變電所直流系統(tǒng)演示文稿

變電所直流系統(tǒng)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)優(yōu)選變電所直流系統(tǒng)當(dāng)前第2頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

目錄第一節(jié)、直流系統(tǒng)簡介第三節(jié)

直流系統(tǒng)接線形式及特點(diǎn)第二節(jié)直流系統(tǒng)的組成及各部件的作用結(jié)束當(dāng)前第3頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)第一節(jié)、直流系統(tǒng)簡介:

1．直流系統(tǒng)的作用及重要性：

為供給繼電保護(hù)、控制、信號、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、事故照明、交流不間斷電源等直流負(fù)荷，35kv及以上的變電站應(yīng)裝設(shè)由蓄電池供電的直流系統(tǒng)。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。變電所的直流系統(tǒng)，像人體的血管一樣，遍布全所室內(nèi)及場內(nèi)，保證著電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。直流系統(tǒng)發(fā)生故障失靈時，斷路器將因失去跳閘的直流電源而不能跳閘切除故障，強(qiáng)大的短路電流將燒壞主變壓器等重要電器設(shè)備，造成災(zāi)難性的后果。返回目錄當(dāng)前第4頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)2、基本概念

(1)

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。(2)

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。(3)

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。

(4)

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。

(5)

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。(6)

恒壓均充：以恒定的均充電壓對電池充電。

返回目錄當(dāng)前第5頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)3、直流電源柜的型號及意義：

我們現(xiàn)在的變電所大部分使用的是大連旅順的直流屏其型號為：GZDW33型

意義；G代表“柜”；Z代表“直流”；D代表“電力系統(tǒng)用”；W代表“微機(jī)控制”；33代表“版本號”

返回目錄當(dāng)前第6頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)4、直流電源柜的額定參數(shù)：交流輸入電壓：380±15%V、50HZ

。直流輸出（單個模塊）

電壓：198V～260V

額定電流：5－10A

。

返回目錄當(dāng)前第7頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

5、蓄電池單體電池額定電壓12V，正常使用中電壓是13.5v～14.5v用一到兩組蓄電池，每組18支，電池容量70AH－100AH.。返回目錄當(dāng)前第8頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)第二節(jié)直流系統(tǒng)的組成及各部件的作用：

1、

直流系統(tǒng)組成：

主要由高屏開關(guān)電源（即充電屏）和蓄電池組成。高屏開關(guān)電源又由充電模塊、交流配電、直流饋電、配電監(jiān)控、監(jiān)控模塊、絕緣監(jiān)測儀、電池監(jiān)測儀組成。下面我們用方框圖逐一講解

返回目錄當(dāng)前第9頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)返回目錄當(dāng)前第10頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

2、各組成部件的作用：

（1）交流配電單元：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（正常工作時，交流電壓切換小開關(guān)打在“自動”位，第一路交流作為主工作電源，第二路做輔助，當(dāng)?shù)谝宦芬蚬释ｋ姇r，第二路自動投入，當(dāng)?shù)谝宦坊謴?fù)時，自動切換回第一路供電）。

返回目錄當(dāng)前第11頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)（2）充電模塊：完成AC/DC變換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最為基本的功能（配有過電流、過電壓、欠電壓、過熱等保護(hù)）。（在后面詳細(xì)講解）返回目錄當(dāng)前第12頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)（3）調(diào)壓模塊

無論合閘母線電壓如何變化，控制輸出電壓都被穩(wěn)定控制在220v。（采用五級硅鏈調(diào)壓）。

返回目錄當(dāng)前第13頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)（4）

A/D、I/O模塊：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。

返回目錄當(dāng)前第14頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)（5）微機(jī)監(jiān)控模塊：

是整個直流系統(tǒng)的控制、管理核心，其主要任務(wù)是對系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進(jìn)行長期自動監(jiān)測，獲取系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時進(jìn)行處理，并以此為依據(jù)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動精確管理，從而提高電源系統(tǒng)的可靠性，保證其工作的連續(xù)性、安全性和可靠性。具有“遙測、遙信、遙控、遙調(diào)”四遙功能，配有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口，方便納入電站自動化系統(tǒng)。返回目錄當(dāng)前第15頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)（6）絕緣監(jiān)測：

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（無論是母線平衡接地，還是不平衡接地；同一支路的單側(cè)接地，還是正負(fù)極同時接地；不同支路的單側(cè)接地還是雙側(cè)同時接地；以及所有支路的混合接地；都可做出正確判斷）。返回目錄當(dāng)前第16頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)（7）電池監(jiān)測：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，電池柜的溫度及其他參數(shù)做實(shí)時在線監(jiān)測。返回目錄當(dāng)前第17頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)3、蓄電池組：

蓄電池組是變電所的心臟，對電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行起著舉足輕重的作用。在正常狀態(tài)下，它向直流負(fù)荷(如信號燈、指示繼電器、接觸器線圈等)供電，向斷路器電磁操作機(jī)構(gòu)的跳閘、合閘線圈供電；在交流電源發(fā)生故障時，其作用更為突出，為繼電保護(hù)及自動裝置、斷路器的合閘、跳閘、載波通信等提供工作直流電源。目前廣泛使用的是固定型鉛酸蓄電池，但是由于其維護(hù)工作量較大，正逐漸被閥控式蓄電池所代替。返回目錄當(dāng)前第18頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)閥控式蓄電池的優(yōu)勢在于其浮充壽命期內(nèi)不必加水維護(hù)，所以又稱免維護(hù)蓄電池。雖然說閥控鉛酸蓄電池為我們在使用中減少了很多工作量，但我們還應(yīng)注意管理與維護(hù)的方法，以提高蓄電池的使用壽命，提高蓄電池供電的可靠性與安全性。依據(jù)《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》DL/T724—2000第6.3條、閥控蓄電池組的運(yùn)行及維護(hù)。閥控蓄電池核對性放電周期：新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應(yīng)進(jìn)行全核對性放電試驗(yàn)，以后每隔2~3年進(jìn)行一次核對性試驗(yàn)，運(yùn)行了6年以后的閥控蓄電池，應(yīng)每年作一次核對性放電試驗(yàn)。返回目錄當(dāng)前第19頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

2004年變電所11月份開始安排直流屏電池放電性能測試的工作。使用的是FZY-220型智能蓄電池組負(fù)載測試儀。經(jīng)過兩個月的測試發(fā)現(xiàn)有部分電池組放電特性不合格，主要表現(xiàn)在放電時間短。變電所突然失電后，無法保證開關(guān)及時恢復(fù)送電、保護(hù)監(jiān)控設(shè)備的正常運(yùn)行?，F(xiàn)有的蓄電池組測出有9組電池需要更換。鑒于公司蓄電池的實(shí)際情況，依據(jù)在2004年3月3日公司副經(jīng)理李輝組織召開的蓄電池運(yùn)行維護(hù)管理會議，會議紀(jì)要“第4條對于放電時間低于120分鐘或內(nèi)阻有較大變化的電池應(yīng)予以報(bào)廢”的要求。工區(qū)建議先更換4組電池，在2005年上半年更換完畢。蓄電池室內(nèi)溫度冬季不應(yīng)低于10℃，夏季不得高于30℃，一般以15℃為宜。返回目錄當(dāng)前第20頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)閥控鉛酸蓄電池的放電容量隨放電電流（放電率）的變化而變化。放電電流小，蓄電池的放電容量就大，時間長；反之，蓄電池放電容量就小。深度放電直接影響蓄電池的使用壽命，因此運(yùn)行中應(yīng)避免發(fā)生蓄電池深度放電，并根據(jù)不同的放電電流確定放電終止電壓。一般情況下可按表1執(zhí)行，保證蓄電池的放電終止電壓。當(dāng)變電站充電裝置因失去交流，造成變電站蓄電池大電流放電時，變電站值班人員應(yīng)設(shè)法控制直流系統(tǒng)負(fù)荷，避免蓄電池長時間、大電流放電。另外，蓄電池放電容量與環(huán)境溫度有著密切關(guān)系。溫度低，放電容量低；溫度高，放電容量大，但過高的溫度嚴(yán)重?fù)p壞蓄電池使用壽命，蓄電池的最佳工作溫度為20-25℃。

返回目錄當(dāng)前第21頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)表1：參考返回目錄當(dāng)前第22頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

4、高頻開關(guān)電源

高頻開關(guān)直流電源應(yīng)用的基礎(chǔ)十分廣泛。從家電產(chǎn)品到微機(jī)系統(tǒng)都用到了高頻開關(guān)直流電源，并且種類繁多，外觀各異。那么，什么叫高頻開關(guān)直流電源呢？高頻開關(guān)直流電源按其開關(guān)管和負(fù)載的連接方式可分為串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。目前，串聯(lián)型高頻開關(guān)直流電源已基本淘汰。在家用電視機(jī)中，串聯(lián)型的高頻開關(guān)在使用中因電源與市電不隔離，也就是使底板帶電（也叫熱底板機(jī)芯），所以不安全。并聯(lián)型高頻開關(guān)直流電源使用高頻變壓，使的負(fù)載輸出與市電隔離，解決了串聯(lián)型高頻開關(guān)直流電源的問題，從而得到了廣泛的應(yīng)用。返回目錄當(dāng)前第23頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)4、充電設(shè)備：高頻開關(guān)電源

高頻開關(guān)電源在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用正在迅速的發(fā)展。高頻開關(guān)電源是如何工作的呢？我們用原理方框圖解釋：返回目錄當(dāng)前第24頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)返回目錄當(dāng)前第25頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

電力系統(tǒng)中的站用電源50HZ單相（或三相）交流電源經(jīng)EMI電磁干擾濾波器,整流濾波器，然后將濾波后的直流電源經(jīng)變換電路變換為數(shù)十或數(shù)百KHZ的高頻方波交流電，通過高頻變壓器隔離并降壓后，在經(jīng)高頻整流濾波，最后輸出直流電源，通過取樣比較放大及控制驅(qū)動電源，控制變換器中的功率開關(guān)管的變比，便能得到穩(wěn)定的輸出電壓。監(jiān)控單元接受上級監(jiān)控模塊發(fā)來的指令，對整流模塊進(jìn)行控制；控制開、關(guān)機(jī)。均/浮充轉(zhuǎn)換，限流點(diǎn)的設(shè)置，輸出電壓調(diào)整。監(jiān)控單元還對輸出直流電壓，電流進(jìn)行檢測顯示。高頻開關(guān)電源作為目前可控硅、磁飽和類直流電源的換代產(chǎn)品，是采用多個高頻開關(guān)模塊并聯(lián)組成直流充電浮充電裝置。

當(dāng)前第26頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)高頻開關(guān)模塊它具有以特點(diǎn)：

1）

體積小、重量輕。它取代了相控電源和電子開關(guān)型系統(tǒng)大而笨重的工頻變壓器，使得電源越來越小型化，輕量化；(例舉實(shí)例)2）工作頻率高，使輸出濾波重量得以小型化；3）功率因數(shù)高。高頻開關(guān)電源利用有源功率因數(shù)校正電路，功率因數(shù)可達(dá)0.98以上，而晶匣管型波形畸變，對電網(wǎng)上的弱電設(shè)備有嚴(yán)重干擾；4）效率高，省電節(jié)能。高頻開關(guān)電源的效率一般在88-95%，而相控電源一般在70%以下；返回目錄當(dāng)前第27頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)高頻開關(guān)模塊它具有以特點(diǎn)：

5）動態(tài)影響好。高頻開關(guān)電源的工作頻率高，對負(fù)載和電網(wǎng)的動態(tài)影響遠(yuǎn)優(yōu)于相控電源；6）高頻開關(guān)電源的輸出波形一般都比相控電源小；7）噪音低。高頻開關(guān)電源頻率在人的聽覺范圍，可聞噪音比相控電源低的多；8）擴(kuò)容方便。高頻開關(guān)電源一般采用?？焓浇Y(jié)構(gòu)，維護(hù)、擴(kuò)容比較方便；9）便于采用合理而又靈活的配置；10）一般具有三級防雷措施。返回目錄當(dāng)前第28頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

直流系統(tǒng)采用高頻電源模塊時，一般按N+1并聯(lián)冗余設(shè)置。平時，N+1模塊同時供電，自動均流，當(dāng)其中一個模塊出現(xiàn)故障時，總負(fù)荷由其它模塊均分，并且故障的高頻開關(guān)整流模塊可帶電插拔更換，這樣就使故障更換沒有時間限制，大大提高了運(yùn)行的可靠性。采用這種直流系統(tǒng)大大簡化了接線，節(jié)省屏位，也減少了投資。例如，煉油、勝利、風(fēng)華變電所使用3－4只高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，最明顯的就是屏面布置非常簡潔。同時，高頻開關(guān)直流電源回路中的EMI濾波可防止交流電源中的高頻電磁干擾的輸入和內(nèi)部高頻電磁的外泄。采用高頻變換和取樣反饋使直流電壓紋波小，電壓穩(wěn)定。返回目錄當(dāng)前第29頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)

目前，變電所使用的直流電源基本上是高頻開關(guān)直流電源如白緘灘、九二、九淺、氣站、百聯(lián)站、勝利、風(fēng)華、莫北變電所。還有大連旅順生產(chǎn)的晶匣管型直流系統(tǒng)，如北郊、百110萬、801、W101、九一、石西變電所等；其次就是在浙江青田屏基礎(chǔ)上改造后使用的高頻開關(guān)直流電源，如烏聯(lián)站、2號、首站變電所。浙江青田廠生產(chǎn)的電子開關(guān)型直流系統(tǒng)只剩下紅淺、樞紐、3＃、南郊變電所公司已計(jì)劃明年更換紅淺、樞紐變電所的直流屏為高頻開關(guān)直流電源。

返回目錄當(dāng)前第30頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)第三節(jié)

直流系統(tǒng)接線形式及特點(diǎn)：

1.直流系統(tǒng)主接線圖：為方便記憶，將直流系統(tǒng)圖簡化如下：

返回目錄當(dāng)前第31頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)2、直流供電網(wǎng)接線方式

變電所直流供電網(wǎng)采用輻射狀供電，采用主、分屏二級供電方式。直流主屏至直流分屏以雙回饋線供電。各安裝單位所需要的控制、保護(hù)、跳閘等電源均由直流分屏單獨(dú)供電。直流母線的接線方式為單母線分段接線，特點(diǎn)是每回路只需一組母線刀開關(guān)、設(shè)備少、接線簡單、清晰，直流屏內(nèi)布線方便，能方便的形成兩個互不聯(lián)系的直流系統(tǒng)，有益于提高直流系統(tǒng)的可靠性，方便查找接地。

返回目錄當(dāng)前第32頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)第四節(jié)

直流系統(tǒng)異常處理

1、當(dāng)充電柜故障時的處理方法：

當(dāng)充電模塊故障燈亮?xí)r，應(yīng)先檢查該充電模塊電源是否故障，若電源無故障，則可能是模塊內(nèi)部故障，此時應(yīng)將故障模塊的電源斷開，將其退出，并不影響其它充電模塊正常工作，因?yàn)樗捎?/p>

N+1并聯(lián)設(shè)置。返回目錄當(dāng)前第33頁\共有36頁\編于星期二\19點(diǎn)2、當(dāng)有接地故障時的處理方法：查找直流接地故障的一般順序和方法：（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