第7章变配电所的直流系统.ppt

目目 录录§第一节第一节 直流系统概述直流系统概述§第二节第二节 蓄电池的基本概念蓄电池的基本概念§第三节第三节 蓄电池直流系统蓄电池直流系统§第四节第四节 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统§第五节第五节 直流系统的绝缘监察直流系统的绝缘监察2直流系统组成直流系统组成直流操作电源直流操作电源直流供电网络直流供电网络直流负荷直流负荷4§操作电源：§操作电源分类：：直流操作电源直流操作电源交流操作电源交流操作电源给继电保护装置、自动装置、信号装置、微给继电保护装置、自动装置、信号装置、微机监控及综合自动化系统、断路器控制等二机监控及综合自动化系统、断路器控制等二次回路供电及事故照明的电源次回路供电及事故照明的电源5直流操作电源的重要性直流操作电源的重要性§直流操作电源对变电站的安全运行起着至直流操作电源对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的决定关重要的作用，是变电站安全运行的决定性条件之一性条件之一6直流系统概述直流系统概述第一节第一节第一节 直流系统概述直流系统概述1.变电所的直流负荷分类变电所的直流负荷分类2.对操作电源的基本要求对操作电源的基本要求3.操作电源的种类操作电源的种类81、变电所的直流负荷分类、变电所的直流负荷分类§变电所的直流负荷按其变电所的直流负荷按其用电特性用电特性可分为：可分为：经常负荷：经常负荷：在各种运行状态下由直流电源不在各种运行状态下由直流电源不间断供电的负荷。

间断供电的负荷事故负荷：事故负荷：当变电所失去交流电源全所停电时，当变电所失去交流电源全所停电时，由直流电源供电的负荷由直流电源供电的负荷冲击负荷：冲击负荷：断路器合闸时的短时冲击电流及此断路器合闸时的短时冲击电流及此时直流母线所承担的其他负荷电流的总和时直流母线所承担的其他负荷电流的总和9①①保证供电的可靠性保证供电的可靠性②②具有足够的容量具有足够的容量③③具有良好的供电质量具有良好的供电质量④④使用寿命、维护工作量、设备投资、布使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积合理置面积合理2、对操作电源的基本要求、对操作电源的基本要求103、直流操作电源的种类、直流操作电源的种类独立式独立式非独立式非独立式蓄电池直流电源蓄电池直流电源电源变换式直流电源电源变换式直流电源硅整流电容储能直流电源硅整流电容储能直流电源复式整流直流电源复式整流直流电源113.1 蓄电池直流电源蓄电池直流电源§可重复使用的化学电源可重复使用的化学电源§充电：电能充电：电能化学能化学能§放电：放电：电能电能化学能化学能§不依赖于交流系统的运行，具有很高的稳定性和不依赖于交流系统的运行，具有很高的稳定性和可靠性。

可靠性§应用：大中型变电所和对可靠性要求较高的小型应用：大中型变电所和对可靠性要求较高的小型变电所123.2 电源变换式直流电源电源变换式直流电源§应应用用：：中中小小型型变变电电所所§独独立立式式直直流流电电源源133.3 硅整流电容储能直流电源硅整流电容储能直流电源§组成：硅整流装置、储能电容器组成：硅整流装置、储能电容器§交流系统正常时，由整流装置供电给直流交流系统正常时，由整流装置供电给直流负荷，同时向电容充电负荷，同时向电容充电§交流系统故障，甚至全所停电时，电容器交流系统故障，甚至全所停电时，电容器放电向重要直流负荷供电放电向重要直流负荷供电143.3 硅整流电容储能直流电源硅整流电容储能直流电源§适用：适用：35kV及以下电压等级的小容量变电及以下电压等级的小容量变电所，或继电保护较简单的所，或继电保护较简单的110kV及以下电及以下电压等级的终端变电所压等级的终端变电所153.4 复式整流直流电源复式整流直流电源§组成：电压源、电流源组成：电压源、电流源§正常情况下，由所用变压正常情况下，由所用变压器Ｔ的输出电压整流后供器Ｔ的输出电压整流后供电§短路情况下，由短路情况下，由TA的二次的二次电流通过铁磁谐振稳压器电流通过铁磁谐振稳压器变换为交流电压，再整流变换为交流电压，再整流输出。

输出返回返回16蓄电池的基本概念蓄电池的基本概念第二节第二节第二节 蓄电池的基本概念蓄电池的基本概念1.蓄电池分类和工作原理蓄电池分类和工作原理2.蓄电池的运行方式蓄电池的运行方式3.蓄电池的检查与维护蓄电池的检查与维护181、蓄电池分类和工作原理、蓄电池分类和工作原理酸性蓄电池：铅酸蓄电池酸性蓄电池：铅酸蓄电池碱性蓄电池：镉（铁）镍电池碱性蓄电池：镉（铁）镍电池结构：结构：正极板（正极板（PbO2）、负极板（）、负极板（Pb）） 、、硫酸溶液、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖等硫酸溶液、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖等结构：结构：正极板（氧化镍）、负极板（镉正极板（氧化镍）、负极板（镉-铁）铁） 、溶液（氢化钾或氢化钠中加入适量的氢化锂）、溶液（氢化钾或氢化钠中加入适量的氢化锂）1920铅酸蓄电池铅酸蓄电池u蓄电池型号：单体个数单体个数电池的类型和特征电池的类型和特征额定容量额定容量（（Ah））常见的字母含义：常见的字母含义： G：固定型；：固定型；F：阀控式；：阀控式； M：密封型：密封型1GFM—30021蓄电池结构蓄电池结构22蓄电池结构蓄电池结构23蓄电池结构蓄电池结构24蓄电池蓄电池25铅酸蓄电池铅酸蓄电池PbO2 +2H2SO4+ Pb             PbSO4+2H2O+PbSO4放电放电充电充电正极板活性物质正极板活性物质电解液电解液负极板活性物质负极板活性物质正极板生成物正极板生成物负极板生成物负极板生成物电解液生成物电解液生成物氧化铅氧化铅稀硫酸稀硫酸铅铅硫酸铅硫酸铅硫酸铅硫酸铅水水26铅酸蓄电池铅酸蓄电池Pb+2H2SO4+PbO2            PbSO4+2H2O+PbSO4放电放电充电充电u实际工作中，可以根据电解液比重的变化，实际工作中，可以根据电解液比重的变化，来判断蓄电池的充放电程度。

来判断蓄电池的充放电程度27镉镍蓄电池镉镍蓄电池Cd+2Ni(OH)3 Cd(OH)2+2Ni(OH)228蓄电池的电气特性蓄电池的电气特性1、电动势、开路电压、工作电压、电动势、开路电压、工作电压2、容量、容量3、放电特性、放电特性4、充电特性、充电特性C=If×tf    （（A·h））终止电压：终止电压：    铅酸蓄电池：铅酸蓄电池：1.95V    阀控蓄电池：阀控蓄电池：1.8V    镉镍蓄电池：镉镍蓄电池：1.0V充足电时的电压：充足电时的电压： 铅酸蓄电池：铅酸蓄电池：2.7V左右左右 镉镍蓄电池：镉镍蓄电池：1.6-1.8V29充、放电特性曲线充、放电特性曲线302、蓄电池的运行方式、蓄电池的运行方式§充放电运行方式充放电运行方式充好电的蓄电池组接在直流母线上对直流充好电的蓄电池组接在直流母线上对直流负荷供电，同时断开充电装置放电结束负荷供电，同时断开充电装置放电结束后给蓄电池充电后给蓄电池充电312、蓄电池的运行方式、蓄电池的运行方式§浮充电运行方式浮充电运行方式 ①①正常时，蓄电池组和整流设备并接在直流母线正常时，蓄电池组和整流设备并接在直流母线上，整流设备一方面向直流负荷供电，一方面以上，整流设备一方面向直流负荷供电，一方面以较小的充电电流向蓄电池浮充电，以补充蓄电池较小的充电电流向蓄电池浮充电，以补充蓄电池的自放电。

的自放电 ②②当交流系统或整流设备故障时，甚至全所停电，当交流系统或整流设备故障时，甚至全所停电，由蓄电池维持向直流负荷的连续供电，保证供电由蓄电池维持向直流负荷的连续供电，保证供电不中断广泛采用广泛采用323、蓄电池的检测与维护、蓄电池的检测与维护 不需要每天都维护，需要定期维护蓄电不需要每天都维护，需要定期维护蓄电池，主要是做测量记录池，主要是做测量记录332V阀控密封控密封铅酸蓄酸蓄电池池测试记录表表站名：站名：                         测试单位：位：                            测试人：人：电池型号：池型号：生生产厂家：厂家：环境温度境温度(℃)：：出厂日期：出厂日期：电池池电压标准准(V)：： 测试项目目标准准盘表表实测测试项目目实测值全全电池浮充池浮充电压(V)   浮充浮充电流流(A) 合合闸母母线电压(V)   负荷荷电流流(A) 控制母控制母线电压(V)   全全电池个数池个数 序号序号电压序号序号电压序号序号电压序号序号电压序号序号电压序号序号电压01 05 09 13 17 21 02 06 10 14 18 22 03 07 11 15 19 23 04 08 12 16 20 24 测试结果及果及发现问题：：  测试日期：日期：           年年   月月   日日                                     审核人：核人：343、蓄电池的检测与维护、蓄电池的检测与维护1 、、每个蓄电池的电压应在每个蓄电池的电压应在2.15～～2.2V之间。

之间2 、壳体密封良好、无渗漏现象壳体密封良好、无渗漏现象3 、壳体完整、无倾斜变形，表面清洁，各部件齐、壳体完整、无倾斜变形，表面清洁，各部件齐 全完好4 、各连接部位接触良好、无松脱腐蚀现象各连接部位接触良好、无松脱腐蚀现象5 、极柱与安全阀应无酸物溢出极柱与安全阀应无酸物溢出6 、检查电池巡检测量单元运行灯闪烁检查电池巡检测量单元运行灯闪烁7 、无告警信号无告警信号353、蓄电池的检测与维护、蓄电池的检测与维护柜体及装置：柜体及装置：1 .屏、柜应整洁，柜门严密屏、柜应整洁，柜门严密2 .屏头编号、设备标识齐全、清晰、无损坏屏头编号、设备标识齐全、清晰、无损坏363、蓄电池的维护与检测、蓄电池的维护与检测§充放电充放电是蓄电池维护管理的重要工作是蓄电池维护管理的重要工作1、初充电、初充电 2、恒流充电、恒流充电3、恒压充电、恒压充电 4、均衡充电、均衡充电5、恒流限压充电、恒流限压充电 6、浮充电、浮充电7、恒流放电、恒流放电 8、核对性放电、核对性放电返回返回37蓄电池直流系统蓄电池直流系统第三节第三节第三节 蓄电池直流系统蓄电池直流系统§一、铅酸蓄电池的直流系统一、铅酸蓄电池的直流系统 一组蓄电池构成的直流系统一组蓄电池构成的直流系统 二组蓄电池构成的直流系统二组蓄电池构成的直流系统§二、镉镍蓄电池的直流系统二、镉镍蓄电池的直流系统40蓄蓄电电池池的的直直流流系系统统4142第四节第四节 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统硅整流直流电源硅整流直流电源§硅整流直流电源的特点：寿命长，投资省，硅整流直流电源的特点：寿命长，投资省，维护简便，占地面积小；维护简便，占地面积小；非独立式非独立式直流电直流电源。

源§适用：中小型变电所，尤其是适用：中小型变电所，尤其是35kV及以下及以下变电所§提高供电可靠性的措施：提高供电可靠性的措施： ⑴⑴采用可靠的交流电源采用可靠的交流电源 ⑵⑵采用储能电容器和复式整流采用储能电容器和复式整流48合闸母线合闸母线控制母线控制母线正常运行时，进行正常运行时，进行浮充储能；浮充储能；在交流系统故障或在交流系统故障或整流装置故障时，整流装置故障时，保证对重要负荷的保证对重要负荷的持续供电持续供电501.1.电压检查电压检查2.2.泄漏电流检查泄漏电流检查3.3.容量检查容量检查储储能能电电容容器器检检查查装装置置电电路路返回返回51容量检查的根据是：容量检查的根据是：储能电容器在一定的放电时间后（通过储能电容器在一定的放电时间后（通过时间继电器放电），仍能使电压继电器动作，表示容量充足时间继电器放电），仍能使电压继电器动作，表示容量充足若不能使电压继电器动作，则表示容量不足若不能使电压继电器动作，则表示容量不足53第五节第五节 直流系统的绝缘监察直流系统的绝缘监察L+L-67QFYTSAEAB装设绝缘监察的原因：装设绝缘监察的原因：直流系统发生一点接地时，没有短路电直流系统发生一点接地时，没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行，但是，这种故障必须及早发现并处行，但是，这种故障必须及早发现并处理，否则可能引起信号回路、控制回路、理，否则可能引起信号回路、控制回路、继电保护和自动装置回路不正确动作，继电保护和自动装置回路不正确动作，所以在直流系统中所以在直流系统中必须必须装设绝缘监察装装设绝缘监察装置。

置54L+L-R+R-vL+L-R+R-vL+L-R+RVR-L-L+R-RVR+U(+)U(-)55绝缘电阻下降的极性测量绝缘电阻下降的极性测量§若若U(+)＝＝0，，U(-)＝＝0，表明直流系统正常；，表明直流系统正常；§若若U(+)≤U(m)，，U(-)＝＝0，表明负极绝缘电阻下降，尤，表明负极绝缘电阻下降，尤其当其当U(+)＝＝U(m)，，U(-)＝＝0，表明负极接地；，表明负极接地；§若若U(-)≤U(m)，，U(+)＝＝0，表明正极绝缘电阻下降，尤，表明正极绝缘电阻下降，尤其当其当U(-)＝＝U(m)，，U(+)＝＝0，表明正极接地表明正极接地56图图7-9(a)信号电路图信号电路图L+L-R1R2R+R—K1K157绝绝缘缘电电阻阻下下降降的的极极性性测测量量电电路路图图SA置于置于“正对地正对地”位位置时，置时，1-2、、6-5接通，接通，电压表测量的是正对地电压表测量的是正对地电压电压U(+)；；SA置于置于“负对地负对地”位位置时，置时，1-4、、5-8接通，接通，电压表测量的是负对地电压表测量的是负对地电压电压U(-)；；SA置于置于“母线母线”位置位置时，时，1-2、、5-8接通，电接通，电压表测量的是母线间电压表测量的是母线间电压压U(m)。

直流系统正常运行时，直流系统正常运行时，SA置于置于“母线母线”位位置置58绝绝缘缘电电阻阻测测量量电电路路正常时，电桥平衡，欧姆刻正常时，电桥平衡，欧姆刻度指无穷大度指无穷大若正极绝缘电阻下降，将若正极绝缘电阻下降，将SM1置在置在“I”，调节，调节R3使使电桥平衡，读电桥平衡，读R3上的百分数上的百分数x；再将；再将SM1置在置在“II”，，读读PV2的欧姆读数的欧姆读数R，则，则若负极绝缘电阻下降，将若负极绝缘电阻下降，将SM1置在置在“II”，调节，调节R3使电桥平衡，读使电桥平衡，读R3上的百上的百分数分数x；再将；再将SM1置在置在“I”，读，读PV2的欧姆读数的欧姆读数R，则，则59绝绝缘缘监监察察装装置置电电路路图图触点号“母线”位置“正对地”位置“负对地”位置1-2••－1-4－－ •4-5－•－5-8•－•9-11•－－直流系统正常运行时，直流系统正常运行时，SM置于置于“母线母线”位置，位置，R+=R- ，又，又R1=R2，，所以电桥平衡，在所以电桥平衡，在KRD线圈中只有很小线圈中只有很小的不平衡电流，因此的不平衡电流，因此继电器继电器KRD不会动作不会动作。

当某一极母线的绝缘当某一极母线的绝缘电阻下降至低于允许电阻下降至低于允许值时，电桥失去平衡，值时，电桥失去平衡，当当KRD线圈中流过的线圈中流过的电流足够大时，电流足够大时，KRD动作，其常开触点闭动作，其常开触点闭合，启动合，启动KM，发预告，发预告信号6163二、二、直直流流系系统统的的电电压压监监察察64DX-3型闪光继电器的内部电路型闪光继电器的内部电路三、三、闪闪光光电电源源与与闪闪光光装装置置65DX-3型型闪光继电器闪光继电器构成的构成的闪光装置图闪光装置图返回返回66期末考试题型期末考试题型一、填空（一、填空（30分，每空分，每空1分）分）二、判断（二、判断（20分，每题分，每题2分）分）三、简答（三、简答（20分，每题分，每题5分）分）四、画图（四、画图（20分，每题分，每题5分）分）五、分析（五、分析（10分）分）6768。