直流系统及UPS系统

华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材1直流系统和UPS（集控巡检培训）发电运行部培训教材华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材21.直流系统华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材3直流系统在发电厂中的作用和地位发电厂的直流系统，主要用于对开关电器的远距离操作、信号设备、继电保护、自动装置及其他一些重要的直流负荷(如事故油泵、事故照明和不停电电源)的供电。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。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材4蓄电池组在大型发电厂直流系统中采用蓄电池组作为直流电源。蓄电池组是一种独立可靠的电源，它在发电厂内发生任何事故，甚至在全厂交流电源都电源都停电情况下，仍能保证直流系统中的用电设备可靠而连续的工作。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材5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，定期核对性放电等工作还是要开展。•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。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材6胶体蓄电池的概述•胶体蓄电池采用特制的软固体状的硅凝胶电解质代替原铅酸蓄电池的硫酸电解液，其它工作原理与铅酸蓄电池基本类同。•胶体蓄电池所用的电解质是由纯净硅溶胶和一定浓度的硫酸混合配制而成，其中添加多种有用的元素，对提高容量、增强稳定性、减少自放电等有明显效果。结构上采用特制的单向安全阀、保湿层保护了阴极不被氧化，降低了水耗，减少了自放电。•胶体蓄电池具有电压高，容量足，稳定可靠，无渗酸，无溢酸，自放电小，寿命长，耐过充、过放性能好，耐热、耐寒性能好，维护量小等优点，广泛应用于发电厂、变电站的直流操作合闸电源、通信设备、计算机电源。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材7蓄电池的容量•蓄电池的容量是指蓄电池以某一恒定的电流放电到终止电压时所能放出的电量，即放电电流安培数与放电时间小时数的乘积，可用下式计算：C——蓄电池的容量(Ah)；If——放电电流(A)；tf——放电终止电压(1.75~1.85V)的时间(h)。•铅酸蓄电池的额定容量，一般以10h放电容量作为额定容量。fftIC华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材8发电厂直流系统的配置•大型发电厂中设有多个彼此独立的直流系统。例如：单元控制室直流系统、网络控制室直流系统、输煤直流系统、脱硫直流系统等。•600MW机组的大型电厂，单元控制室和升压站直流系统的设备，应满足继电保护装置主保护和后备保护由两套独立直流系统供电的双重化配置原则。•一般每台发电机组设置两套110V直流系统，为继电保护、控制操作信号设备及自动装置等直流负荷供电，其主要负荷是控制操作回路设备，故电厂中又常称这种直流电源为操作电源。•除设置110V直流系统外，每台机组另设一套220V直流系统，为发电机组事故润滑油泵、事故氢密封油泵、汽动给水泵的事故润滑油泵、不停电电源系统UPS及控制室的事故照明等直流动力负荷供电。•220V直流系统的特点是，平时运行负荷很小，而机组事故时负荷很大。•两套110V直流系统和一套220V直流系统均采用单母线、两线制、不接地系统。每套直流系统均设有相应电压的一组铅酸蓄电池、一套充电器。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材9蓄电池的充电设备•充电电源是直流电源系统的一个重要组成部分。目前，在国内市场上应用的充电电源主要有旋转直流充电机、晶闸管整流器和高频开关充电电源等三类，其中前二者技术成熟，推广应用的时间已久，使用面也很广。但由于受控制技术和元器件特性的限制，仍存在许多不足之处，如体积庞大、笨重、效率低、可靠性差、系统纹波电压大、不便于计算机监控等。•高频开关技术是采用高频功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术的新型功率变换技术。开关电源的逆变单元工作在高频开关状态。由于工作频率高，电路中滤波电感及电容的体积可大大缩小；同时，高频变压器取代了工频变压器，则变压器的体积减小、重量降低；另外,由于开关管高频工作，功率损耗小，因而开关电源效率高。开关管一般采用PWM控制方式，稳压稳流特性较佳。将高频开关技术应用于充电电源，不但有利于充电电源的小型化和高效化，而且易于产生极性相反的高频脉冲电流，从而实现蓄电池脉冲快速充电。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材10直流系统接线方式华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材11蓄电池的充电方式•蓄电池组的运行方有两种：充放电方式与浮充电方式。发电厂中的蓄电池组普遍采用浮充电方式运行。•蓄电池组浮充电方式：充电器经常与蓄电池组并列运行，充电器除供给经常性直流负荷外，还以较小的电流——浮充电电流向蓄电池组进行浮充电，以补偿蓄电池的自放电损耗，使蓄电池经常处于完全充足电的状态出现短时大负荷时，例如当断路器合闸、许多断路器同时跳闸、直流电动机、直流事故照明等，则主要由蓄电池组以大电流放电来供电的，而充电器一般只能提供略大于其额定输出的电流值(由其自身的限流特性决定)。在充电器的交流电源消失时，充电器便停止工作，所有直流负荷完全由蓄电池组供电。蓄电池自放电的主要原因，是由于电解液和极板含有杂质。电解液的杂质，可能形成内部漏电导，引起自放电；极板中的杂质，形成局部的小电池，小电池的两极又形成短路回路，引起蓄电池的自放电；其次，由于蓄电池电解液上下不同，极板上下电动势不等，因而在极板上下之间的均压电流也引起蓄电池自放电。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材12浮充电运行方式华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材13试验充放电运行方式华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材14蓄电池的检查与维护蓄电池一般检查项目：•蓄电池室应保持合适的温度(10~30℃)，防止因电解液的比重变化而起蓄电池容量的改变。•直流母线电压应正常，浮充电流适当，无过充和欠充情况。•检查极板情况，无变曲和变形，有效物质无大幅脱落。•液面应高于极板10~20cm。•各接头应紧固良好而无腐蚀现象。•蓄电池内严禁明火，室内应无强烈气味，通风、照明及附属设备良好。•浮充设备运行正常无异声。•直流绝缘良好。胶体蓄电池的维护：•蓄电池在出厂前已经完成初电循环和容量测定试验，出厂后放置时间超过两个月时，在使用前需进行补充充电。•胶体蓄电池属铅酸性质，电解质为一次性配置，使用中禁止加入酸液或碱液。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材152.UPS系统华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材16UPS的作用和组成•交流不停电电源UPS(UninterruptablePowerSystem)在正常和事故情况下，向机组的计算机控制；数据采集系统；重要的机、电、炉保护；测量仪表及重要电磁阀等重要负荷提供可调整的正弦交流电压，并与厂用电系统产生的静态谐波相隔离。•UPS是由整流器、逆变器、静态开关、调压器、隔离变、手动旁路开关等主要部件组成。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材17逆变器静态开关手动旁开关感应调压器隔离变压器闭锁二极管电抗器整流器华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材18UPS系统运行方式•正常运行方式(整流器供电)：在正常运行方式下，输入电源来自保安PC的400V交流母线，经整流器转换为直流，再经逆变器变为220V交流，并通过静态切换开关和手动旁路开关送至UPS主母线。•蓄电池供电：当整流器故障或正常工作电源失去时，将由蓄电池直流系统220V母线通过闭锁二极管经逆变器转换为220V交流，继续供电。•自动旁路供电：在逆变器故障时，通过静态切换开关自动切换到由旁路系统供电。旁路系统电源来自另一段保安PC的400V交流母线，经隔离降压变压器、调压变压器，再经静态切换开关送至UPS主母线。•手动旁路供电：当静态切换开关需要维修时，可手动操作旁路开关，使其退出，并将UPS主母线切换到旁路交流电源系统供电。华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材19正常运行方式华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材20蓄电池供电方式华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材21自动旁路供电方式华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材22手动旁路供电方式华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.发电运行部培训教材23谢谢