直流系統(tǒng)培訓

直流系統(tǒng)培訓課件第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月直流系統(tǒng)的特點1、方向不隨時間變化2、大小也可不變3、存儲tIO第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月直流系統(tǒng)的定義：

由交流輸入、微機監(jiān)控裝置、蓄電池組、充電模塊、絕緣監(jiān)察、直流母線、直流空氣開關(guān)（保險）、直流饋線電纜、直流負荷（測量儀表、保護裝置、自動裝置、遠動裝置、事故照明裝置、控制裝置等）所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。

直流系統(tǒng)的作用：

為變電站、發(fā)電廠全部電氣設(shè)備的操作、信號、繼電保護裝置和自動裝置提供專用的最為可靠的電源，當交流電源消失時，還供給事故照明及重要的設(shè)備電源。

第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月直流系統(tǒng)連接示圖意

第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月各功能原件工作原理一、交流配電單元

1.交流輸入一般配置兩路，增加電源可靠性。

2.具有交流輸入不平衡、缺相、失壓檢測功能，并發(fā)出信號。

3.手動控制和自動控制雙路交流電源投切，具有過、欠壓能自動投切功能。第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、充電模塊

高頻開關(guān)電源模塊原理框圖第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月電源模塊的工作原理框圖說明：原邊檢測控制電路：監(jiān)視交流輸入電網(wǎng)的電壓，實現(xiàn)輸入過壓、欠壓、缺相保護功能及軟啟動的控制。輔助電源為整個模塊的控制電路及監(jiān)控電路提供工作電源；

EMI輸入濾波器：其作用是實現(xiàn)對輸入電源作凈化處理，濾除高頻干擾及吸收瞬態(tài)沖擊，同時也阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。軟啟動：消除開機浪涌電流。三相整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。全橋變換：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流（高頻脈沖，100KHZ），這是高頻開關(guān)電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。高頻交流經(jīng)主變壓器隔離、全橋整流、濾波變換成直流輸出；信號調(diào)節(jié)、PWM控制電路實現(xiàn)輸出電壓、電流的控制及調(diào)節(jié)，確保輸出電源的穩(wěn)定及可調(diào)整性；輸出測量、故障保護及微機管理部分負責監(jiān)測輸出電壓、電流及系統(tǒng)的工作狀況，并將電源的輸出電壓、電流顯示到前面板，實現(xiàn)故障判斷及保護，協(xié)調(diào)管理模塊的各項操作，并跟系統(tǒng)通信，實現(xiàn)電源模塊的高度智能化。第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

充電機的幾個重要參數(shù)：穩(wěn)壓精度充電裝置在浮充電（穩(wěn)壓）狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值±15%范圍內(nèi)變化，輸出電流在其額定值的0%～100%范圍內(nèi)變化，輸出電壓在其浮充電電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)任一數(shù)值上保持穩(wěn)定時其輸出電壓穩(wěn)定程度，按以下公式計算：δU=[（UM－UZ）/UZ]×100%，式中：δU－穩(wěn)壓精度；UM－輸出電壓波動極限值；UZ－輸出電壓整定值。穩(wěn)流精度充電裝置在充電（穩(wěn)流）狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值±15%范圍內(nèi)變化，輸出電壓在充電電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)變化，輸出電流在其額定值20%～100%范圍內(nèi)任一數(shù)值上保持穩(wěn)定時其輸出電流穩(wěn)定程度，按以下公式計算：δI=[（IM－IZ）/IZ]×100%，式中：δI－穩(wěn)流精度；IM－輸出電流波動極限值；IZ－輸出電流整定值。紋波系數(shù)充電裝置在浮充電（穩(wěn)壓）狀態(tài)下，交流輸入電壓在額定值±15%范圍內(nèi)變化，輸出電流在其額定值的0%～100%范圍內(nèi)變化，輸出電壓在其浮充電電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)任一數(shù)值上，測得電阻性負載兩端脈動量峰值與谷值之差的一半，與直流輸出電壓平均值之比，按以下公式計算：δ=[（Uf－Ug）/2Up]×100%，式中：δ－紋波系數(shù)；Uf－直流電壓中脈動峰值；Ug－直流電壓中脈動谷值；Up－直流電壓平均值。效率：充電裝置的交流額定輸入功率與直流輸出功率之比。均流及均流不平衡度：采用同型號同參數(shù)的高頻開關(guān)整流模塊，以（N+1）或（N+2）多塊并聯(lián)方式運行，為使每一個模塊都能均勻地承擔總的負荷電流，稱為均流。模塊間負荷電流的差異，稱均流不平衡度。第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月三、集中監(jiān)控器集中監(jiān)控器裝于直流電源屏內(nèi)，負責對直流系統(tǒng)各單元（如電壓電流采集單元、充電模塊、絕緣監(jiān)測、電池巡檢等）運行狀態(tài)與數(shù)據(jù)的采集、顯示；系統(tǒng)單元運行參數(shù)的設(shè)置，并控制各單元的正常運行；接收監(jiān)控中心計算機發(fā)送來的命令及參數(shù)，并將系統(tǒng)運行狀態(tài)及參數(shù)發(fā)送給監(jiān)控中心計算機。監(jiān)視正負母線對地電壓、對地電阻值、接地支路號；充電模塊參數(shù)、運行狀態(tài)、充電模塊輸出電壓、電流；蓄電池組電壓、電流，母線電壓、負荷電流，交流進線電壓、電流；單只電池電壓（系統(tǒng)配有電池巡檢儀時）、電池環(huán)境溫度；饋線開關(guān)狀態(tài)或者故障。第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月四、絕緣檢測儀絕緣監(jiān)測儀用于監(jiān)測直流系統(tǒng)電壓及其絕緣情況，在直流電壓過、欠壓或直流系統(tǒng)絕緣強度降低等異常情況下發(fā)出聲光告警，并將對應(yīng)告警信息發(fā)至集中監(jiān)控器。該裝置安裝在饋線柜上，支路巡查的傳感器,分別裝在每回饋線開關(guān)的抽屜內(nèi),各饋線開關(guān)的引出線穿過傳感器的中心孔。該裝置監(jiān)測正負直流母線的對地電壓和絕緣電阻，當正、負直流母線的對地絕緣電阻低于設(shè)定的報警值時，自動啟動支路巡檢功能。支路巡檢采用直流有源CT，不需向母線注入信號。每個CT內(nèi)含CPU，被檢信號直接在CT內(nèi)部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由CPU通過串行口上傳至絕緣監(jiān)測儀主機。支路檢測精度高和抗干擾能力強。采用智能型CT,所有支路的漏電流檢測同時進行,支路巡檢速度高。

第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月五、蓄電池作用：交流斷電時供電閥控式密封鉛酸蓄電池蓄電池正常使用時保持氣密和液密狀態(tài)，當內(nèi)部氣壓超過預(yù)定值時，安全閥自動開啟，釋放氣體，當內(nèi)部氣壓降低后安全閥自動閉合，同時防止外部空氣進入蓄電池內(nèi)部，使其密封。蓄電池在使用壽命期限內(nèi)，正常使用情況下無需補加電解液。新安裝的蓄電池組，按規(guī)定的恒定電流進行充電，將蓄電池充滿容量后，按規(guī)定的恒定電流進行放電，當其中一只蓄電池放至終止電壓時為止，按以下公式進行容量計算：

C=If×t（Ah）式中：C－蓄電池組容量，Ah；If－恒定放電電流，A；t－放電時間。充電狀態(tài)：均充、浮充。第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月六、UPS全稱：電力用交流不間斷電源。作用：為后臺、事故照明提供不間斷交流電源。由整流器和逆變器等組成的一種電源裝置，它與直流電源的蓄電池組配合，能提供符合要求的不間斷交流電源。由于與不接地系統(tǒng)的蓄電池組相連接，所以該裝置的直流輸入部分與交流部分是隔離的。第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)接線方式

目前國內(nèi)電力用操作電源系統(tǒng)接線主要分為以下幾種方式:1.以母線分段為標準可分為單母線接線方式、單母線分段接線方式、雙母線接線方式等；2.以降壓裝置為標準可分為帶降壓裝置接線方式和不帶降壓裝置接線方式；3.以充電機和蓄電池組數(shù)為標準可分為一組充電機一組蓄電池方式、二組充電機一組蓄電池方式、二組充電機二組蓄電池方式、三組充電機二組蓄電池方式等。第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)方式接線圖第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于直流系統(tǒng)接地的幾個概念

什么叫直流系統(tǒng)接地？

由于直流電源為帶極性的電源，即電源正極和電源負極。交流電源是無極性電源，電力系統(tǒng)交流電源有一個真正的“地”，這個地也是電力系統(tǒng)安全的一個重要概念。為了系統(tǒng)安全，變電站、發(fā)電廠所有設(shè)備的外殼都會牢牢的接在這個“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流電源的“地”對直流電路來講僅僅是個中性點的概念，這個地與交流的“大地”是截然不同的。如果直流電源系統(tǒng)正極或負極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，或者低于某一規(guī)定值，這時我們稱該直流系統(tǒng)有正接地故障或負接地故障。

第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月直流系統(tǒng)故障接地的分析

直流系統(tǒng)分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長。所以，很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。分析直流接地的原因有如下幾個方面：

1、二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴重老化。或存在某些損傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

2、二次回路及設(shè)備嚴重污穢和受潮、接地盒進水，使直流對地絕緣嚴重下降。

3、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，如老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路；某些元件有線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上。第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月直流系統(tǒng)接地故障的危害

直流接地故障中，危害較大的是兩點接地，可能造成嚴重后果。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地故障，便可能構(gòu)成接地短路，造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動，或造成直流保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。在復雜的保護回路中同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作于跳閘、致使越級跳閘。第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月正極接地的危害直流正極接地，有使保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘線圈、繼電器線圈正常與負極電源接通，若這些回路再發(fā)生一直接地，就可能引起誤動作。如圖：直流接地發(fā)生A、B兩點時，將1LJ、2LJ接點短接，使BCJ誤動作跳閘。A、C兩點接地時，BCJ接點被短接而誤動作跳閘。同理，兩點接地還可能造成誤合閘，誤報信號。

第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月示意圖第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月負極接地的危害

直流負極接地，有使保護自動裝置拒絕動作的可能。因為，跳、合閘線圈、保護繼電器會在這些回路再有一點接地時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，保險熔斷會失去保護及操作電源。如圖所示：直流接地故障發(fā)生在B、E兩點，ZJ線圈被短接，保護動作時BCJ不能動作，開關(guān)將不能跳閘且保險將會。C、E兩點接地時，TQ線圈被短接，保護動作時及操作時開關(guān)拒跳，同理，兩點接地開關(guān)也可能合不上。第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月怎樣查找、排除直流系統(tǒng)接地故障

排除直流接地故障。首先要找到接地的位置，這就是我們常說的接地故障定位。直流接地大多數(shù)情況不是一個點，可能是多個點，或者是一個片，真正通過一個金屬點去接地的情況是比較少見的。更多的會由于空氣潮濕，塵土粘貼，電纜破損，或設(shè)備某部分的絕緣降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不穩(wěn)定，隨著環(huán)境變化而變化。因此在現(xiàn)場查找直流接地是一個較為復雜的問題。

第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月直流系統(tǒng)接地故障的處理：(傳統(tǒng)方法）查找直流接地故障的一般順序：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，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)分成幾個不相聯(lián)系的部分。注意：不能使保護失去電源，操作電源盡量用蓄電池帶。4.對于不太重要的直流負荷及不能轉(zhuǎn)移的分路，利用“瞬時停電”的方法，查該分路中所帶回路有無接地故障。第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月5.對于重要的直流負荷，用轉(zhuǎn)移負荷法，查該分路而帶回路有無接地故障。查找直流系統(tǒng)接地故障，后隨時與調(diào)度聯(lián)系，并由二人及以上配合進行，其中一人操作，一人監(jiān)護并監(jiān)視表計指示及信號的變化。利用瞬時停電的方法選擇直流接地時，應(yīng)按照下列順序進行：①斷開現(xiàn)場臨時工作電源；②斷合事故照明回路；③斷合同信電源；④斷合附屬設(shè)備；⑤斷合充電回路；⑥斷合合閘回路；⑦斷合信號回路；⑧斷合操作回路；⑨斷合蓄電池回路；在進行上述各項檢查選擇后仍未查出故障點，則應(yīng)考慮同極性兩點接地。當發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的應(yīng)先解環(huán)，再進一步采用取保險及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除。第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)方法的缺點：拉回路法：這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時間應(yīng)小于三秒。一般先從信號回路,照明回路，再操作回路，保護回路等等。該種方法，由于二次系統(tǒng)越來越復雜，大部分的廠站由于施工或擴建中遺留的種種問題，使信號回路與控制回路和保護回路已沒有一個嚴格的區(qū)分,而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路,必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線存在不確定性，往往令在拉回路的過程中，常常發(fā)生人為的跳閘事故，再加上微機保護的大量應(yīng)用,微機保護由于計算機的運行特性也不允許隨意斷電。

“拉回路”可能導致控制回路和保護回路重大事故發(fā)生。

第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月直流接地查找儀的使用（先進方法）：我們常用的直流接地查找儀第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

使用便攜式的直流接地故障查找儀，查找直流接地不失為一種好方法，對接地故障的排除在時間上和安全上都是好幫手。不需斷開直流回路電源，移動式的采集互感器在各分布回路上測量。如果出現(xiàn)接地回路就報警。

便攜式儀器查找定位方法

便攜式儀器查找原理

通常，便攜式儀器都由兩部分組成：信號發(fā)生器與信號檢測器。第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

信號發(fā)生器原理框圖

信號分析液晶顯示控制系統(tǒng)直流正負地信號采集模數(shù)轉(zhuǎn)換信號發(fā)生信號輸出信號整形信號檢測器原理框圖

模數(shù)轉(zhuǎn)換信號處理故障分析聲光驅(qū)動濾波信號采集信號放大第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月普通支路接地檢測方法與原理第28頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

如果直流系統(tǒng)中某一支路有接地點，接地示意圖如圖7，對于接地支路各路徑電流流向與大小分別用I1，I2，I3，I4表示，則有下列關(guān)系式：

I1=I2=I3+I4兩式相減得I3=I1-I4對于A點，鉗表檢測到的漏電流為I3=V-/Rx如果接地電阻越小，則越大，接地越明顯；反之亦然。對于B點，鉗表檢測到的電流為I1-I2=0（沒漏電流）所以鉗表顯示沒接地。因此，通過A，B兩點的檢測可以定位出接地點的具體位置。普通支路接地檢測方法與原理第29頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

支路1和支路2形成一條環(huán)路，而支路3是環(huán)路上的一條分支并有接地故障。用故障檢測器分別在A，B，C，D，E五個點檢測，其箭頭指的方向是故障檢測器所檢測的接地點方向，根據(jù)A，B，C，D，E點所檢測接地點的箭頭方向可知E點所在的支路是環(huán)路的分支，有接地故障并能故障定位。環(huán)路支路接地檢測方法與原理AE支路1支路2支路3CBD故障檢測器信號發(fā)生器第30頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)路支路接地檢測方法與原理意義：⑴在系統(tǒng)走線比較復雜時，有利判斷系統(tǒng)有接地支路的走線方向，使操作人員更快、更有效的查找出接地點。⑵在環(huán)路有接地時，不需要退還的情況下，根據(jù)檢測所顯方向，能夠更好的判斷出接地點。判斷：接地點方向判定由卡線時鉗表箭頭指向與檢測器上箭頭顯示方向共同決定。開啟信號發(fā)生器，待信號發(fā)器穩(wěn)定后(信號指示燈閃爍)，在信號發(fā)生器附