直流系統(tǒng)課件

1、直流系統(tǒng)培訓(xùn) 孫志偉一、直流系統(tǒng)的作用 直流系統(tǒng)是給信號設(shè)備、保護(hù)、自動裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的 電源設(shè)備。直流系統(tǒng)是一個獨(dú)立的電源，它不受發(fā)電機(jī)、場用電及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。 直流系統(tǒng)的用電負(fù)荷極為重要，對供電的可靠性要求很高。直流系統(tǒng)的可靠性是保障變電站安全運(yùn)行的決定性條件之一。二、直流系統(tǒng)的組成及作用1、直流系統(tǒng)的基本概念（1）直流母線：直流電源屏內(nèi)的正、負(fù)極主母線。（2）直流饋線：直流饋線屏至直流小母線和直流分電屏的直流電源電纜。（3）均衡充電：用于均衡單體電池容量的充電方式，

2、一般充電電壓較高，常用作快速恢復(fù)電池容量。（4）浮充電：保持電池容量的一種充電方法，一般電壓較低，常用來平衡電池自放電導(dǎo)致的容量損失，也可用來恢復(fù)電池容量。二、直流系統(tǒng)的組成及作用（5）正常充電：蓄電池正常的充電過程，即由均充電轉(zhuǎn)到浮充電的過程。（6）定時均充：為了防止電池處于長期浮充電狀態(tài)可能導(dǎo)致電池單體容量不平衡，而周期性地以較高的電壓對電池進(jìn)行均衡充電。（7）限流均充：以不超過電池充電限流點(diǎn)的恒定電流對電池充電。（8）恒壓均充：以恒定的均充電壓對電池充電。二、直流系統(tǒng)的組成及作用 1、直流系統(tǒng)的構(gòu)成 主要由充電屏、饋電屏、聯(lián)絡(luò)屏、蓄電池組成。 充電屏：充電模塊、交流配電、直流饋電、配電監(jiān)

3、控、監(jiān)控模塊、絕緣檢測儀、電池監(jiān)測儀。 蓄電池：容器、電解液和正、負(fù)電極。 2、充電屏的各部件的作用 (1) 充電模塊：完成AC/DC變換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最為基本的功能。 (2) 交流配電：將交流電源引入分配給各個充電模塊，擴(kuò)展功能為實(shí)現(xiàn)兩路交流輸入的自動切換。 (3) 直流饋電：將直流輸出電源分配到每一路輸出。 (4) 配電監(jiān)控：將系統(tǒng)的交流、直流中的各種模擬量、開關(guān)量信號采集并處理，同時提供聲光告警二、直流系統(tǒng)的組成及作用 (5)監(jiān)控模塊：進(jìn)行系統(tǒng)管理，主要為電池管理和后臺遠(yuǎn)程監(jiān)控；對下級智能設(shè)備實(shí)施數(shù)據(jù)采集并加以顯示。 (6)絕緣監(jiān)測儀：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)母線和支路的絕緣狀況監(jiān)測，產(chǎn)生告警信號并上報數(shù)據(jù)

4、到監(jiān)控模塊，在監(jiān)控模塊顯示故障詳細(xì)情況。 (7)電池監(jiān)測儀：支持單體電池電壓監(jiān)測和告警；對電池端電壓，充放電電流，電池房溫度及其他參數(shù)做實(shí)時在線監(jiān)測。二、直流系統(tǒng)的組成及作用二、直流系統(tǒng)的組成及作用4、蓄電池 （1）作用： 它既能夠把電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲能起來，又能把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o負(fù)載。 （2）分類： 酸性蓄電池：端電壓高、沖擊電流大，適合于斷路器合分閘的沖擊負(fù)荷，但其壽命短，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜 堿性蓄電池：體積小、受命長，維護(hù)方便，但事故時放電電流較小。二、直流系統(tǒng)的組成及作用（3）工作原理：蓄電池的正負(fù)極板插在電解液中時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于正負(fù)極板材料不同，電位也不同，會產(chǎn)生電位差。在外電路

5、沒有接通時，正負(fù)極板之間的電位是蓄電池的電勢，在外電路與負(fù)載接通時，有電流流過負(fù)載，既蓄電池向負(fù)載放電。當(dāng)蓄電池放電后將負(fù)載斷開，使其與直流電源相連。當(dāng)電源電壓高于蓄電池的端電壓時，就把電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存起來。如此循環(huán)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)為直流負(fù)荷供電的目的。三、直流母線的接線方式1、直流系統(tǒng)運(yùn)行的一般規(guī)定： （1）、每段直流饋線母線要有蓄電池供電。 （2）、充電裝置不能并列運(yùn)行。 （3）、正常情況下，母聯(lián)開關(guān)應(yīng)在斷開位置。 （4）、絕緣檢查裝置、電壓檢查裝置始終在運(yùn)行狀態(tài)。 （5）、投入充電裝置時先從交流再到直流。停電時順序相反。 （6）、母線并列時首先斷開一組充電裝置，投入母聯(lián)開關(guān)，在斷開檢修蓄電

6、池。 （7）、母線由并列轉(zhuǎn)入分段時首先合上檢修蓄電池，斷開母聯(lián)開關(guān)，再投入充電裝置。三、直流母線的接線方式2、直流母線接線方式舉例三、直流母線的接線方式（1）、正常運(yùn)行方式：1#充電裝置經(jīng)S11供直流母線代蓄電池1運(yùn)行（QS13閉合）；2#裝置同#1（2）、1#充電機(jī)短時間檢修：斷開QS11，蓄電池1處于放電狀態(tài)。送電時合上QS11。（3）、1#充電機(jī)長時間檢修：斷開QS11，斷開QS13，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)；三、直流母線的接線方式（4）、蓄電池1檢修：斷開QS13，斷開蓄電池1保險。四、直流系統(tǒng)接地1、接地原因分析： （1）、設(shè)備損壞造成； （2）、氣候原因如下雨等，導(dǎo)致室外直流系統(tǒng)絕緣下降，從而

7、導(dǎo)致接地。 （3）、因工作人員疏忽造成的接地。 （4）、 小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障。四、直流系統(tǒng)接地2、直流接地的危害 直流接地故障中,危害較大的是兩點(diǎn)接地,可能造成嚴(yán)重后果。一點(diǎn)接地可能造成保護(hù)及自動裝置誤動或者拒動;而兩點(diǎn)接地,除可能造成繼電保護(hù)、信號、自動裝置誤動或拒動外,還可能造成直流保險熔斷,使保護(hù)及自動裝置、控制回路失去電源,在復(fù)雜保護(hù)回路中同極兩點(diǎn)接地,還可能將某些繼電器短接,不能動作跳閘,致使越級跳閘,造成事故擴(kuò)大四、直流系統(tǒng)接地3、直流接地查找方法分清接地故障的極性,分析故障發(fā)生的原因。若站內(nèi)二次回路有工作,或有設(shè)備檢修試驗(yàn),應(yīng)立即停止。拉開其工作電

8、源,看信號是否消除。用分網(wǎng)法縮小查找范圍,將直流系統(tǒng)分成幾個不相聯(lián)系的部分。不能使保護(hù)失去電源,操作電源盡量用蓄電池帶。對于不太重要的直流負(fù)荷及不能轉(zhuǎn)移的分路,可用“瞬時停電”的方法,檢查該分路中所帶回路有無接地故障。對于重要的直流負(fù)荷,用轉(zhuǎn)移負(fù)荷法,檢查該分路所帶回路有無接地故障。交直流系統(tǒng)的區(qū)別？能否共用同一條電纜 因交直流回路是各自的獨(dú)立系統(tǒng)，直流回路是絕緣系統(tǒng)，而交流回路則是接地系統(tǒng)。因此，交直流回路不能共用一條電纜。若共用一條電纜，兩者之間容易發(fā)生短路或發(fā)生互相干擾，降低直流回路電阻。蓄電池常見故障處理直流系統(tǒng)故障處理a）了解是否有人員在有關(guān)設(shè)備上工作引起。b)檢查微機(jī)直流監(jiān)察裝置判

9、斷接地情況（根據(jù)測裝置顯示的結(jié)果及正負(fù)極接地電壓，判斷出接地極。另外或者用高內(nèi)阻萬用表分別測量正對地、負(fù)對地電壓，在正常運(yùn)行時各為母線電壓的一半，如所測一極電壓降低，另一極電壓升高，則電壓降低一極為接地極）。c）微機(jī)直流巡檢裝置判斷不出時，取得同意后方可試?yán)?，并要通知運(yùn)行做好事故預(yù)想，要做好安全措施，防止事故擴(kuò)大。d）拉路中應(yīng)盡量縮短設(shè)備斷電時間。e）拉路時，應(yīng)先拉室外設(shè)備，后拉室內(nèi)設(shè)備；先拉次要設(shè)備，后拉重要設(shè)備。當(dāng)某段負(fù)荷斷開時，接地消失，則說明該段負(fù)荷接地。直流系統(tǒng)故障處理f）若查出一路電源接地，若該電源有分路時，應(yīng)繼續(xù)試?yán)致罚詫ふ夜收显O(shè)備。g）如使用萬用表測量母線對地電壓時，要注意

10、表檔位置，并防止造成第二點(diǎn)接地。h）確定故障點(diǎn)后，應(yīng)盡快通知檢修處理。i）如果找不到接地點(diǎn)，應(yīng)考慮蓄電池本身有無接地。j）直流接地允許運(yùn)行時間不超過2小時。倒閘操作的注意事項(xiàng)直流系統(tǒng)的任何并列操作，必須在并列點(diǎn)處核對極性正確、電壓差正常（一般不超過23V）后，方可進(jìn)行并列。當(dāng)兩組直流系統(tǒng)均有接地信號時，嚴(yán)禁將其并列運(yùn)行。蓄電池和充電裝置必須并列運(yùn)行，充電裝置供給正常的負(fù)荷電流和蓄電池的浮充電流，蓄電池作為沖擊負(fù)荷和事故情況的供給電源。正常情況下，直流母線不允許脫離蓄電池組運(yùn)行。工作充電模塊組故障時，短時可由蓄電池單獨(dú)供給負(fù)荷；若工作充電模塊組短時不能恢復(fù)運(yùn)行時，可由備用充電模塊帶,蓄電池母線需

11、要隔離時,應(yīng)將兩組直流母線并列，由另一組充電模塊組來帶兩組直流母線運(yùn)行。UPS發(fā)電廠的交流不停電電源UPS Uninterruptable Power System（or Supply）一般采用單相或三相正弦波輸出，為機(jī)組的計算機(jī)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，重要機(jī)、電、爐保護(hù)系統(tǒng)，測量儀表及重要電磁閥等負(fù)荷提供與系統(tǒng)隔離防止干擾的、可靠的不停電交流電源。交流不停電電源UPS應(yīng)滿足如下條件：（1）在機(jī)組正常和事故狀態(tài)下，均能提供電壓和頻率穩(wěn)定的正弦波電源。（2）能起電隔離作用，防止強(qiáng)電對測量、控制裝置，特別是晶體管回路的干擾。（3）全廠停電后，在機(jī)組停機(jī)過程中保證對重要設(shè)備不間斷供電。（4）有足夠容

12、量和過載能力，在承受所接負(fù)荷的沖擊電流和切除出線故障時，對本裝置無不利影響。UPS組成UPS系統(tǒng)由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、手動旁路開關(guān)、旁路穩(wěn)壓器、液晶監(jiān)視器、診斷系統(tǒng)、與計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）的通信接口，調(diào)試、監(jiān)視和維修專用通信接口，負(fù)載功率因數(shù)測量及輸入、輸出濾波器，輸入、輸出回路開關(guān)或快速熔斷器，饋線柜等組成。UPS系統(tǒng)運(yùn)行方式UPS系統(tǒng)的運(yùn)行方式:UPS電源系統(tǒng)為單相兩線制系統(tǒng)。運(yùn)行方式有：正常運(yùn)行方式、蓄電池運(yùn)行方式、靜態(tài)旁路運(yùn)行方式、手動旁路運(yùn)行方式。1）正常運(yùn)行時，由保安段向UPS供電，經(jīng)整流器后送給逆變器轉(zhuǎn)換成交流220V、50Hz的單相交流電向UPS配電屏供電。2）220

13、V蓄電池作為逆變器的直流備用電源，經(jīng)逆止的二極管后接入逆變器的輸入端，當(dāng)正常工作電源失電或整流器故障時，由220V蓄電池繼續(xù)向逆變器供電。3）當(dāng)逆變器故障時，靜態(tài)旁路開關(guān)會自動接通來自保安段的旁通電源，但這種切換只有在UPS電源裝置電壓、頻率和相位都和旁通電源同步時才能進(jìn)行。4）當(dāng)靜態(tài)旁路開關(guān)需要維修時，可操作手動旁路開關(guān)，使靜態(tài)旁路開關(guān)退出運(yùn)行，并將UPS主母線切換到旁通電源供電。 UPS系統(tǒng)運(yùn)行方式UPS系統(tǒng)的運(yùn)行方式:UPS電源系統(tǒng)為單相兩線制系統(tǒng)。運(yùn)行方式有：正常運(yùn)行方式、蓄電池運(yùn)行方式、靜態(tài)旁路運(yùn)行方式、手動旁路運(yùn)行方式。1）正常運(yùn)行時，由保安段向UPS供電，經(jīng)整流器后送給逆變器轉(zhuǎn)換

14、成交流220V、50Hz的單相交流電向UPS配電屏供電。2）220V蓄電池作為逆變器的直流備用電源，經(jīng)逆止的二極管后接入逆變器的輸入端，當(dāng)正常工作電源失電或整流器故障時，由220V蓄電池繼續(xù)向逆變器供電。3）當(dāng)逆變器故障時，靜態(tài)旁路開關(guān)會自動接通來自保安段的旁通電源，但這種切換只有在UPS電源裝置電壓、頻率和相位都和旁通電源同步時才能進(jìn)行。4）當(dāng)靜態(tài)旁路開關(guān)需要維修時，可操作手動旁路開關(guān)，使靜態(tài)旁路開關(guān)退出運(yùn)行，并將UPS主母線切換到旁通電源供電。 UPS系統(tǒng)運(yùn)行方式UPS系統(tǒng)運(yùn)行方式UPS逆變裝置操作及報警信息UPS逆變裝置操作1、啟動方法：啟動+方式按鍵2、停機(jī)方法：停機(jī)+方式按鍵UPS逆

15、變裝置報警DCL/DCH：直流輸入低/高BPL/BPH：電子旁路輸入低/高BPF：電子旁路掉電 OF：輸出f越線OT：逆變裝置過溫 OC：IGBT過流UPS逆變裝置報警處理DCL/DCH：檢查輸入電壓BPL/BPH：檢查交流輸入電壓OF：檢查頻率相關(guān)的電路BPF：檢查旁路掉電原因OC：負(fù)載電流大，減小負(fù)載；電源輸出短路，檢查回路OT;環(huán)境溫度過高，降低環(huán)境溫度；冷卻風(fēng)扇故障，檢查或更換UPS維護(hù)旁路操作逆變裝置損壞1、合上交流電子旁路開關(guān)2、合上維護(hù)旁路開關(guān)3、斷開直流開關(guān)、電子旁路開關(guān)和輸出開關(guān)4、拆除逆變裝置逆變裝置修好后1、安裝逆變裝置2、合上直流開關(guān)、電子旁路開關(guān)及輸出開關(guān)3、同時按“方式”、“啟動”鍵，啟動逆變裝置4、斷開維修旁路開關(guān)注意：在使用維護(hù)旁路供電時，保證維修旁路輸入交 流已投入UPS主機(jī)原理圖UPS從機(jī)原理圖UPS系統(tǒng)正常運(yùn)行維護(hù)檢查UPS 周圍無雜物，保證其通風(fēng)順暢,柜內(nèi)各元件無異聲、異臭，無過熱現(xiàn)象各指示燈