直流系统课件资料.ppt

武文武文武文金川热电运行分场金川热电运行分场 201 2014 4年年9 9月月1直流系统 n直流系统概述直流系统概述n高频开关电源高频开关电源n绝缘监察装置绝缘监察装置n监控单元监控单元n蓄电池蓄电池n直流系统接线及运行方式直流系统接线及运行方式n直流系统操作直流系统操作2我厂直流系统概况n我厂网控、主厂房直流系统设备均是南京佳夫尼电气系列产品，直流充电柜的监控采用MJ-T(5.7寸屏，彩色触摸屏)系列电力智能电源监控装置，高频电源作用是将三相交流电整定为具有额定电压的直流电，向各种直流负载供电，是系统中最基本的组成部分，高频电源模块按n+1数量设置，直流系统接线方式为单母线分段，两组蓄电池每组各配一组高频电源开关。蓄电池容量主厂房（1000AH）、网控（300AH），104块固定型阀控密封式铅酸蓄电池组。3直流系统概述直流系统概述1、直流系统的作用n操作、控制、信号、测量回路电源；n保护及自动装置电源；n重要动力负荷电源；2、直流系统电压等级n220V：对事故照明、直流油泵、UPS、对操作、控制、信号、测量、保护及自动装置等供电。3、直流系统布置n机组直流系统：设220V、1000AH直流蓄电池两组。n网控直流系统：设220V、300AH直流蓄电池两组。n辅厂房直流系统：输煤、化水、脱硫。44、直流系统组成n交流电源n充电装置n绝缘监察装置n直流馈电单元n监控单元n蓄电池组5高频开关电源高频开关电源1、外形62 2、基本原理、基本原理n三相交流电输入后，先经 EMI 滤波，再经三相全波整流变成高压直流电，经全桥移相逆变、整流为 140kHz 左右的脉冲电压波，经滤波后输出 220V 的直流电。 83、主要功能n 稳压限流运行功能：以设定的电压值和限流值对蓄电池长期供电并接带负载，输出电流大于限流值自动进入稳流运行、小于限流值自动进入稳压运行；n 输出电压、输出电流本机调节功能：H-1界面设定输出电压值（180-290V、90-145V），H-2界面进行限流设置（0.2-1.1额定电流）；n LED显示功能：按V/A键，显示当前输出的电流、电压值；n 热拔插功能：并联运行的整流模块可在不停电状态下任意拔出或插入其中一台模块使其接入或退出系统而不影响其它运行模块的正常运行；n 并机功能：多台同型号的整流模块并联均流工作，某台故障退出不影响其它模块正常运行；n 保护及报警功能 输入保护：输入过压（4605V）、欠压（3005V）时自动退出运行并警，输入恢复时自动恢复。 过流保护：模块停机并报警，过一段时间后自启动。 短路保护：短路时自动限流至4A。 过温保护：散热器温度超过75时自动停机。9n 故障及报警功能： 输出过压报警：直流输出电压大于（2955V、1555V）时，整流模块停机退出运行。重启后如输出正常，则进入正常运行。连续三次输出过压报警，模块将锁死。 整流模块处于保护动作状态时，该模块的遥控和均流功能将自动退出。10绝缘监察装置绝缘监察装置1、作用n绝缘监测单元用于监测直流系统电压及绝缘情况，在直流电压过、欠或直流系统绝缘强度降低等异常情况下发出声光报警，并将对应告警信息发至集中监控器。2、基本原理n装置采用非平衡电桥或者平衡电桥原理进行检测。平衡电桥原理根据直流CT 检测系统的漏电流，根据欧姆定律算出支路对地电阻值。非平衡电桥原理切换电桥状态，系统模拟平衡和非平衡两个状态，依据平衡状态的正负母线对地电压和非平衡状态的正负母线对地电压按照解算二元一次方程组算出母线正负对地电阻；依据平衡非平衡正负母线对地电压和两个状态下直流CT 的漏电流按照解算二元一次方程组算出支路正负对地的电阻值。系统默认工作在非平衡电桥模式下。n支路巡检采用直流有源 CT，不需向母线注入信号。每个 CT 内含 CPU，被检信号直接在CT 内部转换为数字信号，由 CPU 通过串行口上传至绝缘监测仪主机。3、装置特点n能监测馈出线具有环路的直流系统，并准确定位与测量环路接地。 n实时显示正负母线接地电阻时间曲线，当出现接地故障时，自动锁定并存贮电阻时间曲线。 n能检测正负母线和支路平衡接地，分别显示故障支路的正负母线接地电阻值。 n支路巡检速度基本与支路数量无关。 监控单元监控单元1、作用n集中监控器通过分散控制方式，对直流系统充电模块、绝缘监测模块、电池组、母线、配电等进行实时监控，并与上位机通信，实现直流系统的“四遥”功能。2、主要功能n显示功能：监控装置对下级智能设备上报的各种信息进行处理后实时显示，通过监控装置的LCD触摸屏，可以随时查阅系统运行信息和历史信息、当前告警信息等。n设置功能：设置功能是将监控装置或下级设备运行过程中需要的参数，通过LCD触摸屏输入到系统中去，这些参数会在以后的运行中影响整个系统的工作。n控制功能：控制功能是监控装置根据所采集数据，对下级设备执行相应的动作。n告警功能：下级设备产生的告警信息，经过串口发送至监控装置中；监控装置也能根据所采集数据自行判断，并产生相应的告警信息.n 历史记录n 通讯功能：监控装置通讯包括与下级设备和后台的通讯。n 电池管理：电池管理是监控装置的核心功能，主要对电池组的端电压、充放电电流、电池环境温度及其它参数作实时在线监测，还能按事先设置的条件自动转入限流均充状态，并通过控制充电电压和电流来完成电池的正常均充过程。另外可自动完成电池的定时均充维护，均/浮充电压温度补偿等工作。 电池管理的工作原理： 限流充电：整流器在对电池组充电（浮充或均充）的状态下，当电池的充电电流大于设定的充电限流值时，电池管理程序会根据负荷电流的大小，自动调节整流模块的输出限流点，使电池的充电电流限制在用户设定的范围内。当电池组的端电压上升到设定的浮充或均充电压值后，电池管理程序自动调节整流模块的输出限流点到100额定值，进入稳压浮充或均充状态。 自动匀充： 电池管理程序自动记录均充和浮充的开始时刻。监控装置在上电或复位初始、或者在交流恢复供电初始，会自动控制整流器对电池进行浮充。在浮充状态下，若电池组因事故放电等原因使其充电电流大于用户设定的充电限流值，则进行限流浮充，当限流浮充时间达到15分钟后（用户可设定），电池管理程自动控制整流器对电池进行限流均充。当电池组的端电压上升到用户设定的均充电压值后，电池管理程序自动控制整流器进入稳压均充状态。 自动均转浮充：电池在均充状态下，如果均充时间超过用户设定的均充保护时间，电池管理程序则自动控制整流模块转入浮充状态；或者当电池的稳压均充电流小于用户设定的转换电流值，且电池容量计算累加到100标称值时，进入倒计时，当倒计时达到用户设定的转换时间后，电池管理程序同样会自动控制整流器转入浮充状态。 定期均充：定期均充的时间间隔可以设定，一旦设定，电池管理程序就可自动计算电池定期均充的时间，确定在何时启动定期均充，何时停止定期均充。 温度补偿：可以选择是否对电池的均/浮充电压进行温度补偿控制，并可以设置温度补偿的中心点和温度补偿系数。一旦设定，电池管理程序就会根据电池的环境温度自动对电池的均/浮充电压进行微调。 容量分析：监控装置可根据电池电流、充放电状态对电池容量进行估算。 手动方式：手动方式下，监控装置只通过通信采集系统的实时数据，而不对电池作限流充电、自动均充以及均浮充电压温度补偿的控制，也不作充电过流、过压和欠压报警，但仍可对电池的容量进行估算。为了防止在“手动”方式下均充时间过长，监控装置仍然会自动监视均充时间，当均充时间超过设定的均充保护时间时，就会控制整流模块转入浮充。 异常处理：当直流电源系统出现异常时，为了保证电池不因过充而损坏，同时兼顾到直流负载需求情况，监控装置会自动把电池置为浮充状态，直到系统恢复正常为止。 蓄电池蓄电池1、蓄电池型号nGF-1000AH固定型阀控密封式铅酸蓄电池n每台机组设一组蓄电池，采用单母线分段、双组电池，双组充电模块。控制与动力母线合二为一，供控制、信号、保护装置、直流油泵、事故照明、热工控制及断路器合闸等用电。两组GFM-1000AH免维护蓄电池，采用高频开关充电设备。在电气综合楼0米设有单独的蓄电池室，每组104只网控楼设两组220V、300AH蓄电池，共104只，用于直流控制负荷供电。2、关于蓄电池的几个概述n蓄电池容量：是蓄电池蓄电能力的重要标志。一般用“安时”来表示。蓄电池容量的安时数就是蓄电池放电到某一最小允许电压的过程中， 放电电流的安培数和放电时间的乘积。蓄电池的额定容量，是指蓄电池在充足电时以 10 小时放电率放出的电量。 n蓄电池的放电率：蓄电池放电至终了电压的快慢称为蓄电池的放电率。可用放电电流的大小，或者放电到达终了电压的时间长短来表示。10 小时率为正常放电率。 n蓄电池的自放电：充足的蓄电池，如若是放置不用，也会逐渐失去电量，这个现象称为蓄电池的自放电。 18n蓄电池浮充电流：是指蓄电池在浮充电方式下的充电电流。浮充电流数值虽不大，但因长期运行，浮充电流过大会过充电，造成蓄电池正极板脱落物增加而提前损坏；浮充电流过小则会欠充电，使负极板脱落物增加，以及硫化而造成电池容量降低。所以为了使蓄电池经常处于良好状态，应认真进行监视和调节，使浮充电流的大小经常保持在要求值。3、蓄电池的温度要求：n温度太高将降低蓄电池的寿命，温度太低则影响蓄电池容量。蓄电池持续运行温度不得超过 30，短时运行温度不得超过 35。理想的运行温度为 205 。n温度与容量的关系：4、蓄电池基本原理n充电：2PbSO4+2H2O=PbO2+2H2SO4+Pbn放电： PbO2+2H2SO4+Pb=2PbSO4+2H2On在充电过程中，正极板产生氧气时，氧气顺着气体通道传递到负极板，在负极板析氢之前与海绵状铅发生如下反应：O2+2Pb2PbO+2H2SO4H2O+2PbSO4)25-K(t1CCt019直流系统接线及运行方式直流系统接线及运行方式1、接线方式n220V直流采用单母线分段、双组蓄电池。双组充电模块，控制与动力母线合二为一，不接地系统。两台机组母线之间设联络刀闸。2、运行方式n220V 直流系统采用单母线运行方式。 n正常运行时，来自保安段的交流电源经充电装置后为直流，通过开关 1QS1 接入直流主母线。蓄电池及其母线通过开关 1QS21并入直流主母线。n正常情况下，蓄电池组与充电装置装置并列运行，采用浮充方式，充电装置除供给正常连续直流负荷，还以小电流向蓄电池组进行浮充电，以补偿蓄电池组的自放电。蓄电池组作为冲击负荷和事故供电电源。 n一般情况下，直流母线不允许脱离蓄电池运行。 n直流系统充电装置故障，短时由蓄电池供电。如果充电装置长时间故障，或蓄电池需隔离出来进行均衡充电，则应投入联络开关由另一段母线供电。 n各段母线上安装的直流系统接地检测仪均应投入运行，以监视系统的绝缘情况。当二段母线并列时，可停用一台检测仪。 直流系统操作直流系统操作1、直流系统投入运行n 投入前检查 装置内全部开关处于“断开”位置。 装置接地线可靠接地。 装置的输入、输出线已接好，且相序、极性、色别正确。 确认负载设备已处于待受电状态。 蓄电池表面无磨损，无漏液。n 直流系统的投入 合监控模块直流电源。 检查监控模块运行正常。 合充电器交流输入电源。 检查各充电模块工作正常。 合充电器输出开关 合蓄电池输出开关 检查直流母线电压正常，充电器电流正常，无异常报警。 2、直流系统退出运行 停止所有直流负荷 拉开充电器输出开关 拉开充电器交流输入电源开关 检查充电模块退出运行。 拉开蓄电池输入开关、退出蓄电池。 拉开监控模块直流电源。3、直流系统并列操作原则n 禁止两组母线充电器或蓄电池同时退出运行。任何操作均不应使直流母线瞬时停电。n 直流母线并列操作前，必须检查两段母线均无接地故障，否则不得并列。n 母线联络刀闸在断开时，不在同一段上的负荷禁止在负荷侧合环。n 严禁非同期并列倒换。n 避免一组充电器带两组蓄电池运行。n 避免两组充电器长时间并列运行。n 不允许充电器单独向直流负荷供电直流系统巡检直流系统巡检1、正常巡检项目n 蓄电池室通风、照明及消防设备完好，温度符合要求，无易燃、易爆物品。n 蓄电池组外观清洁，无短路、接地。n 各连片连接牢靠无松动，端子无生盐，并涂有中性凡士林。n 蓄电池外壳无裂纹、漏液，呼吸器无堵塞，密封良好，电解液液面高度在合格范围。n 蓄电池极板无龟裂、弯曲、变形、硫化和短路，极板颜色正常，无欠充电、过充电，电解液温度不超过35。n 典型蓄电池电压、密度在合格范围内。n 充电装置交流输入电压、直流输出电压、电流正常，表计指示正确，保护的声、光信号正常，运行声音无异常。 n 直流控制母线、动力母线电压值在规定范围内，浮充电流值符合规定。n 直流系统的绝缘状况良好。n 各支路的运行监视信号完好、指示正常，熔断器无熔断，自动空气开关位置正确。 直流系统接地直流系统接地n1、接地原因分析：n （1 1）、设备损坏造成；）、设备损坏造成；n （2 2）、气候原因如下雨等，导致室外直流系统绝）、气候原因如下雨等，导致室外直流系统绝缘下降，从而导致接地。缘下降，从而导致接地。n （3 3）、因工作人员疏忽造成的接地。）、因工作人员疏忽造成的接地。n （4 4）、）、 小动物爬入或小金属零件掉落在元件上小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障造成直流接地故障。直流系统接地直流系统接地n2、直流接地的危害n 直流接地故障中直流接地故障中, ,危害较大的是两点接地危害较大的是两点接地, ,可能可能n造成严重后果。一点接地可能造成保护及自动装置造成严重后果。一点接地可能造成保护及自动装置n误动或者拒动误动或者拒动; ;而两点接地而两点接地, ,除可能造成继电保护、除可能造成继电保护、n信号、自动装置误动或拒动外信号、自动装置误动或拒动外, ,还可能造成直流保险还可能造成直流保险n熔断熔断, ,使保护及自动装置、控制回路失去电源使保护及自动装置、控制回路失去电源, ,在复在复n杂保护回路中同极两点接地杂保护回路中同极两点接地, ,还可能将某些继电器还可能将某些继电器n短接短接, ,不能动作跳闸不能动作跳闸, ,致使越级跳闸致使越级跳闸, ,造成事故扩大造成事故扩大直流系统接地直流系统接地直流系统接地直流系统接地n（1 1）、）、A A、B B 两点发生直流接地时两点发生直流接地时, ,相当于将相当于将KA1KA1、KA2KA2接点短接接点短接, ,从而使从而使KMKM误动作跳闸。误动作跳闸。A A、C C两点接地时两点接地时, ,则则KMKM接点被短接而误动作跳闸。接点被短接而误动作跳闸。A A、D D两点两点, F, F、D D两点两点接地接地, ,同样都能造成开关误跳闸。同样都能造成开关误跳闸。n（2 2）、接地点发生在）、接地点发生在B B、E E两点，两点，D D、E E两点或两点或C C、E E两两点，断路器可能造成拒动。点，断路器可能造成拒动。n（3 3）、接地点发生在）、接地点发生在A A、E E两点，引起熔丝熔断。两点，引起熔丝熔断。n当接地点发生在当接地点发生在B B、E E两点或者两点或者C C、E E两点，保护动作时，两点，保护动作时，不但断路器拒跳，而且引起熔丝熔断，烧坏继电器触不但断路器拒跳，而且引起熔丝熔断，烧坏继电器触点的可能。点的可能。直流系统接地直流系统接地n3、直流接地查找方法n分清接地故障的极性,分析故障发生的原因。n若站内二次回路有工作,或有设备检修试验,应立即停止。拉开其工作电源,看信号是否消除。n用分网法缩小查找范围,将直流系统分成几个不相联系的部分。不能使保护失去电源,操作电源尽量用蓄电池带。n对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路,可n用“瞬时停电”的方法,检查该分路中所带回路有无n接地故障。n对于重要的直流负荷,用转移负荷法,检查该分路所带回路有无接地故障。交直流系统的区别？能否共用同一条电缆交直流系统的区别？能否共用同一条电缆n因交直流回路是各自的独立系统，直流回路是因交直流回路是各自的独立系统，直流回路是绝缘绝缘n系统，而交流回路则是接地系统。因此，交直系统，而交流回路则是接地系统。因此，交直流回路流回路n不能共用一条电缆。若共用一条电缆，两者之不能共用一条电缆。若共用一条电缆，两者之间容易间容易n发生短路或发生互相干扰，降低直流回路电阻。发生短路或发生互相干扰，降低直流回路电阻。