电力电源操作电源培训材料

第2章操作电源本章内容概述蓄电池直流系统直流系统监察装置和闪光装置硅整流电容储能直流系统2-1概述一、操作电源的基本要求(1)保证供电的可靠性，最好装设独立的直流操作电源，如蓄电池操作电源，以免交流系统故障时，影响操作电源的正常供电。(2)具有足够的容量，能满足各种工况的对功率的要求。(3)具有良好的供电质量。正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于5%额定值；事故时不低于90%额定值；失去浮充电源后，在最大负载下的直流电压不低于80%额定值；波纹系数小于5%。(4)使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积合理。2-1概述二、操作电源的分类按电源性质交流操作电源直流操作电源独立操作电源非独立操作电源蓄电池直流电源电源变换式直流电源复式整流直流电源硅整流电容储能直流电源按电压等级220V110V48V24V用于强电回路用于弱电回路各种操作电源的简介1、蓄电池直流电源原理蓄电池是一种可以重复使用的化学电源充电时，将电能转变为化学能储存起来放电时，将储存的化学能转变为电能送出特点独立、可靠，不受交流电源影响，能重复使用连接成蓄电池组，作为直流操作电源各种操作电源的简介2、电源变换式电源原理正常运行时事故时AC220VDC48VACDC220GB充电DC48V特点具有220V和48V两个电源电压各种操作电源的简介3、复式整流直流电源原理正常运行时由厂（站）用变压器T和电流互感器TA供电由厂（站）用变压器T供电事故时由电流互感器TA供电特点容量大，可用于复杂二次系统各种操作电源的简介4、硅整流电容储能直流电源原理正常运行时厂（站）用电源经整流后操作电源向电容器充电事故时电容器放电，向重要负载供电。特点不独立，容量小，事故时只能短时向重要负载供电。各种操作电源的简介5、交流操作电源直接使用交流电源供电类型由电流互感器向断路器跳闸回路供电由厂（站）用变压器向断路器合闸回路供电由电压互感器（或厂用变压器）向控制、信号回路供电特点简单、方便、投资小，适用于不重要的终端变电站或发电厂的辅助设施。2-1概述三、直流负载按用电特性经常性负载冲击负载事故负载2-2蓄电池直流系统蓄电池按电解液酸性蓄电池碱性蓄电池如：铅酸蓄电池如：镉镍蓄电池蓄电池直流系统按运行方式充放电运行浮充电运行将已充好电的蓄电池接带全部直流负荷，正常运行处于放电状态，当蓄电池放电到一定程度时，应及时充电将已充好电的蓄电池与浮充电整流器U2并联运行，即U2接带经常性负荷，同时向蓄电池浮充电，使蓄电池经常处于充满电状态，以承担短时冲击负荷2-2蓄电池直流系统一、铅酸蓄电池直流系统组成硅整流设备电流表电压表双投开关蓄电池组电流表端电池组端电池调整器1、充-放电运行方式的蓄电池直流系统工作原理直流母线交流电源放电时最左断开合接入母线给负荷供电随着放电进行，S1右移增加蓄电池数目保证母线电压稳定2-2蓄电池直流系统一、铅酸蓄电池直流系统1、充-放电运行方式的蓄电池直流系统工作原理充电时放电电压为75%~80%Ue时，开始充电。启动U1与GB并联运行最右最右合闸合闸随着充电，S1左移保证母线电压稳定随着充电，S2左移将充好电的GB停止充电2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统充电设备浮充设备蓄电池组端电池调整器I段直流母线II段直流母线分段直流母线投切开关测量表计闪光母线2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统正常运行合闸合闸正常位置GB与U2并联运行，GB浮充2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统不正常运行如：系统故障或U2退出GB放电，带全部负荷直至系统恢复或U2恢复二、镉镍蓄电池的直流系统2-3硅整流电容储能直流系统硅整流直流电源与蓄电池组电源相比，由于具有寿命长、投资省、维护简便、占地面积小等优点，在中小型变电所中得到应用，尤其是35kV及以下变电所。硅整流电源是一种非独立式电源，与一次交流系统的运行工况有关。由于操作电源的重要性，须采取相应措施以保证和提高该种电源的供电可靠性。2-3硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统组成三相桥式整流电路三相隔离变压器单相隔离变压器单相桥式整流电路储能电容器合闸母线控制母线起逆止阀的作用限流作用低电压继电器只允许I母线向II母线供电当U2输出电压降低到一定程度或消失时，由KV发出预告信号保护V32-3硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统工作原理在正常情况下U1、U2向直流负载供电；同时向CI、CII充电。在事故情况下CI、CII供电给继电保护和断路器跳闸回路其中CI只向1号保护供电CII只向2号保护供电逆止作用逆止作用2-3硅整流电容储能直流系统二、储能电容器检查装置为防止储能电容器开路或老化，应定期检查储能电容器的电压、泄漏电流和容量。工作原理电压检查PV和SM1用来监测电容器CI和CII两端电压。泄漏电流此时测的是CI的电压PA1、SB1测CI的泄漏PA2、SB2测CII的泄漏如：按下SB1，PA1可测得CI泄漏电流解除检查回路如：按下SB2，PA2可测得CII泄漏电流2-3硅整流电容储能直流系统二、储能电容器检查装置工作原理容量检查组成时间继电器KT电压继电器KV信号继电器KS转换开关KS原理储能电容按整定时间放电后，若容量充足，可使KV动作，点亮信号灯2-3硅整流电容储能直流系统二、储能电容器检查装置容量检查过程不检查时在Cw位置CII接入CI接入检查CI时置换到CICI向KT放电，KT动作接入R1CII供电给1路、2路母线，CI处于检查放电状态KT延时闭合常开触点，若残压整定值，KV动作KS动作发信号，点亮指示灯检查CII时自行分析！！2-4直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置问题直流系统一般分布较广，系统复杂并且外露部分较多，工作环境多样，易受外界环境因素的影响，使直流系统绝缘水平降低，甚至可能使绝缘损坏而发生接地。一点接地虽不会影响到直流系统的正常工作，但它是一个非常危险的不正常状态，必须及时发现和处理。否则，在此状态下，其它地方又出现另一点接地，从而造成两点接地，可能引起控制回路、信号回路、继电保护和自动装置等不正确的动作，甚至熔断器熔断，使直流系统供电中断，造成严重后果。2-4直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置举例说明A点接地后，又在B点接地情况结果：断路器误跳闸E点接地后，又在B点接地情况结果：断路器拒动，且熔断器熔断2-4直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置基本要求（1）应能正确反映直流系统中任一极绝缘电阻下降。当绝缘电阻降至15~20K及以下时，应发出灯光和音响预告信号。（2）应能测定绝缘电阻下降的极性（正极或负极），以及绝缘电阻的大小。（3）应有助于绝缘电阻下降点（接地点）的查找。2-4直流系统监察装置和闪光装置（一）简单的绝缘监察装置组成转换开关电压表SA+对地母线-对地工作原理SA置+地U(+)SA置-地U(-)SA置mUm1UUURR1UUURR)()(mV)()()(mV)(绝缘电阻2-4直流系统监察装置和闪光装置（一）简单的绝缘监察装置绝缘判定U(+)=0,U(-)=0时直流系统绝缘良好U(+)=0,U(-)=Um时正母线接地U(+)=Um,U(-)=0时负母线接地U(+),U(-)=0~Um时按公式估算R(+),R(-)2-4直流系统监察装置和闪光装置（二）电磁型继电器构成的绝缘监察装置（1）信号电路由信号电路和测量电路两部分组成。是根据直流电桥的工作原理构成。R1=R2=1千欧正极绝缘电阻负极绝缘电阻继电器电路构成直流电桥电路工作原理正常时，电桥平衡，K1不动作某极绝缘电阻下降时，电桥不平衡，K1中流过电流，K1动作，发声、光信号。（2）测量电路电路也是直流电桥电路R3=R4=R5=1千欧绝缘监察电压表电压和欧姆双刻度转换开关测量原理正常时，R3触头位于中间，电桥平衡，欧姆刻度指向。正极绝缘电阻下降时SM1转到I位，1-3接通调整R3使电桥平衡，并读取R3的百分比数x再将SM1转到II位，2-4接通读V中的R值xRxRRxRR)()(222（2）测量电路电路也是直流电桥电路测量原理正常时，R3触头位于中间，电桥平衡，欧姆刻度指向。正极绝缘电阻下降时负极绝缘电阻下降时将SM1转到II位，2-4接通调整R3使电桥平衡，并读取R3的百分比数x再将SM1转到I位，1-3接通读V中的R值xRxRRxRR)()(1212（3）绝缘检查装置电路电路分段直流母线信号部分测量部分绝缘电阻下降的极性测量电路每一段直流母线都配有一套信号电路两段直流母线共用一套测量电路两段直流母线并联运行时,只投一套信号电路此时,QK1,QK2都断开,切断K1SM是用于切换测量电路的投切母线段.2-4直流系统监察装置和闪光装置二、电压监察装置监视直流系统母线电压过电压继电器低电压继电器光字牌电压过低,KV1动作电压过高,KV2动作点亮光字牌,发出预告信号2-4直流系统监察装置和闪光装置三、闪光装置作为信号灯的闪光电源电路闪光继电器内部电路结构试验按钮白色信号灯工作原理正常时闪光继电器不工作发白光不带电按下SB时发闪光闪光继电器工作某一断路器事故跳闸时间断地获得较低和较高的正电位