直流系統(tǒng)-培訓(xùn)課件

直流系統(tǒng)

什么是直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)是應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶，為給信號設(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)、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。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。直流系統(tǒng)的用途我廠的直流系統(tǒng)分為控制用110V和直流系統(tǒng)和動力用220V直流系統(tǒng)。其中控制用110V直流系統(tǒng)主要用于對開關(guān)電器的遠(yuǎn)距離操作和信號設(shè)備、繼電保護(hù)、自動裝置等的供電；動力用220V直流系統(tǒng)主要用于向事故直流油泵、事故照明和不停電電源等的供電。直流系統(tǒng)的構(gòu)成我廠常用的直流系統(tǒng)電源裝置由充電柜和聯(lián)絡(luò)柜（單母線直流系統(tǒng)未配置聯(lián)絡(luò)柜）、饋線柜、蓄電池組成。其中充電柜包含有多個整流模塊和通信模塊、綜合監(jiān)控模塊；饋線柜配置有一套直流接地檢測裝置，直流接地檢測裝置對每條饋線的絕緣進(jìn)行監(jiān)測。蓄電池配置一套電池巡檢儀和一套蓄電池在線監(jiān)測管理裝置，對電池的溫度和電壓等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。聯(lián)絡(luò)柜中的聯(lián)絡(luò)開關(guān)用來進(jìn)行兩段母線的并列運(yùn)行操作。直流系統(tǒng)的構(gòu)成（2）整流模塊系統(tǒng)電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機(jī)模塊，通常是以通過電流大小來標(biāo)稱（如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等），按設(shè)計理念的不同也可以分為：風(fēng)冷模塊、獨(dú)立風(fēng)道模塊、自冷模塊、自能風(fēng)冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩(wěn)定可調(diào)的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護(hù)功能如：輸入過壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、輸出限流保護(hù)和輸出短路保護(hù))等。整流模塊逆變開關(guān)采用三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)軟開關(guān)功能：三相三線制輸入：均壓內(nèi)外雙環(huán)控制模式：無級調(diào)壓、限流功能：無主均流功能：整流模塊內(nèi)置CPU：整流模塊可帶電插拔，在線維護(hù)方便、快捷；采用風(fēng)扇散熱，整流模塊原理圖監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控模塊是電力直流電源系統(tǒng)的管理和控制中心，是直流電源系統(tǒng)的“大腦”它接收、處理系統(tǒng)各部分的檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)管理和電池管理的要求進(jìn)行各種控制，同時顯示和記錄系統(tǒng)的故障信息。并可通過通信接口與綜自后臺機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端對電源設(shè)備的監(jiān)測與控制。監(jiān)控模塊的主要功能有：電池管理、數(shù)據(jù)設(shè)置、控制、通訊、顯示和告警等。監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元直絕緣監(jiān)測儀用來監(jiān)測母線和支路的絕緣下降情況，在正常運(yùn)行情況下，絕緣監(jiān)測儀對母線電壓進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測母線電壓計算母線對地的絕緣電阻。當(dāng)母線對地絕緣電阻低于設(shè)定的告警限時，絕緣監(jiān)測儀進(jìn)入支路巡檢狀態(tài)，測量出有絕緣下降的支路和絕緣電阻，并通過面板的LED指示燈發(fā)出告警，同時將此告警信息上送到監(jiān)控模塊顯示。絕緣監(jiān)測單元當(dāng)絕緣值低于10KΩ時，裝置開始報警。

電池巡檢單元直流系統(tǒng)一般配備電池巡檢儀在線跟蹤監(jiān)測電池組電壓、充放電電流、電池表面溫度等參數(shù)。電池巡檢儀可以對每個電池的性能狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測，同時傳輸數(shù)據(jù)給監(jiān)控模塊，利于檢修運(yùn)行對電池巡檢和維護(hù)。電池巡檢單元降壓單元降壓單元就是降壓穩(wěn)壓設(shè)備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調(diào)節(jié)控母電壓在設(shè)定范圍內(nèi)（110V或220V）。當(dāng)合母電壓變化時，降壓單元自動調(diào)節(jié)，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標(biāo)稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有五級降壓和七級降壓，電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調(diào)節(jié)穩(wěn)定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩(wěn)定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術(shù)還不是很成熟常發(fā)生故障，所以還是降壓硅鏈?zhǔn)褂眯V泛配電單元配電單元主要是直流屏中為實(shí)現(xiàn)交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕開關(guān)、指示燈以及電流、電壓表等等直流系統(tǒng)正常運(yùn)行方式及運(yùn)行規(guī)定（1）1.所有充電器的整流模塊交流側(cè)共有兩路電源，正常運(yùn)行時，其中一路交流電源投入運(yùn)行，另外一路交流電源處于備用狀態(tài)。當(dāng)正在運(yùn)行中的交流電源發(fā)生故障時，則該路電源自動退出運(yùn)行，而處于備用狀態(tài)的交流電源自動投入運(yùn)行。2.各直流系統(tǒng)交流電源主要來自機(jī)組保安段，提高交流電源的可靠性。3.正常情況下，蓄電池組和充電器并列運(yùn)行，充電器供給正常的負(fù)荷電流，還以很小的電流給蓄電池組浮充電，以補(bǔ)償蓄電池組的自放電。蓄電池組作為沖擊負(fù)荷和事故供電電源。4.正常運(yùn)行時，不允許由蓄電池或充電器單獨(dú)帶直流母線運(yùn)行。直流系統(tǒng)正常運(yùn)行方式及運(yùn)行規(guī)定（2）5.單個蓄電池電壓在浮充電運(yùn)行方式時，電壓應(yīng)保持在2.23±0.01V范圍之內(nèi)。蓄電池電解液正常溫度應(yīng)為15－25℃，充放電時，溫度不得超過40℃。蓄電池室的溫度應(yīng)保持在10－30℃。6.每個整流模塊的輸出電壓差應(yīng)該在2V范圍之內(nèi)，輸出電流差在1A范圍之內(nèi)。7.各直流系統(tǒng)的整流模塊均采用N-1配置模式，即當(dāng)任何一組整流模塊故障，不影響本直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行。8.任意兩段直流母線不允許長期并列運(yùn)行。正常運(yùn)行時聯(lián)絡(luò)開關(guān)應(yīng)斷開，當(dāng)一組蓄電池需要退出運(yùn)行時，應(yīng)先合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)然后退出蓄電池。直流系統(tǒng)正常運(yùn)行方式及運(yùn)行規(guī)定（2）5.單個蓄電池電壓在浮充電運(yùn)行方式時，電壓應(yīng)保持在2.23±0.01V范圍之內(nèi)。蓄電池電解液正常溫度應(yīng)為15－25℃，充放電時，溫度不得超過40℃。蓄電池室的溫度應(yīng)保持在10－30℃。6.每個整流模塊的輸出電壓差應(yīng)該在2V范圍之內(nèi)，輸出電流差在1A范圍之內(nèi)。7.各直流系統(tǒng)的整流模塊均采用N-1配置模式，即當(dāng)任何一組整流模塊故障，不影響本直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行。8.任意兩段直流母線不允許長期并列運(yùn)行。正常運(yùn)行時聯(lián)絡(luò)開關(guān)應(yīng)斷開，當(dāng)一組蓄電池需要退出運(yùn)行時，應(yīng)先合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)然后退出蓄電池。直流系統(tǒng)正常運(yùn)行方式及運(yùn)行規(guī)定（3）9.充電器的輸出電壓是隨環(huán)境溫度變化而自動變化，當(dāng)環(huán)境溫度每上升1℃，單個蓄電池的充電電壓會降低3mV；當(dāng)環(huán)境溫度下降1℃，單個蓄電池充電電壓增加3mV。10.兩段直流母線并列操作前，應(yīng)檢查兩側(cè)母線電壓偏差不應(yīng)超過其額定電壓的5%，且極性相對應(yīng)，否則應(yīng)調(diào)整電壓后操作。如果兩段準(zhǔn)備并列母線都有接地故障，且接地分別為不同極性時，禁止合上母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，防止造成系統(tǒng)兩點(diǎn)接地而使設(shè)備誤動跳閘。11.在投入充電器的操作中，應(yīng)先啟動充電器，檢查充電器輸出電壓正常后，再合上充電器的直流側(cè)出口刀閘。直流系統(tǒng)正常運(yùn)行方式及運(yùn)行規(guī)定（4）12.所有110V和220V直流系統(tǒng)的充電器根據(jù)設(shè)定的條件，可以自動實(shí)現(xiàn)對蓄電池浮充轉(zhuǎn)均充和均充轉(zhuǎn)浮充的操作。同時，也可以采取手動切換的方式實(shí)現(xiàn)對蓄電池的浮充轉(zhuǎn)均充和均充轉(zhuǎn)浮充的操作。13.在機(jī)組停機(jī)期間，如果直流系統(tǒng)相關(guān)負(fù)荷仍需要工作，直流系統(tǒng)母線不允許停電。14.蓄電池室內(nèi)嚴(yán)禁煙火，應(yīng)經(jīng)常保持通風(fēng)良好。更換室內(nèi)燈泡，必須照明燈電源斷開后進(jìn)行，充放電過程中禁止更換燈泡，防爆燈罩應(yīng)保持完整。15.直流母線絕緣電阻不應(yīng)低于50MΩ。整個直流系統(tǒng)絕緣電阻不應(yīng)低于0.5MΩ。直流系統(tǒng)正常運(yùn)行方式及運(yùn)行規(guī)定（5）16.每一組蓄電池通過直流母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，可同時供給兩段母線的正常直流負(fù)荷，但不能同時承受兩段母線的全部事故直流負(fù)荷，應(yīng)盡可能縮短一組蓄電池供兩段母線的運(yùn)行時間。17.蓄電池應(yīng)盡量安排在機(jī)組大小修或臨修時進(jìn)行充放電工作。蓄電池定期的充放電可以大大提高蓄電池的使用壽命，一般以一年一次為宜。18.蓄電池正常運(yùn)行每天白班巡檢一次；充放電期間應(yīng)加強(qiáng)巡視。19.當(dāng)直流系統(tǒng)的充電器或蓄電池或直流負(fù)荷還在運(yùn)行時，不允許長時間將本單元的總監(jiān)控模塊退出運(yùn)行。直流系統(tǒng)正常運(yùn)行方式及運(yùn)行規(guī)定（6）20.在停運(yùn)某段直流母線運(yùn)行時，必須先確認(rèn)其所供電的負(fù)荷已全部轉(zhuǎn)移或可以停運(yùn)后，才能停電。21.正常運(yùn)行時，如果充電器需退出運(yùn)行，應(yīng)先將與其對應(yīng)的直流母線轉(zhuǎn)由其它直流系統(tǒng)供電，然后停運(yùn)該充電器以及對應(yīng)的蓄電池。如果蓄電池需退出運(yùn)行，應(yīng)先將與其對應(yīng)的直流母線轉(zhuǎn)由其它直流系統(tǒng)供電，然后停運(yùn)該蓄電池以及對應(yīng)的充電器。22.蓄電池放電后充電，應(yīng)用不帶直流母線的充電器充電，等蓄電池轉(zhuǎn)為浮充狀態(tài)后，再把蓄電池和對應(yīng)的充電器轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行方式。直流母線并列的操作方法1.檢查準(zhǔn)備并列兩段母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)在斷開位置。2.檢查準(zhǔn)備并列的兩段母線沒有同時存在不同極性接地報警。3.檢查準(zhǔn)備并列兩段母線的電壓差小于其額定電壓的5%。4.合上準(zhǔn)備并列兩段母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)。5.檢查并列后的環(huán)流在正常范圍，無異常報警信號。6.將欲退出運(yùn)行的充電器或蓄電池對應(yīng)的充電器直流輸出開關(guān)和蓄電池的輸出開關(guān)斷開。直流系統(tǒng)接地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)大直流系統(tǒng)接地直流系統(tǒng)接地處理（1）直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地后，如再發(fā)生另一點(diǎn)接地將可能造成保護(hù)誤動、拒動，設(shè)備控制失靈。發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)接地后應(yīng)及時處理，處理方法如下：1.就地測量直流母線正、負(fù)母對地電壓是否正常，以確定是哪一極接地，或是誤報警；2.若測量后確認(rèn)存在接地，在就地絕緣監(jiān)控裝置的液晶屏上查詢接地極性是否正確，并記錄接地電阻值，盡快通知維修處理。直流系統(tǒng)接地處理（2）3.在就地絕緣監(jiān)控裝置上查詢有無回路接地報警。如果沒有回路接地報警，則可能是母線或直流模塊部分發(fā)生接地故障，此時應(yīng)禁止任何人在直流回路上進(jìn)行與查找接地?zé)o關(guān)的工作；如果有回路接地報警，則記錄報警的回路號，并做以下