直流系统课件

1、n一、系统概述n二、框架n三、蓄电池n四、继电保护室直流柜n 1、充电柜及其上面的模块n2、馈线柜及其模块n3、联络柜n4、事故照明柜n5. UPS电源柜n五、蓄电池组的放电顺序系统概述系统概述n直流系统设备是电力系统的重要设备，主要用于发电厂、水电站、各类变电站及其他需要直流供电场所。作为控制、仪表、信号、测量、继电保护护和自动化装置等控制负荷，断路器电磁合闸、直流电动机、交流不停电电源及事故照明等动力负荷提供直流电源。其性能和质量直接关系到电网的稳定运行和设备安全。蓄电池蓄电池n所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。n构成铅酸蓄电池之主要部分如下： 正极板(过氧化

2、铅.PbO2)- 活性物质 负极板(海绵状铅.Pb) - 活性物质 电解液(稀硫酸) - 硫酸H2SO4 + 水 H2O (约37%) 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等)蓄电池蓄电池n铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下：n正极：PbO2 + 2e + HSO4- + 3H+ = PbSO4 + 2H2O 负极：Pb + HSO4- = PbSO4 + H+ + 2en总反应：PbO2 + 2 H2SO4 + Pb = 2 PbSO4 + 2H2On从以上的化学反应方程式中可以看出，铅酸蓄电池在放电时，正极的活性物质二氧化铅和负极的活性物质金属铅都与硫酸电解液反应，生成硫酸铅，在电

3、化学上把这种反应叫做“双硫酸盐化反应”。在蓄电池刚放电结束时，正、负极活性物质转化成的硫酸铅是一种结构疏松、晶体细密的结晶物，活性程度非常高。在蓄电池充电过程中，正、负极疏松细密的硫酸铅，在外界充电电流的作用下会重新变成二氧化铅和金属铅，蓄电池就又处于充足电的状态。正是这种可逆转的电化学反应，使蓄电池实现了储存电能和释放电能的功能。充电功能充电功能n阀控式密封铅酸蓄电池充电程序如下：n正常充电程序:（恒流恒压过程）n1、恒流充电（主充）工作方式： n 当蓄电池回路的充电电流达到0.1C10A时，充电装置自动转入对电池的恒流恒流限压充电工作方式，在第一阶段以0.1C10A的定量限流方式进行充电，

4、当电池端电压达到设定的均衡充电电压时，自动转入第二阶段恒压恒压限流充电，恒压充电电压按单体电池电压2.35VN设定。n2、恒压充电（均充）工作方式： n 在这种工况下，蓄电池端电压不再上升，而电池回路充电电流在电池容量逐渐地趋向满容量的同时，不断的下降，当蓄电池充电电流降为0.0080.01C10A后，再延时若干小时（本装置可根据用户要求输入设定值），自动转入第三阶段浮充电工作方式，即正常运行方式。n 3、浮充电工作方式： n 在浮充电工作方式下，装置输出电压以单体电池2.23VN设定。当蓄电池回路充电电流达到0.1C10A时，自动转入恒流充电（主充）方式。 n长期浮充充电程序：n正常运行浮充

5、状态下每隔1-3（可设置）个月，微机控制充电浮充电装置自动转入恒流充电状态运行，按阀控式密封铅酸蓄电池正常进行充电n交流电中断程序n正常浮充电运行状态时，电网事故停电，这时充电浮充充电装置停止工作，蓄电池通过降压模块，无间断地向二次控制母线送电。当电池电压低于设置的告警限时系统监控模块发出声光告警。n交流电源恢复程序：n交流电源恢复送电运行时，微机控制充电装置自动进入恒流充电状态运行，按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。n电池温度补偿n阀控式密封铅酸蓄电池在不同的温度下对蓄电池充电电压做相应的调整才能保障电池处于最佳状态，电池管理系统监测环境温度，用户可根据电池厂家提供的参数，选择使用

6、电池温度补偿功能，选择此功能后系统监测环境温度，自动调整电池充电电压，使电池工作在最佳状态。n电池定期维护保养n通常所说的免维护电池其定义是不确切的，所谓免维护密封电池，只是无须人工加酸加水，而非真正意义上的免维护；相反其维护要求变的更高。n电池长期不用或长期处于浮充状态，电池极板的活性物质易梳化，当活性物质越来越少时，电池的放电能力也越来越差，直至放不出电。n此外，由于电池之间的离散型，单体电池之间的实际电压不尽相同，电池标称的浮充电压只是一种均值，所选定的浮充电压并不能满足每一节的要求，如果电池长期处于浮充状态，其结果必定是，部分电池的电量能保证充满，而有一部分电池是无法充满的，这一部分电

7、池表现出来的电压时虚的，需要放电时，其放电能力很差。n因此，要求充电系统具备定期对电池作维护性的均充活化功能，以免电池梳化、虚冲，确保电池的放电能力和使用寿命。nGWD系统，能非常方便的实现这一功能，而且定期均充间隔时间可由用户根据需要自行设定。充电柜充电柜n实现的功能：整流功能，交流变直流的设备安装在该柜充电模块充电模块nHP110、HP220系列智能高频开关电源模块式新一代电力系统直流专用充电模块，模块内部自带CPU、RS485通信接口，输出隔离设计、可带电热插拔，具有稳压稳流精度高，体积小，效率高，性能稳定，安装操作维护灵活方便等优点。n型号说明nHP-huawei Power英文缩写n

8、110、120是指输出电压额定值n工作原理图前面板前面板后面板后面板PSM-E20C电力电源监控模块电力电源监控模块nPSM-E20C电力电源监控模块可应用于10-50KV以下变电站、电厂、各类用户变和其他需要直流供电的场合。配合HP系列电力充电模块及其他采集模块（电池巡检、绝缘检测、开关检测模块），可完成智能化电池管理和直流系统检测及告警。PSM-E20C监控模块具备远程管理功能，可用于自动化要求高的无人值守站。n产品特点及功能介绍n安装方便，使用简单，性价比高；n具备RS485RS232接口，支持多种通信规约，全面实现“四遥”功能n现代电力电子与计算机网络技术相结合，提供对电源系统的“遥测

9、、遥控、遥信、遥调“的支持，实现无人值守。n监控系统“四遥”量n遥测量n交流三项电压、合母电压、控母电压、控母电流、充电模块电压电流、蓄电池组电压电流、母线对地绝缘电阻。n遥信量n系统总故障、电池充电方式、充电模块故障、合母过电压、控母过欠压、蓄电池组欠压、电池充电过流、支路开关跳闸、母线支路绝缘故障、电池熔断器故障n遥控量n每个模块开/关机、系统均/浮充n遥调量n均充电压、浮充电压n完善的告警处理及记录功能，当系统异常时，监控系统自动产生声光告警，同时屏幕上的“故障”二字闪烁，故障输出点动作；用户可通过当前故障和历史故障查询系统故障记录n可现场（或远端）设定系统运行参数，告警上下限，手动均浮

10、充转换，模块开关机控制n监测各直流馈线输出的电压、电流各馈线输出开关状态、熔断器状态、绝缘状态、当发生异常情况时发出声光警告n可根据用户需求通过RS485接口扩展最多108路电池巡检n可根据用户需求通过RS485接口扩展256支路绝缘状态（配8台绝缘监测单元）n可根据用户需求通过RS485接口扩展256支路馈线开关跳闸与否（配8台开关监测单元）工作原理工作原理n以微处理器为核心，采集各路模拟信号、数字信号进行数据处理，并做出告警信息，远传到后台，同时进行电池均充管理。电池充电管理电池充电管理PSM-E20C电力电源监控模块显示面板电力电源监控模块显示面板nPSM-E20C电力电源监控模块显示面

11、板，配合前板按键，可完成设置、查阅、显示事件功能等各项功能。nRUN:运行指示灯，程序正常运行时闪烁nALM：告警指示灯，当前有故障警告时闪烁，峰鸣器鸣响nRST:复位按钮nF1-F5多功能按键n见图片馈线柜馈线柜n功能：将直流电输出到直流负载n负载：1#主变测控柜、1#主变保护C柜、1#主变故障录波柜、1#主变风冷控制柜、1#主变保护C柜控制电源、2#主变保护A柜、1#主变保护A柜、220KV线路测控柜、220KV线路保护柜控制电源、通讯接口柜、对时柜电源、2#主变保护C柜控制电源、线路保护啊、1#SVG控制柜、保护及故障信息远传柜、220KV故障录波器柜、220KV母线保护柜、35KV段配

12、电装置保护电源、35KV段配电装置控制电源、35KV段配电装置保护电源、35KV段配电装置控制电源、380V配电装置控制电源、35KV母线保护柜联络柜联络柜事故照明柜事故照明柜n正常工作时，交流供电供给常规照明，直流供电待机，当交流电源掉电后，立刻自动切换到直流逆变供电，启动事故照明，同时发出照明控制切换动作信号。如果交流供电恢复正常，将立刻自动切除事故照明供电，恢复交流供电常规照明。n事故照明回路和正常照明回路是两个独立的回路电源。事故照明的电源时从直流系统馈线柜过来的。n事故照明：1#、2#无功补偿室，35KV配电室、综合一、二楼UPS电源柜电源柜n即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变

13、器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。n下图UPS工作于旁路状态时的各部分电路工作情况，市电直接送到静态开关上，由静态开关送出后经输出EMI滤波器干扰后送到用户负载端，为用户负载提供电能。当机器过载、过温或逆

14、变器故障时都将工作于旁路，机器此时的输出只是经过滤波后而无稳压、稳频的处理过的普通市电。n下图为UPS正常工作于市电正常工作状态时的各部分电路工作情况，市电进入隔离变压器进行隔离变换送到EMI滤波器除市电送来的杂讯干扰后，送到整流器上，经整流滤波电路将市电经过AC-DC的变换后送到逆变器作为DC-AC的能量输入源，逆变器在主板的驱动下将整流器送到的DC直流电变成电压、频率稳定，无干扰的纯正正弦波输入到静态开关，由静态开关将此优质电源送到EMI滤波器后，由EMI滤波器滤除干扰后送到用户负载，为用户提供高品质电源。同时电池能量送到隔离二极管正极，由于整流滤波电路输出的电压高于此电压，所以隔离二极管处于截止状，电池送到的能量处于备用状态。n下图为UPS正常工作于电池正常供电状态是的各部分电路工作情况，当市电故障时，整流器输出的电压低于电池端送来的电压，隔离二极管导通，电池能量被送到逆变器输入端，在主控电路驱动下，逆变器将电池送到的DC直流电变成电压、频率稳定，无干扰的纯正正弦波输出到静态开关，由静态开关将优质电源送到输出EMI滤波器