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直流体系底子知识

公布工夫:2022-09-21 点击数:400

一、  直流体系的作用

1.  直流体系在变电站中为控制、信号、掩护、主动安装及变乱照明等提供牢靠的直流电源。它还为操纵提供牢靠的操纵电源。直流体系的牢靠与否,对变电站的宁静运转起着至关紧张的作用,是变电站宁静运转的包管。

2.  在消费设置装备摆设产生妨碍的要害时候,直流体系妨碍,分外是全站控制直流消散,必将形成主设置装备摆设严峻破坏或火警、爆炸、电力体系大面积停电等极端严峻的结果和宏大经济丧失。


二、  直流体系组成的次要部件

1.  蓄电池、充电机、直流母线、绝缘监察安装、馈出负荷。

2.  直流体系表示图:

3.  构成一个不行支解的全体。若把蓄电池比喻成身材的心脏,直流回路便是身材中的血管,直流负载是身材的肌肉,而充电安装便是身材的脾脏,它担负这生血和造血的功效

4.  直流体系的相干技能步伐

i.  变电站的交换、直流回路不克不及公用一条电缆:缘故原由交直流体系是相互独立的直流体系绝缘体系而交换是接地体系,两者公用一条电缆,若两者一旦产生短路会形成直流接地,同时影响两个体系。交换传入直流结果不可思议[bú kě sī yì],华北电网就产生相似变乱。形成大面积停电变乱。同时公用电缆会搅扰。

ii.  变电站直流体系应利用公用的直流熔断器。用交换熔断器的直流灭弧功能差

iii.  高压开关柜、开关机构箱内的照明和加热器不克不及利用直流电源

iv.  变乱照明利用蓄电池时应限定变乱照明的容量和利用工夫。


三、  蓄电池

1.  阀控密封铅酸蓄电池的特点(本课本次要解说该种蓄电池,以下简称蓄电池)

1)  常采贫液式设计(也有胶体式,但利用未几),在正负极板之间预留有气体通道,电池充电历程中,正极上发生的氧气经过隔板顺遂抵达负极,与负极活性物质反响并复原成水,从而完成了气体再化合;同时板栅的设计,克制了氢气的析出,到达根本不失水的目标。在电池的整个利用寿命时期,不必加酸加水

2)  电池气密和液密好,利用历程中无酸雾溢出,不腐化设置装备摆设

3)  正常浮充利用寿命10年

4)  自放电小

5)  布局紧凑

6)  宁静阀:外部气压凌驾预定值时,宁静阀主动开启,开释气体,外部气压低落后宁静阀主动闭合,同时避免内部氛围进入蓄电池外部

2.  蓄电池的作用

充电安装与与蓄电池并联事情,蓄电池的外特征较平展,蓄电池的内阻比充电安装小,再经过大电流时,大局部电流由蓄电池承当,充电安装在由平常很小的输入电流忽然必要输入几十以致几百安的大电流时,相称于是个短途经程,一样平常充电安装都设有限流掩护安装。别的蓄电池在交换电源得到,充电机中止事情后,仍能为掩护安装、监控体系等最紧张的直流负荷提供电源,包管这些设置装备摆设的正常事情。

3.  蓄电池浮充电运转

充电安装并接蓄电池带直流负载。正常运转时充电安装在承当常常性负荷的同时向蓄电池增补充电,以增补蓄电池的自放电,使蓄电池组以满容量的形态处于备用。

4.  蓄电池型号:

5.  蓄电池的几个观点

1)  蓄电池的额外容量:制造厂划定的条件下,蓄电池能包管的最低容量。一样平常指蓄电池富足电时以10h放电率放电的容量。用C10表现。罕见的如400A.h

2)  蓄电池的容量:放电电流与放电小时的乘积,容量Cn=It单元A.h简称安时。

3)  蓄电池的停止电压:蓄电池呈现过放电时,不致形成极板破坏所划定的放电最低极限电压值。一样平常为1.8V(单体2V电池,10小时放电率时)(手机电池的停止电压)

4)  蓄电池的自放电:蓄电池外部极板短路,内部正负极柱绝缘不良等,形成的容量丧失。(条记本电池怎样掩护)

6.  阀控蓄电池的运转要求

1)  阀控蓄电池在运转中电压偏向值及放电停止电压值应切合(表)的划定

2)  蓄电池室应严禁烟火,应有精良的透风采暖办法,制止日光照射,接纳防爆灯具

3)  应活期测试蓄电池的单体电压值,利用经效验及格的四位对折字式电压表。容许利用检测及格的主动监测安装丈量蓄电池单体电压,并作为检测的根据。

4)  应活期反省蓄电池外壳、极柱四周,有无漏液陈迹。

5)  应活期对蓄电池组作外壳干净事情。

6)  蓄电池的运转温度宜坚持在5~30℃,保举利用温度为25℃。温渡过高使蓄电池容量严峻降落,运转寿命延长。

7)  运转中次要监督蓄电池组的端电压值,浮充电流值,每只蓄电池的电压值,蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘形态。

8)  选择符合的浮充电压次要目标是为了使电池到达抱负的利用寿命和额外容量,假如浮充电压过高,电池的浮充电流随之增大,惹起板栅腐化速率加速,别的过充电,蓄电池外部天生气体,外部压力增大,气体从宁静阀排挤,形成电解液增加或凋谢,水分过量消耗利用寿命提早;浮充电压过低,电池不克不及维持在完全荷电形态,易招致不行逆硫酸盐化,容量低落,延长电池的利用寿命。

9)  大容量的阀控蓄电池一样平常安置在公用蓄电池室内。

10)  200Ah及以下的阀控蓄电池,可安置在电池柜内。电池柜内应装设温度计。电池柜体布局应有精良的透风、散热。

11)  变电站直流控制母线的标称电压为110V、 220V。运转时电压变革范畴为标称电压的95%~110%。正常浮充运转时,直流控制母线电压宜按下限调解。

7.  蓄电池个数的选择:

按正常浮充运转时包管直流母线电压为直流体系额外电压的105%盘算,即阀控蓄电池额外电压的选择:

1)  罕见的有单体2V和12V两种。

2)  2V蓄电池的好处是电池设计寿命长而且牢靠性高,破坏1~2节可将其

1)  罕见的有单体2V和12V两种。

2)  2V蓄电池的好处是电池设计寿命长而且牢靠性高,破坏1~2节可将其短接,不会对体系电压有大的影响,缺陷是造价较高、维护量大、占空中积大。

3)  12V蓄电池的好处是每组仅18块(220V体系),维护、改换都比力利便,造价比相反容量的2V电池低、布局紧凑、占空中积小,缺陷是破坏1~2节对体系电压影响较大,不克不及短接,一样平常需改换

8.  平衡充电

1)  平衡充电的界说:为赔偿蓄电池在利用历程中发生的电压不平衡征象,使其规复到划定的范畴内而举行的充电。

2)  阀控密封铅酸蓄电池不举行活期平衡充电(如充电电源无法彻底取消该功效时,将平衡充电周期设定为最长)。

3)  充电安装不具有主动平衡充电功效时,当呈现以下状况,应举行平衡充电:

a)  电池由于得到浮充,形成蓄电池放电,放出容量凌驾电池容量的20%及以上;

b)  当普测电池时,发明有1/10的电池电压凌驾浮充电压正常范畴。

4)  阀控密封式铅酸蓄电池平衡充电的办法:接纳应接纳恒压限流举行充电,限流值为I10,限压值N×(2.30~2.33)V,主动或手动转为恒压充电;厂家利用阐明书有划定时,按厂家阐明书举行,但直流控制母线最高电压不得凌驾110%标称电压。

9.  阀控蓄电池的查对性放电(一样平常由专业检验职员举行)

浮充电运转方法下,从每一只电池的电压,无法判别蓄电池的现有容量,外部能否失水或干裂,只要经过查对性放电才干找出电池存在的题目,确定电池的现有容量。也便是说以划定的电流恒放逐电,只需一个单体电池到达划定的停止电压,就中止放电,按放电电流与放电工夫的积来确定电池的实践容量

1)  一组阀控蓄电池(以单体2V电池阐明放电历程)

变电所中只要一组电池,不克不及加入运转,也不克不及作全查对性放电,只能用I10 电流,恒放逐出额外容量的50%,在放电历程蓄电池组端电压不得低于2V N ,放电后应立刻充电

2)  两组蓄电池

变电所中若具有两组阀控蓄电池,将此中一组阀控蓄电池组加入运转,举行全查对性放电,用I10电流,恒放逐电,当蓄电池组端电压降落到1.8V N 时,中止放电,隔1~2 h 后充电

3)  该组电池实放容量低于额外容量的80%,则以为该电池组寿命停止。

10.  阀控蓄电池的充电步伐(一样平常由专业检验职员举行)

依据蓄电池差别品种, 确定差别的充电率举行恒流充电,蓄电池组端电压到达某一整定值时,微机将控制充电安装主动转为恒压充电,当充电电流渐渐减小到某一整定值时,微机将控制充电安装主动转为浮充电运转

1)  阀控蓄电池的充电(以单体2V电池阐明充电历程)

a)  恒流限压充电:接纳 I10电流举行恒流充电,当蓄电池组端电压上升到2.30~2.35 V N 限压值时,主动或手动转为恒压充电

b)   恒压充电:在 2.30~2.35 V N 的恒压充电下,I10 充电电流渐渐减小,当充电电流减小至0.1 I10电流时,充电安装的倒计时开端起动,当整定的倒计时完毕时,充电安装将主动或手动地转为正常的浮充电运转,浮充电压值宜控制为2.23~2.28 V N

2)  阀控蓄电池查对性放电周期

a)  新安置或大修后的阀控蓄电池组,应举行全查对性放电实验

b)  当前每隔2~3 年举行一次查对性实验

c)  运转了6 年当前的阀控蓄电池,应每年作一次查对性放电实验


四、  充电安装:

1.  相控充电安装:

缺陷是接线庞大、主动稳压功效欠好、稳压精度低,再老站另有利用

2.  高频开关模块型充电安装(现少量利用)

1)  事情原理:交换电源接入整流模块,经滤涉及三相全波整流器后酿成直流,再接入高频逆变回路,将直流转换为高频交换,最初经高频变压器、整流桥、滤波器后输入安稳直流

2)  好处:体积小,服从高,充电机的次要参数,稳压精度、稳流精度、纹波系数、功率因数、乐音、智能水平、供电牢靠性等技能目标高。

3.  高频开关电源

4.  模块数目确实定:

1)  充电安装由多少个模块并联构成,模块一样平常按N+1设置装备摆设,即充电模块运转在冗余形态,模块的总数不宜少于3块,

2)  如:某站单只模块额外电流10A:安置400AH蓄电池组,按10小时充电率最大必要40A充电电流,站内常常性负荷不大于20A,取20A盘算,加一块冗余,如许便是40÷10+20÷10+1=7块,7个模块同时事情,如母线上直流负荷14A,则每个模块均匀电流为2A。

3)  当充电机负荷到达50%以上时,各个开关电源模块负荷差值应不凌驾5%

变电站充电安装的交换电源应来自站用电体系的差别母线,并加装交换电源自投安装。1#充电安装1#交换电源妨碍,2#交换电源自投,当2#交换电源规复后,主动规复到1#交换电源事情。2#充电安装同理。

5.  微机会合监控器

1)  卖力对直流体系各单位(如电压电流收罗单位、充电模块、绝缘监测、电池巡检等)运转形态与数据的收罗、表现;

2)  体系单位运转参数的设置,并控制各单位的正常运转;

3)  吸收监控机发送来的下令及参数,并将体系运转形态及参数发送给监控机

6.  高频开关电源模块妨碍:

当此中一个模块妨碍,安装收回告警信号,这时负荷由别的6个承当,不影响正常供电,可将妨碍模块改换。


五、  绝缘监察安装

1.  直流体系微机型绝缘监测仪,可以监测直流母线和各支路的对地绝缘情况,某支路产生接地时收回直流接地信号。当直流母线上同古装有惯例绝缘监察安装和微机绝缘监察安装时,宜投入微机型绝缘监察安装;

2.  当直流体系绝缘精良时,正、负对地电压靠近110V;

3.  当某极绝缘降落时,别的一极的对地电压应降低;如到达定值时,绝缘反省安装将收回“直流接地”信号,此时应立刻查找缘故原由并实时处置;

4.  当发明南北极的对地电压都降低,阐明此时直流体系南北极对地绝缘同时降落,运转职员应立刻查找缘故原由并实时处置;

5.  支路接地的检测办法:

1)  交换法(浙江星炬公司的WZJ)

各分支回路的绝缘监测,是用一低频信号源作为发送器,经过两隔直耦合电容向直流体系正、负母线发送交换信号,一交换CT同时套在各回路的正、负出线上。由于经过互感器的直流重量巨细相称,偏向相反,它发生的磁场互相抵消,而经过发送器发送至正负母线的交换信号电压幅值相称,偏向相反。如许,在互感器二次侧就可反响出正、负极对地绝缘电阻和散布电容的走漏电流向量和,然后取出阻性重量,经微机处置后数字表现接地支路。假如直流体系存在多点非金属性接地,启动信号源,该安装可将一切接地支路找出。假如这些接所在中存在一个或一个以上的金属性接地;该安装只能寻觅距该安装近来的一条金属性接地支路。

2)  直流法:(奥特讯,泰坦)

接纳直流有源CT,不需注入交换信号。当呈现接地时,直流CT将直流泄电流变更为0~5V或4~20mA的电信号


六、  直流体系接地对运转的危害及处置

1.  直流体系产生一点接地时,由于没无形成短路回路,并不影响用电设置装备摆设的正常运转。但假如在直流体系产生一点接地后,若在统一极或在另一极又产生另一点接地,即组成两点接地,其危害如下:

1)  两点接地大概形成断路器跳闸

如图所示,当直流接地产生在A、B两点时,将电流继电器触点短接,而将出口两头继电器ZJ启动,ZJ触点闭合而跳闸。A、C两点接地时短接ZJ触点而跳闸。在A、D两点,D、F两点两点接地异样都能形成断路器跳闸。

2)  两点接地大概形成断路器拒动

接地放生在B、E两点、D、E两点或C、E两点断路器大概拒动。

3)  两点接地大概惹起熔丝熔断

当直流接地产生在A、E两点,惹起熔丝熔断。

4)  当直流接地产生在B、E两点和C、E两点,掩护举措时,不光断路器拒动,并且惹起熔丝熔断,同时有废弃继电器触电的大概。

2.  直流体系一点接地时的处置

1)  正常状况下,直流体系绝缘应精良,不容许直流体系在接地的状况下临时运转。直流体系产生一点接地时,应起首确定是正极接地,照旧负极接地;是完全接地照旧绝缘电阻低落。然后再依据运转方法、操纵状况、天气影响以及曩昔履历判别大概的接地地方和形成接地的缘故原由,体系中若装有直流接地选线安装的,可根据选线后果,间接举行查找。

2)  反省安装没有准确表现时,应剖析大概形成接地的缘故原由,并按如下准绳查找:

a)  先找有事情的回路和近期事情过的回路,后找别的回路;

b)  先找变乱照明、信号回路、充电安装回路、蓄电池组(两组蓄电池的变电站),后找别的回路;

c)  先找主合闸回路,后找控制回路、掩护回路;

d)  先找室外设置装备摆设,后找室内设置装备摆设;

e)  先找10kV、35kV、66 kV回路,后找110kV、220kV、500kV回路;

f)  先找复杂回路,后找庞大回路;

g)  先找一样平常路,后找紧张路。

h)  利用拉路法举行查找直流接地时,至多应由两人举行,控制回路、掩护回路断开直流工夫不得凌驾3S。

i)  查找直流接地,停用掩护工夫凌驾3S时,应征得调理赞同落伍行,掩护停用工夫应只管即便短,运转职员只查至掩护屏端子排处,避免掩护误动。

j)  查找和处置直流接地时事情职员应戴线手套,穿长袖事情服,应利用内阻大于2000Ω/V的高内阻电压表,东西应绝缘精良。避免在查找和处置直流接地时形成新的接地。


七、  直流体系的接线方法

1.  直流母线为单母线

单组蓄电池和充电安装接到统一母线上,母线上只装设一套绝缘监察安装和电压表,接线复杂,牢靠性低。在110kV及以下变电站有接纳。

2.  单母线分段接线

充电安装和蓄电池接入统一母线,正常分段开关在合闸形态,蓄电池和充电机并联运转,牢靠性较高,当蓄电池加入运转时,此时充电安装持续运转,但充电机不克不及带打击性负荷运转;当充电机加入运转时,由蓄电池持续对负荷供电,此时蓄电池得不到浮充,处于放电形态,工夫长了也不容许。其特点是接线复杂,牢靠性差。在110kV及以下变电站有接纳。

3.  单母线分段(一组蓄电池,两台充电安装)

蓄电池经两个氛围开关辨别接到两段母线上两套充电安装接在差别母线上,充电安装停电时均保证母线上有充电安装和蓄电池,两段母线共用一套绝缘监察安装,充电安装可以单套加入运转,供电牢靠性较高,但蓄电池加入运转时,此时充电安装持续运转,但充电机不克不及带打击性负荷运转,用在110kV及以下变电站。

4.  单母线分段(两组蓄电池,三套充电安装)

1)  220kV及以上变电站或紧张的110kV变电站直流体系常接纳两组蓄电池、三台充电机的方案简称(2+3方法)该充电机一样平常是相控型充电安装,也有变电站接纳高频开关电源。

2)  每组蓄电池和充电机应辨别接于一段直流母线上,第三台充电安装(备用充电安装)可在两段母线之间切换,任一事情充电安装加入运转时,手动投入第三台充电安装。

3)  分段开关正常断开,两段母线破裂运转,紧张负荷有两段母线辨别供电任何一段母线停电均不会使负荷停电,每段母线均有绝缘监察安装和电压监督安装。

5.  单母线分段(两组蓄电池,两套充电安装)

高频开关电源,如今普遍利用,220kV及以上变电站或紧张的110kV变电站直流体系,也常接纳如下接线方法(简称2+2方法)


八、  直流体系的倒闸操纵:

1.  电池因事情必要停运时,应按以下步调实行:(以一组电池为例)

1)  反省两套直流体系绝缘情况应精良。

2)  反省两套直流体系蓄电池总电压差应小于10V

3)  合上母线联结闸

4)  加入一段馈出母线绝缘监察安装

5)  拉开一段充电安装输入开关

6)  拉开一段充电安装交换输出开关。

7)  拉开一组蓄电池总闸

2.  操纵表现的准绳:

1)  装有两组蓄电池的变电站,正常两组蓄电池应排列运转,两组蓄电池不该临时并列运转。

2)  排列运转的两条直流母线并列前,应反省两条母线的电压根本分歧;

3)  直流体系运转时,负荷不克不及离开蓄电池组;蓄电池组退运,充电安装也要退运。

4)  两条直流母线并列后,应将此中一套直流绝缘监察安装退运。


九、  直流供电网络分为辐射型和环形两种

1.  辐射型的好处是接线复杂、牢靠,易于查找接地妨碍;

2.  220kV及以上电压品级的变电站还接纳分电屏。一样平常110kV及以上按电压品级及主变压器设置分电屏,次要供应控制、掩护回路,可以简化接线,浪费电缆。

3.  环形供电是从两段母线上引出电缆在得当的地方用刀开关分段。当网络中一点产生妨碍时,可以将妨碍离开,敏捷查出妨碍,实时消弭,同时不影响其他供电设置装备摆设的持续事情。

十、  直流回路的断路器与熔断器

1.  直流回路不得利用交换氛围断路器,这是由于交换电弧与直流电弧具有差别的灭弧机理,决议了交换和直流真空断路器的灭弧室具有基本的差别,交换氛围断路器不具有熄灭直流短路电弧的才能。

2.  交直流两用断路器也应小心选用

3.  氛围断路器与熔断器混淆掩护的级差共同比力难,由于无时限的氛围断路器的脱扣速率根本稳定,而熔断器的举措具有反时限特征,电流越大,举措速率就越短。无论氛围断路器安置在熔断器之前或之后,总在某些短路电流值范畴内会呈现得到举措选择性。因而,应只管即便制止这种组合掩护方法。

4.  统一条支路上直流熔断器或主动氛围断路器不该混淆利用,尤其不克不及在主动氛围断路器之前再利用熔断器。避免在回路妨碍时得到举措选择性。

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