲、光信號。第2章操作電源（2）測量電路 電路也是直流電橋電路R3=R4=R5=1千歐絕緣監(jiān)察電壓表電壓和歐姆雙刻度轉(zhuǎn)換開關(guān) 測量原理正常時(shí)，R3觸頭位于中間，電橋平衡，歐姆刻度指向。正極絕緣電阻下降時(shí)SM1轉(zhuǎn)到I位，1-3接通調(diào)整R3使電橋平衡，并讀取R3的百分比數(shù)x再將SM1轉(zhuǎn)到II位，2-4接通讀

16、V中的R值xR第2章操作電源（2）測量電路 電路也是直流電橋電路 測量原理正常時(shí)，R3觸頭位于中間，電橋平衡，歐姆刻度指向。正極絕緣電阻下降時(shí)負(fù)極絕緣電阻下降時(shí)將SM1轉(zhuǎn)到II位，2-4接通調(diào)整R3使電橋平衡，并讀取R3的百分比數(shù)x再將SM1轉(zhuǎn)到I位，1-3接通讀V中的R值xR第2章操作電源（3）絕緣檢查裝置電路電路分段直流母線信號部分測量部分絕緣電阻下降的極性測量電路 每一段直流母線都配有一套信號電路 兩段直流母線共用一套測量電路 兩段直流母線并聯(lián)運(yùn)行時(shí),只投一套信號電路此時(shí),QK1,QK2都斷開,切斷K1 SM是用于切換測量電路的投切母線段.第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置

17、二、電壓監(jiān)察裝置監(jiān)視直流系統(tǒng)母線電壓過電壓繼電器低電壓繼電器光字牌 電壓過低,KV1動作 電壓過高,KV2動作 點(diǎn)亮光字牌,發(fā)出預(yù)告信號第2章操作電源2-4 直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置和閃光裝置三、閃光裝置作為信號燈的閃光電源電路閃光繼電器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)試驗(yàn)按鈕白色信號燈工作原理 正常時(shí)閃光繼電器不工作發(fā)白光不帶電 按下SB時(shí)發(fā)閃光閃光繼電器工作 某一斷路器事故跳閘時(shí)間斷地獲得較低和較高的正電位第2章操作電源第2章操作電源 WZJ系列微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置，廣泛用于發(fā)電廠、變電站的直流操作電源和其他具有直流操作電源的系統(tǒng)，用來監(jiān)察直流系統(tǒng)電壓絕緣和各個支路的絕緣及分布電容狀況。 WZJ-4型微機(jī)直流系統(tǒng)

18、絕緣監(jiān)察裝置原理接線圖見前圖。其電路原理大致可分兩個部分，即 常規(guī)監(jiān)察部分；支路巡檢部分。 在常規(guī)檢測部分中，用兩個變化的分壓器取出正對地電壓和負(fù)對地電壓，送A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)微機(jī)處理和數(shù)字計(jì)算后，數(shù)字顯示電壓值和母線對地絕緣電阻值，監(jiān)察無死區(qū)，當(dāng)電壓過高、過低或電阻過低時(shí)發(fā)出根應(yīng)的報(bào)勢館號，報(bào)警定值可以自行整定。 在支路巡檢部分中，用一低頻率的信號源對地饋人直流系旋杯用一小電流互感器同時(shí)穿套在各支路的正負(fù)引出線上，由于通過互感器的直流電流的大小相等、方向相反，產(chǎn)生的磁場互相抵消，所以互感器不反應(yīng)直流部分的信號。而當(dāng)發(fā)送在正、負(fù)母線上的交流信號幅值相等、方向相同時(shí)，在互感器二次側(cè)就可反應(yīng)出正、負(fù)極對地電阻和分布電容的泄漏電流矢量和，然后將阻性和容性區(qū)分開來，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器送微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，數(shù)字顯示支路號和對應(yīng)的電阻值。WZJ-4型微機(jī)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置原理第2章操作電源 裝置為全自動化設(shè)計(jì)，運(yùn)行過程中不需要人工操作，只有連續(xù)兩次發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測的直流系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)超出整定值時(shí)才發(fā)報(bào)警信號，當(dāng)直流系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常時(shí)，只需一次檢測即可消除報(bào)警信號。 當(dāng)裝置發(fā)出直流母線絕緣下降報(bào)警信號時(shí)，裝置將自動進(jìn)入檢測直流系統(tǒng)各分支絕緣的運(yùn)行狀態(tài)，并投人信號源（7V，15一25 Hz），逐條檢查各支路的阻抗和容抗的情況，并自動把絕緣降低的