直流系统异常与事故处理课件.pptx
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1、主要内容单击添加标题直流系统故障处理直流系统常见故障蓄电池组直流操作系统操作电源概述第1页/共40页 操作电源主要内容:主要内容:操作电源概述操作电源概述 蓄电池组直流操作系统蓄电池组直流操作系统 硅整流电容储能装置直流系统硅整流电容储能装置直流系统 复式整流装置直流系统复式整流装置直流系统 直流系统的绝缘监察与电压监察装置直流系统的绝缘监察与电压监察装置第2页/共40页操作电源概述 发电厂及变电所中各种电气设备的操作、控制、保护、信号及自动装置,都需要有可靠的供电电源,由于这种电源特别重要,所以一般都专门设置,通常又称其为操作电源。大中型发电厂及变电所主要采用直流操作电源。第3页/共40页一
2、、对操作电源的基本要求(1)应保证供电的可靠性:最好装设独立的直流操作电源,以免交流系统故障而影响操作电源的正常供电。(2)具备足够的容量:满足全厂(所)事故停电时,直流电源负荷、最大冲击负荷及1h事故照明等用电需要;且能保证直流母线电压在规定的额定值(正常运行时,操作电源母线电压波动范围小于5额定值;事故时操作电源母线电压不低于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。(3)满足经济和实用的要求:要求其使用寿命长、维护工作量小、投资省、占地面积小、噪声干扰小等。第4页/共40页 二、操作电源的种类 直流操作电源(以下简称直流电源)又分为独立电源和非
3、独立电源两种。所谓独立电源是指不受外界影响的固定电源,如蓄电池组直流电源;非独立电源有复式整流和硅整流电容储能直流操作电源等。其电压等级分为220V、110V、48V、24V等。第5页/共40页 1蓄电池直流电源系统 蓄电池是一种可多次充电使用的化学电源,由多节蓄电池组成一定电压的蓄电池组,作为与电力系统运行状态无关的独立可靠的直流操作电源,即使发电厂或变电所交流系统全部停电,仍能在一段时间内可靠地给部分重要设备供电,是最稳定、最可靠的直流电源。2电源变换式直流电源系统 电源变换式直流电源系统,是由220V交流电源经可控整流变为48V直流电源,供全厂48V操作用电并对蓄电池进行浮充电;同时可经
4、逆变装置将直流电源变为交流电源,再整流为220V直流电源的多功能新型独立电源,在中、小型变电所中得到广泛应用。第6页/共40页 3复式整流直流电源系统 在正常运行状态下,由厂用变压器经整流取得直流220V电源;在事故状态下,由电流互感器的二次短路电流,通过铁磁谐振稳压器变为交流电压,、经整流作为事故电源,供保护装置、断路器跳闸等重要负荷在紧急状况下使用。复式整流直流电源依靠系统的交流电源,属非独立的直流电源。4硅整流电容储能直流电源系统 硅整流电容储能直流电源由硅整流设备和电容器组组成。在正常运行时,厂用交流电源经硅整流设备变为直流电源,作为全厂的操作电源并向电容器充电。在事故情况下,将电容器
5、储存的电能向重要负荷(继电保护、自动装置和断路器跳闸回路)放(供)电,以确保继电保护及断路器可靠动作。第7页/共40页 三、直流负载的分类 发电厂及变电站的直流负载,按其用电特性的不同分为经常负载、事故负载和冲击负载三类。1经常负载 经常负载指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包括:(1)经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器;(2)经常点亮的直流照明灯;(3)经常投入运行的逆变电源等。一般来说,经常负载在总的直流负载中所占的比重是比较小的。2事故负载 事故负载指正常运行由交流电源供电,当厂(站)自用交流电源消失后由直流电源供电的负载。它一般包括有:事故照明、汽机润滑油泵、发电机
6、氢冷密封油泵及载波通讯备用电源等。3冲击负载 冲击负载是指直流电源承受的短时最大电流,它包括断路器合闸时的冲击电流和当时所承受的其它负载电流(经常负载与事故负载)。上述三种负载是选择直流电源的主要依据。第8页/共40页蓄电池组直流电源系统 蓄电池组直流电源系统是电力系统首选的独立操作电源系统,它电压平稳、容量大、供电可靠,适用于各种直流负荷。虽然蓄电池还具有价格贵等缺点,但目前大中型发电厂中仍广泛采用蓄电池组直流电源系统。一、蓄电池概述 1蓄电池的分类 按电极材料和电解液的不同,蓄电池可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。第9页/共40页蓄电池组直流电源系统(1)酸性蓄电池。传统的老式蓄电池都是酸
7、性蓄电池,其电解液是2737的硫酸水溶液,电极是以二氧化铅(PbO2)为正极板和铅(Pb)为负极板的特制绒状铅板,所以又称为铅酸蓄电池。此种蓄电池容量大、冲击放电电流大、端电压也相对较高(2.15V);但其寿命较短(一般为810年)、占地面积大、充电时会逸出有害的硫酸气体、维护工作量大。第10页/共40页蓄电池组直流电源系统 新型铅酸蓄电池保留了原有铅酸蓄电池容量大的优点,其放电过程的化学反应也不变(充电后期正极板析出氧气,负极板析出氢气)。由于其中采用了无锑合金,提高了负极析氢过电位,抑制了氢气的析出;采用特制安全阀,使电池保持一定内压;采用超细玻璃纤维隔板,并在隔板中预留气体通道,使正极产
8、生的氧气沿气道传递至负极,在负极析氢前发生化学反应生成水,实现氧氢循环复合,达到氢体内部自我吸收,可以实现蓄电池密封,不需维护。因此,这种新型蓄电池在电力系统中正逐步扩大其应用范围。第11页/共40页蓄电池组直流电源系统(2)碱性蓄电池。镉镍碱性蓄电池是近20年发展起来的高可靠、免维护型新产品。其电解液是20的氢氧化钾(KOH)水溶液,电极用氢氧化镍Ni(0H)3作正极,用镉(Cd)作负极时叫镉镍蓄电池,用铁(Fe)作负极时叫铁镍蓄电池。此种蓄电池体积小、容量大、使用寿命长(可达20年左右),端电压为1.35V,无有害气体污染。在发电厂和变电所中已有广泛应用。第12页/共40页 2蓄电池的容量
9、及放电率 蓄电池的容量(Q))是蓄电池蓄电能力的重要标志。容量Q是指定的放电条件(温度放电电流、终止电压)下所放出的电量称为蓄电池的容量,单位用Ah(安培小时)表示。蓄电池放电至终止电压的时间称放电率,单位为h(小时)。蓄电池的容量一般分为额定容量和实际容量两种。第13页/共40页额定容量是指充足电的蓄电池在25时,以10h放电率放出的电能。QN=INtN 式中 QN 蓄电池的额定容量,Ah;IN 额定放电电流,即10小时放电率的放电电流,A;tN 放电至终止电压的时间,一般为10h。第14页/共40页 蓄电池的实际容量与极板的面积、电解液的密度、放电电流的大小、充电程度及环境温度等有关,因此
10、实际容量为Q=It 式中 Q 蓄电池的容量,Ah;I 非10小时率的放电电流,A;t 放电时间,h。电池的放电率是指放电至终止电压的快慢。采用不同的放电率,其蓄电池的容量是不同的,铅酸蓄电池规定以10h放电率为标准放电率。当以10h放电率放电到终止电压的容量约是以1h放电率放电到终止电压时容量的2倍。第15页/共40页 二、蓄电池直流系统的运行方式 在发电厂和变电所中,蓄电池直流系统的运行方式有两种,即充电放电运行方式和浮充电运行方式。目前,多数直流系统都采用浮充电运行方式。1充电放电运行方式 充电放电运行方式就是将充好电的蓄电池组接在直流母线上对直流负荷供电,同时断开充电装置。当蓄电池放电到
11、其容量的7580时,为保证直流供电系统的可靠性,即自行停止放电,准备充电,改由已充好电的另一组蓄电池供电。2浮充电运行方式 浮充电运行方式就是将充好电的蓄电池组与浮充电整流器并联工作,平时由整流器供给直流负荷用电,并以不大的电流向蓄电池组浮充电(以补充电池因有漏电而使其电压下降的缺陷),使蓄电池处于满充电状态。浮充电运行的蓄电池组能承担短时冲击负荷(如断路器合闸电流)和事故负荷。第16页/共40页 蓄电池按浮充电方式运行,相对充电放电方式而言大大减少了充电次数。除由于交流系统或浮充电整流器U2发生故障,蓄电池转入放电状态运行后,需要进行正常充电外,平时每个月只进行一次充电,每三个月进行次核对性
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