第十章UPS系统、直流系统

1、第第 10 章章 UPS 系统、直流系统系统、直流系统.110.1 UPS 系统.110.2 金陵电厂 UPS 系统.310.2.1 UPS 系统组成 .310.2.2 UPS 系统主要设备的工作原理 .410.2.3 金陵电厂 UPS 的运行方式 .710.2.4 金陵电厂 UPS 的操作注意事项 .810.2.5 UPS 的故障处理 .810.3 直流系统.910.3.1 金陵电厂直流系统.910.3.1.1 主厂房内直流系统 .1010.3.1.2 辅助厂房内直流系统 .1110.3.2 金陵电厂直流系统技术规范.1110.4 充电器.1310.5 蓄电池.1410.5.1 铅酸蓄电池的

2、构造.1410.5.2 铅酸电池的工作原理和特性.1510.6 直流系统运行规定.1610.7 直流系统运行、维护和监视.16第 10 章 UPS 系统、直流系统10.1 UPS 系统发电厂的交流不停电电源 UPS Uninterruptable Power System（or Supply）一般采用单相或三相正弦波输出，为机组的计算机控制系统，数据采集系统，重要机、电、炉保护系统，测量仪表及重要电磁阀等负荷提供与系统隔离防止干扰的、可靠的不停电交流电源。交流不停电电源 UPS 应满足如下条件：（1）在机组正常和事故状态下，均能提供电压和频率稳定的正弦波电源。（2）能起电隔离作用，防止强电对测

3、量、控制装置，特别是晶体管回路的干扰。（3）全厂停电后，在机组停机过程中保证对重要设备不间断供电。（4）有足够容量和过载能力，在承受所接负荷的冲击电流和切除出线故障时，对本装置无不利影响。交流不停电电源系统包括一套静态不停电电源（UPS） ，其主要部件是整流器、逆变器、静态转换开关、手动控制的旁路开关、闭锁二极管、旁路（备用）电源变压器及电压调整变压器、主配电屏，还有若干个配电分屏。此系统输出有单相两线制 230V、50Hz 的经高电阻接地或直接接地系统，也有三相四线制400/230V、50Hz 的中心点直接接地系统。以华东电网为例，北仑电厂使用独立的一套不停电电源系统，为 230V、50Hz

4、 的直接接地系统；石洞口二厂使用两套独立的不停电电源装置，其输出为单相120V、50Hz 的直接接地系统；平圩电厂则使用两套相互独立的不停电电源系统，其中一套为230V、50Hz 的直接接地系统，另一套为 400/230V、50Hz 的直接接地系统。不停电电源系统构成原理接线框图见图 10-1，各部件及其作用作以下介绍。图 10-1交流不停电电源系统构成1、整流电路固态整流电路由交流输入隔离变压器、三相半控桥式整流电路和逻辑控制电路等构成，其输出直流电压水平由逻辑电路控制可控硅的导通时间来决定，整流电路输出用于向逆变器供应一个固定不变的直流电源，其输入电压是三相 380V、50Hz 的外部交流

5、电源。稳态电压变动率为额定电压的400V 交流A 母线来输入隔离变压器整流电路逆变器电路静态转换开关手控旁路开关到 UPS 主配电屏230V 直流母线来闭锁二极管400V 交流B 母线来输入隔离变压器调压变压器手控旁路开关手控旁路开关10%，频率变动率为额定频率的5%，在各种负荷条件下，输出电压调整得不低于 252V，该值为蓄电池正常最高电压，这样可以保证整流电路的输出电压总是高于机组直流系统在浮充和均衡充电期间蓄电池端子上的电压。因此机组直流系统不会向逆变器馈电。2、逆变器电路输入逆变器的电源包括调整好的整流电路输出电源，又包括机组蓄电池引来的电源。逆变器的输出电压随蓄电池的电压变化在 18

6、9（完全放电状态）252V（均衡充电状态）范围内。逆变器输出为单相 230V(或三相 400/230V)、50Hz 的交流电压，电压的变化率控制在额定电压的2%，频率的变化限制在额定频率的0.5%。逆变器输出总的谐波畸变不超过 5。逆变器电路(简称逆变器)是由全控桥式连接的可控硅、同步跟踪和自锁定等电路构成。全控桥式逆变器是将直流转变为交流，由 4 只可控硅组成，每个输出支路通过两个相应的可控硅在电源的正、负极之间来回切换，改变可控硅支路正向和反向开通时间比，平均输出电压也就随着变化(脉冲调制)。逆变器具有同步跟踪电路、它使逆变器锁定在与外部交流电源同步状态，当外部交流电源失去后或外部交流电源

7、频率变化范围超出整定值时，逆变器转而使用内部基准晶振回路，其频率值由内部调节整定，当其检测出外部基准电压频率漂移时，并能将它切换同时禁止静态开关切换。逆变器有防止过载和短路的限流电路、直流电压低跳闸和本体温度高跳闸电路，必要时可使逆变器电压降低从而把输出电流限制在某个范围以内，通过静态转换开关迅速向备用电源切换。3、闭锁二极管 闭锁二极管是用来使整流器输出的直流电源与机组提供给逆变器的直流备用电源（见图 10-l 中“230V 直流母线来”）隔离开，使得交流不停电电源系统（UPS）的整流器不会向机组直流系统馈电，以防该整流器过载。闭锁二极管的额定电流能承担逆变器的最大输入电流。对二极管输出端的

8、短路是由其自己来保护的。4、备用电源输入隔离变压器及调压变压器电源输入隔离变压器与调压变压器为串联连接，用来提供 230（400/230）V 的外部交流（备用）电源。调压变压器是用自动调节来维持与逆变器有相同输出电压的，也有的采用磁饱和型交流稳压回路，通过控制磁放大器的饱和度，使其阻抗发生变化来达到输出电压稳定的。5、静态转换开关每一套不停电电源系统配备一套无触点静态转换开关，是一对反并起来的可控硅，具有自动和手动切换功能。在发生下列情况之一时，静态转换开关将自动快速地将电源切换到外部交流（备用）电源。（1）逆变器失去输出或输出电压快速降低至 80%额定电压。（2）逆变器受到过激的冲击或过负荷

9、。（3）交流不停电电源系统负载回路发生短路。（4）逆变器超温。发生上述短路或过载情况的快速切换到旁路电源供电，是为了提供足够的短路电流，以使保护装置迅速切除故障，短路电流被切除之后，负荷又自动转回逆变器供电。静态转换开关快速切换时，包括传感时间在内整个转换时间不超过 1/4 周期，至旁路电源的转换是没有相位差的，这点是由逆变器的同步电路来保证的，无相位差对于敏感的负荷如计算机之类的负荷是很重要的。另外，有的厂家交流不停电电源(UPS)中还增设了慢速切换功能，如北仑电厂的交流不停电电源在下列情况下静态转换开关慢速切换。（1）当逆变器输出电压过高，静态转换开关自动慢速切换到外部交流电源，并且闭锁转

10、换开关；当需转换到逆变器供电时，应手动按复归按钮解除闭锁。（2）当逆变器输出电压缓慢降低至 90%额定电压时，静态转换开关慢速（小于 200ms）切换至外部交流电源。6、手控旁路开关具有接通/中间/断开三个位置的手控旁路开关的作用是，在逆变器及静态转换开关退出运行进行维修时，可不使负荷停电。手控旁路开关投入完全外部交流电源时，静态转换开关即被旁路，并切断至逆变器的同步信号。手控旁路开关的中间位置用以从旁路位置转换至正常位置时过渡接人同步信号，在转为逆变器供电前检测逆变器输出与外部交流（备用）电源应为同步。10.2 金陵电厂 UPS 系统本厂每台机组配两套 100 kVA 的 UPS，由青岛艾迪

11、森科技有限公司生产，供给单元机组的计算机监控系统、数据采集系统、协调控制系统、炉膛安全保护系统、汽机 DEH、紧急跳机系统、火灾报警系统、厂内调度通信以及其他自动和保护装置等。本厂机组烟气脱硫工程所需不间断电源系统由两套 20 kVA 的 UPS 供给，2 套 UPS 电源装置由南京标辰科技有限公司生产，分别安装在#1、2 脱硫综合楼内。主厂房 UPS 系统由 UPS 主机柜、旁路调压柜和配电柜组成。10.2.1 UPS 系统组成UPS 主机柜包括：输入隔离变压器、整流器(AC/DC)、逆变器(DC/AC)、 输出隔离变压器、静态旁路开关、手动检修旁路开关、逆止二极管、大屏幕 LCD 液晶监视

12、器及监控面板、控制单元等。旁路调压器柜包括：旁路隔离变压器、旁路稳压调压器、补偿变压器、控制仪表等。配电柜包括：馈线开关、控制仪表等。10.2.2 UPS 系统主要设备的工作原理厂用电 UPS 系统结构如图 10-2 所示，一套 UPS 装置主要由整流器、逆变器、静态旁路开关、逆止二极管和旁路电源隔离变压器和电压调节器等组成，其工作原理简述如下：图 10-2UPS 系统原理框图1、整流器整流器是固态型，它应能提供给逆变器固定的直流电压，整流系统应包括输入变压器，整流器及控制设备等。整流器采用 DSP 控制下的 6 相 12 脉冲技术。额定输入：电压： AC 380V变化范围：+35%-20%，

13、三相三线制频率： 50Hz变化范围：+10%-10%稳压精度：负荷电流 5%100%变化时，不大于1%。效率：大于等于 99%。2、逆变器每台 UPS 配有一台固态逆变器。UPS 的技术性能很大程度上取决于逆变器的性能，它对 UPS 装置输出波形及其谐波含量、装置效率、可靠性及对负载变化的瞬态响应能力都有决定影响，它的作用是将整流器输出的直流电或来自蓄电池的直流电变换成 110V 或 220V、50Hz 正弦交流电。每台 UPS 配有多台固态逆变器并联冗余运行。当一台故障时，其他逆变器仍可正常运行。逆变器的直流输入电压与整流器的输出电压相一致。当由蓄电池组供电时，在其最高电压和最低电压范围内，

14、逆变器均正常工作。当旁路电源正常时，逆变器的输出频率应保持与其同步，当旁路电源频率偏差超过允许的限度，同步跟踪回路应自动切断，逆变器将继续按其自定的基准频率运行。额定参数如下：额定输出容量100kVA (功率因数为 0.8 滞后)当功率因数为 0.70.9 时，能保证稳定输出。额定输出电压：单相 230V 1%，二线，接地输出频率：50Hz，变化范围为+0.1%-0.1%之内。畸变：不大于 3%。效率：大于等于 94%。起动特性：应能在额定负载下可靠起动。3、静态旁路开关UPS 装置逆变器输出应对旁路输入进行连续跟踪，当逆变器失去输出或太大的冲击负荷、过负荷及负荷侧短路，超过了逆变器的能力时，

15、静态旁路开关应能自动地将负荷从逆变器切换到旁路电源，当故障消失后，静态旁路开关自动地将负荷切换到由逆变器供电，与旁路电源的切换，不应有相位突变。切换时间(包括检测时间)： 0.4ms检修旁路开关用于当逆变器检修时将逆变器输出切换至旁路电源。检修旁路开关具有先合后断的性能，具有“工作” 、 “试验” 、 “旁路”三个位置；检修旁路开关在“试验”位置时，即在给 UPS 供电做试验的同时，不影响其向负载供电；位于“旁路”位置时，则可以使整个 UPS 装置停电。4、逆止二极管逆止二极管应能承担不停电电源系统的逆变器最大输入电流。逆止二极管的反向耐压 2500V，确保不低于整流器直流输出脉冲电压峰值 2

16、 倍。5、旁路电源隔离变压器和电压调节器旁路电源隔离变压器和电压调节器的容量和电压与逆变器的输出容量和电压相同。隔离变压器为单相干式变压器，容量至少 125kVA（100kVA UPS） 。绝缘等级至少为 F 级（温升按 B 级考核） ，变比为380/220V。电压调节器为单相 220/220V，容量为 100kVA。调压方式为连续，可自动和手动。应在就地和远方提供信号指示旁路电源正在向负荷供电。调压器采用 DSP 控制的电子式设计。UPS 的正常交流输入端（短路电流为 50kA） 、旁路交流输入端（短路电流为 50kA） 、由蓄电池供电的输入端（短路电流为 22kA） 、UPS 的输出端应装

17、设具有热、磁脱扣器的自动空气开关；并应能和上下级的馈线空气开关进行保护整定配合。6、控制、保护和测量UPS 应具有自动检测、诊断、记录功能。装置为微机型，采用模块化设计。UPS 面板上具有控制和检测盘，通过 LCD 显示屏能显示运行状态、运行参数和各种信号报警。装置具有事故记录及打印功能。人机对话通过薄膜键盘进行，可进行编程、整定和修改功能。UPS 系统配置能适合于 UPS 装置良好运行，防止来自内部或外部的误操作以及按上述可能的所有运行调节进行连续运行的保护装置。能在电厂交流配电屏和主直流配电屏的母排出现瞬时电压峰值时安全的运行。UPS 输出馈线的空气开关应配备以 UPS 短路电流作为启动具

18、有极快动作时间的高灵敏度的性能。7、UPS 系统交流配电屏每套 UPS 系统均配套提供主配电屏，另外两机共提供一套分配电屏。UPS 分配电屏总容量为 10kVA，电源输入分别取自#1 机 UPS A 主配电屏和#2 机 UPS A 主配电屏。经过开关隔离和开关切换后接至分配电屏内的母线，切换时间 0.8ms。同时含有旁路，在切换回路退出时不影响负荷的正常运行。UPS 分配电屏布置在汽机房的电气继电器室内，供电给主厂房公用设备。金陵电厂 UPS 系统技术规范表 10-1金陵电厂 UPS 系统技术规范序号名 称主厂房 UPS 装置脱硫系统 UPS1UPS 装置型号：SDP31100-220/230

19、-RPGP20K3交流输入电压（V）：（三相）380V（35%20%）380VAC20%直流输入电压（V）： 220110交流输出电压（V）：（单相）230230额定容量（kVA）：100 20 2逆变器逆变器额定输入功率（kW）：9019.8电压（V）： 165285110电流（A）： 最大：545.5109逆变器额定输出电压（V）： 230220电流（A）： 434.7891功率（kW）： 80503逆止二极管制造厂：美国 LDC Technology INC.ARLIS型号：NKE350/16NKE240/16额定电压（V）：1600额定电流（A）：700240额定电压下耐受电流（A）：

20、302404静态开关制造厂：美国 LDC Technology INCARLIS型号：NKT500/16NKT额定电压：1600160/12最大连续额定电流（A）：500160最大瞬时电流有效值（A）：160005400极数： 22切换时间（ms）：0.4ms max45整流器制造厂：美国 LDC Technology INCARLIS型号：NKT250/16NKT250/16额定容量（KW）：12525额定输出时的输入参数：容量（kW）：10025电压（V）：380380电流（A）：相电流：151.540最大允许电压变化范围（V）：76V11444额定输出：容量（kW）：100 22.5电压

21、（V）：2701%220电流（A）：370.440最大电压变化： 2V2V-3V控制方式：6 相 DSP 控制相位 PAM 控制6旁路隔离变压器制造厂：美国艾迪森/青岛工厂南京标辰型号： ISO11125-380/230PLG 20额定容量（kVA）：125 20 额定一次电压（V）：380380额定二次电压（V）：230230旁路调压器额定容量（kVA）： 100 20 输入电压范围（%）： 15%20%输出电压范围（%）： 15%1%7冷却系统冷却方式：风冷式风冷式冷却器数量：1668其他满负荷运行允许最高环境温度40（）：连续运行：400-40不超过 8 小时短时运行：50509制造厂青

22、岛艾迪森科技有限公司南京标辰10安装地点主厂房 UPS 室#1、2 脱硫车间10.2.3 金陵电厂 UPS 的运行方式1、 # 1、#2 机组各有二套交流不停电电源装置 UPS A、UPS B.两套 UPS 装置各有 3 路电源输入，其中工作电源分别取自 380V 保安 MCC A、B 段，直流电源均取自 220V 直流母线，旁路电源分别取自380V 汽机 PC A、B 段。2、 脱硫# 1、#2 UPS 装置各有三路电源输入，其中工作电源取自#1(2)机脱硫保安 MCC 段，直流电源取自#1(2)机脱硫 110V 直流系统，旁路电源取自#1(2)机脱硫 PC 段。3、 UPS 四种运行方式：

23、1)工作电源方式：UPS 工作电源正常时，三相交流电源经过输入隔离变压器、滤波变压器、整流器、逆变器、输出隔离变、静态开关向负载供电。2) 直流电源方式：当工作电源消失时，直流电源经过逆变器、输出隔离变、静态开关向负载供电。只有当整流器不工作时才能由直流电源向逆变器供电。3) 备用电源方式：旁路电源输入到旁路调压柜经调压后作为逆变器发生故障时 UPS 负载的备用电源，正常情况下，逆变器输出静态开关处于常闭状态，备用静态开关处于常开状态。当逆变器输出过载或出现故障时，通过两组静态开关的转换由旁路电源给负载紧急供电。当逆变器恢复正常时，静态开关自动将负载转换到由逆变器供电的状态。 （切换时间：异步

24、切换 0.4ms、同步切换 0ms）4) 检修旁路方式：逆变器检修时检修旁路开关可以在不影响对 UPS 负载供电的情况下，使逆变器和静态开关退出运行，以便对其进行检修。即旁路电源通过稳压回路经检修旁路开关对 UPS 负载供电，备用电源开关断开。10.2.4 金陵电厂 UPS 的操作注意事项1.机组正常运行中绝不允许停用 UPS，如必须停用，应在负载已切换或停用并已联系热控和电气专业人员的情况下进行。2.面板上的 LCD 画面可以查阅更多的信息，并可以用上移/下移/确认键阅读资料，但不得随意更改其中设定；一般情况下，运行人员通过面板上的状态指示灯和告警灯就可以了解 UPS 的运行情况。3.当 U

25、PS 由备用电源方式切逆变器，或由逆变器切备用电源方式供电前，应注意观察面板上相应的指示灯亮，否则，禁止切换。4.UPS 检修旁路开关和备用电源开关切换时应先通后断，以便在不影响负载的情况下，使逆变器和静态开关退出运行。UPS 正常运行中不允许合上检修旁路开关。5.尽量不要用直流电源直接启动 UPS。 6.正常运行中不得随意将旁路稳压柜停用。7.UPS 装置主机柜面板内部保险丝，运行人员不负责断开，如需断开由检修自理，且必须合上后交返运行。运行人员在送电时（由检修旁路倒回正常运行或开机等）必须检查确认保险已送上，否则会造成静态开关和逆变器闭锁，造成切换过程中 UPS 输出中断。8.UPS 操作

26、应由两人操作，实行操作监护制。9.在逆变器切换至备用电源方式的操作过程中，如果没有将逆变器停用而直接拉开直流电源开关和工作电源开关，此时，虽然静态转换开关也能切换至旁路电源供电，但此种切换方法为异常切换。正常操作方法应为：先将逆变器停用，使静态开关自动切至备用电源方式供电，然后将直流电源开关和工作电源开关拉开。10.在备用电源方式切换至逆变器操作过程中，如果整流器工作，直流电源开关已合上，未激活逆变器，而直接拉开备用电源开关，UPS 即失电。正常操作应为：整流器和直流电源恢复供电后，激活逆变器，待逆变器有输出，静态转换开关自动切换至逆变器输出后，方可拉开备用电源开关。11.若稳压器故障或有检修

27、工作，确保工作电源和逆变器回路工作正常，断开备用电源开关 RESERVE和检修旁路开关 BYPASS，按下旁路柜稳压器停止按钮，稳压器输出电压、电流至 0，断开旁路电源开关 QF，将稳压器闸刀 QN 打至“市电”位置。旁路稳压柜由检修恢复备用时，将稳压器闸刀 QN打至“稳压”位置，合上旁路电源开关 QF，按“启动”按钮，稳压器接触器合上后， “稳压”灯亮，检查输出电压、电流正常，再合上备用电源开关 RESERVE。10.2.5 UPS 的故障处理机组 UPS 发生异常或故障时，其面板上相应的状态指示灯和告警指示灯会亮，同时柜内的蜂鸣器会发出报警声。当发生异常时，运行人员首先应分析故障原因，对应

28、故障原因并作初步处理，原则上应确保 UPS 负载安全供电，如解决不了，应通知检修处理。机组 UPS A 或 UPS B 输出失电1、现象DCS 上 UPS A 或 UPS B 异常、电源开关跳闸等报警。UPS A 或 UPS B 输出电压、电流指示为 0。UPS A 失电时下列负载失电：机组 DCS 锅炉部分电源 A、机组 DCS 汽机部分电源 A 、机组 DCS 服务器操作员站部分电源 A、#1/#2 机组公用 DCS 电源 A、机组热控电源分配柜 2A 汽机部分电源、机组热控电源分配柜 1 电源 A、消防、机组 AVR 辅助电源 2、机组 FECS 机房网络设备屏 10ASN01 电源 1

29、、值长台#1 远动 PC 机、机组 FECS 工程师站、机组 FECS 操作员站、机组 FECS 通讯网关工作站 1GPS 主时钟屏 1、机组故障录波器、保护管理机屏。UPS B 失电时下列负载失电：机组 DCS 锅炉部分电源 B、机组 DCS 汽机部分电源 B、机组 DCS 服务器操作员站部分电源 B、机组热控电源分配柜 2B 锅炉部分电源、#1/#2 机组 UPS 电源公用分配柜电源A、机组热控电源分配柜 1 电源 B、辅助车间联网控制系统电源 A、机组 FECS 机房网络设备屏 10ASN01电源 2、#1、#2 机组集控室电气数显表电源、机组 FECS 工程师站 2、机组 FECS 操

30、作员站 2、机组FECS 通讯网关工作站 2、GPS 主时钟屏 2、主变在线监测屏、机组 FECS 电气继电器室通讯管理主机屏电源 1。2、原因逆变器故障，静态转换开关没有自动切换至备用电源方式或旁路电源故障。工作电源、旁路电源和直流电源均失电。装置异常切换或人为因素造成失电。馈线总开关跳闸。3、处理监视机组运行情况，稳定机组运行工况。立即检查各热工电源柜电源切换正常。电气 FECS 电源柜双路电源切换正常。立即派电气人员去就地查看 UPS A 或 UPS B 运行情况，根据就地报警指示查看故障原因，若是逆变器故障静态转换开关没有自动切换，立即手动切至备用电源方式，不行再切至检修旁路；若是运行

31、方式错误导致电源失去，迅速恢复电源。若是 UPS 装置故障，切至检修旁路方式运行。若是人为原因，立即恢复运行。若是馈线总开关跳闸，可能是负荷短路引起的越级跳闸，断开所有负荷开关，不能立即判断是哪路故障时，先合上馈线总开关，再逐一合负荷开关，找出故障回路后将其停用，恢复其他负荷供电。故障回路及越级原因请检修处理。4、处理注意事项UPS 故障要尽快的处理，否则将影响机组安全运行。处理期间监视好热工电源、FECS 系统电源运行，停止可能影响其运行的工作。10.3 直流系统发电厂的直流系统，主要用于对开关电器的远距离操作、信号设备、继电保护、自动装置及其他一些重要的直流负荷（如事故油泵、事故照明和不停

32、电电源等）的供电。直流系统是发电厂厂用电中最重要的一部分，它应保证在任何事故情况下都能可靠和不间断地向其用电设备供电。在大型发电厂直流系统中，采用蓄电池组作为直流电源。蓄电池组是一种独立可靠的电源，它在发电厂内发生任何事故，甚至在全厂交流电源都停电的情况下、仍能保证直流系统中的用电设备可靠而连续的工作，在有大机组的电厂中设有多个彼此独立的直流系统。例如，单元控制室直流系统、网络控制室直流系统(又称升压所或升压站直流系统)和输煤直流系统等。对 1000MW 机组的大型电厂，单元控制室和升压所直流系统的设置，应满足继电保护装置主保护和后备保护由两套独立直流系统供电的双重化配置原则。10.3.1 金

33、陵电厂直流系统金陵电厂主厂房直流系统采用许继电源有限公司的充电器、配电屏以及由广东汤浅蓄电池厂生产的阀控式密封铅酸蓄电池组；辅助厂房直流系统采用许继电源有限公司的充电器、配电屏以及由哈尔滨光宇生产的阀控式密封铅酸蓄电池组。充电器具有稳压、稳流及限流性能，即为定电流，恒电压型(微机控制整流器)。充电方式为稳流、恒压两阶段充电方式。充电器采用智能高频开关型、N+1 模块化设计。任一充电模块故障不影响系统运行，并可实现带电热插拔。充电设备的工作方式具有手动与自动两种调节方式。手动调节方式在输出电压调节范围内连续可调。充电器在交流失电又恢复供电后能自动调节，可使整流设备自动投入工作，并根据蓄电池状态自

34、动选择工作状态。均充运行时间在 1-8 小时可调，当达到整定时间后，可自动转为浮充电工作。充电器的容量能满足在均衡充电条件下带正常负载，并具有手动充电方式。充电器有定期转定压充电功能：有定期转低压充电功能，当电池长期处于浮充电状态下时，定期转为定压充电功能10.3.1.1 主厂房内直流系统每台机组设置一组 220V 直流阀控式铅酸蓄电池组，蓄电池组容量 2500 AH，供电给机组的直流动力，不停电电源，事故油泵及事故照明等负荷；每台机组设置二组 1l0V 直流阀控式铅酸蓄电池组，蓄电池组容量 1000AH，供电给机组的控制、继电保护、仪表、信号等负荷。上述蓄电池组均采用单母线分段，两线制，不接

35、地系统。每组 220V 蓄电池组配二台充电设备，其中一台作为正常运行时蓄电池组的充电设备，另一台充电设备作为备用，充电设备与蓄电池组并联运行，对蓄电池组进行浮充电，均衡充电，如图 10-3(b)所示。工作充电装置交流电源来自机组 PC，备用充电装置的交流电源来自保安 PC。二组 1l0V 蓄电池组配三台充电设备，其中一台充电设备分别连接两个母线分段作为另二台充电设备的备用，充电设备与蓄电池组并联运行，对蓄电池组进行浮充电，均衡充电，如图 10-3(a)所示。工作充电装置交流电源来自机组 PC，备用充电装置的交流电源来自保安 PC。直流电源屏为防尘型，直流母线采用绝缘母线。直流系统设置微机型绝缘

36、监测装置，母线或馈线回路发生接地故障时，发出报警信号。直流配电采用二级配电方式，主配电盘主要供电给主厂房内的直流负荷。在与主厂房相近的循泵房，灰控楼，脱硫等区域设置二级分配电盘，自直流配电盘至负荷采用放射形供电方式。主厂房内直流屏设备布置在汽机房 A3B，12 和 1112 柱之间 0 米层的交直流配电间内。蓄电池组布置在汽机房 AA3，12 和 1112 柱之间 0 米层的蓄电池室内。系统图详见图纸 F212401C/F1112C-D-44：主厂房 110V 直流系统接线图和 F212401C/F1112C-D-45：主厂房 220V 直流系统接线图。布置图详见图纸 F212401C/F11

37、12C-D-46：主厂房蓄电池直流屏室布置图。（a）110V 直流系统 （b）220V 直流系统图 10-3单元控制室直流系统典型接线10.3.1.2 辅助厂房内直流系统在厂区公用中压配电装置室设置 110V 直流电源：直流电源包括 200Ah 直流阀控式铅酸蓄电池组 2组，每组配备高频开关电源充电器（N1 模块）1 套，高频开关电源交流侧采用双电源切换。辅助厂房如化水区离主厂房区域较远，配置 110V 直流电源系统。每套直流电源包括 60Ah 直流阀控式铅酸蓄电池组 1 组，高频开关电源充电器（N1 模块）1 套，高频开关电源交流侧采用双电源切换。1、 厂区公用 110V 直流系统厂区公用

38、110V 直流母线为单母分段接线：直流母线 1 段由#1 蓄电池和#1 充电器组成，直流母线 2段由#2 蓄电池和#2 充电器组成。厂区公用 110V 直流母线 1、2 段通过联络闸刀、空气开关相互联络，正常运行时联络闸刀、空气开关均在断开位置。#1、#2 充电器均有两路交流电源输入，电源分别取厂用配电装置室。两路电源正常时一路工作，另一路备用。#1(2)机组脱硫 110V 直流系统#1(2)机组脱硫 110V 直流母线为单母线接线，由一组蓄电池和一台充电器组成。充电器有两路交流电源输入，电源分别取#1(2)机脱硫 PC A 段及#1(2)机脱硫保安段。两路电源正常时一路工作，另一路备用。2、

39、 运煤、化水、输煤码头 110V 直流系统运煤 110V 直流母线、化水 110V 直流母线、输煤码头 110V 直流母线均为单母线接线，均配置一组蓄电池、一台充电器。充电器均有两路交流电源输入，电源分别取厂用配电装置室。正常时一路工作，另一路备用。10.3.2 金陵电厂直流系统技术规范表 10-2充电器技术规范项目ZZG13-40A/220VZZG13-50A/110VZZG13-20A/110VZZG13-10A/110V交流输入电压（V）380V20%380V20%380V20%380V20%交流输入容量（kVA）1435110.25.1直流输出电压（V）220110110110直流输出

40、电流（A）4002506030直流输出容量（kW）13547.959.584.79均充均衡电压（V）240115122.2122.2电压调节范围（V）230260115130119.60124.80119.60124.80稳流精度0.5%0.5%0.5%0.5%浮充稳压（V）230115117117浮充稳压范围（V）220240110120116118116118稳压精度0.3%0.3%0.3%0.3%初充最高限压（V）315157127127功率因数0.950.950.940.94效率94%94%94%94%不平衡系数3%3%3%3%充电模块电流 A个数40A1150A620A410A4制造

41、厂许继许继许继许继安装地点主厂房直流（每台机组 2 台）主厂房直流室（每台机组 3 台）厂区公用中压配电室（2 台）#1、2 脱硫车间(1 台)厂区运煤配电间（1 台）化水配电间（1 台）输煤码头（1台）表 10-3蓄电池技术规范项目220V 蓄电池110V 蓄电池110V 蓄电池110V 蓄电池蓄电池型号UXL2550-2UXL1100-2GFM-200AHGFM-100AH蓄电池容量（C10，Ah）25001000200100外壳材料阻燃 ABS阻燃 ABS密封工艺胶封胶封电解液吸附系统方式阴极吸收式阴极吸收式单体电池额定电压（V）2222单体电池浮充电电压（V）2.232.23单体电池均

42、衡充电电压（V）2.332.33蓄电池正常浮充电电流（mA）25001000蓄电池均衡充电电流（A）250100每组只104525252制造厂广东汤浅广东汤浅哈尔滨光宇哈尔滨光宇安装地点主厂房直流室（#1、2 机各一组）主厂房直流室（#1、2 机各二组）厂区公用中压配电室（二组）#1、2 脱硫车间（二组）运煤配电间（一组）化水配电间（一组）输煤码头（一组）10.4 充电器1、充电器配置1）主厂房内每台机组设一组 220V 蓄电池系统，每组蓄电池配 2 台专用充电器，其额定输出电流为400A，二台充电器应设有闭锁装置保证该装置不能同时和母线相连接。每套充电装置配置 11 台 ZZG13-40A/

43、220V 微机智能高频开关电源，具备根据负荷电流状况自动投退模块的功能。充电器采用智能高频开关型、模块化设计。当充电电流0.1C10 时应具有允许部分模块退出工作功能，应具有根据负荷电流状况自动投退模块的功能。直流母线的短路电流按 26kA 考虑。2）主厂房内每台机组设二组 110V 蓄电池系统，配三台 250A 充电装置，其中一台作为备用，系二组直流母线公用，为防止二组蓄电池组并联运行，公用的充电器应设有闭锁装置保证该装置不能同时和二组母线相连接。每套充电装置配置 6 台 ZZG13-50A/110V 微机智能高频开关电源。充电器采用智能高频开关型、.模块化设计。当充电电流0.1C10 时应

44、具有允许部分模块退出工作功能。直流母线的短路电流按 10.5kA 考虑。3）公用中压配电装置室设两组 110V 蓄电池组系统，每组蓄电池配 1 台专用充电器，其额定输出电流为 60A，1、2 脱硫车间各设置 1 组 110V 蓄电池，每组蓄电池配 1 台专用充电器，其额定输出电流为 60A。充电器采用智能高频开关型、模块化设计。当充电电流0 .1C10 时应具有允许部分模块退出工作功能，应具有根据负荷电流状况自动投退模块的功能。直流母线的短路电流按 10kA 考虑。4）运煤配电间、化水配电间各设一组 110V 蓄电池组系统，每组蓄电池配 1 台专用充电器，其额定输出均电流为 30A。输煤码头设

45、 1 组 110V 蓄电池组系统，配 1 台专用充电器，其额定输出均电流为30A。充电器采用智能高频开关型、模块化设计。当充电电流0.1C10 时应具有允许部分模块退出工作功能，应具有根据负荷电流状况自动投退模块的功能。直流母线的短路电流按 10kA 考虑。2、充电设备的工作方式：具有手动与自动两种调节方式。手动调节方式在输出电压调节范围内连续可调。在交流失电又恢复供电后自动调节可使整流设备自动投入工作，并根据蓄电池状态自动选择工作状态。均充运行时间 1-8 小时可调，当达到整定时间后，可自动转为浮充电工作。整流设备还应具备转为手动充电的切换开关，以适用于初充、再充电以及浮充与低压充电的转换。

46、3、蓄电池充电器应具有稳压、稳流及限流性能，即为定电流，恒电压微机控制型 。充电器的容量应能满足在均衡充电条件下带正常负载，并具有手动充电方式。充电方式为稳流、恒压两阶段充电。定期转定压充电功能：有定期转低压充电功能，当电池长期处于浮充电状态下时，定期转为定压充电功能。4、蓄电池充电器在浮充电和均衡充电运行方式下输出电压或输出电流在其可调范围内应连续可调。5、在充电器的输出回路应串一隔离二极管，以消除电压从蓄电池反馈，保证输出电压检测回路的正确工作。6、充电器限流特性自动稳压时充电器应具备限流特性，将输出电流限值在额定值的 120%。其整定值应连续可调。7、电压调整充电器应保证频率波动5%内，

47、在空载到满载范围内电压波动在0.5%以内。8、开关电源模块基本性能要求如下：均流不平衡度应不大于3额定电流值；功率因素应不小于0.94；谐波电流含量在模块输入端施加的交流电源符合标称电压和额定频率要求时，在交流输入端产生的各高次谐波电流含有率应不大于 30；振荡波抗扰度应能承受 GB/T 17626.121998 表 2 中规定的三级的振荡波抗扰度；静电放电抗扰度应能承受 GB/T 176262.21998 表 2 中规定的三级的静电放电抗扰度。整流模块可带电更换，模块故障不会影响系统的正常工作。10.5 蓄电池蓄电池是一种独立的直流电源，它在发电厂内发生任何事故时，甚至在交流电源全部停电的情

48、况下，都能保证直流系统的用电设备可靠而连续地工作。另外它是全厂事故照明的可靠电源。采用蓄电池的直流系统，能够使用任何复杂的继电保护和自动装置，对各种断路器都可以用直流操作机构进行远距离操作。目前，在发电厂直流系统中一般采用固定式铅酸蓄电池，其容量大、寿命长，不需要经常性地均衡充电和维护，浮充电源容量小。金陵电厂蓄电池为阀控式密闭铅酸蓄电池。220V 蓄电池为 UXL2550-2 型，220V 蓄电池为 UXL1100-2 型。每组 110V 蓄电池各配置一台专用充电器，并另有一台作为它们的备用。220V 蓄电池配置两台专用充电器。以下简单介绍其构造及工作原理。10.5.1 铅酸蓄电池的构造OG

49、i 通气式铅酸蓄电池具有高持久性和峰值电流，备用运行时寿命长，主要由极板、电解液和容器等几个部分组成。而电极又包括正、负极栅板。含锑量少于 2的铅合金使栅极具有良好的机械强度和耐腐蚀性。相对于高锑含量，低锑含量在浮充时减少了水的分解；电解液由 20时额定密度为 1.24Kg/l 的稀硫酸组成。电池交付时为已加液和已充电状态。建议空运和海运时以干式、已充电状态交付，在加注电解液后可立即投入使用；电池的容器由透明的 SAN 塑料制成，可方便地检查电解液的液位。容器和盖子为粘接式，可防止电解液和气体泄漏；OGi 的隔板使用多微孔的塑料隔板分隔电极。这导致了很低的电阻，允许酸液很好地扩散，并防止电极上

50、金属物质的增生。隔板在各方向上并行，因而防止短路；电极套管为气密式，可以避免蓄电池整个使用服务寿命内的电解液的泄漏，并满足 DIN 40729 标准的要求；OGi 单个电池间通过完全隔热的焊接或螺栓连接器连接。可以根据要求提供带铜插头的焊接连接器。OGi 蓄电池通常提供迷宫式通气孔塞，可防止电解液雾滴的逃匿；在包含水电解液的蓄电池运行时，充电和浮充不仅仅储存了电能，还发生了水的分解的二次反应。该反应产生了氢气和氧气，这些气体会从蓄电池中逸出，导致电解液液位下降和浓度增加。电解液液位下降的速度取决于环境条件：如温度和充电参数。电池装置因而必需定期检查和补充电池水。在电池运行过程中产生的氢气和氧气

51、的混合气体称为易爆气。该术语源自当氢气与空气混合后的浓度超过 4形成易爆混合物这一事实。为阻止氢气凝聚到这一临界值，规定了电池容器和房屋的特殊通风条件。如果有技术措施能减少蓄电池中氢气的增长或逸出，相应的通风条件可减少。为减少易爆气的逸出，氢气和氧气可通过一种叫复合反应的方法转换成水，这一反应发生在附在电池上的特殊通气孔塞复合器中，Hoppecke 公司称这种复合器为AquaGen通气孔塞。在运行温度 20，蓄电池持续供电浮充且偶尔放电的情况下，其使用寿命可达 1215 年。10.5.2 铅酸电池的工作原理和特性图 10-4铅酸蓄电池的工作原理放电回路 b) 充电回路1.容器 2.电解液 3.

52、正极 4.负极 5.灯泡 6.直流发电机1、放电把正、负极板互不接触而浸入容器的电解液中，在容器外用导线和灯泡把两种极板连接起来，如图10-4(a)所示，此时灯泡亮，因为二氧化铅板和铅板都与电解液中的硫酸起了化学变化，使两种极板之间产生了电动势(电压)，在导线中有电流流过，即化学能变成了使灯泡发光的电能。这种由于化学反应而输出电流的过程称为蓄电池放电。放电时，正负极板上的活性物质都与硫酸发生了化学变化，生成硫酸铅 PbSO4。当两极板上大部分活性物质都变成了硫酸铅后，蓄电池的端电压就下降。当端电压降到 1.8-1.75V 以后，放电不宜继续下去，此时两极板间的电压称为终止放电电压。整个放电过程中，蓄电池中的硫酸逐渐减少而形成水，硫酸的浓度减少，电解液比重降低。蓄电池内阻增大，电动势下降，端电压也随之减小，此时，正极板为浅褐色，负极板为深灰色。必须注意，在正常使用情况下，蓄电池不宜过度放电，因为在化学反应中生成的硫酸铅小晶块在过度放电后将结成体积较大的大晶块，晶块分布不均匀时，就会使极板发生不能恢复的翘曲，同时还增大了极板的电阻。放电时产生的硫酸铅大晶块很难还原妨碍充电过程的进行。2、充电如果把外电路中的灯泡换成直流电源，即直流发电机或硅整流设备，并且把正极板接外电源的正极，负极板接外电源的负极，如 10-4(