直流系統(tǒng)知識培訓(xùn)課件

重慶旗能電鋁有限公司直流系統(tǒng)培訓(xùn)一、直流系統(tǒng)的發(fā)展直流系統(tǒng)的發(fā)展：由80年代的硅整流------相控式電源------高頻開關(guān)電源高頻開關(guān)電源設(shè)備是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的重要組成部分，其目的是為通信設(shè)備提供安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷的能源。隨著科技水平的進(jìn)步，對于開關(guān)電源設(shè)備性能的要求也逐步提高，除必須滿足基本的功能外，還要求具備交流配電、自動(dòng)切換、直流配電、遠(yuǎn)程智能集中監(jiān)控、電池自動(dòng)管理等功能，從而滿足網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理的需求。二、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(dòng)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(gè)獨(dú)立的電源，它不受發(fā)電機(jī)、廠用電及系統(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。GZDW-口-口/口/口系統(tǒng)型號中，G代表高頻，Z代表直流柜，D代表電力系統(tǒng)用,W代表微機(jī)控制，其余四個(gè)方框依次代表系統(tǒng)接線方式，系統(tǒng)蓄電池容量，系統(tǒng)額定電壓，系統(tǒng)額定電流。四、直流系統(tǒng)容量選擇

根據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)什么樣的電壓等級采用多大容量的直流系統(tǒng)1，對于10KV及以下開閉所，則一般電池容量選擇為38Ah~100Ah。2，對于35KV變電站，則一般電池容量選擇為65Ah~150Ah。對于110KV及以下開閉所，則一般電池容量選擇為100Ah~200Ah。3，對于220KV~330KV變電站，則一般電池容量選擇為200Ah~800Ah。4，對于500KV變電站，則一般電池容量選擇為1000Ah~3000Ah。五、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）合閘母線：直流電源屏內(nèi)供斷路器電磁合閘機(jī)構(gòu)等動(dòng)力負(fù)荷的直流母線。（3）直流饋線：直流饋線屏和直流分電屏的直流電源電纜。（4）均衡充電：用于均衡單體電池容量的充電方式，一般充電電壓較高，常用作快速恢復(fù)電池容量。（5）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。五、直流系統(tǒng)的基本概念（6）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。（7）定時(shí)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。（8）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。（9）恒壓均充：以恒定的均充電壓對電池充電。六、直流系統(tǒng)的主要術(shù)語名詞解釋：N+1熱備份：充電/浮充電裝置采用多個(gè)高頻開關(guān)電源模塊并聯(lián)，N+1熱備份工作。高頻開關(guān)電源模塊數(shù)量配置可按如下公式選擇（即確定N的數(shù)值）。N≥（最大經(jīng)常性負(fù)荷+蓄電池充電電流）/模塊額定電流。例如：直流電源系統(tǒng)電壓等級為220VDC，蓄電池容量為200Ah，經(jīng)常性負(fù)荷為4A（最大經(jīng)常性負(fù)荷不超過6A）。充電電流(0.1C10×200Ah)+最大經(jīng)常性負(fù)荷(約6A)＝26A。若選用T-M22010電源模塊3臺即可滿足負(fù)荷需求(N=3)，再加一個(gè)備用模塊，共4個(gè)電源模塊并聯(lián)即可構(gòu)成所需系統(tǒng)。七、直流系統(tǒng)的接線方式1，單電單充2，單電雙充，3，雙電雙充，三充雙電對于直流系統(tǒng)基本接線方式的要求是安全，可靠，并且接線簡單，供電范圍明確，操作方便。其接線方式分為單母線接線和單母線分段接線方式，按照蓄電池是否帶端電池，又可分為無端電池接線和帶端電池接線，對于無端電池接線又可分為不帶降壓裝置和帶降壓裝置的接線。八、直流系統(tǒng)的組成及各部件的作用

組成：高頻整流模塊交流配電直流饋電監(jiān)控單元裝置監(jiān)控模塊電池巡檢絕緣監(jiān)測高頻整流模塊：型號T-M22010Z，T-M22020Z，T-M11010Z等等原理交流輸入----EMI濾波----全橋整流----功率因數(shù)控制（PFC）----高頻逆變（PWM）----隔離降壓變壓器----高頻整流----輸出濾波----直流輸出八、直流系統(tǒng)的組成及各部件的作用交流監(jiān)控單元

交流監(jiān)控單元；測量兩路三相交流電壓、根據(jù)交流電壓的狀態(tài)自動(dòng)切換兩路交流接觸器、測量一相交流工作電流、測量兩路接觸器的工作狀態(tài)、防雷狀態(tài)、五路交流空開狀態(tài)、通過RS485通訊總線與系統(tǒng)監(jiān)控模塊完成數(shù)據(jù)交換、可設(shè)兩個(gè)通訊地址，并有自定義INP協(xié)議及MODBUS-RTU協(xié)議可選直流監(jiān)控單元測量兩段母線電壓電流、測量兩組電池電壓電流、測量一路環(huán)境溫度、測量三個(gè)0-5VDC模擬量數(shù)據(jù)，其系數(shù)可設(shè)置、通過485通訊總線與系統(tǒng)監(jiān)控模塊完成數(shù)據(jù)交換。八、直流系統(tǒng)的組成及各部件的作用監(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。T-WJ2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(bào)數(shù)據(jù)到監(jiān)控模塊，在監(jiān)控模塊顯示故障詳細(xì)情況。T-JG1（30路）T-JG2（60路）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(shí)在線監(jiān)測。T-BX1（18路）T-BX2（108路）九、我公司選擇的電池分類1，國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電池A，江蘇理士，B，山東圣陽。2，合資電池（技術(shù)合資）A，湯淺電池，B，美國理士電池。C，美國海志電池，D，美國普斯頓。3，進(jìn)口電池（在發(fā)貨時(shí)提供報(bào)關(guān)單及原產(chǎn)地證明）A，德國陽光電池，B，德國松樹牌電池（荷貝克電池），C，英國霍克電池。十一、直流系統(tǒng)的選配件-UPS

從電路主結(jié)構(gòu)分：1、后備式早期的后備式UPS在市電供電正常時(shí)，市電直接通過交流旁路和轉(zhuǎn)換開關(guān)供電于負(fù)載，交流旁路相當(dāng)于一條導(dǎo)線，逆變器不工作，此時(shí)供電效率高但質(zhì)量差。在近年的后備式UPS往往在交流旁路上配置了交流穩(wěn)壓電路和濾波電路加以改善。當(dāng)市電異常（市電電壓、頻率超出后備式UPS允許的輸入范圍或市電中斷）時(shí)，后備式UPS通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到電池狀態(tài)，逆變器進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)輸出波形為交流正弦波或方波。后備式UPS存在切換時(shí)間，一般為4毫秒～10毫秒，但對一般的計(jì)算機(jī)設(shè)備的工作不會(huì)造成影響。由于后備式UPS工作時(shí)輸出波形大都為方波，供電質(zhì)量相對較差，只適用于要求不高的場合，并且功率一般都較小，多在2000瓦以下。但后備式UPS產(chǎn)品有著價(jià)格優(yōu)勢，比較便宜，適合于小型辦公企業(yè)和家庭用戶使用。十一、直流系統(tǒng)的選配件-UPS2、在線式在線式UPS電源一般采用雙變換模式。當(dāng)市電正常時(shí)，在線式UPS輸入交流電壓，通過充電電路不斷對電池進(jìn)行充電，同時(shí)AC/DC電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，然后通過脈沖寬度調(diào)制技術(shù)（PWM）由逆變器再將直流電壓逆變成交流正弦波電壓供給負(fù)載，起到無級穩(wěn)壓的作用；而當(dāng)市電中斷時(shí)，后備電池開始工作，此時(shí)電池的電壓通過逆變器變換成交流正弦波或方波供給負(fù)載，因此無論是市電供電正常時(shí)，還是市電中斷由電池逆變供電期間，逆變器始終處于工作狀態(tài)，這就從根本上消除了來自電網(wǎng)的電壓波動(dòng)和干擾對負(fù)載的影響，真正實(shí)現(xiàn)了對負(fù)載的無干擾、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻以及零轉(zhuǎn)換時(shí)間。在線式UPS的這種特點(diǎn)，使它比較適合于用外加電池或加裝優(yōu)質(zhì)發(fā)電機(jī)的方法，改裝成長時(shí)間不間斷供電系統(tǒng)。在線式UPS輸出多為正弦波，電壓及頻率穩(wěn)定，所以它多被用在供電質(zhì)量要求很高的場所。十二、UPS與逆變器區(qū)別逆變器就是一個(gè)電流轉(zhuǎn)換裝置，可以將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，或把交流電轉(zhuǎn)換為直流電。UPS是一種不間斷供電裝置，其原理是蓄電池+逆變器，市電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為直流電，直流電向蓄電池充電，如果市電斷電，馬上轉(zhuǎn)換為蓄電池經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，可供電器直接使用。

十三、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(dòng)裝置誤動(dòng)或者拒動(dòng);而兩點(diǎn)接地,除可能造成繼電保護(hù)、信號、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)外,還可能造成直流保險(xiǎn)熔斷,使保護(hù)及自動(dòng)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(dòng)作跳閘,致使越級跳閘,造成事故擴(kuò)大十三、直流系統(tǒng)接地3、直流接地查找方法①分清接地故障的極性,分析故障發(fā)生的原因。②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。拉開其工作電源,看信號是否消除。③用分網(wǎng)法縮小查找范圍,將直流系統(tǒng)分成幾個(gè)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。④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(shí)停電”的方法,檢查該分路中所帶回路有無接地故障。⑤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。十四、交直流系統(tǒng)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。十六、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）、充電機(jī)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）、投入充電機(jī)時(shí)先從交流再到直流。停電時(shí)順序相反。（6）、母線并列時(shí)首先斷開一臺充電機(jī)，投入母聯(lián)開關(guān)，再斷開檢修蓄電池。

7）、母線由并列轉(zhuǎn)入分段時(shí)首先合上檢修蓄電池，斷開母聯(lián)開關(guān)，再投入充電機(jī)。十七、事故照明事故照明裝置接有交流和直流兩路電源，交流取自站用電，直流取自蓄電池。在正常交流供電的情況下，裝置內(nèi)有一個(gè)交流接觸器帶電吸合，此時(shí)直流回路被斷開，事故照明回路沒有電。當(dāng)交流失電的時(shí)候，該接觸器失電返回，其常閉接點(diǎn)閉合，接通直流電源回路，給站內(nèi)的事故照明燈提供直流電源。事故照明燈是單獨(dú)直流供電的，和正常照明燈分開，只在交流失電的情況下緊急使用。站用電恢復(fù)后，該接觸器重新吸合，切斷直流照明，恢復(fù)交流照明。十七、事故照明原理圖十九、放電試驗(yàn)1放電前記錄蓄電池組各種數(shù)據(jù)2了解直流負(fù)載的運(yùn)行方式，斷開蓄電池組與開關(guān)電源連接3斷開蓄電池組正、負(fù)連接4將放電儀與蓄電池連接5設(shè)置放電電流，開始放電6拆除測量線和電源線，蓄電池組與開關(guān)電源線連接1整組蓄電池浮充電壓、單體浮充電壓、環(huán)境溫度、單體電池電壓.整體電池電壓.2確保直流負(fù)載有可靠的后備電源，確認(rèn)無誤后斷開斷路器或取下電源保險(xiǎn)3必須使用帶絕緣手柄的工具4螺絲擰緊，無松動(dòng)5記錄數(shù)據(jù)應(yīng)一小時(shí)測量一次端電壓和單體電壓；2.2V電池低于1.8V停止放電.12V電池低于10.8V停止放電；放電電流設(shè)置按10小時(shí)放電率（I=蓄電池容量/10h）、蓄電池容量=單體到達(dá)終止電壓時(shí)的時(shí)間*放電電流；先拆測量線，后拆電源線6緊固蓄電池組與開關(guān)電源連接線螺絲十九、放電注意事項(xiàng)兩人進(jìn)行，一人操作一人監(jiān)護(hù)防誤操作，有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員現(xiàn)場監(jiān)護(hù)連接線用絕緣膠帶包扎防止極性接反，設(shè)專人監(jiān)護(hù)兩人進(jìn)行，一人測量一人記錄，放電后期應(yīng)增加測量次