牵引变电所7(交直流电源柜)课件.ppt
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- 牵引 变电所 直流电源 课件
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1、学习情境三学习情境三 牵引变电所的二次回路牵引变电所的二次回路学习子情境学习子情境7 7 交直流电源柜交直流电源柜主要内容主要内容1. 1. 交流电源柜交流电源柜2.2.微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 交直流电源柜交直流电源柜交流电源柜交流电源柜3 1交流电源柜的主要作用:交流电源柜的主要作用:提供直流蓄电池的充电电源提供直流蓄电池的充电电源提供电气设备的操作电源提供电气设备的操作电源( (如隔离开关的操动机构如隔离开关的操动机构) )高压室及变压器的通风电源高压室及变压器的通风电源变压器调压开关的控制及设备检修电源变压器调压开关的控制及设备检修电源所内的空调及照明电源等
2、所内的空调及照明电源等 为了保证供电的可靠性交流电源柜应至少取用两个不同为了保证供电的可靠性交流电源柜应至少取用两个不同的电源系统,配备的电源系统,配备两台两台所用变压器。所用变压器。 交直流电源柜交直流电源柜交流电源柜交流电源柜3 1 110KV110KV、220KV220KV变电所采用变电所采用ASTAST开关交流电源柜接线示意图开关交流电源柜接线示意图 交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 1一、概述一、概述定义:微机控制型高频开关直流电源柜定义:微机控制型高频开关直流电源柜(GZDW)(GZDW)是一种智能是一种智能型高频开关直流电源装置型高
3、频开关直流电源装置作用:可以提供对电源系统的作用:可以提供对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调遥测、遥控、遥信、遥调”的支持,实现无人值守,能满足正常运行和保障在事故状态的支持,实现无人值守,能满足正常运行和保障在事故状态下对继电保护、自动装置、高压断路器的分合闸、事故照明下对继电保护、自动装置、高压断路器的分合闸、事故照明及计算机不间断电源等提供直流电源或在交流失电时,通过及计算机不间断电源等提供直流电源或在交流失电时,通过逆变装置提供交流电源。逆变装置提供交流电源。发展历史:直流电源柜从直流发电机发展历史:直流电源柜从直流发电机磁饱和稳压磁饱和稳压硅整硅整流流晶闸管整流晶闸管整流( (相控
4、相控) )现在广泛应用的微机控制高频开关现在广泛应用的微机控制高频开关整流直流电源。整流直流电源。交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 1二、微机控制型高频开关直流电源柜的特点及型号二、微机控制型高频开关直流电源柜的特点及型号 特点:高可靠性、高智能化特点:高可靠性、高智能化系统型号系统型号G Z D W电池种类M 阀控式铅酸蓄电池F 防酸隔爆式蓄电池G 高倍率镉镍蓄电池Z 中倍率镉镍蓄电池C 低倍率镉镍蓄电池直流输出电压蓄电池容量微机控制型 系统接线方式电力系统用直流柜交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3
5、 2 充电模块型号充电模块型号 充电模块共有充电模块共有5 5种型号,可归为两类:种型号,可归为两类:20A20A充电模块,和充电模块,和10A10A、5A5A系列充电模块系列充电模块直流电源柜选型直流电源柜选型 (1) (1)大系统:蓄电池容量大于大系统:蓄电池容量大于200Ah200Ah以上,适用于以上,适用于35KV35KV、110KV110KV、220KV220KV、500KV500KV变电所及发电厂。变电所及发电厂。 (2) (2)小系统:蓄电池容量小于小系统:蓄电池容量小于100Ah100Ah及以下,适用于及以下,适用于10KV10KV、35KV35KV变电所及小水电所等场所。变电
6、所及小水电所等场所。 (3) (3)壁挂式直流电源:适用于开闭所、配网自动化、箱式壁挂式直流电源:适用于开闭所、配网自动化、箱式变压器等场所。变压器等场所。交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2三、微机控制高频开关直流电源柜的外观三、微机控制高频开关直流电源柜的外观交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2四、四、GZDW系列智能高频开关直流电源柜的组成和各模块工作原理系列智能高频开关直流电源柜的组成和各模块工作原理 组成:组成: (1) (1)按功能分:充电模块、微机监控模块、电压调整模块、按功能分:充电
7、模块、微机监控模块、电压调整模块、绝缘检测模块、直流馈电回路、蓄电池组等。绝缘检测模块、直流馈电回路、蓄电池组等。 (2) (2)按屏分:充电柜、馈电柜及电池柜等。按屏分:充电柜、馈电柜及电池柜等。原理原理交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2充电模块的工作原理充电模块的工作原理尖峰抑制EMI 滤波DC/AC高频逆变工频整流PFC功率因数校正高频整流LC滤波EMI滤波脉宽调制(PWM)计算机监控交流检测RS485电压/电流检测直流输出交流输入(1)(1)充电模块工作原理图充电模块工作原理图 交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制
8、高频开关直流电源柜 3 2(2)(2)系统充电的工作状态有以下系统充电的工作状态有以下4 4种:种: 初充电状态初充电状态 此工作状态只是在使用传统铅酸蓄电池时,对蓄电池进行此工作状态只是在使用传统铅酸蓄电池时,对蓄电池进行初充电的一种工作状态。初充电的一种工作状态。 浮充电状态浮充电状态系统正常长期工作状态为浮充电状态。浮充电压一般取系统正常长期工作状态为浮充电状态。浮充电压一般取2.23V2.23V2.27V2.27V乘上电池节数。乘上电池节数。均充电状态均充电状态均充是在系统交流输入失电、蓄电池较大容量放电后,进行均充是在系统交流输入失电、蓄电池较大容量放电后,进行快速补充充电而采用的一
9、种运行方式,同时也做为消除长期快速补充充电而采用的一种运行方式,同时也做为消除长期浮充电状态运行的蓄电池差异而采用的一种运行方式。浮充电状态运行的蓄电池差异而采用的一种运行方式。 核对性放电核对性放电蓄电池在长期运行一定时间后,按相关运行维护规程应对其蓄电池在长期运行一定时间后,按相关运行维护规程应对其进行核对容量充放电试验。进行核对容量充放电试验。交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2(3)(3)充电模块的工作方式:充电模块的工作方式: 充电模块投运时,其直流输出电压均调整在蓄电池浮充充电模块投运时,其直流输出电压均调整在蓄电池浮充电压上。微机监
10、控模块投入运行时,系统直流输出电压由微电压上。微机监控模块投入运行时,系统直流输出电压由微机监控模块自动控制;当微机监控模块因故障退出运行时,机监控模块自动控制;当微机监控模块因故障退出运行时,系统自动工作在浮充状态。调试时,应关掉微机监控模块,系统自动工作在浮充状态。调试时,应关掉微机监控模块,分别投入电源模块,通过调节模块前面板上的电位器,将其分别投入电源模块,通过调节模块前面板上的电位器,将其输出电压调节至蓄电池浮充电压。输出电压调节至蓄电池浮充电压。 交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2(3)(3)充电模块的工作方式:充电模块的工作方式:
11、 充电模块投运时,其直流输出电压均调整在蓄电池浮充充电模块投运时,其直流输出电压均调整在蓄电池浮充电压上。微机监控模块投入运行时,系统直流输出电压由微电压上。微机监控模块投入运行时,系统直流输出电压由微机监控模块自动控制;当微机监控模块因故障退出运行时,机监控模块自动控制;当微机监控模块因故障退出运行时,系统自动工作在浮充状态。调试时,应关掉微机监控模块,系统自动工作在浮充状态。调试时,应关掉微机监控模块,分别投入电源模块,通过调节模块前面板上的电位器,将其分别投入电源模块,通过调节模块前面板上的电位器,将其输出电压调节至蓄电池浮充电压。输出电压调节至蓄电池浮充电压。 交直流电源柜交直流电源柜
12、微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2(4)(4)充电模块显示内容:充电模块的充电模块显示内容:充电模块的LEDLED可以显示模块的输出可以显示模块的输出电压和输出电流电压和输出电流面板上的发光二极管分别指示模块输入电源正常(绿色)、面板上的发光二极管分别指示模块输入电源正常(绿色)、模块保护(黄色)、模块故障(红色)。模块保护(黄色)、模块故障(红色)。 模块面板上嵌入的电位器用来调整模块在手动状态下的输出模块面板上嵌入的电位器用来调整模块在手动状态下的输出电压,注意只有在手动方式下,调节该电位器才起作用。电压,注意只有在手动方式下,调节该电位器才起作用。充电模块地址及
13、手动充电模块地址及手动/ /自动拨码开关用来设置模块通讯地址自动拨码开关用来设置模块通讯地址和选择手动功能。和选择手动功能。 交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2监控模块的工作原理监控模块的工作原理 监控模块在电源系统中,对充电模块、充电柜、馈电柜、监控模块在电源系统中,对充电模块、充电柜、馈电柜、微机电池监测仪、微机绝缘监测仪等下级智能设备实施数据微机电池监测仪、微机绝缘监测仪等下级智能设备实施数据采集并加以显示;亦可根据系统的各种设置数据进行报警处采集并加以显示;亦可根据系统的各种设置数据进行报警处理、历史数据管理等动作;同时,能对这些处理的
14、结果加以理、历史数据管理等动作;同时,能对这些处理的结果加以判断,根据不同的情况实行电池管理、输出控制和故障回叫判断,根据不同的情况实行电池管理、输出控制和故障回叫等操作;最后,监控模块还可以实现与后台机的通讯。等操作;最后,监控模块还可以实现与后台机的通讯。 监控模块通过监控模块通过RSRS485485通讯口将各充电模块监控、充电通讯口将各充电模块监控、充电柜监控、馈电柜监控、绝缘监测模块联接为一体,同时提供柜监控、馈电柜监控、绝缘监测模块联接为一体,同时提供RS-232RS-232和和RS-485/RS-422RS-485/RS-422接口与后台计算机通讯。通过对不接口与后台计算机通讯。通
15、过对不同监控发出数据采集或各种控制命令,获得系统各种运行参同监控发出数据采集或各种控制命令,获得系统各种运行参数,实施各种控制操作,很好地实现电源系统的数,实施各种控制操作,很好地实现电源系统的“四遥四遥”功功能能“遥测遥测”、“遥信遥信”、“遥控遥控”、“遥调遥调”。交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2电压调整模块电压调整模块 因蓄电池组的均充、浮充电压分别为:因蓄电池组的均充、浮充电压分别为:254V254V和和243V,243V,通通常高于控制电压,为保证控制母电压为常高于控制电压,为保证控制母电压为220V220V10%10%,因此需,因
16、此需采用电压调整装置进行调压。采用电压调整装置进行调压。( (采用采用103103只、只、2V/2V/只蓄电池的只蓄电池的直流柜,其均充、浮充电压分别为:直流柜,其均充、浮充电压分别为:242V242V和和232V232V能满足控母能满足控母电压电压220V220V10%10%的范围,故可不用电压调整模块的范围,故可不用电压调整模块) )。 在直流柜中常用的调压方法有:硅链或硅降压模块及利在直流柜中常用的调压方法有:硅链或硅降压模块及利用斩波无级降压的方法,本书重点介绍目前直流系统中应用用斩波无级降压的方法,本书重点介绍目前直流系统中应用最广泛的硅链或硅降压模块的降压方法。最广泛的硅链或硅降压
17、模块的降压方法。交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2 7 7级硅降压模块电压调整装置原理图级硅降压模块电压调整装置原理图 交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2微机绝缘监测模块微机绝缘监测模块(1)(1)功能及特点功能及特点 微机绝缘监测装置是高频开关电源系统的组件之一,用于微机绝缘监测装置是高频开关电源系统的组件之一,用于在线监测直流母线和各分支路的绝缘及分布电容状况。在线监测直流母线和各分支路的绝缘及分布电容状况。绝缘监测仪的主要特点如下:实时监测和支路巡检相结合,保绝缘监测仪的主要特点如下:实时
18、监测和支路巡检相结合,保证监测的实时性;证监测的实时性; RSRS485485串行口,与监控上位机通讯;可以串行口,与监控上位机通讯;可以设置告警限,适应不同地区的气候条件;可监测一段独立的直设置告警限,适应不同地区的气候条件;可监测一段独立的直流母线或单母线分段等情况,对于母线电压等级无需额外设置;流母线或单母线分段等情况,对于母线电压等级无需额外设置;可以监测正负母线绝缘等值下降;装置内部具有自检功能,便可以监测正负母线绝缘等值下降;装置内部具有自检功能,便于维护。支路分布电容高达于维护。支路分布电容高达20uF20uF时能准确测量。时能准确测量。交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直
19、流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2微机绝缘监测模块微机绝缘监测模块(1)(1)工作原理工作原理 DC/DC电源主机从机传感器电源及同步信号传感器RS485上位监控模块多配电柜扩展从机(可选)被测母线(合母)绝缘监测仪的基本原理结构框图绝缘监测仪的基本原理结构框图 交直流电源柜交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜 3 2直流馈电回路直流馈电回路 (1)(1)直流馈线回路的作用直流馈线回路的作用直流系统通过接在合闸母线和控制母线的专用直流断路器向负直流系统通过接在合闸母线和控制母线的专用直流断路器向负荷供电的回路,负荷种类一般包括经常性负荷,事故负荷和冲荷供电的
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