直流系统的组成、原理及异常处理教案

宜昌三峡全通涂镀板有限公司传承超越团结奋进凡是有人的地方就有全通的产品直流系统的组成、原理及异常处理教案组织单位：变电站授课老师：李正云联系方式：610689培训对象：运行乙班、丙班培训时间：2012年3月2日培训地点：220kV变电站会议室培训方式：面授培训内容：变电站直流系统的组成、原理及异常处理（总第五期）培训提纲：1、涉及到直流系统的关键词的简单定义2、站用直流系统的简介3、站用直流系统配置4、直流充电柜充电模块简介5、直流系统主监控模块简介6、站用蓄电池的配置情况7、直流系统的巡视检查8、直流系统的运行及注意事项9、直流馈电屏名称设备介绍及馈电接法探讨10、直流系统的接线运行方式：11、直流系统停电倒换方案12、直流系统的的异常和故障处理宜昌三峡全通涂镀板有限公司传承超越团结奋进凡是有人的地方就有全通的产品培训内容1、涉及到直流系统的关键词的简单定义：在讲解直流系统工作原理之前，我们先给平时用到的几个关键词的定义：（1）控制电源：是为断路器二次控制回路提供的电源，电流较小，用来控制继电器，接触器的动作，传递信号。（2）操作电源：操作电源是开关分、合闸回路中用于分合闸的动力电源。一般电流较大。（3）保护装置电源：对保护装置提供电源。（4）储能电源：对弹簧操作机构进行储能，电流较小。（记住在开关分闸后在合闸前一定要将储能电源给上，以免发生事故）（5）充电模块：模块化高频开关PWM（电力电子变换器脉宽调制）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。（6）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。（7）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。（8）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。（9）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。（10）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。（11）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。（12）恒压均充：以恒定的均充电压对电池充电。交流不停电电源：直流变交流的电源，对后台机，SF6气体监控装置等提供电源。2、220kV站直流系统的简介我站直流系统采用珠海泰坦科技股份公司组屏，采用智能化高频开关电源技术，模块化设计，具有电池智能充放电管理、电池电压巡检、宜昌三峡全通涂镀板有限公司传承超越团结奋进凡是有人的地方就有全通的产品电池容量和电池内阻检测、母线及馈电支路的在线绝缘接地检测等监控系统功能，并通过接口实现与自动化系统对接。直流系统的基本组成部件及其基本功能如下：（1）充电模块：完成AC/DC变换，实现系统最为基本的功能；（2）交流配电：将交流电源引入分配给各个充电模块，扩展功能为实现两路交流输入的自动切换；（3）直流馈电：将直流输出电源分配到每一路输出；（4）主监控和子监控：监控将系统的交流、直流中的各种模拟量、开关量信号采集并处理，与主监控进行信息交换。主监控进行系统管理，包括电池管理和实现后台远程监控。批注：（1）高频开关电源的优点？高频开关电源具有稳压、稳流精度高，体积小、重量轻、效率高，输出纹波及谐波失真小、自动化程度高等优点，现在变电站及发电厂广泛使用。。（2）AC/DC电压变换的指标（三相四线制的AC380/DC220）（3）直流电压在变电站的作用？直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、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，对变电站安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。（4）两路交流输入的自动切换的好处？当两台所用变开关供电时其中任意一台所用变和开关导致故障，始终自动切换带电的交流输入，不至于断开充电机的交流输入电源。（5）几路交流配电电源？俩台充电机组各有俩路交流配电电源，每台充电机组各接两台所变的出线开关。（6）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。3、220kV站直流系统配置：包括两组蓄电池组（蓄电池型号：GFM-400，104瓶，由珠海泰坦科技股份有限公司生产。）、两组直流充电柜、四组直流馈电柜、一组直流宜昌三峡全通涂镀板有限公司传承超越团结奋进凡是有人的地方就有全通的产品联络柜组成。此外，在I、II段直流馈电柜上一套微机直流接地监测装置（型号TEP-G-E）；在Ⅲ、Ⅳ段直流馈电柜上一套微机直流接地监测装置（型号TEP-G-E）；在1#、2#充电柜上各有一套直流电源监控器（型号TEP-I-G）。每个充电整流屏上装有5台充电模块（四台运行、一台备用）。在直流联络柜上有两套分布式电池巡检装置（型号TEP-B-D）。不间断电源UPS柜一面，由交流配电、整流模块、监控器、直流馈电、蓄电池组、降压单元、绝缘监测、电池监测、UPS装置、机柜等部分组成。4、直流充电柜充电模块简介充电屏配有五个TEP-M20/220-F型智能型风冷式电力用高频开关充电模块。五个模块可并机工作，任一模块发生故障退出运行，其他模块仍可继续并机工作，故障模块修复后，也可随时投入运行。充电模块的主要功能：调节控制方式、模块地址、综合故障接点、自主均流、短路保护、保护自动恢复、模块状态指示。直流充电屏上的充电模块有两种工作模式：自控和监控。通常工作在监控方式，由电源监控器协调控制全部充电模块的均流输出，每个模块的输出电流、开关状态、故障状态和在位状态都可以被监控器读出显示。当监控器发生故障或拔出检修时，充电模块自动进入自控工作方式，输出电压服从出厂设定值，输出电流只受各自最大输出电流的限制。互相之间自主低差均流，可以长期工作在自主方式下而不损坏。模块面板上有四个信号灯：通讯、运行、电源及告警灯。其中“通讯”灯为绿色，亮表示监控正常；“运行”灯为绿色，亮表示自控工作；“电源”灯为红色，亮表示充电工作；“告警”灯为红色，亮表示告警。充电模块具备输出过流保护、交直流过欠压保护。当温度大于设定温度的最高值60℃时，模块无输出，并报警；当整流故障时模块无输出，并报警；风扇停时报警。注释：对充电装置的一般要求整流装置的输出电压、电流的调节范围应满足蓄电池组在充电、浮充电、均衡充电等运行状态下的要求。整流器应具有定电流恒电压的性能，能以自动浮充电、自动均衡充电、手动充电三种运行方式。纹波系数：纹波系数是充电和浮充电装置的一个主要参数。对浮充电装置尤为重要。纹波系数大，意味着直流系统中的交流分量大，容易引起静态保护的不正确动作，也容易造成蓄电池的脉动充放电，影响蓄电池的寿命。按继电保护规程要求，在充电、浮充电装置不与蓄电池并宜昌三峡全通涂镀板有限公司传承超越团结奋进凡是有人的地方就有全通的产品联时，纹波系数不大于5%，直流系统设计规程要求不大于2%。对稳压精度的要求：要求充电、浮充电装置具有较高的稳压精度，才能保证蓄电池的正常运行。提出稳压精度的要求，一方面是由于交流电源有可能出现±10%的电影变化，另一方面是蓄电池本身对充电、浮充电电压的变化范围的要求。整流器内应有限流功能，使其外特性曲线的斜率较大，在与蓄电池组并联，负荷中出现冲击电流时，大部分电流应由蓄电池组承当，以防止整流器出现过电流而跳闸。此外，整流器还应设有短路保护、过电压保护和故障信号。整流器的交流输入宜为三相制，额定电压为380V±10%，额定频率为50Hz。5、直流系统主监控模块简介监控系统是直流系统的控制和管理中心，其主要任务是：对直流电源系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取其中的各种运行参数和状态，并根据测量数据及运行状态进行实时处理，以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动精确管理，保证其工作的连续性、安全性和可靠性。本站直流系统采用TFP-B-D型主监控模块，采用大屏幕中文液晶显示，带背光，有屏保（15分钟）。TFP-B-D型主监控模块控制5个充电模块，同时对电池组进行智能充电管理，带电池温度补偿，并带通讯接口。面板上键盘使用说明如下：“翻页”键用于显示屏的切换；显示屏显示次序如下：第一屏显示直流合母和控母电压、电池状态（均充或浮充）、模块电流（本屏所有投入运行模块电流之和）、电池电流及温度（蓄电池的环境温度，由蓄电池屏内的测温探头测得）；第二屏显示两路交流输入电源运行情况；第三屏显示模块投退状态及模块电流；第四屏显示蓄电池电压（一个数据代表6瓶电池电压之和）；第五屏显示故障信息记录（从最新一次开始显示，如无记录则无第五屏显示）。“确认键”与“返回键”同时按下，进入设置屏（禁止运行人员进行此项操作）；“移项键”用于每个设置屏中各选项的切换；“增加”、“减少”键用于每个设置屏中每个参数的改变；“确认”键用于确认输入的参数值有效；“返回”键用于返回常态屏或返回上级菜单；在常态屏时，不允许宜昌三峡全通涂镀板有限公司传承超越团结奋进凡是有人的地方就有全通的产品长按“返回”键不放，若长按“返回”键会改变系统设置。各种报警信息状态显示如下：喇叭声报警、“故障”信号灯亮，同时监控器显示屏显示确切“当前报警信息”内容。总结：输入特性序号项目指标备注1交流输入电压AC380V±20%三相四线2交流输入频率50Hz±10%输出特性序号项目指标备注1输出电压可调范围180～320V连续可调（220V系列）2额定输出电流满足所有直流负荷3稳压精度广4并机均流不平衡度≤±5%纹波系数＝（直流电压中的脉动峰值－直流电压中的脉动谷值）÷直流电压平均值监控模块的特性序号项目指标备注1遥信将交流输入过、欠压，输出过、欠压，过热，均/浮充，开/关机和故障信号送监控器2遥测测量充电模块的输出电压、电流并送监控器3遥控根据监控器命令，控制充电模块的均/浮充转换或开/关机当充电模块失去与上级联系时，具备手动控制均/浮充转换或开/关机功能4遥调根据监控器命令，调节充电模块的输出电压和稳流充电模块同时具备手动调节输出电压和稳流功能宜昌三峡全通涂镀板有限公司传承超越团结奋进凡是有人的地方就有全通的产品5显示充电模块设有数字表，可显示模块的输出电压和电流6、蓄电池的配置情况本站直流系统蓄电池共有两组，每组有104个蓄电池组成，容量为400AH/2V，两组蓄电池各自独立运行，不允许将两组蓄电池并列运行。7、事故照明（220kV站及110kV站事故照明电源区别）220kV站装置概况：事故照明装置接直流馈线屏，室内事故照明电源有主控室、蓄电池室、所用变低压配电室、10kV配电室、GIS室、1#、2#、3#SVC室，当停电等原因造成所用变失电，220kV事故照明灯需要手动合上，为防止站内停电事故保证事故照明，事故照明电源箱就近装设在主控室座位后面，值班人员可最快时间就能手动合上事故照明电源。110kV站装置概况：事故照明装置与站直流系统是分开的。当所用电消失时，事故照明装置将控制室、所用变低压配电室、GIS室、10kV配电室、SVC室、所用变低压配电室的检无压事故照明灯（应急灯）自动点亮，无需人工手工合闸。当所用电恢复时，事故照明装置检无压事故照明灯（应急灯）自动熄灭，恢复充电，无需人工分闸。注释：因220kV站室内占地面积较大，事故照明装置接直流馈线屏是为了事故照明装置使用更长时间，不用维护，一劳永逸。但也曾在着隐患，如果220kV站值班人员在晚上巡检时，遇突然停电事故，那么你将在黑暗中摸索通往室外的大门，建议我们不吸烟（带打火机）的值班员晚上要带手电筒巡检，特别是我们的女同志遇事不要惊慌，这个时候马上给操作室的同伴打电话手动合上你所在的设备区域事故照明，不要没有处理停电事故就把自己弄成人身事故！110kV站室内