直流系统
直流系统
（2）阀控型铅酸蓄电池的电解液比重比普通铅酸蓄电池高，因而 其开路电压、浮充电电压、均衡充电电压均比普通铅酸蓄电池高。 在相同直流母线电压情况下，所需的蓄电池个数也较少。 （3）因该电池没有酸气溢出，所以对环境污染很小，不需要专门 的电池室。 （4）一般铅酸蓄电池的电解液可以随时补充、更换，蓄电池的寿 命主要取决于极板的寿命。阀控型铅酸蓄电池的极板经特性处理， 比较牢固，少有有效物脱落问题，其寿命主要取决于电解液。因 电解液是一次性冲充入，在使用过程中不能补充，电解液耗尽了， 蓄电池的寿命也就终结了。蓄电池设计尽管采取了措施，但要在 电池绝对损失电解液是办不到的。 （5）在计算蓄电池容量时，全部事故持续的停电时间按1ｈ计算， 无人值班变电所按2h计算。对直流负荷的统计有一定的计算方法， 过程较为繁复，这里不作详细介绍。
2.蓄电池
常用的蓄电池一般有镉镍电池、敞开式铅酸电池和阀控式铅酸电 池等。敞开式蓄电池应用最早，由于该电池存放硫酸溶液的缸体 不密封，充放电过程中产生的酸气对环境污染很大。硫酸溶液中 的水份挥发后还会造成电解液的比重变化，影响电池容量，缩短 电池寿命。所以这种电池需要经常测量端电压与内阻，还要测量 电解液的比重，必要时需要补充蒸馏水。 阀控型铅酸蓄电池是80年代末期从国外引进的一种新型铅酸蓄电 池。它的工作原理、特性曲线、运行方式与敞开式铅酸蓄电池基 本相同。不同之处主要有以下几点： （1）阀控型铅酸蓄电池的电解液有胶体与液体两种，液体的一般 吸附在极板间由超细玻璃纤维制成的隔膜中，吸附比约为90％。 阀控型蓄电池存储电解液的缸体是密封的，在缸体上装有一个安 全排气阀，当内部气体压力超过规定值时，阀门自动排气，直到 压力恢复正常自动关闭。无论电池立放或卧放，电解液都不会溢 出。所以它不需要添加电解液，维护工作量小。
直流系统
第二节 直流系统的运行 直流系统的运行规定
7：双回路供电的负荷或负荷侧有联络刀闸的负荷，不论其电源侧是否在同一 母线之间，当负荷环网回路必须倒换时，则应先将母线联络运行后，方可 进行不停电倒换，或者采用先停后送的方式进行倒换。严禁将两组直流母 线用负荷开关环网，倒换完毕后还必须在断开开关处挂“解列点”标志牌。 8：为防止两组蓄电池并列运行，直流负荷母线间设置了机械闭锁， 未经许可，任何人不得解除其闭锁装置。
• 机组110V直流系统供控制、信号、测量、继电保护及自动装置等设备的可 靠电源。
• 500 kV升压站110V直流系统的负载主要为：线路、开关和母线等的保护电 源，开关和闸刀的控制、信号电源，近控箱电源，以及通信和有关自动装置 的电源。
第一节 设备概述及原理 对直流电源的基本要求
• 对直流电源的基本要求是保证供电的高度可靠性；
如何查找直流接地?查找直流接地时注意那些事项?直流接 地发生正极或负极接地时,对运行有什么危害?
1：查找直流接地应根据运行方式/操作情况/气候影响判断可 能发生接地的地方； 2：采取拉路寻找/分段处理的方法.应先寻找信号和照明部分 ,后寻找室内部分；在切断各专用直流回路时,时间不得超 过3秒,且不论回路是否接地均应合上。 3：发现某一专用直流回路有接地时,应及时找出接地点,并尽 快将其消除.
查找直流接地时应注意: (1)发生直流接地时,禁止在二次回路上工作.
(2)查找和处理必须由两人进行;
直流系统发生正极或负极接地时,对运行有什么危害：
1：直流系统发生正极接地时,有可能造成保护误动,因为电磁机构的跳闸 线圈通常都接于电源负极一端；
2：倘若回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。
3：直流系统负极接地时,如果回路中再有一点接地时,就可能使跳闸或合 闸回路短路,造成保护装置和断路器拒动,烧坏继电器,造成熔断器熔断 .
直流系统相关知识点总结
直流系统相关知识点总结一、直流系统简介直流系统是一种电气系统，其电流是单一方向流动的。
直流系统广泛应用于各种领域，包括能源输送、电动车辆、工业控制和电子设备等。
直流系统具有稳定性高、响应速度快、功率损耗低等特点，因此在一些特定的应用场景下具有独特的优势。
二、直流系统的组成部分1. 直流发电机：直流发电机是将机械能转换为电能的装置，其工作原理是通过转子在磁场中旋转产生感应电动势。
直流发电机广泛应用于发电厂、风力发电站和水力发电站等场合。
2. 直流电动机：直流电动机是将电能转换为机械能的装置，其工作原理是通过电流在磁场中受力产生转矩驱动负载旋转。
直流电动机因其速度和转矩调节范围广泛，被广泛应用于工业控制和电动车辆等领域。
3. 直流变流器：直流变流器是将交流电转换为直流电的装置，其工作原理是通过半导体器件将交流电转换为直流电。
直流变流器在电力传输和电力变换领域具有重要作用。
4. 直流稳压器：直流稳压器是用于稳定直流电压的装置，其工作原理是通过电子元件对电压进行控制。
直流稳压器在电子设备和工业控制系统中有着重要的应用。
5. 直流电力输送系统：直流电力输送系统是将电能从发电站输送到负荷端的系统，其工作原理是通过直流电缆进行输送。
直流电力输送系统因其输送效率高和占地面积小等优势，在远距离输送和跨国输送方面具有重要作用。
三、直流系统的特性1. 稳定性高：直流系统具有较好的稳定性，可以保持较为稳定的电压和电流输出。
2. 响应速度快：直流系统的响应速度快，能够快速调节输出电压或电流。
3. 功率损耗小：直流系统的功率损耗较小，能够提高能源利用效率。
4. 调节范围广：直流系统的调节范围广，能够满足不同负荷的需求。
5. 适用范围广：直流系统适用于各种负载类型和应用场景，具有很大的灵活性。
四、直流系统的应用领域1. 电力系统：直流系统在电力系统中主要应用于电力输送、电动传动和电能质量调节等方面。
2. 交通运输：直流系统在电动车辆和高铁等交通运输领域具有重要应用。
直流系统基础知识详解
直流系统基础知识详解一、直流系统的作用1. 直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。
它还为操作提供可靠的操作电源。
直流系统的可靠与否，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保证。
2. 在生产设备发生故障的关键时刻，直流系统故障，特别是全站控制直流消失，必将造成主设备严重损坏或火灾、爆炸、电力系统大面积停电等极其严重的后果和巨大经济损失。
二、直流系统构成的主要部件1. 蓄电池、充电机、直流母线、绝缘监察装置、馈出负荷。
2. 直流系统示意图：3. 组成一个不可分割的整体。
若把蓄电池比喻成身体的心脏，直流回路就是身体中的血管，直流负载是身体的肌肉，而充电装置就是身体的脾脏，它担负这生血和造血的功能4. 直流系统的相关技术措施i. 变电站的交流、直流回路不能公用一条电缆：原因交直流系统是互相独立的直流系统绝缘系统而交流是接地系统，两者公用一条电缆，若两者一旦发生短路会造成直流接地，同时影响两个系统。
交流传入直流后果不堪设想，华北电网就发生类似事故。
造成大面积停电事故。
同时公用电缆会干扰。
ii. 变电站直流系统应使用专用的直流熔断器。
用交流熔断器的直流灭弧性能差iii. 高压开关柜、开关机构箱内的照明和加热器不能使用直流电源iv. 事故照明使用蓄电池时应限制事故照明的容量和使用时间。
三、蓄电池1. 阀控密封铅酸蓄电池的特点（本讲义主要讲解该种蓄电池，以下简称蓄电池）1) 常采贫液式设计（也有胶体式，但使用不多），在正负极板之间预留有气体通道，电池充电过程中，正极上产生的氧气通过隔板顺利到达负极，与负极活性物质反应并还原成水，从而实现了气体再化合；同时板栅的设计，抑制了氢气的析出，达到基本不失水的目的。
在电池的整个使用寿命期间，不用加酸加水2) 电池气密和液密好，使用过程中无酸雾溢出，不腐蚀设备3) 正常浮充使用寿命10年4) 自放电小5) 结构紧凑6) 安全阀：内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体，内部气压降低后安全阀自动闭合，同时防止外部空气进入蓄电池内部2. 蓄电池的作用充电装置与与蓄电池并联工作，蓄电池的外特性较平坦，蓄电池的内阻比充电装置小，再通过大电流时，大部分电流由蓄电池承担，充电装置在由平时很小的输出电流突然需要输出几十乃至几百安的大电流时，相当于是个短路过程，一般充电装置都设有限流保护装置。
直流系统
二组充电机一组蓄电池单母分段接线 二组充电机二组蓄电池双母接线
三组充电机二组蓄电池双母接线
➢适用范围特:点: ➢➢接适线用简于单11、0k清V晰以、下可小靠型。变（配）电所 ➢和一小套容充量电发机电接厂至，直以流及母大线容上量，发所电以厂蓄中 电某池些浮辅充助电车、 间均。衡充电以及核对性放电 都➢对必电须压通波过动直范流围母要线求进不行严，格当的蓄直电流池负要
置（可选）、母线调压装置ห้องสมุดไป่ตู้可选）、馈线屏等单元组
成。
充电装置
蓄电池组
馈线屏
监控系统
直流电源示意图
直流电源系统概述
4、直流系统结构框图及常用术语
充将流电交设模流备块电，整其合线流主闸的成 要母区直 功线别流 能与是电 是控什的 实制么一 现母？种 正换 常
合闸母线
直流馈线
直 流 电 源 屏 内 供直断流路馈器线操屏作至机直 流 小 母 线 和 直 流 分 电
构等动力负荷的屏直的流直母流线电源电缆。
负荷供电及蓄电池的均/浮控充制功母能线。
直流电源屏内供保护及自动控制装置、
控制信号回路等的直流母线。
控制母线提供持续的，较小负荷的直流电源；而合
闸母线提供瞬时较大的电源，平时无负荷电流。在
合闸时电流较大，会造成母线电压的短时下降。
控母电压一般为220V，合母电压稍高一些，一般为
直流系统基础知识
主要内容
1 概述 2 常见接线方式 3 蓄电池 4 充电机 5 直流监控系统 6 直流系统其它配套设备 7 直流系统异常分析与处理
直流电源系统概述
1、变电站为什么要采用直流系统， 与交流系统相比有哪些优势？
13.电直压 流稳 继定 电好器由,不于受无电电网磁运振行动方、式没和有电交网流故阻障 的抗影 ，响 损耗,单小极，接可地小仍型可化运，行便于。集成。
直流系统介绍解读
第二节 直流系统设备
•监控单元 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
第三节 直流系统的运行维护 •直流系统的运行规定
1：蓄电池和充电装置必须并列运行。充电装置供给正常的负荷电流，还以很 小的电流向蓄电池浮充，以补偿蓄电池的自放电。 蓄电池作为冲击负荷和事故情况的供给电源。 2：直流母线不允许脱离蓄电池运行。 3：充电装置短时故障时，可由蓄电池单独供给负载。若短时不能恢复时， 必须退出故障充电装置。 4：两段直流母线都有接地信号时，严禁并列运行，以防直流系统两点接地。
谢 谢
第四节 直流系统接地 •直流系统接地
查找二次系统直流接地的一般操作步骤: 根据运行方式、操作情况、气候影响进行判断可能接地的处所，采取拉路分 段寻找处理的方法，以先信号和照明部分后操作部分，先室外部分后室内部分为 原则。在切断各专用直流回路时，切断时间应尽量短，不论回路接地与否均应合 上。当发现某一专用直流回路有接地时，应及时找出接地点，尽快消除。
第一节 直流系统概述
•直流系统典型接线： （1）两套110V直流系统各配置一 套蓄电池、一套充电器，另设一套 可切换的公共备用充电器，跨接在 两直流系统的母线上，如图所示：
第一节 直流系统概述
（2） 220V直流系统，设一组蓄电池， 配置一套工作充电器，另设一套备用 充电器，如图所示。
第一节 直流系统概述
瀚蓝环境黄石电厂直流系统接线图
第一节 直流系统概述
第二节 直流系统设备
•全密封阀控免维护蓄电池
免维护的含义：早期普通铅酸蓄电池产品， 其电解液易蒸发，充电时尤其是过充电时，容 易造成水的电解，形成的氢气、氧气外逸，不 但造成电解液的消耗，而且容易发生爆炸。目 前使用较多的一种全密封铅酸蓄电池，采用了 气体重新组合技术，使水的消耗现象不再发生。 这种蓄电池，出厂时已加满电解液，常以充好 电的方式向用户提供，用户不用再管理电解液， 故常称为少维护或免维护蓄电池。免维护并不 就是说蓄电池不需要维护，必要的清扫，定期 核对性放电(定期充放电也叫核对性放电，就是 对浮充电运行的蓄电池，经过一定时间要使其 极板的物质进行一次较大的充放电反应，以检 查蓄电池容量，并可以发现老化电池，及时维 护处理，以保证电池的正常运行，定期充放电 一般是一年不少于一次。 利用这种原理的全密封铅酸蓄电池，装有 自封型压力释放阀，又称为安全阀，自动开启 压力约在7KPa以下
直流系统相关知识培训讲解
主要内容
一、直流系统的作用 二、直流系统的构成 三、组成及各部件的作用 四、直流系统具有的功能 五、对操作电源的基本要求 六、直流负荷分类 七、蓄电池介绍 八、直流系统工作原理 九、直流系统的四种工作状态 十、巡回检查 十一、直流系统异常及事故处理
一、直流系统的作用
直流电源系统是一体化电源系统的重要组成部分，主要用于 变电站和发电厂，作为自动控制、动力、继电保护、仪器仪 表、信号、通信及事故照明的重要电源。
2.直流系统接地处理
现象 蜂鸣器响，监控语音报警，“直流系统绝缘降低”光字亮。 绝缘监测装置有接地报警。
处理 若有直流回路有人工作，应立即停止工作； 根据触摸屏“绝缘监测装置”显示，确定正极或是负极接地，判别故
障支路及接地程度； 结合天气情况进行拉路选择，按照先室外后室内，先次要负荷，后重
要负荷查找接地点； 经上述处理无效时，应采取倒换充电装置和蓄电池组及直流母线的方
直流系统设备规范
项目
型号/参数
正常运行时经常负荷电流
30A
事故负荷电流 事故持续时间 额定控制母线直流标称电压
40A 2h 230V标称电压的90-105%(198-231V)
直流母线正常运行电压
230V
直流母线电压允许波动范围
90%-110%（198V-242V）
蓄电池型式 蓄电池容量 蓄电池组个数
1、蓄电池分类： ① 防酸式铅酸蓄电池 ② 阀控式密封铅酸蓄电池 ③ 镉镍蓄电池
2、蓄电池组的容量及放电率
蓄电池组的容量（C）)是蓄电 池蓄电能力的重要标志。容量C是指定
的放电条件（温度放电电流、终止电 压）下所放出的电量称为蓄电池的容 量，单位用Ah（安时）表示。
直流系统
直流系统概述直流系统是发电厂和变电所的重要系统。
发电厂及大、中型变电所的控制回路、保护装置、出口回路、信号回路包括事故照明都采用直流供电方式。
直流系统就是给上述回路装置及动力设备提供直流电源的设备。
由此可见，直流系统的用电负荷极为重要，所以直流系统必须保证在外部交流电中断的情况下，由蓄电池组继续可靠地为工作设备提供直流工作电源，保障系统设备正常运行。
今天我们就一起来了解一下直流系统的相关知识。
1、直流系统的结构直流系统主要包括直流电源（充电装置、蓄电池组）、直流母线（合闸母线、控制母线）、直流馈线、监控系统（微机监控装置、绝缘监测装置）组成。
并且可以根据具体情况装设放电装置、母线调压装置。
直流系统的结构示意图如下.图中黑色粗线为电缆线，蓝色细线为通信线。
可以看出交流电通过充电模块整流，给蓄电池组充电，并给直流负荷供电。
绝缘监测单元对直流回路的对地绝缘进行监测。
监控系统相当于整个直流系统的大脑，通过通信线对各个单元进行监控和管理。
下面对各个单元的作用做简单介绍：充电模块：将交流电整流成直流电，主要实现正常负荷供电及蓄电池的均/浮充电。
蓄电池组：将电能与化学能相互转化，平时处于浮充电备用状态，在交流电失电、事故状态、大电流启动等情况下，蓄电池是负荷的唯一直流电源供给。
合闸母线：直流电源屏内供开关操作机构等动力负荷的直流母线。
控制母线：直流电源屏内供保护及自动控制装置、控制信号回路的直流母线。
控制母线与合闸母线的区别：控制母线提供持续的较小负荷的直流电源，一般为220V；合闸母线提供瞬时较大的电源，平时无负荷电流，合闸时电流较大，会造成母线电压的短时下降，一般为240V。
降压硅链：串联与合母与控母之间的硅二极管，起到降压作用。
监控单元：对直流系统进行监控管理，包括蓄电池组充电方式的控制，对系统故障异常情况的显示及报警，对设备的遥信、遥测及遥控等。
绝缘监测：直流接地是直流系统最常见的故障。
一点直流接地虽不影响系统的正常运行，但如果再有一点发生接地，就可能造成保护的误动拒动。
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电力直流操作电源
应用
直流电源主要应用于电厂、变电站、石油、石化、冶金、钢铁、轨道交
通等行业，为直流控制负荷及动力负荷提供直流操作电源
系统原理图
整流模块 *) 整流模块 控制输出
交流输入
交 流 配 电 单 元
硅 堆 降 压
动力输出
整流模块
配电监控
充电监控
电池巡检
动 力 母 线
控 制 母 线
绝缘监测
1L
2L
1PL
L
A V A V A V
A V A V
L
A V
试验
试验
接线方案
控制 动力
R V U V
V
动力
控制
控制Βιβλιοθήκη 动力R U V动力
控制
1CL
-1QS2 -3QS -2QS2
2CL
1CL 1PL
-1QS2 -3QS -2QS2
2CL 2PL
-1QS1 A V A V
1L
2L
A V
-2QS1 A V
可测量电池单体电压及内阻，同时附带温度传感器 ，对蓄电池进行温度补偿；
电池巡检
采集支路馈线及其他重要的开关量信号； 开关量采集模块 保证控制符合的实际工作电压在规定范围之内。 硅堆调压装置
屏面布置图
直流系统方案介绍
通信方案
接线方案
控制
R V U
动力
控制
R V U
动力
L
CL PL
A
V
A
V
A
V
A
高压直流产生背景
替换的可行性
系统图
接线方案：单母线、单母线分段
与UPS性能比较
知名企业
直流电源
电力操作电源
艾默生 奥特迅 许继 中恒 泰昂 鲁能 玉麟 积累电子 泰坦
通信电源
艾默生 华为 中恒 中兴 台达 易达 动力源 珠江 武汉洲际
高压直流电源
艾默生 华为 中恒 台达 珠江 动力源 奥特迅 科士达
逆变模块：1KVA/2KVA/5KVA/7.5KVA/10KVA DC110V/DC220V，可选带旁路的逆变电源。
蓄电池放电仪：DC48V/DC110V/DC220V; 10A/20A/30A/40A/60A/80A/100A； 更大容量的配置放电屏。
通信电源系统 （高频开关电源）
应用
分类
通信电源
V
试验
试验
控制
动力
R V U
动力
控制
控制
动力
R V U V
动力
控制
V
1CL 2CL 2PL
1L
2L
1PL
L
L
A
V
A
V
A V A V
试验
试验
接线方案
控制 动力
R
控制
R V U
动力
V U
CL
L
PL
A
V
A
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A
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A
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A
V
A
V
试验
试验
控制
动力
R V U V
动力
控制
控制
动力
R V U V
动力
控制
1CL
2CL 2PL
核心部件
整流模块参数：DC220V： 单模块额定输出电流5A/7A/10A/20A/30A/40A； 整流模块参数：DC110V： 单模块额定输出电流：10A/20A/40A。
整流模块
集中监控装置，采集子单元数据，上传至本地及调 度端。
直流监控模块
同时检测母线及支路对地的绝缘状况。 绝缘检测装置
核心部件
必施恩（中国）能源股份有限公司 POWERCOM
直流系统介绍
分类
直流电源
电力直流操作 电源
通信电源
高压直流电源
蓄电池
能量流向图
交流输入 整流模块 直流配电 直流输出
交流正常供电时 交流故障停电时 蓄电池组
系统组成
1、整流模块； 2、监控系统； 3、交流配电系统； 4、直流配电系统； 5、蓄电池系统等。
A
-1QS1 V A V
1L
2L
A V
-2QS1 A V
试验
试验
试验
试验
控制
动力
R V U R U V
动力
控制
控制
动力
R V U R U V
动力
控制
1CL
2CL
1CL
2CL
1L
A V A V
2L
A V A V
A V A V
1L
2L
A V A V
试验
A
V
试验
试验
A
V
试验
其他配套产品
其他可选部件
DC/DC变换模块，通信设备供电，48VDC， 10A/20A/30A/50A/100A; 可提供24VDC通信电压模块。
无源触点
监控模块
至电站监控系统
*)系统不设置硅降压装置时，动力母线和控制母线合并。
系统配置方案
系统组成
1）整流器屏 主要由直流监控设备、整流模块、配电开关、仪表等组成；
2）馈电屏
3）联络屏
主要由配电开关、信号采集模块、绝缘检测装置、调压装置等组成；
主要由联络开关、信号灯等；
4）蓄电池系统 主要由蓄电池、电池巡检等组成。
嵌入式
组合式
分立式
通信电源系统图
通信电源接线图
接线方案：单母线、单母线分段
功率模块分类 整流模块
-48V：5A/10A/15A/20A/25A/30A/50A/100A/200A
24V：40A/50A/75A
选配件
DC/DC变换模块 一次下电装置 二次下电装置
高压直流供电系统 （DC240V）