直流系统基础知识及其运行维护1

2、直流系统的组成结构
直流蓄电池：
蓄电池的容量及自放电：蓄电池的容量，就是蓄电池放电到 某一允许最小电压（或称终止电压）的过程中所放出的电量， 以安时Ah）表示。蓄电池的容量与极板类型，电解液的比重， 放电电流的大小与工作温度等因素有关。放电率可用放电电流 大小或放电到终止电压的时间长短表示。蓄电池充电后，无论 工作或不工作，其内部都有放电现象，这种现象成为自放电。 这是由于电解液上下层比重不同，极板上下电势不等和正负极 板上下之间的均压电流引起蓄电池有自放电，同时电解液中含 有金属杂质沉淀在极板上会形成局部短路，也会引起蓄电池有 自放电。由于自放电现象的存在增加了蓄电池的内部损耗。 蓄电池即使没有工作，一定时间后也必须进行充电检查，以 免损坏。
1、直流系统作用
直流系统原理：
系统交流输入正常时，两路交流输入经过交流自动切换控 制选择其中一路输入，并通过交流配电给各个充电模块供电。 充电模块将输入三相交流电转换为220V/48V直流，经隔离二 极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给直流负载供 电。
系统中的监控部分对系统进行管理和控制，信号通过采集 处理后，再由监控模块统一管理，在液晶屏上提供人机操作界 面，并可以接入到远程监控系统。系统还可以配置绝缘监测仪 或绝缘监测继电器，监测母线绝缘情况。
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
监控系统（集中监控器）原理图
键盘显示
绝缘监测仪 数字表计
电池巡检仪 DC/DC模块 充电机1，2组
光 电 隔 离
串 行 总 线
光
电
CPU
隔
主板控制
离
继
电
稳流模块
器
板
电流采样输入
RTU 开关量输入
开关量输出 光字牌
报警指示
2、直流系统的组成结构
蓄电池：
蓄电池工作原理 ：蓄电池的正极板和负极板插入电解液中时， 发生化学反应，由于正负极板材料不同，正负极板电位不同， 正负极板便产生电位差。在外电路没有接通时，正负极板之间 的点位差就是蓄电池的电势；在外电路与负载接通时，就有电 流流过负载，也既是蓄电池向负载放电。当蓄电池放电后将负 载断开，使其与直流电源相连。（由交流经整流设备向直流电 源供电，直流电源再给负荷供电，当交流电源失去时，由蓄电 池作为备用电源向负载供电，保持供电可靠性，放电完成后， 与负载断开，所放电量不一定能够维持到交流电有电状态，不 能维持则系统将停电，所以必须尽快检修。
主要构成 ：容器、电解液和正、负电极构 成。
分类：分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。 酸性蓄电池端电压较高、冲击放电电流大， 适合于断路器跳、合闸的冲击负荷，但酸性 蓄电池寿命短，运行维护比较复杂。碱性蓄 电池体积小、寿命长、运行维护简便，但事 故放电时电流较小。目前广泛运用酸性蓄电 池。
2、直流系统的组成结构
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
整流模块（充电模块、充电机）：电 力整流模块就是把交流电整流成直流电 的单机模块，通常是以通过电流大小来 标称（如10A模块、20A模块，还有3050A模块等等），按设计理念的不同也 可以分为：风冷模块、独立风道模块、 自冷模块、自能风冷模块和自能自冷模 块。它可以多台并联使用，实现了N+1 冗余。模块输出是220V稳定可调的直 流电压。模块自身有较为完善的各种保 护功能如：输入过压保护、输出过压保 护、输出限流保护和输出短路保护等。
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
绝缘监测单元（绝缘监测仪） ：奥特迅直流屏实现直流馈线 绝缘监测的三大元件（绝缘检测仪、馈线绝缘监测小CT、单 极接地空开）
变电站220V直流屏各个模块作用：
奥特迅JKQ2000D监控系统（集中监控器）后面板 (1) 显示器；(2) 光字牌；(3) 功能键；(4) 光标移动键；(5) 数
字键；(6) 清屏键；(7) 确认键。
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
许继直流电源监控系统（集中监控器）照片
2、直流系统的组成结构
一 直流系统作用 二 直流系统组成结构 三 直流系统运行方式 四 直流系统维护 五 直流系统常见故障处理
一 直流系统作用 二 直流系统组成结构 三 直流系统运行方式 四 直流系统维护 五 直流系统常见故障处理
1、直流系统作用
直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它 使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、 事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源 的电源设备。
直流屏：直流屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、 绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元及 一系列的交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等配电单 元组成。
2、直流系统的组成结构
蓄电池：
定义：蓄电池是既能把电能转化为化学能 储存起来，又能把化学能转变为电能供给负 载的化学电源设备 。
充电/浮充电装置采用多个智能高频开关电源模块并联，N+1 热备份工作。智能高频开关电源模块数量可按如下公式选择 （即确定N的数值）：
N×模块额定电流≥Ij+Ic10
Ij-------直流系统最大经常性负荷
Ic10-----满足蓄电池要求的充电电流 (阀控式铅酸电池为0.1-0 .2C10) 。
直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系 统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证 由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流 屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和 安全性。
1、直流系统作用
变电站直流系统为电气设备的控制、信号、合闸回路、继 电保护、热控自动装置及事故照明等提供可靠的不间断直 流电源。直流电源系统的可靠与否，是保证变电站安全运 行的决定性条件之一。
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
监控系统（集中监控器）：监控系统是整个直流系统的控制、 管理核心，其主要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行 长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量 数据及运行状态及时进行处理，并以此为依据对系统进行控制， 实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可靠性和 安全性。监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是触 摸屏型。：监控系统提供人机界面操作，实现系统运行参数显 示，系统控制操作和系统参数设置。
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
奥特迅ATC230M10整流模块前面板
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
奥特迅ATC230M10整流模块后面板
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
奥特迅ATC230M20整流模块前面板
2、直流系统的组成结构
直流系统作用
直流系统原理：
交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，由电池向负 载供电。监控模块监测电池电压、电流和放电时间，当电池放 电到一定程度时，监控模块告警。交流输入恢复正常以后，监 控模块根据电池放电情况自动选择充电方式，控制充电模块对 电池进行充电。系统工作时的能量流如下图所示：
交 流 输 入
直流系统基础知识 及其运行维护
使用电器/电气设备过程中， 有什么办法应对停电？
笔记本电脑，配置电池。 手机、平板电脑，配置充电宝。 台式电脑，配置小型UPS。
在变电站内，配置直流系统、UPS系统（不间 断交流电源系统）
收益
掌握直流系统各部件的组成、原理及作用。 掌握直流系统、蓄电池的运行维护要求。 了解直流系统常见故障处理方法。
变电站220V直流屏各个模块作用：
绝缘监测单元（绝缘监测仪）：直流系统绝缘监测单元是监 视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对地漏电阻， 此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时， 就会发出告警信号。直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监 测、支路绝缘监测。【在220V直流系统中，设置绝缘值低于2 5KΩ时，装置开始报警；在48V直流系统中，设置绝缘值低于 1.7KΩ时，装置开始报警】
隔镍碱性蓄电池： 电池内阻低、可 靠、牢固、温度 特性好、运行维 护方便、寿命长， 可以具有良好的 高倍率放电性能， 适合于经常直流 负荷较小但冲击 负荷较大的变电 站使用。
阀控式密封铅酸蓄电 池：具有良好的铅酸 蓄电池性能，维护工 作量少，且由于没有 酸雾和氢气排出，可 以与成套直流电源柜 一起安装。具有良好 的铅酸蓄电池性能， 维护工作量少，且由 于没有酸雾和氢气排 出，现为变电站常用 蓄电池类别。
2、直流系统的组成结构
直流蓄电池的容量选择：
电池容量选择要进行直流负荷的统计，直流负荷按性质分为 经常负荷、事故负荷、冲击负荷。 经常负荷主要是保护、控制、自动装置和通信设置。 事故负荷是指停电后必须由直流系统供电的负荷，如UPS、 通信设置等。
冲击负荷是指极短时间内施加的大电流负荷，比如断路器分、 合闸操作等。
根据上述三种直流负荷（经常负荷、事故负荷、冲击负荷） 统计，就可以计算出事故状态下的直流持续放电容量。
2、直流系统的组成结构
直流蓄电池的容量选择：
220KV的变电站直流系统的蓄电池一般选择两组电池，每组 蓄电池容量是300AH-400AH； 110KV变电站直流系统的蓄电池一般选择一组电池，每组蓄 电池容量是200AH-300AH。
变电站220V直流屏各个模块作用：
奥特迅ATC230M20整流模块后面板
2、直流系统的组成结构
变电站220V直流屏各个模块作用：
奥特迅ATC230M 10 M20额定电流比 M10大； M20比M10多处 一个三极空开 奥特迅ATC230M 20
2、直流系统的组成结构
对应直流蓄电池的充电模块数量的配置：
2、直流系统的组成结构