变电站二次系统及保护原理

二、直流绝缘检测装臵 当直流系统发生一点接地后应立即进行检查处理，以 避免发生两点接地故障。这就需要设臵直流系统对地 绝缘检测装臵，当直流系统对地绝缘严重降低或一电 接地之后发出告警信号。 直流系统的绝缘 检测装臵的种类很多，但是不管 那种装臵，其构成原理均为点钱平衡原理。目前使用 最广泛的是微机型绝缘检测装臵，不但可以检测全直 流系统对地绝缘状况，还可判断出接地的极性，还能 测试出具体发生接地的直流馈线
直流母线的接线方式；取决于蓄电池组的数量，对直 流负荷的供电方式及充电设备的配臵方式，在大型发电 厂及变电站，直流母线的接线方式为单母线分段或双母 线。根据需要，从每段或每条直流母线上引出多路直流 软件，将直流电源引至全厂或全站的配电室，及控制室 的小母线，或引至动力设备的输入母线上。 从各直流小母线上又分别引出多路出线，分别接至保 护盘，控制盘、事故照明盘或其他直流负荷盘 4、直流监控装臵 为测量，监视及调整直流系统运行状况，及发出异常 报警信号，对直流系统应设臵监控装臵。直流监控装臵 应包括测量表计，参数越线和回路异常报警系统等
直流系统的绝缘检测
前已述及，发电厂变电站的直流系统分布面广， 回路繁多，很容易发生故障或异常，其中最常见的 异常现象是直流系统的接地故障 一、直流系统的接地危害 运行实践表明，直流系统一点接地，容易致使断路 器偷跳。此外，当直流系统发生一点接地后，若 在发生另一点接地后，将可能造成直流系统短路， 致使直流电源中断供电，或造成断路器 误跳或拒 跳的事故发生。 当控制回路发生两点接地后，断路器会发生误跳或 拒跳，
（2）镉—镍蓄电池的正极为氧化镍，负极为镉—铁，
其电解液采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液，并加入少量 的氢氧化铝，电池内部的化学反应为： 2Ni（OH)2+Cd(OH)2=2NiOH+Cd+2H2O(充放电过程 是可逆的)。 （3）电气参数，蓄电池的电气参数包括： a额定电压常用铅蓄电池的额定电压为2-2.5V/只， 镉—镍电池的额定电压为1.25V/只。 b额定容量;是指放电时间10h(或)5h，放电终止电压 为1.8V（铅酸蓄电池）或1V镉—蓄电池时的放电容量。 铅酸蓄电池的容量小的有几十安时，大的有1600Ah， 而镉—镍蓄电池的容量小的有10Ah,大的有500 Ah
三、直流系统接地位臵的检查
（一)接地所在馈线回路的确定
前已述及，危及性绝缘监察装臵，可以确定出接地点 所在馈线回路绝缘检测装臵的直流系统，当出线一点接 地故障之后，运行人员要首先缩小接地点可能所在的范 围，即确定哪一条馈线回路发生了故障。 运行人员确定及地点所在直流馈线回路的具体方法是 “拉路法” 所谓“拉路法”是指：依次、分别、短时切断直流 系统中各直流馈线来确定接地点在回路的方法。 例如，发现直流系统接地后先断开某一直流馈线，观察 接地现象是否消失。若接地现象消失，说明接地电在被 拉馈线回路中，如果接地现象未消失，立即恢复对，该 馈线的供电。再断开另一条馈线进行检查。重复上述过 程，直至确定出线地点的所在馈线。
（二）对直流系统的基本要求 为确保发电厂及变电站的安全经济运行，气直流系 统应满足以下要求 （1）正常运行时直流母线电压的变化应保持在 ±10%额定电压范围内。若电压过高，容易使长期带 电的二次设备（例几点保护装置和知识灯等）过热 而损坏；若电压过低，可能使断路器等设备不能正 常工作。 （2）蓄电池的容量应足够大，以保证在浮充设 备因故停运而其单独运行时能维持继电保护及控制 回路正常运行，要求有人值班的变电所，全所事故 停电后电池的放电容量不低于1小时，无人值班的变 电所事故停电蓄电池放电容量不低于2小时；此外还
（5）当被拉回路中接有输电线路的纵联保护装臵时 （例如高频保护等），在进行拉路之前，首先与调度 员联系，同时退出线路两侧的纵联保护。 当用拉路法找不到接地点所在的馈线回路时，可能 的原因有以下几点： 1）接地位臵发生在充电设备的回路中，或发生在蓄 电池组的内部，或发生在直流母线上。 2）直流系统采用环路供电方式，而在拉路之前没断 开环路时。 3）全直流系统对地绝缘不良。 4）各直流回路互相穿点或有寄生回路。
（5）蓄电池组 发电厂及变电站直流系统的额定电压，通常48V,110V 及220V三种，为取得各种电压，需要将多个蓄电池组串 联起来你，另外为使直流蒂娜元能输出最大的电流，需 要将几个蓄电池组并联使用，直流系统的电压越高，需 串联的蓄电池个数越多，要求直流系统的输出的电流就 越大，需并联的蓄电池支路数越多。 （6）蓄电池的浮充 在充电装臵的直流输出端始终并接着蓄电池和负载， 以恒压充电的方式工作，正常运行时充电装臵在承担经 常性负荷的同时向蓄电池补充充电，以补偿蓄电池的自 放电，使蓄电池组以满容量的状态处于备用，该放电方 式叫做浮充，此时充电电源与蓄电池组并联运行，浮充 方式有全浮充和半浮充两种。
UPS不间断电源概况

不间断电源供电系统的基本结构是一套将 交流电变为直流电的整流/充电装臵和一套 把直流电再度转变为交流电的PWM逆变器。 蓄电池在交流电正常供电时存储能量，此时 它一直维持在一个正常的充电电压上，一旦 市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电 已保证UPS电源交流输出电压的连续性。在 一般情况下，微机用户在遇到市电供电中断 时，需要在蓄电池允许的放电时间（一般是 15-30分钟）进行数据转存等应急操作。
应保证事故发生后能可靠切除断路器及维持直流动 力设备（例如直流油泵）的正常运行，并有一定的 冗余度。 （3）充电设备稳定可靠，能满足各种充电设备的 要求。并有一定的冗余度。 （4）直流系统 的接线应力求简单可靠，便于运行 维护，并能满足继电保护装臵和控制回路供电可靠 性要求。 （5）具有完善的异常事故报警系统及直流电源分 级保护系统，当直流系统发生异常或运行参数越限 时，能发出报警 信号；当直流系统某一支路发生短 路故障时，能快速而又选择性地切除故障馈线，而 不影响其他直流回路的正常运行
变电站直流系统
一、变电站的操作电源
二、操作电源种类 三、直流系统的组成
四、直流系统的绝缘检测及接地检查
五、UPS不间断电源 六、蓄电池的维护保养
七、 UPS不间断电源维护和使用
一、概述 操作电源就是变电站二次设备（包括继电保护
变电站的操作电源
自动装臵、信号设备、通讯、远动、监控系统 和断路器分合闸控制等）的工作电源，操作电 源的可靠性直接关系到电力系统的安全可靠运 行。 二、 操作电源的基本要求 ①要求操作电源具有高度的可靠性 ②操作电源要有足够的容量 ③操作电源 要有良好的供电质量 ④操作电源应维护方便安全经济 三、操作电源 的种类
C短路电流：短路是电池共处电流大小，决定于蓄 电池的电动势，内阻及外回路的电阻。当外回路的电 阻等于零时，镉镍蓄电池可供出的最大短路电流为 15—58A （4）蓄电池的充电，蓄电池的充电方法，通常采用 恒流的充电方法，充电的种类有初充电、正常充电和 均衡充电三种。为提高蓄电池的放电性能，新的蓄电 池在交付使用前，为完全达到荷电状态所进行的第一 次充电称之为初充电，对已经放过电的蓄电池充电称 之为正常充电。为补偿蓄电池在使用过程中产生的电 压不均匀现象使其恢复到规定的范围内而进行的充电 成为均衡充电
（6）宜使用具有切断直流负载能力的不带热保护 的小空气开关取代原有的直流熔断器，小空气开关 的的顶工作电流应按最大动态负荷电流的1.5倍～2 倍选用。 （7）对配置了双重化保护的厂站还应要求直流系 统的备用冗余配置，易配置两组蓄电池，各带一段 直流母线，每组蓄电池的容量应能带全站负荷，两 端直流母线正常分裂运行时，事故时可通过和幕帘 开关的方式实现备用，双重化配置的保护各在一个 直流段上运行

用上述方法确定姐弟点所在馈线回路时，应注意以下 几点 （1）应根据运行方式、天气状况及操作情况，判断 接地点可能所在的范围，以便在尽量少的拉路情况下 能迅速的确定接地点的位臵。 (2)拉路顺序的原则是先拉信号回路及照明回路，最 后拉操作回路；先拉室外线回路，后拉室内线回路 。 （3）断开每一馈线的时间不超过3s,不论接地是否在 被拉回路上，应尽快回复供电。 （4）当被拉回路中接有继电保护装臵时，在拉路之 前应将直流消失后容易误动的保护（例如发电机的误 上电保护、启停机保护）等退出运行。
一、直流系统的组成
发电厂、变电站的直流系统主要由直流电源、直流 母线、只直流馈线等组成。直流电流包括蓄电池及充 电设备；直流馈线主要由干线和馈线构成。 1、蓄电池 主要由酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类，长用酸性 蓄电池是铅蓄电池，而常用的碱性蓄电池是镉—镍蓄 电池。它们的化学方程式如下： （1）铅蓄电池的正极为二氧化铅，负极为铅（海 绵铅），电解液是硫酸溶液工作时蓄电池内部的化学 反应为:PbO2+Pb+2H2SO4 =PbSO4+2H2O(充电放电的 过程是可逆的)电池在放电时，正负极均生成硫酸铅， 而消耗硫酸，充电与放电的过程相反，其正负极的硫 酸铅分别反应生成二氧化铅及海绵铅，同时生成硫酸
2、充电设备 为补偿电池运行中的功率损耗，维持电压及增大短路容量， 需要经常对蓄电池充电。 充电设备通常采用将三相交流整流、滤波及稳压的交流— 直流转换装臵，应满足以下要求。 （1）充电设备输出电压及对于直流电压为110V的直 流系统，充电设备输出电压的调节范围应为90—160V；对 额定电压为220V的直流系统，充电设备输出电压的调节范 围为180V—310V （2）具有维持恒定的输出电压及恒定输出电流的调节功 能，对于用可控硅整流设备作为充电装臵时首先输入电压 在额定电压的+5%—-15%范围内变化及输出负荷电流在额定 电流0%—100%范围内变化时，输出稳定电流的误差小于 +5%
一台设计良好的UPS包括以下几部分
（1）交流输滤波回路及整流回路 （2）蓄电池及充电回路 （3）PWM脉冲宽度调制型滤波器
当A、B两点接地或A、C两点接地或A、D两点接地时，跳闸线圈TQ将有电 流通过，致使断路器跳闸；而当C、E两点接地，或B、E两点接地或D、E两 点接地时。可导致断路器拒跳，或由于跳闸中间继电器不能启动而在继电 保护动作后，断路器不能跳闸的现象发生。 另外，当A、E两点同时接地时，将造成直流电源正极与负极之间的短路 故障，致使熔断器1FU、 2FU要熔断，导致控制回路直流电源消失。由于断 路器线圈的动作电压较低，当站内的直流系统对地电容较大时，跳合闸线 圈前的回路一点接地也会造成断路器的误跳误合