直流系统介绍
直流系统简介
直流系统简介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。
直流系统介绍精品PPT课件
第一节 直流系统概述
•直流系统基本概念：
（1）浮充电 浮充电是在系统正常运行时，充电装置承担经常负荷，同时向蓄电池组补充充电，
以补充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。 （2）均衡充电
为使长期处于浮充电运行方式的电池能保持正常状态，需定期增大蓄电池的充电 电流，使电池电压保持在2.35V，持续一定时间，待比重较低的电池电压升高后，即 可恢复正常浮充方式。 （3）蓄电池的容量
第二节 直流系统设备
•绝缘监测单元 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。用于主分屏直流系统时，装置可设为主机或分机。
装置采用非平衡电桥原理，实时监测正负直流母线的对地电压和绝缘电阻。当 正负直流母线的对地绝缘电阻低于设定的报警，自动启动支路巡检功能。
直流系统
第一节：直流系统概述 第二节：直流系统设备 第三节：直流系统的运行维护 第四节：直流系统接地
第一节 直流系统概述
•直流系统的定义： 由蓄电池组、充电设备、直流屏及馈电网络等直流设备，组成了电力系统中 发电厂、变电站的直流系统，简称直流系统。
•直流系统的作用： 为发电厂、变电站的开关操作、信号装置、继电保护装置、自动装置、远动 装置、通信设备、事故照明、直流油泵、热工保护和自动控制、交流不停电 电源装置（UPS）等供电。直流系统是发电厂厂用电中最重要的一部分，它 应保证在任何事故情况下都能可靠和不间断地向其用电设备供电。
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。 （4）蓄电池的放电率
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。
直流系统介绍及注意事项
2、系统原理
如右图所示：（#2机220V直流系统） 两路380v的交流电在经过交流互投防雷装置缺相保护装置后通过充
电机把交流电转换成220v直流电，转换后的直流电分两路作为蓄电池和所 带负载的电源。当交流电出现故障， 蓄电池充当电源通过母线给负载送电 ，使之能正常工作。
此外，两路电源（来自厂用PCIA 段2柜的交流电和负载事故照明的直 流电源）在经过事故切换单元后为#1 汽机房、#1电子设备间、#1锅炉和循 泵房、循环水、110KVGIS室事故照 明提供电源。
直流系统
一、概述
1、直流系统的作用
由蓄电池和硅整流充电器组成的直流系统,在发电厂中为控制、信号、继 电保护、自动装置及事故照明等提供了可靠的直流电源。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， 是发电厂安全运行的保证。
2、直流系统运行时的巡视检查项目：
4、蓄电池的充电方式
在我厂直流系统中，蓄电池的充电方式有浮充电方式和均充电方式。 （1）浮充电方式：浮充电方式是将蓄电池与充电设备长期并联运行，由蓄
电池担负冲击负荷，充电设备担负自放电、稳定负荷和冲击负荷后蓄电池的电 能补充，蓄电池长期处于充电状态。
（2）均充方式：为使长期处于浮充电运行方式的电池能保持正常状态， 需定期增大蓄电池的充电电流，使电池电压保持在2.35V，持续一定 时间，待比重较低的电池电压升高后，即可恢复正常浮充方式。
当交流电路或充 电机模块出现故障，蓄电池 组就充当电源，给母线提供
直流电
两路380v的交流电在经过交流 互投防雷装置缺相保护装置后通过充
电机把交流电转换成220v直流电
正常工作时，由来自厂 用PCIA段2柜的交流电供 电。当交流电出现异常，就 由负载事故照明的直流电
直流系统介绍
馈电开关工作位置检查
确认所有需 投在“合位”的馈电 开关均在“合位”
四、直流系统故障判断及处理
4.1直流母线电压高报警 检查母线电压，充电器电流，以判断电压高的原因，如为充电 器输出太大引起，应降低其输出，使母线电压恢复正常。若为 充电器故障造成，则将充电器停用，投入备用充电器。 4.2直流母线电压低报警 检查母线电压，充电器输出电流及蓄电池电流，以判断异常的 原因，如由于负荷过大引起，应提高充电器输出，维持母线电 压正常。若系充电器故障或充电器失去交流电源，致使蓄电池 放电过甚，导致直流母线电压严重降低时，则应迅速恢复充电 器电源，或者停用故障充电器，投入备用充电器。
辅助电源
PWM脉宽 控制
信号调节
输出测量
面
故障保护
微机管理
板
通讯接口(RS232)
集中控制及均流接口
2.1高频开关电源模块原理
电源模块的工作原理是，原边检测控制电路监视交流输入电网的 电压，实现输入过压、欠压、缺相保护功能及软启动的控制；辅助电 源为整个模块的控制电路及监控电路提供工作电源；EMI输入滤波电 路实现对输入电源作净化处理，滤除高频干扰及吸收瞬态冲击；软启 动部分用作消除开机浪涌电流；三相交流输入电源经输入三相整 流、滤波变换成直流，全桥变换电路再将直流变换为高频交流，高频 交流经主变压器隔离、全桥整流、滤波转换成稳定的直流输出；信号调 节、PWM控制电路实现输出电压、电流的控制及调节，确保输出电源 的稳定及可调整性；输出测量、故障保护及微机管理部分负责监
测输出电压、电流及系统的工作状况，并将电源的输出电压、电流显示 到前面板，实现故障判断及保护，协调管理模块的各项操作，并跟系统 通信，实现电源模块的高度智能化。
2.1高频开关电源模块组成部分
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
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升压站110V直流系统图
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直流系统概述
2、直流系统特殊运行方式： 当交流电源故障超过十分钟或连续90天 浮充时，系统自动启动均充并运行以下 自动充电程序：以稳定的充电电流进行 稳流充电，当电压逐渐上升到均充电压 整定值时，自动转为稳压充电，当充电 电流逐渐减小到0.01A后延时1小时，转 为浮充运行。
直流系统倒换
正常运行时，直流系统的任何操作均不 应使直流母线瞬时停电。 当两组母线任一组有接地信号时，禁止 将母线并列运行。 二个直流电源并列，应符合下列条件： 极性相同，电压相等（压差2～3V）。 即直流系统的任一并列操作，必须在并 列点处测量极性正确和电压差满足条件 后（2～3V）方可进行并列。
直流系统的运行
发电运行部
魏英魁
直流系统概述
直流系统主要蓄电池组、高频开关电源充 电装置、直流电源监控系统、微机直流绝 缘、电压检测装置、直流馈线主屏、直流 分电屏、蓄电池巡检仪等组成。 正常以浮充电方式运行，蓄电池和高频开 关充电装置并列运行；有高频充电器向直 流母线和直流负荷供给直流电源，向蓄电 池在小电流浮充电，以补偿蓄电池组的自 放电 。
直流系统倒换
直流母线运行方式的调整以不造成母线 失电为原则。
直流系统图
1Q31
1Q21
1Q22
110VⅠ组蓄电池组停电的操作步骤
断开 1Q31 1Q31 合位 1Q21在 合位 断开 1Q21 1Q22 合上 1Q32 合2Q6 2Q31 合位V直流系统图
1Q31 合位
1Q21 合位 断开 1Q21
1Q22 断位 合 3Q21
3Q21 分位
3Q22 分位
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#3充电机转带#1充电机
• • 当1号充电装置有故障退出系统时由3号充电装置实现为母线供电 和为蓄电池充电的操作顺序： 检查3号充电屏充电开关3Q21、3Q22在分位。 将交流输入开关3Q1合上，模块绿色指示灯常亮，风机正常转动， 模块工作正常监控器显现正常电压显示正常。 将1号充电屏交流输入开关1Q1断开。 将充电开关1Q21断开。 合3号充电屏上充电开关3Q21。
• • • • • • • • • • • 检查两系统电压相等。 在110VⅠ母母联开关两侧验明两母线极性一致。 查直流Ⅰ母#1充电柜1Q21开关在合位。 查直流Ⅰ母#1联络柜1Q31开关在合位。 查110VⅡ母#2充电柜2Q21开关在合位。 查110VⅡ母#2联络柜2Q31开关在合位。 合上#2联络柜隔离开关2Q6。 断开#1联络柜母联1Q31开关。 合上#1联络柜母联1Q32开关。 断开直流Ⅰ母#1充电柜1Q21开关。 退出110V直流Ⅰ母的绝缘监察装置。
直流系统概述
机组的220V直流系统采用单母线接线，两 台机组的220V直流母线间联络开关相联。 220V直流系统供给主厂房事故照明、动力 负荷、交流不停电电源、单元控制楼事故 照明等。另外设有一台#3充电机作为#1、 #2充电机的备用。 升压站110V直流系统采用单母线分段接线， 供给升压站配电装置的控制、信号、系统 保护、NCS等负荷供电，其中每条母线均 有自己的一台充电机和一组蓄电池，另外 设有一台#3充电机作为#1、#2充电机的备 用。
直流系统概述
直流母线不允许脱离蓄电池单独运行。 每台机组110V直流系统各设有直流分屏。 每个直流分屏设两路电源，分别取自机 组的110V直流母线。当110V直流Ⅰ（或 Ⅱ）母线故障或有工作须倒换直流母线 时，先倒换直流分屏上的切换开关，将 直流分屏倒换至另一母线转带。
直流系统概述
正常运行时，直流系统充电模块工作在 浮充电状态，主要提供经常性负荷工作 电源及补偿蓄电池放电损失的电能。
直流系统概述
直流系统电压等级均为110V、220V直流系 统。 每台机组设置两组800Ah的110V直流系统 和一组1600Ah的220V直流系统。升压站设 置两组600Ah的110V直流系统。充电装置 采用微机控制的高频开关电源充电装置。 机组110V的直流系统采用单母线分段接线 方式，段间设联络开关。每台机组的110V 直流系统供给控制、保护、测量负荷。
直流系统概述
机组110直流系统蓄电池：800Ah/2V蓄 电池，电瓶数：52支。机组220V直流系 统蓄电池：GFM 1600Ah/2V蓄电池，电 瓶数：104支。网控110直流系统蓄电池： GFM 600Ah/2V蓄电池，电瓶数：52支。
直流系统概述
1、直流110V系统运行方式： 充电柜上母线和充电柜上蓄电池组开关 之间、 蓄电池组上母线开关和联络开 关之间、 网控110V #3充电柜上蓄电池 开关之间均装有机械闭锁装置，两组开 关不能同时合入。 正常情况下两条直流母线分别由各自的 充电柜供电，两组蓄电池处于浮充电状 态，网控11V #3充电柜处于备用状态。 两条母线之间的联络开关在断位。