直流电源系统运行维护课件.ppt

1、直流系统的组成目前电力系统中直流电源装置广泛采用微机控制型高频开关直流电源系统。直流电源系统组成1.交流配电2.充电模块3.监控模块4.母线调压（降压硅链）5.直流馈电（包括合闸回路、控制回路）6.绝缘监测7.蓄电池组智能高频开关直流电源系统的基本工作原理1.正常情况下系统两路交流输入经过交流自动切换控制选择其中一路输入，并通过交流配电给各个充电模块供电。充电模块将输入三相交流电转换为220V或110V的直流，经隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给合闸负载供电。合闸母线通过降压硅链装置为控制母线提供电源。系统中的监控部分对系统进行管理和控制，并可以接入到远程监控系统。绝缘监测监测

2、母线绝缘情况。智能高频开关直流电源系统的基本工作原理2.交流输入停电或异常时充电模块停止工作，由电池向负载供电。监控模块监测电池电压、电流和放电时间，当电池放电到一定程度时，监控模块告警。交流输入恢复正常以后，监控模块根据电池放电情况自动选择充电方式，控制充电模块对电池进行充电。交流输入配电输出充电模块电池交流正常时交流停电或异常时 各模块解释n整流模块系统：电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模块。n通常是以通过电流大小来标称（如2A模块、5A模块、10A模块、20A模块等等）n按设计理念的不同也可以分为：风冷模块、独立风道模块、自冷模块、自能风冷模块和自能自冷模块。n它可以多台并联使

3、用，实现了N+1冗余。n模块输出是110V、220V稳定可调的直流电压。n模块自身有较为完善的各种保护功能如：输入过压保护、输出过压保护、输出限流保护和输出短路保护等。各模块解释n监控系统：监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主要任务是对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可靠性和安全性。n监控系统目前分为两种：按键型、触摸屏型。n监控系统提供人机界面操作，实现系统运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。各模块解释n绝缘监测单元：直流系统绝

4、缘监测单元是监视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号。n直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监测、支路绝缘监测。各模块解释n电池巡检单元：电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡回检测的一种设备。可以实时检测到每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过或低过设定时，就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障。电池巡检单元一般能检测2V-12V的蓄电池和巡回检测1-108节蓄电池。各模块解释n开关量检测单元：开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一种设备。比如在整套系统中哪一路

5、断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路开关量和多路无源干节点告警输出。各模块解释n降压单元：降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压在设定范围内（110V或220V）。n当合母电压变化时，降压单元自动调节，保证输出电压稳定。n降压单元也是以输出电流的大小来标称的。n降压单元目前有两种，一种是有级降压硅链，一种是无级降压斩波。n有级降压硅链有5级降压和七级降压，电压调节点都是3.5V，也就是说合母电压升高或下降

6、3.5V时降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波就是一个降压模块，它比降压硅链体积小，它没有电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还有过压、过流、和电池过放电等功能。不过目前无级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，所以还是降压硅链使用效广泛。各模块解释n配电单元：配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断器、转换开关、按钮开关、指示灯以及电流、电压表等等。降压硅链单元l因为直流电源系统在对蓄电池组进行均衡充电时，充电模块的输出电压会高于控制回路的额定电压值，所以需要一个

7、调压装置串接在合闸母线与控制母线之间，降压硅链单元就是这样一个调压装置，它可自动或手动改变电压降，从而保证控制母线的电压在正常范围内。l注意：只有蓄电池数量为108/54只时，才需要调压装置。当为103/52只蓄电池时，不需要调压装置。l降压硅链单元利用大功率整流二极管的PN结正向压降叠加来产生调整压降，相比于其它形式的控制母线电压调节方式，具有安全、可靠、抗电流冲击性好，易维护等显著优点。在本系统中，降压硅链单元为独立模块化设计，便于安装和维护。降压硅链工作原理降压硅链是由多只大功率整流二极管串接而成，利用PN结基本恒定的正向压降来调整电压，通过改变串入线路的二极管数量来获得适当的压降，达到

8、电压调节的目的。如图所示，将硅链均分为5级串联而成，在每级两端并联大功率继电器触点，若驱动继电器，令其触点闭合，使得该级硅链被短接，降压单元的压降减小；反之，若接触器的触点断开，使得串入线路中的二极管数量增加，调压单元的压降增加。降压硅链单元内部的自动控制电路检测控制母线的电压，据此来驱动适当数量的继电器闭合，以保证控制母线的电压在正常范围内；若将降压硅链的控制开关置于手动位置，则可由控制开关的不同档位来控制继电器闭合的数量，手动调节控制母线的电压。降压硅链单元的工作原理S A 转 换 开 关 触 点 图X1-29-1 01 1-1 27-85-63-4X自 动9 0 触 点位 置4 5 XX

9、XXXXXXX9 0 手 动4 5 0 1 3 5 自 动0143手 动2XXXXXXXXXXX1 8 0 5降压硅链控制开关的触点图及面板调节器的工作原理调节器的工作原理监测电路通过检测+HM的电压大小来决定端点15至KM是否接通而控制接触器的通断。LM358的第3脚输入电压Vin点的电压由R205、R206、VR201、R255的分压决定，+HM的电压范围在220V264V，Vin点的输入电压为3.70V6.44V，VREF的电压在4.90V5.14V，由图中可知，IC201A组成一个电压比较器，输入电压在设定电压的范围内，当输入电压低于VREF时，IC1的输出端为低电平，M201不导通，

10、KM断开，降压硅链没有投入，输出电压等于输入电压；当输入电压达到VREF时，IC1输出高电平，此时，LM358的第1脚的输出电压为高电平，限流电阻R260为1K，M201可靠导通，KM接通，降压硅链投入一节，装置的输出电压下降。如果输入电压再高，下一个通道又动作，降压硅链继续投入，输出电压再降低，如此保证+KM在范围内。电压调整单元配置2V/只、108只蓄电池直流屏，因蓄电池组的均充、浮充电压分别为：254V和243V,通常高于控制电压，为保证控制母电压为220V10%，因此需采用电压调整装置进行调压。(采用103只、2V/只蓄电池的直流屏，其均充、浮充电压分别为：242V和232V能满足控母

11、电压220V10%的范围，故可不用电压调整单元)。在直流屏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，今天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。电压调整装置的工作原理图 7级硅降压模块电压调整装置原理图 7级硅降压模块电压调整装置原理图 调压原理 硅链和硅降压模块调压原理相同，硅降压模块调压性能优于硅链，但价格较高。在直流电源系统正常运行（当交流正常供电）时，调整硅降压模块加在逆止二极管D1阳极上的电位低于控制高频开关电源模块输出的+极电位，逆止二极管D1处于截止状态，硅降压装置不工作，控制电压由控制高频开关电源模块直接提供稳压精度为0.5%的220V

12、的控制电压。当控制模块故障或交流失电时，从上图中可见，控制模块停止工作，控制母线+WC的电压可通过蓄电池经降压单元来提供。因蓄电池组的均、浮充电压通常高于控制电压，因此需采用电压调整装置进行调压，保证控制母电压为220V10%。图中K1、K2、K3、是三个直流调压接触器，它们的常开接点分别与一个、二个和四个硅降压模块相连（每一个降压模块可降压5.6V，7个降压模块最大降压值为39.2V），它们的线圈可由自动降压控制器自动或通过调压万转开关手动控制。自动降压控制器由取样单元实时监测控制母线电压，当控制电压过高或过低时，自动降压控制器可根据电压的高低自动地分别使K1、K2、K3三个调压继电器接通或

13、断开改变串入降压回路的降压模块数量，从而使控制电压达到220V10%。如当交流失电时，若蓄电池处于浮充状态，此时蓄电池组电压为243V，为保证控母电压为220V则应降压23V。此时，自动降压控制器自动接通K1和K2线圈，K1和K2的接点闭合短接3个降压模块，蓄电池经4个降压模块降压，降压值为45.622.4V，实际控制电压为24322.4220.6V，从而保证控制电压为220V10%的范围内。在正常运行时，调压万转开关应置于自动档（0档）调压万转开关的触点7-8接通，自动降压控制器电源接通，调压单元自动工作。当自动降压控制器故障时（直流电源系统发出声光报警，光字灯发出控母电压异常），此时可用手

14、动调压并观察控制电压表使控制电压达到要求值。目前电力系统中，由于高压断路器的220V直流操作机构采用弹簧操作机构，分、合闸电流小，工作电压可在220V10%范围内正常工作。大系统直流电源装置中蓄电池采用103只，蓄电池的均充电压和浮充电压分别为242V和232V，因此，在大系统直流屏中可取消调压装置。降压硅链故障现象：降压硅链不能调整控制母线电压。原因：降压硅链控制板失效或者降压硅链管芯损坏。分析处理流程：1.将降压硅链打到手动位置，手动降压到需要输出的电压，并实现有人值守。2.更换降压硅链控制板。3.更换整个降压硅链或者短路/开路的管芯。二、二、充电装置的运行及维护充电装置的运行及维护 1.

15、运行监视运行监视定期对充电装置进行如下检查：p 交流输入电压p 直流输出电压p 直流输出电流等各表计显示是否正确p 运行噪声有无异常p 各保护信号是否正常p 绝缘状态是否良好。二、二、充电装置的运行及维护充电装置的运行及维护 1.运行监视运行监视交流电源中断，蓄电池组将不间断地向直流母线供电，应及时调整控制母线电压，确保控制母线电压值的稳定。当蓄电池组放出容量超过其额定容量的20及以上时，恢复交流电源供电后，应立即手动启动或自动启动充电装置，按照制造厂规定的正常充电方法对蓄电池组进行补充充电。或按恒流限压充电恒压充电浮充电方式对蓄电池组进行充电。2.维护及检测维护及检测维护人员应定期对充电装置

16、进行检查和维护工作，并应按照有关规定项目进行定期检测:2.1 应定期对充电装置输出电压和电流精度、整定参数、指示仪表进行校对。2.2 宜定期进行稳压、稳流、纹波系数和高频开关电源型充电装置的均流不平衡度等参数测试。3.故障处理 当个别充电模块发生故障时，故障模块会自动退出运行，不影响系统工作，如果发生监控导致的整组模块无输出情况，可以暂时退出监控让模块独立工作，如出现充电装置整组无输出的极端情况，要及时接入备用装置或移动充电装置，并及时和供应商联系。三、微机监控装置的运行及维护三、微机监控装置的运行及维护 1.运行中直流电源装置的微机监控装置，应通过操作按钮切换检查有关功能和参数，其各项参数的

17、整定应有权限设置和监督措施。2.2.当微机监控装置故障时，若有备用充电装置，应先投入备用充电装置，并将故障装置退出运行。无备用充电装置时，充电模块将自动回到浮充电状态，及时与供应商取得联系，并时刻监视系统各运行参数。直流系统的运行及事故处理直流系统的运行及事故处理直流系统运行中的检查、维护项目及注意事项直流系统运行中的检查、维护项目及注意事项 (1)蓄电池室通风应良好，并应经常保持清洁。蓄电池室通风应良好，并应经常保持清洁。(2)各连接部位连接良好，无松动现象。各连接部位连接良好，无松动现象。(3)每节蓄电池液位在正常范围内，无渗、漏液每节蓄电池液位在正常范围内，无渗、漏液现象。现象。(4)各

18、组成部分工作正常。各组成部分工作正常。(5)蓄电池本体无裂纹、无脏污及无破损现象。蓄电池本体无裂纹、无脏污及无破损现象。(6)控制部分动作正常。控制部分动作正常。(7)应定期对蓄电池组进行充、放电试验。应定期对蓄电池组进行充、放电试验。直流系统异常及事故处理直流系统异常及事故处理1直流系统有关导体连接处过热直流系统有关导体连接处过热原因：连接部位松动或氧化、腐蚀原因：连接部位松动或氧化、腐蚀危害：长期发热可能导致连接处熔断危害：长期发热可能导致连接处熔断预防及处理：加强巡视，紧固、去氧化、腐预防及处理：加强巡视，紧固、去氧化、腐蚀处理，涂抹导电膏。蚀处理，涂抹导电膏。直流系统异常及事故处理直流

19、系统异常及事故处理2蓄电池组温度偏高蓄电池组温度偏高(1)原因：一般是由于直流过负荷或通风不良原因：一般是由于直流过负荷或通风不良造成。造成。(2)危害：长期得不到处理会造成蓄电池寿命危害：长期得不到处理会造成蓄电池寿命下降或损坏下降或损坏(3)处理：若为直流过负荷引起，则应减少直处理：若为直流过负荷引起，则应减少直流负荷；若为通风不良造成流负荷；若为通风不良造成,设法保持通风设法保持通风良好。良好。直流系统异常及事故处理直流系统异常及事故处理3蓄电池外壳膨胀蓄电池外壳膨胀(1)原因：一般是由于蓄电池内部有严重故障原因：一般是由于蓄电池内部有严重故障引起。引起。(2)危害：长期得不到处理会造成

20、蓄电池损坏危害：长期得不到处理会造成蓄电池损坏或直流电压不正常。或直流电压不正常。(3)处理：更换蓄电池。处理：更换蓄电池。直流系统异常及事故处理直流系统异常及事故处理4蓄电池爆炸蓄电池爆炸 (1)原因：一般是由于蓄电池内部有严重原因：一般是由于蓄电池内部有严重故障导致蓄电池严重发热引起。故障导致蓄电池严重发热引起。(2)危害：造成蓄电池损坏或直流电压不危害：造成蓄电池损坏或直流电压不正常，甚至引发火灾。正常，甚至引发火灾。(3)处理：更换蓄电池。处理：更换蓄电池。直流系统异常及事故处理直流系统异常及事故处理5母线电压异常母线电压异常(1)原因：一般是高频直流电源控制系统故障原因：一般是高频直

21、流电源控制系统故障所致。所致。(2)危害：影响电气设备的控制、保护及信号危害：影响电气设备的控制、保护及信号装置和自动装置的正常工作时，会导致控装置和自动装置的正常工作时，会导致控制、保护及信号装置和自动装置失灵。制、保护及信号装置和自动装置失灵。(3)处理：将高频直流电源退出运行后，修复处理：将高频直流电源退出运行后，修复控制装置。控制装置。直流系统异常及事故处理直流系统异常及事故处理6蓄电池渗、漏油蓄电池渗、漏油(1)原因：外壳质量不合格、外壳受到撞击等导致原因：外壳质量不合格、外壳受到撞击等导致外壳破损。外壳破损。(2)危害：长期得不到处理会造成蓄电池失效或损危害：长期得不到处理会造成蓄电池失效或损坏。坏。(3)处理：更换蓄电池。处理：更换蓄电池。直流系统异常及事故处理直流系统异常及事故处理7绝缘监测装置报警绝缘监测装置报警 (1)原因：某一直流回路绝缘下降超过规定值。原因：某一直流回路绝缘下降超过规定值。(2)危害：直流系统发生一点接地不会影响正常危害：直流系统发生一点接地不会影响正常使用，但长期得不到处理可能发生第二点接地，使用，但长期得不到处理可能发生第二点接地，从而导致直流系统短路。从而导致直流系统短路。(3)处理：检查相关回路，将绝缘处理合格。处理：检查相关回路，将绝缘处理合格。精品课件精品课件！精品课件精品课件！