直流系统的运行

GZDW高频开关电力操作电源培训手册 第二章设计选型及系统基础知识 1 直流系统的运行 1、常用名词术语 （1）直流设备：蓄电池阻及充电、整流设备、馈电屏及直流网络 （2）电力操作电源：适用于大中小型发电厂、变电所，作为高压断路器直流操作机构的分/合闸、继电保护、自动装置、 信号装置等使用的操作电源及事故照明和控制用直流电源称为电力操作电源。

（3）充电模块：采用模块化高频开关PWM变换技术，将交流变成直流的静止型电力变换器，其主要功能是实现蓄电池的均/浮充功能，所以称为充电模块。 （4）充电/浮充电装置：多个充电模块并联，实现蓄电池均/浮充充电和常规负荷供电功能的装置。 （5） 监控模块：电力操作电源系统的充电模块统一受控于一台中央控制系统，该系统采用模块化结构，实现系统的“四遥”功能，这样的系统称为监控模块。 （6） 均衡充电：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，以及大容量放电后的补充充电，通称为均衡充电。 （7） 浮充电：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。 （8） 正常充电：蓄电池正常的充电过程，即由均充电（包括限流均充和恒压均充两个过程）转到浮充电的过程。 （9） 定时均充：为了防止电池处于长期浮充电状态可能导致的电池单体容量不平衡，而周期性地以较高的电压对电池进行均衡充电。 （10） 限流均充：以不超过电池充电限流点的恒定电流对电池充电。 （11） 恒压均充：以恒定的均充电压对电池充电。 （12） 控制负荷：用于电气和热工的控制、信号装置和继电保护、自动装置以及仪器仪表等小容量负荷称为控制负荷。这类负荷在发电厂、变电所中数量多、范围广，但容量小。 （13） 核对性放电：在正常运行中的蓄电池组，为了检验其实际容量，以规定的放电电流进行恒流放电，只要有单节电池达到了规定的放电终止电压，即停止放电，然后根据放电电流和放电时间，计算出蓄电池组的实际容量，称为核对性放电。 GZDW高频开关电力操作电源培训手册 第二章设计选型及系统基础知识 2 （14） 终止电压：蓄电池容量选择计算中，终止电压是指直流系统的用电负荷，在指定放电时间内要求蓄电池必须保持的最低放电电压。对蓄电池本身而言，终止电压是指蓄电池在不同放电时间内及不同放电率放电条件下允许的最低放电电压。一般情况下，前者的要求比后者要高。 蓄电池放电终止电压与充放电电流 蓄电池类别 标称电压 (V) 放电终止电压 (V) 额定容量 (Ah) 充放电电流 (A)

防酸蓄电池 2 1.8 C10 I10

阀控蓄电池 2 1.8 C10 I10 6 5.25（1.75×3） C10 I10 12 10.5（1.75×6） C10 I10 镉镍蓄电池 1.2 1.0 C5 I5

（15）阀控式密封铅酸蓄电池( “免维护”电池)：蓄电池正常使用时保持气密和液密状态，当内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体，当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，使其密封。蓄电池在使用寿命期间，正常使用情况下无需补加电解液. 阀控式密封铅酸蓄电池除不测量密度，不添加蒸馏水之外，其它维护工作和一般蓄电池同等对待。

（16）蓄电池容量：充足电的蓄电池放电至终止电压所输出的电量，在恒定电流放电时容量Q=It（Ah） 当故障蓄电池数量达到整组蓄电池的20%及以上时，应更换整组蓄电池； 蓄电池组达不到额定容量的80％及以上时，应更换整组蓄电池。 2、直流电源原理 两路交流输入经交流配电单元互投后选择其中一路交流输入提供给充电模块；充电模块

交流配电单元充电模块充电模块充电模块充电模块降压硅链蓄电池组

合闸回路控制回路绝缘检测

集中监控单元充电模块

远方监控系统

I路

II路GZDW高频开关电力操作电源培训手册 第二章设计选型及系统基础知识 3 输出稳定的直流电源，一方面对蓄电池组补充充电和提供合闸输出，另外通过降压单元提供控制输出，为负载提供正常的工作电流；绝缘监测单元可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况；集中监控单元可实现对交流配电单元、充电模块、直流馈电、绝缘监测单元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各单元的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操作员的监控。 目前国内电力用操作电源系统接线主要分为以下几种方式:  以母线分段为标准可分为 单母线接线方式、单母线分段接线方式、双母线接线方式等；  以降压装置为标准可分为 带降压装置接线方式和不带降压装置接线方式；  以充电机和蓄电池组数为标准可分为 一组充电机一组蓄电池方式、二组充电机一组蓄电池方式、二组充电机二组蓄电池方式、三组充电机二组蓄电池方式等。 下面例举几种比较典型的接线方式 图2-1：一组充电机一组蓄电池单母线无降压装置 图2-2：一组充电机一组蓄电池单母线带降压装置 图2-3：二组充电机一组蓄电池单母线带降压装置 图2-4：一组充电机一组蓄电池单母分段带降压装置 图2-5：二组充电机一组蓄电池单母线分段无降压装置 图2-6：二组充电机二组蓄电池双母线带降压装置 图2-7：二组充电机二组蓄电池双母线无降压装置 图2-8：三组充电机二组蓄电池双母线无降压装置 培训讲义 4 图2-1：一组充电机一组蓄电池单母线无降压装置 培训讲义

5 图2-2：一组充电机一组蓄电池单母线带降压装置 培训讲义

6 图2-3：二组充电机一组蓄电池单母线带降压装置 培训讲义

7 图2-4：一组充电机一组蓄电池单母分段带降压装置 培训讲义

8 图2-5：二组充电机一组蓄电池单母线分段无降压装置 培训讲义

9 图2-6：二组充电机二组蓄电池双母线带降压装置 培训讲义

10 图2-7：二组充电机二组蓄电池双母线无降压装置 培训讲义

11 图2-8：三组充电机二组蓄电池双母线无降压装置 培训讲义

12 3、蓄电池的运行： （1）外观巡视检查： 壳体应无变形、裂纹、损伤，密封良好、外观清洁； 蓄电池的正、负极柱必须极性正确，并应无变形； 连接条、螺栓及螺母应齐全，无锈蚀； 检查蓄电池是否有漏液现象；安全阀是否良好。 （2）电压检查 镉镍蓄电池组在正常运行中以浮充方式运行，高倍率镉镍蓄电池浮充电压值宜取（1.36~1.39V×N\均衡充电压宜取（1.47~1.48）V×N;中倍率镉镍蓄电池浮充电压值宜取（1.42~1.45）V×N\均衡充电压宜取（1.52~1.55）v×N,浮充电流值宜取（2~5）mA×Ah.

阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，浮充电压值宜控制为（2.23－2.28）V×N，在运行中主要监视蓄电池组的端电压值，浮离电流以值，每只蓄电池的电压值、蓄电池组及直流母线的对地电阴值和绝缘状态。 阀控蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压值的规定 V

阀控式密封铅酸蓄电池 标称电压 2 6 12 运行中的电压偏差值 ±0.05 ±0.15 ±0.13

开路电压最小电压差值 0.03 0.04 0.06

放电终止电压值 1.08 5.40（1.80×3） 10.80（1.80×6） 备用搁置的蓄电池，每3个月进行一次补充充电。 （3）异常及处理 镉镍蓄电池组的运行维护 a) 镉镍蓄电池液面低 每一个镉镍蓄电池，在侧面都有电解液高度的上下刻线、在浮充电运行中、液面高度应保持在中线，液面偏低的，应注入纯蒸馏水，使电整组电池液面保持一致。每三年更换一电解液。 培训讲义 13 b) 镉镍蓄电池"爬碱" 维护办法是将蓄电池组外壳上的正负极柱头的"爬碱"擦干净，或者更换为不会产生爬碱的新型大本镉镍蓄电池。 c) 镉镍蓄电池民容量下降，放电电压低

阀控蓄电池的故障及外理 a) 阀控蓄电池壳体异常 造成的原因有：充电电流过高，充电电压超过了2.4V×N，内部有短路局部放电、温升超标、阀控失灵。处理方法：减小充电电流以后，降低充电电压，检查安全阀体是否堵死。 b) 运行中浮充电压正常，但一放电，电压很快下降到终止电压值，原因是蓄电池内部失水干涸、电解物质变质。处理方法是更换蓄电池。 4、充电装置运行： a)运行参数监视 运行人员及专职维护人员，每天应对充电装置进行如下检查：三相交流电压是否平衡或缺相，运行噪声有无异常，各保护信号是否正常，交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值等各表计显示是否正确，正对地和负对地的绝缘状态是否良好。 b) 运行操作 交流电源中断，蓄电池组将不间断地供出直流荷，若无自动调压装置，应进行手动调压，确保母线电压的稳定，交流电源恢复送电中，应立即手动启动或自动启动充电装置，对蓄电池组进行恒流限压充电→恒压充电→浮充电（正常运行）。若充电装置内部故障跳闸，应及时起动备用充电装置代堬故障充电装置，并及时调整好运行参数。 c) 维护检修 运行维护人员每月应对充电装置作一次清洁除尘工作。大修作绝缘试验前，应将电子元件的控制板及硅整流元件断开或短接后，才能作绝缘和碉压试验。若控制板工作不正常、应停机取下，换上备用板，充电装置，调整好运行参数，投入正常运行。 5、直流绝缘监察装置