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1、【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统 厂用直流系统培训讲义厂用直流系统培训讲义 郑郑 仁仁 钊钊【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统厂用直流系统n直流系统概述直流系统概述n厂用直流系统接线及电源配置厂用直流系统接线及电源配置n厂用直流系统常规检查及维护厂用直流系统常规检查及维护n直流系统常见操作及常见故障处理直流系统常见操作及常见故障处理n结语结语【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统直流电系统概述直流电系统概述直流系统在发电厂中作用直流系统在发电厂中作用:由于直流电具有大小和方向相对变化小，相对稳定的特点，其电气特性相对稳定，因此，在电力系
2、统中广泛用于操作、控制等精度和可靠程度较高的回路；同时，也在在保护、自动装置中使用；另外，由于其相对的独立性，作为可靠的事故照明电源、通讯电源等。操作方面主要用于断路器、自动空气开关、电动机启动等回路，各种自动控制装置如BZT装置、同期装置、自动重合装置广泛采用。几乎所有的保护装置及微机控制装置均采用直流。以上给控制回路、信号回路、继电保护回路和等供电的电源，称为操作电源。不过，随着现代技术的进步，交流电源也经装置本身变换后提供各元件使用，现在大多重要的保护装置及监控装置、控制装置均采用交流和直流供电，以增加其可靠性。“控制”主要用于启动电流较大、电压要求相对较高的多油和少油断路器、励磁回路灭
3、磁开关等。其它用途，如：试验用、机组起励用、通讯使用。【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统直流电系统概述直流电系统概述对直流系统的基本要求：对直流系统的基本要求：保证供电的高度可靠；尽可能保持其对交流电网的独立性，避免交流电网故障时影响操作、控制、保护电源等的正常供电；尽可能减小设备投资，减小布置场地；延长使用寿命长，减少维护工作量；安装设计时要考虑改善运行条件，减小噪音干扰。对于一些极其重要的装置如微机监控装置、微机保护装置及调速装置等都考虑增设UPS、BANTTERY等应急“储能”电源装置，从而大大的增加了电源的可靠性。【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系
4、统直流系统一般构成及接线图直流系统一般构成及接线图v直直流流系系统统的的构构成成：发电厂直流系统一般由整流装置、蓄电池、直流母线及直流负荷和线路构成。一般分为直流220v系统和直流48v系统。整流装置是将交流变为直流从而提供直流电源的基本设备，根据可控硅整流的基本原理设计而成。根据可靠性需要，一般设有两套相互独立的整流装置，对于直流220v系统而言，一套作为常规运行的浮充装置，既提供正常的负荷直流电源，又向蓄电池提供由于自放电损失的补充电源。另一套作为主充装置，既最为浮充装置故障停运时投入的备用装置，又作为蓄电池大充大放【注】时投运的装置。蓄电池作为厂用电的最直接直流电源，一方面为直流大负荷（
5、如分合大电流的断路器）提供电源，另一方面作为厂用电全部中断后的事故应急电源（如：作为事故应急操作电源、提供事故照明等），也是进行“黑启动”所必须的电源，这是眼下所有大中型发电厂和变电站所必须的装置。尽管蓄电池有着及其重要的作用，但由于其相对的稳定性和可靠性容易使运行人员对其忽略，从而造成及其严重的后果。根据直流负荷的需要，将直流220v又分为操作250v 和控制220v电源，但随着现代技术的进步，250v需要越来越少。但由于考虑到直流负荷的重要性，一般都实行对直流负荷的环网供电。v直流系统典型接线:耿站220v直流系统图.dwg 耿站48v系统图.dwg，【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水
6、电站厂用直流系统直流系统中的蓄电池装置直流系统中的蓄电池装置n蓄电池蓄电池是一种化学电源，充电时将电能转变为化学能储存起来，放电时将化学能转变为电能送出去。它作为一种独立的操作电源，具有可靠性高的优点，所以在变电所和发电厂被广泛应用。最早使用的普通铅酸蓄电池过载能力低，易产生酸腐蚀；世纪年代以后，逐步被镉镍蓄电池替代；而现在广泛使用的阀控式蓄电池具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便等优点。1、铅酸蓄电池化学反应式：PbO2+2H2SO4+PbPbSO4+2H2O+PbSO4(放电）PbSO4+2H2O+PbSO4PbO2+2H2SO4+Pb（充电）蓄电池电势按经验公式计算：E0.
7、84+d 。蓄电池个数的计算：在蓄电池放电到放电终止（1.751.8V)、充电终止电压一般为 2.7V。2、碱性蓄电池（铁镍蓄电池、镉镍蓄电池、锌银蓄电池等）具有体积小、机械强度高、工作电压平稳、能大电流放电、使用寿命长等。但也有电池电压低、使用数量大、维护工作量相对较大且较繁琐，其价格也贵，使用受限。4、蓄电池运行方式常用有充电放电运行和浮充电运行。前者是充电设备一方面向蓄电池充电，同时兼向直流负荷供电。其缺点是：必须频繁进行充电，电池老化快，使用寿命短，运行维护复杂。因此，广泛采用后者除了充电用整流器外，还装设一台容量较小整流装置，与蓄电池并联，平时供给母线上的经常负荷，同时以不大的电流向
8、蓄电池浮充电，补偿蓄电池蓄电池自放电消耗的电量，使其处于满充电状态。这种状态下蓄电池主要负担短时的冲击负荷。【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统直流系统中的蓄电池装置直流系统中的蓄电池装置n蓄电池：3、阀控式铅酸蓄电池：优点：阀控式蓄电池具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便。可卧放、叠放，可与通信设备放置在一起，节省空间；贫液设计省去了在维护中进行比重测量，适合大电流放电；在一般情况下氢氧复合较好，不会产生氢气；充电不会产生酸气而污染环境，且蓄电池全密封、无须加水维护，故常冠以“免维护”的称号。阀控式蓄电池在充电过程中和充电终止时会出现水被电解的现象，通常情况下
9、，正极出现氧气，负极出现氢气。由于电池采用免维护极板，使氢气析出时电位提高，加上反应区域和反应速度的不同，使正极出现氧气先于负极出现氢气。阀控式蓄电池原理：由于阀控式蓄电池结构，使电池内部保留一定压力和气体，保证上述反应循环进行，与此同时也抑制负极氢气的析出，控制了电池内水份的消耗，因此电池可以密封运行。正常使用：蓄电池应放置在通风、干燥、远离热源处和不易产生火花的地方，安全距离为以上。在环境温度为内，每下降，其放电容量约下降，所以电池宜在环境中工作。要使蓄电池有较长的使用寿命，须使用性能良好的自动稳压限流充电设备，即使在浮充使用的蓄电池停止工作期间请不要停止浮充。必须严格遵守蓄电池放电后，再
10、充电时的恒流限压充电恒压充电浮充电的充电规律，条件允许的最好使用高频开关电源型充电装置，以便随时对蓄电池进行智能管理。【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统直流系统常规检查及维护直流系统常规检查及维护n直流系统的常规检查内容：整流设备的检查：直流母线电压是否正常（控母215225、合母240250、48v母线4652），蓄电池浮充电流是否正常，测量控母对的电压，检查是否有接地现象（正常情况下正负极对地电压之和应为控母电压。绝缘监察装置简介）；各刀闸、开关的位置是否正确，有无发热变色的现象；整流装置运行是否正常，各元件有无发热、异音、异味，信号指示是否正确，输入、输出电流、电压是
11、否在正常范围内；设备标志是否齐全清晰。2)蓄电池室的检查：室内是否清洁、干燥，照明、通风是否良好；各电池连接小母线的连接处有无腐蚀和接触不良的现象；蓄电池有无变形、破损、冒液甚至漏液现象。3）直流母线及负荷线路的检查：线路及接线端子有无发热变形现象，负荷刀闸和环网刀闸所处位置是否正确。【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统直流系统常规检查及维护直流系统常规检查及维护n直流系统的维护及注意事项：1）维护检查:定期由维护人员对蓄电池进行大充大放，以保持其铅酸的活性（对于免维护电池已取消该工作）；对于免维护的蓄电池要由维护人员定期测量蓄电池的极间电流电压，观测其液体比重和液位高度；对
12、充电装置及负荷等二次接线端子要定期测量温度，检查有无过热的现象；新安装或大修后的阀控式蓄电池组，应进行全核对性放电实验，以后每隔年进行一次核对性放电实验，运行了年的阀控式蓄电池，每年作一次核对性放电实验。若经过次核对性放充电，蓄电池组容量均达不到额定容量的以上，可认为此组阀控式蓄电池寿命终止，应予以更换。蓄电池运行期间，每半年（我厂前段时间规定每月）应检查一次连接导线，螺栓是否松动或腐蚀污染，松动的螺栓必须及时拧紧，腐蚀污染的接头应及时清洁处理。电池组在充放电过程中，若连接条发热或压降大于以上，应及时用砂纸等对连接条接触部位进行打磨处理。n。2）注意事项：1、由于蓄电池液体中水受电解后有氢气和
13、氧气放出，其混合后遇热极易发生爆炸，因此，蓄电池室内应通风良好，照明充足，室内照明应有防爆设施；避免强烈阳光照射，室内禁止有任何火花及过热现象出现，因此不得有进行吸烟、焊接、达接临时电源等带火星的行为，甚至更换灯泡也要注意先断开电源。2、维护测量蓄电池时，操作者面部不得正对蓄电池顶部，应保持一定角度或距离。3、不能把不同厂家、不同型号、不同种类、不同容量、不同性能以及新旧不同的电池串、并在一起使用。【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统常见操作及注意事项常见操作及注意事项n启用浮充机向蓄电池组全浮充电操作n启用浮充机向直流母线供电操作n浮充机、主充饥的“连锁控制”与“独立控制”
14、操作n切换环网点及投退熔断器的注意事项：1、环网点切换时（尤其首次进行切换）一定要注意检查其正、负极性【可用试电笔（近手测发光为正极）或表计测量】，如果极性接反将造成严重的后果（如太电曾经因此造成一次极为严重的事故）。2、投退熔断器时首先应注意检查其过流能力，太大造成越级动作，扩大停电范围，太小易误烧熔断器，其次要上好，对螺旋式的装好后最好用电笔检查。3、投时先投负极，后投正极，取时相反。【映电总厂发电部】水电站厂用直流系统水电站厂用直流系统直流系统的常见故障及处理直流系统的常见故障及处理n直流接地：直流系统最常见的故障是直流接地，这种故障危害较大，轻则影响直流系统的正常运行，重则使保护装置发
15、生误动作，影响主设备的正常运行。因此，在发生直流系统接地时，应尽快查找，迅速消除。接地时现象：绝缘监察装置发出告警信号，通过检测装置可测量出正负极对地电压的变化。处理方法：用监察装置判明是直接接地还是间接接地(绝缘不良)；根据当日工作安排或值班工作经验初步判断出可能接地的线路或地点；用瞬间拉合直流负荷的方法确定故障点所在回路；如接地点不在负荷回路中，可将两组母线恢复并列运行，将充电装置短时退出运行，检查接地故障是否在充电装置或电压监察中，必要时请专业人员配合查找。注意事项：接地时禁止有人在二次回路上进行工作，防止两点接地导致保护误动；寻找接地时，在未切断直流电源前，不得用万用表测量绝缘，如须改变开环点时，应使两组母线电压相等，遵循先合后断的原则；拉合电源应按照先轻后重的原则进行，既先拉事故照明、试验电源，然后再拉控制电源、合闸电源等，最后拉合保护电源，拉合重要电源应取得有关部门或领导的同意，断电时间不得超过3S。n其它故障:蓄电池故障；控制母线过压；控制母线欠压；充电机故障；熔断器熔断；交流失压。谢谢各位谢谢各位谢谢各位谢谢各位