直流系統(tǒng)講座課件

直流系統(tǒng)

教學(xué)課件

我廠直流系統(tǒng)包括：蓄電池組、硅整流、大UPS、小UPS、高頻電源直流系統(tǒng)。直流系統(tǒng)在我廠主要起的作用：直流系統(tǒng)在正常情況下為控制信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)裝置、斷路器、跳合閘回路等提供可靠直流電源、當(dāng)發(fā)生交流電源消失事故停電等情況下，為事故照明、交流不停電電源和事故潤(rùn)滑油泵等提供直流電源，直流系統(tǒng)的可靠與否對(duì)我廠安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是安全運(yùn)行的保證。今天主要給大家講解11#機(jī)和12#機(jī)的蓄電池組和硅整流。

直流系統(tǒng)簡(jiǎn)介關(guān)于直流系統(tǒng)的一些概念初充電：新的蓄電池在交付使用前，為完全達(dá)到荷電狀態(tài)所進(jìn)行的第一次充電。恒流充電：充電電流在充電電壓范圍內(nèi)，維持在恒定值的充電。均衡充電：為補(bǔ)償蓄電池在使用過程中產(chǎn)生的電壓不均勻現(xiàn)象，使其恢復(fù)到規(guī)定的范圍內(nèi)而進(jìn)行的充電。恒流限壓充電：先以恒流方式進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池組端電壓上升到限壓值時(shí)，充電裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓充電，直到充電完畢。浮充電：在充電裝置的直流輸出端始終并接著蓄電池和負(fù)載，以恒壓充電方式工作。正常運(yùn)行時(shí)充電裝置在承擔(dān)經(jīng)常性負(fù)荷的同時(shí)向蓄電池補(bǔ)充充電，以補(bǔ)償蓄電池的自放電，使蓄電池組以滿容量的狀態(tài)處于備用。穩(wěn)流精度：交流輸入電壓在額定電壓±10%范圍內(nèi)變化、輸出電流在20%～100%額定值的任一數(shù)值，充電電壓在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)變化時(shí)，其穩(wěn)流精度按以下公式計(jì)算：式中δI——穩(wěn)流精度；

IM——輸出電流波動(dòng)極限值

IZ——輸出電流整定值穩(wěn)壓精度：交流輸出電壓在額定電壓±10%范圍內(nèi)變化，負(fù)荷電流在0～100%額定值變化時(shí)，直流輸出電壓在調(diào)整范圍內(nèi)的任一數(shù)值時(shí)其穩(wěn)壓精度按以下公式計(jì)算：式中δU——穩(wěn)流精度；

UM——輸出電流波動(dòng)極限值

UZ——輸出電流整定值紋波系數(shù)：充電裝置輸出的直流電壓中，脈動(dòng)量峰值與谷值之差的一半，與直流輸出電壓平均值之比。按以下公式計(jì)算：式中δ——紋波系數(shù)；

Uf——直流電壓右的脈動(dòng)峰值

Ug——直流電壓中的脈動(dòng)谷值

Up——直流電壓平均值

熟悉了這些基本概念后，我們下一步講解我廠四期防酸隔爆鉛酸蓄電池和閥控式密封鉛酸蓄電池及硅整流裝置的運(yùn)行及維護(hù)技術(shù)規(guī)程自放電極低，在20℃時(shí)放置兩年，自放電小于額定容量的50％；耐熱性能良好：浮充電流小，熱消散能力強(qiáng)，無干涸、熱失控故障：耐高溫性能優(yōu)于AGM電池；深放電恢復(fù)能力良好：電池持續(xù)30天保持負(fù)荷放電后，在24小時(shí)內(nèi)，可再充電到額定容量的95％以上；無需補(bǔ)水維護(hù)：采用獨(dú)特的氣體再化合技術(shù)，氣體復(fù)合效率高于95％，在使用過程中無需補(bǔ)水；使用壽命長(zhǎng)：20℃條件下浮充運(yùn)行使用壽命保證達(dá)到15年以上；密封性能極好無氣體滲透；安全性能優(yōu)異：精密安全閥可避免電池出現(xiàn)外殼膨脹、破裂、電解液干涸現(xiàn)象：安全極柱內(nèi)嵌特殊工藝處理的銅芯，電池間電壓降≤10mV；無需均衡充電：正常情況下，電解液在使用壽命期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象；產(chǎn)品高可靠性：國(guó)內(nèi)唯一一家通過1E級(jí)核級(jí)抗震試驗(yàn)質(zhì)量鑒定的產(chǎn)品；安裝空間較小：無需沖洗裝置，對(duì)通風(fēng)條件要求低。11#機(jī)組蓄電池組特點(diǎn)閥控蓄電池組容量試驗(yàn)。閥控蓄電池組的恒流限壓充電電流和恒流放電電流均為I10,額定電壓為2V的蓄電池，放電終止電壓為1.8V；額定電壓為6V的組合式電池，放電終止電壓為5.25V；額定電壓為12V的組合蓄電池，放電終止電壓為10.5V。只要其中一個(gè)蓄電池放到了終止電壓，應(yīng)停止放電。在三次充放電循環(huán)之內(nèi)，若達(dá)不到額定容量值的100%，此組蓄電池為不合格。防酸蓄電池組的充電方式及監(jiān)視:防酸蓄電池組在正常運(yùn)行中均以浮充方式運(yùn)行，浮充電壓值一般控制為（2.15~2.17）V×N（N為電池個(gè)數(shù)）。防酸蓄電池組在正常運(yùn)行中主要監(jiān)視端電壓值、每只單體蓄電池的電壓值、蓄電池液面的高度、電解液的比重、蓄電池內(nèi)部的溫度、蓄電池室的溫度、浮充電流值的大小。閥控式蓄電池安全閥的作用：在正常浮充電狀態(tài)下處于密封狀態(tài)，裝設(shè)有能自動(dòng)開啟和關(guān)閉的安全閥，當(dāng)內(nèi)部壓力超過規(guī)定開閥值時(shí)，安全閥自動(dòng)開啟，壓力低于關(guān)閥值時(shí)又自動(dòng)關(guān)閉，安全閥上有濾酸裝置，不會(huì)排出酸霧有害氣體，也不會(huì)發(fā)生電解液泄漏，可防火花引起的電池爆炸。閥控蓄電池組的運(yùn)行方式和監(jiān)視。閥控蓄電池組在正常運(yùn)行中以浮充電方式運(yùn)行，浮充電壓值宜控制為（2.23~2.28）V×N、均衡充電電壓值宜控制為（2.30~2.35）V×N，在運(yùn)行中主要監(jiān)視蓄電池組的端電壓值，浮充電流值，每只蓄電池的電壓值、蓄電池組及直流母線的對(duì)地電阻值和絕緣狀態(tài)。閥控蓄電池核對(duì)性放電周期新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應(yīng)進(jìn)行全核對(duì)性放電試驗(yàn)，以后每隔2~3年進(jìn)行一次核對(duì)性試驗(yàn)，運(yùn)行了6年以后的閥控蓄電池，應(yīng)每年作一次核對(duì)性放電試驗(yàn)。閥控蓄電池的運(yùn)行維護(hù)在巡視中應(yīng)檢查蓄電池的單體電壓值，連接片有無松動(dòng)和腐蝕現(xiàn)象，殼體有無滲漏和變形，極柱與安全閥是否有酸霧溢出，絕緣電阻是否下降，蓄電池溫度是否過高等。閥控蓄電池的溫度補(bǔ)償系數(shù)受環(huán)境溫度影響，基準(zhǔn)溫度為25℃時(shí)，每下降1℃，單體2V閥控蓄電池浮充電壓值應(yīng)提高（3~5）mV。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，應(yīng)定期對(duì)閥控蓄電池組作外殼清潔工作。12#機(jī)組蓄電池組特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理：結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，安全方便；工藝先進(jìn)：體積小，重量輕，比能量高；性能優(yōu)越：容量高，首次放電可達(dá)95%以上；壽命長(zhǎng)久：20℃條件下浮充運(yùn)行使用壽命保證達(dá)到15年以上；較小維護(hù)：采用低銻多元合金，耗水量極少，每18個(gè)月補(bǔ)加一次純水；鉛酸蓄電池的工作原理：充電和放電充電：將蓄電池接入直流電，正極柵上的硫酸鉛變成棕褐色二氧化鉛，在負(fù)極板上的氧化鉛變成灰色絨狀鉛。放電：將蓄電池與負(fù)載接通。正、負(fù)極板上的活性物質(zhì)都吸收硫酸起化學(xué)反應(yīng)，逐漸變成硫酸鉛，當(dāng)兩極板上大部分活性物質(zhì)都變成硫酸鉛后蓄電池就不再放電了。鉛酸蓄電池化學(xué)反應(yīng)方程式：

放電PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4充電→←蓄電池組的絕緣電阻應(yīng)不小于200kΩ。蓄電池組浮充電壓穩(wěn)定范圍：穩(wěn)定范圍電壓值為90%～130%（2V閥控式蓄電池為125%）直流標(biāo)稱電壓。蓄電池組充電電壓調(diào)整范圍電壓調(diào)整范圍為90%～125%（2V鉛酸式蓄電池）；90%～130%（6V、12V閥控式蓄電池）；90%～145%（鎘鎳蓄電池）直流標(biāo)稱電壓。防酸蓄電池組容量試驗(yàn)防酸蓄電池組的恒流充電電流及恒流放電電流均為I10,其中一個(gè)單體蓄電池放電終止電壓到1.8V時(shí)，應(yīng)停止放電。在三次充放電循環(huán)之內(nèi)，若達(dá)不到額定容量值的100%，此組蓄電池為不合格。防酸蓄電池和大容量的閥控蓄電池應(yīng)安裝在專用蓄電池室內(nèi)，容量較小的鎘鎳蓄電池（40Ah及以下）和閥控蓄電池（300Ah及以下）可安裝在柜內(nèi)。防酸蓄電池室的墻壁、天花板、門、窗框、通風(fēng)罩、通風(fēng)管道內(nèi)外側(cè)、金屬結(jié)構(gòu)、支架及其他部分均應(yīng)涂上防酸漆；蓄電池室的地面應(yīng)鋪設(shè)耐酸磚。防酸蓄電池室的窗戶，應(yīng)安裝遮光玻璃或者涂有帶色油漆的玻璃，以免陽光直射在蓄電池上。防酸蓄電池的維護(hù)，宜備有下列儀表：測(cè)量電解液密度用的密度計(jì)；測(cè)量電解液溫度用的溫度計(jì)；測(cè)量蓄電池電壓用的41/2數(shù)字萬用表，室外溫度計(jì)。用具：充注電解液用的玻璃缸、漏斗、量杯、搪瓷盆、塑料桶、注射器、手電筒、耐酸手套、耐酸圍裙、膠皮靴子等。投運(yùn)前三次充放電循環(huán)，蓄電池組端電壓、單體電池電壓的記錄；運(yùn)行中定期均衡充電、定期核對(duì)性放電的記錄。核對(duì)性放電當(dāng)單體電壓為終止電壓1.8V時(shí)，停止放電。若放充三次均達(dá)不到額定容量的80%，可判此組蓄電池使用年限已到，并安排更換。運(yùn)行維護(hù)防酸蓄電池單體電壓和電解液比重的測(cè)量，發(fā)電廠兩周測(cè)量一次。個(gè)別落后的防酸蓄電池，應(yīng)通過均衡充電方法進(jìn)行處理，不允許長(zhǎng)時(shí)間保留在蓄電池組中運(yùn)行，若處理無效，應(yīng)更換。蓄電池的工作原理：蓄電池是一種化學(xué)能源，充電時(shí)能把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，放電時(shí)將儲(chǔ)存起來的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能送出去蓄電池浮充電目的和方法：充電后的蓄電池，由于電解液的電解質(zhì)及極板中有雜質(zhì)存在，會(huì)在極板上產(chǎn)生自放電。為使電池能在飽滿的容量下處于備用狀態(tài)，電池與充電機(jī)并聯(lián)于直流母線上，充電機(jī)除負(fù)擔(dān)經(jīng)常的直流負(fù)荷外，還供給蓄電池適當(dāng)?shù)碾娏?，以補(bǔ)充蓄電池自放電；這種方式叫浮充電。對(duì)運(yùn)行維護(hù)來說，能否管理好浮充電是決定蓄電池壽命的關(guān)鍵，浮充電過大會(huì)使電池過充，反之欠充，對(duì)電池都不利。蓄電池定期充放電的意義是什么？蓄電池定期充放電也叫核對(duì)性放電。以全浮方式運(yùn)行的蓄電池應(yīng)每三個(gè)月進(jìn)行一次核對(duì)性放電，以核對(duì)其容量，交使極板有效物質(zhì)得到均勻活化。對(duì)已運(yùn)行兩年以上的蓄電池可適當(dāng)延長(zhǎng)核對(duì)性放電周期。一方面檢查電池容量和健康水平，做到發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)檢修；另一方面能夠活化極板上的有效物質(zhì)，保證蓄電池的正常運(yùn)行。硅整流裝置兩臺(tái)機(jī)組的硅整流裝置采用太原市益同電氣公司生產(chǎn)的SCG200系列可控硅整流電源屏。

充電裝置的運(yùn)行監(jiān)視每天應(yīng)對(duì)充電裝置進(jìn)行如下檢查：三相交流輸入電壓是否平衡或缺相，運(yùn)行噪聲有無異常，各保護(hù)信號(hào)是否正常，交流輸入電壓值、直流輸出電壓值、直流輸出電流值等各表計(jì)顯示是否正確，正對(duì)地和負(fù)對(duì)地的絕緣狀態(tài)是否良好。運(yùn)行維護(hù)人員每月應(yīng)對(duì)充電裝置作一次清潔除塵工作。大修作絕緣試驗(yàn)前，應(yīng)將電子元件的控制板及硅整流元件斷開或短接后，才能作絕緣和耐壓試驗(yàn)。若控制板工作不正常、應(yīng)停機(jī)取下，換上備用板，啟動(dòng)充電裝置，調(diào)整好運(yùn)行參數(shù)，投入正常運(yùn)行。硅整流特點(diǎn)：主回路采用三相全控橋式整流電路，控制觸發(fā)電路為數(shù)字電路，采用插箱式結(jié)構(gòu)，便于檢修維護(hù)。小容量采用兩路獨(dú)立的整流裝置，相互備用，也可并列運(yùn)行。具有恒壓輸出和恒流輸出兩種運(yùn)行方式。穩(wěn)壓限流，防止蓄電池虧電時(shí)大電流充電損壞蓄電池及避免整流柜過負(fù)荷。過壓、過流、欠壓及交流缺相保護(hù)，保護(hù)自恢復(fù)。軟起動(dòng)、軟停止、操作方便、起動(dòng)平緩。采用了數(shù)字式觸發(fā)電路，導(dǎo)通角一致性好，溫漂極小。硅整流的優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)，維護(hù)工作量小體積小缺點(diǎn)：不能獨(dú)立使用，需加補(bǔ)償電