第2章 操作电源

1、第2章 操作电源,本章内容概述蓄电池直流系统直流系统监察装置和闪光装置硅整流电容储能直流系统,2-1 概 述,一、操作电源的基本要求,(1) 保证供电的可靠性，最好装设独立的直流操作电源，如蓄电池操作电源，以免交流系统故障时，影响操作电源的正常供电。 (2) 具有足够的容量，能满足各种工况的对功率的要求。 (3) 具有良好的供电质量。正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于5%额定值；事故时不低于90%额定值；失去浮充电源后，在最大负载下的直流电压不低于80%额定值；波纹系数小于5% 。 (4) 使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积合理。,2-1 概 述,二、操作电源的分类,按电源性质,交流操作电源,直流操作电源,独立操作电源,非独立操作电源,蓄电池直流电源,电源变换式直流电源,复式整流直流电源,硅整流电容储能直流电源,按电压等级,220V,110V,48V,24V,用于强电回路,用于弱电回路,各种操作电源的简介,1、蓄电池直流电源,原 理,蓄电池是一种可以重复使用的化学电源,充电时，将电能转变为化学能储存起来,放电时，将储存的化学能转变为电能送出,特 点,独立、可靠，不受交流电源

2、影响，能重复使用连接成蓄电池组，作为直流操作电源,各种操作电源的简介,2、电源变换式电源,原 理,正常运行时,事故时,AC220V,DC48V,AC,DC220,GB充电,DC48V,特 点,具有220V和48V两个电源电压,各种操作电源的简介,3、复式整流直流电源,原 理,正常运行时,由厂（站）用变压器T和电流互感器TA供电,由厂（站）用变压器T供电,事故时,由电流互感器TA供电,特 点,容量大，可用于复杂二次系统,各种操作电源的简介,4、硅整流电容储能直流电源,原 理,正常运行时,厂（站）用电源经整流后,操作电源,向电容器充电,事故时,电容器放电，向重要负载供电。,特 点,不独立，容量小，事故时只能短时向重要负载供电。,各种操作电源的简介,5、交流操作电源,直接使用交流电源,供电类型,由电流互感器向断路器跳闸回路供电,由厂（站）用变压器向断路器合闸回路供电,由电压互感器（或厂用变压器）向控制、信号回路供电,特 点,简单、方便、投资小，适用于不重要的终端变电站或发电厂的辅助设施。,2-1 概 述,三、直流负载,按用电特性,经常性负载,冲击负载,事故负载,2-2 蓄电池直流系统,蓄电池

3、按电解液,酸性蓄电池,碱性蓄电池,如：铅酸蓄电池,如：镉镍蓄电池,蓄电池直流系统,按运行方式,充放电运行,浮充电运行,将已充好电的蓄电池接带全部直流负荷，正常运行处于放电状态，当蓄电池放电到一定程度时，应及时充电,将已充好电的蓄电池与浮充电整流器U2并联运行，即U2接带经常性负荷，同时向蓄电池浮充电，使蓄电池经常处于充满电状态，以承担短时冲击负荷,2-2 蓄电池直流系统,一、铅酸蓄电池直流系统,组 成,硅整流设备,电流表,电压表,双投开关,蓄电池组,电流表,端电池组,端电池调整器,1、充-放电运行方式的蓄电池直流系统,工作原理,直流母线,交流电源,放电时,最左,断开,合,接入母线给负荷供电,随着放电进行，S1右移,增加蓄电池数目,保证母线电压稳定,2-2 蓄电池直流系统,一、铅酸蓄电池直流系统,1、充-放电运行方式的蓄电池直流系统,工作原理,充电时,放电电压为75%80%Ue时，开始充电。,启动U1与GB并联运行,最右,最右,合闸,合闸,随着充电，S1左移,保证母线电压稳定,随着充电，S2左移,将充好电的GB停止充电,2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统,充电设备,浮充设备,蓄电池组,端

4、电池调整器,I 段直流母线,II 段直流母线,分段直流母线,投切开关,测量表计,闪光母线,2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统,正常运行,合闸,合闸,正常位置,GB与U2并联运行，GB浮充,2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统,不正常运行,如：系统故障或U2退出,GB放电，带全部负荷直至系统恢复或U2恢复,二、镉镍蓄电池的直流系统,2-3 硅整流电容储能直流系统,硅整流直流电源与蓄电池组电源相比，由于具有寿命长、投资省、维护简便、占地面积小等优点，在中小型变电所中得到应用，尤其是35kV及以下变电所。硅整流电源是一种非独立式电源，与一次交流系统的运行工况有关。由于操作电源的重要性，须采取相应措施以保证和提高该种电源的供电可靠性。,2-3 硅整流电容储能直流系统,一、硅整流电容储能直流系统,组 成,三相桥式整流电路,三相隔离变压器,单相隔离变压器,单相桥式整流电路,储能电容器,合闸母线,控制母线,起逆止阀的作用,限流作用,低电压继电器,只允许I母线向II母线供电,当U2输出电压降低到一定程度或消失时，由KV发出预告信号,保护V3,2-3 硅整流电容储能直流系统,一、硅整流电容储能直流系统,工

5、作原理,在正常情况下,U1、U2向直流负载供电；同时向CI、CII充电。,在事故情况下,CI、CII供电给继电保护和断路器跳闸回路,其中CI只向1号保护供电CII只向2号保护供电,逆止作用,逆止作用,2-3 硅整流电容储能直流系统,二、储能电容器检查装置,为防止储能电容器开路或老化，应定期检查储能电容器的电压、泄漏电流和容量。,工作原理,电压检查,PV和SM1用来监测电容器CI和CII两端电压。,泄漏电流,此时测的是CI的电压,PA1、SB1测CI的泄漏,PA2、SB2测CII的泄漏,如：按下SB1，PA1可测得CI泄漏电流,解除检查回路,如：按下SB2，PA2可测得CII泄漏电流,2-3 硅整流电容储能直流系统,二、储能电容器检查装置,工作原理,容量检查,组成,时间继电器KT,电压继电器KV,信号继电器KS,转换开关KS,原理,储能电容按整定时间放电后，若容量充足，可使KV动作，点亮信号灯,2-3 硅整流电容储能直流系统,二、储能电容器检查装置,容量检查过程,不检查时,在Cw位置,CII接入,CI接入,检查CI时,置换到CI,CI向KT放电，KT动作接入R1,CII供电给1路、2路母

6、线，CI处于检查放电状态,KT延时闭合常开触点，若残压整定值，KV动作,KS动作发信号，点亮指示灯,检查CII时,自行分析！,2-4 直流系统监察装置和闪光装置,一、绝缘监察装置,问题,直流系统一般分布较广，系统复杂并且外露部分较多，工作环境多样，易受外界环境因素的影响，使直流系统绝缘水平降低，甚至可能使绝缘损坏而发生接地。一点接地虽不会影响到直流系统的正常工作，但它是一个非常危险的不正常状态，必须及时发现和处理。否则，在此状态下，其它地方又出现另一点接地，从而造成两点接地，可能引起控制回路、信号回路、继电保护和自动装置等不正确的动作，甚至熔断器熔断，使直流系统供电中断，造成严重后果。,2-4 直流系统监察装置和闪光装置,一、绝缘监察装置,举例说明,A点接地后，又在B点接地情况,结果：断路器误跳闸,E点接地后，又在B点接地情况,结果：断路器拒动，且熔断器熔断,必须装设绝缘监察装置,2-4 直流系统监察装置和闪光装置,一、绝缘监察装置,基本要求,（1）应能正确反映直流系统中任一极绝缘电阻下降。当绝缘电阻降至1520K及以下时，应发出灯光和音响预告信号。 （2）应能测定绝缘电阻下降的极性（

7、正极或负极），以及绝缘电阻的大小。 （3）应有助于绝缘电阻下降点（接地点）的查找。,2-4 直流系统监察装置和闪光装置,（一）简单的绝缘监察装置,组 成,转换开关,电压表,SA,+对地,母线,- 对地,工作原理,SA置+地U(+),SA置-地U(-),SA置mUm,绝缘电阻,2-4 直流系统监察装置和闪光装置,（一）简单的绝缘监察装置,绝缘判定,U(+)=0, U(-)=0时,直流系统绝缘良好,U(+)=0, U(-)=Um时,正母线接地,U(+)= Um , U(-)=0时,负母线接地,U(+), U(-)=0Um时,按公式估算R(+),R(-),2-4 直流系统监察装置和闪光装置,（二）电磁型继电器构成的绝缘监察装置,（1）信号电路,由信号电路和测量电路两部分组成。是根据直流电桥的工作原理构成。,R1=R2=1千欧,正极绝缘电阻,负极绝缘电阻,继电器,电路,构成直流电桥电路,工作原理,正常时，电桥平衡，K1不动作,某极绝缘电阻下降时，电桥不平衡，K1中流过电流，K1动作，发声、光信号。,（2）测量电路,电路,也是直流电桥电路,R3=R4=R5=1千欧,绝缘监察电压表电压和欧姆双刻度

8、,转换开关,测量原理,正常时，R3触头位于中间，电桥平衡，欧姆刻度指向。,正极绝缘电阻下降时,SM1转到I位，1-3接通,调整R3使电桥平衡，并读取R3的百分比数x,再将SM1转到II位，2-4接通,读V中的R值,x,R,（2）测量电路,电路,也是直流电桥电路,测量原理,正常时，R3触头位于中间，电桥平衡，欧姆刻度指向。,正极绝缘电阻下降时,负极绝缘电阻下降时,将SM1转到II位，2-4接通,调整R3使电桥平衡，并读取R3的百分比数x,再将SM1转到I位，1-3接通,读V中的R值,x,R,（3）绝缘检查装置电路,电路,分段直流母线,信号部分,测量部分,绝缘电阻下降的极性测量电路,每一段直流母线都配有一套信号电路,两段直流母线共用一套测量电路,两段直流母线并联运行时,只投一套信号电路,此时,QK1,QK2都断开,切断K1,SM是用于切换测量电路的投切母线段.,2-4 直流系统监察装置和闪光装置,二、电压监察装置,监视直流系统母线电压,过电压继电器,低电压继电器,光字牌,电压过低,KV1动作,电压过高,KV2动作,点亮光字牌,发出预告信号,2-4 直流系统监察装置和闪光装置,三、闪光装置,作为信号灯的闪光电源,电路,闪光继电器,内部电路结构,试验按钮,白色信号灯,工作原理,正常时,闪光继电器不工作,发白光,不带电,按下SB时,发闪光,闪光继电器工作,某一断路器事故跳闸时,间断地获得较低和较高的正电位,

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