直流系统及UPS系统

1、直流系统及直流系统及UPS系统系统直流系统一、作用 发电厂的直流系统主要用于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（如直流油泵、事故照明和不停电电源等）的供电。保证在任何情况下都能可靠和不间断地向其用电设备供电。二、直流系统的组成直流系统一般由蓄电池组、整流充电装置、放电装置、绝缘监察装置、直流母线、直流负荷、监控模块等组成。1 1、直流屏、直流屏包括：包括：交流配电交流配电（将交流电源引入分配给各个充电（将交流电源引入分配给各个充电模块）模块）充电模块充电模块（完成（完成AC/DCAC/DC变换）；变换）；电池监测仪电池监测仪（监测单只（监测单只/ /组电

2、池的电压、电流、容组电池的电压、电流、容量等参数）量等参数）绝缘监测绝缘监测（实现系统母线和支路的绝缘状况监测）（实现系统母线和支路的绝缘状况监测）监控模块监控模块（将系统的交、直流中的各种模拟量、开（将系统的交、直流中的各种模拟量、开关量信号采集并处理，同时提供声光报警；进行关量信号采集并处理，同时提供声光报警；进行系统的智能管理，实现人机对话界面的通讯和后系统的智能管理，实现人机对话界面的通讯和后台机的远程监控）台机的远程监控）人机对话界面人机对话界面（显示系统运行过程中的重要数据，（显示系统运行过程中的重要数据，查询系统故障报警信息）查询系统故障报警信息）2 2、馈线屏、馈线屏馈线屏由机

3、柜、直流输出总开关、馈线开关组成。馈线屏由机柜、直流输出总开关、馈线开关组成。监控模块馈线开关（负荷）高频充电模块绝缘检测装置电压显示 蓄电池3 3、直流系统工作原理：、直流系统工作原理：两路交流输入经交流配电单元互投后，选择其中一路交流输入提供给充电模块；充电模块输出稳定的直流电源，一方面对蓄电池组补充充电，另一方面提供合闸输出（或控制输出），为负载提供正常的工作电流；绝缘监测单元可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况；集中监控单元可实现对交流配电单元、充电模块、直流馈电、绝缘监测单元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各单元的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操作员的监控。4 4、直

4、流系统的接线方式、直流系统的接线方式 直流系统供电网络采用辐射状供电方式，下面为本工程直流系统简图，详细见初设蓝图。5、直流系统的运行方式：充电器-蓄电池组的运行方式有充-放电方式和浮充电方式两种，发电厂中的充电器-蓄电池组一般采用浮充电方式运行。(1).蓄电池组的充-放电运行方式就是对运行中的蓄电池组进行定期的充电，以保持蓄电池的良好状态。其工作特点是正常工作时，充电设备退出，由充好电的蓄电池向直流负荷供电。为了保证在事故情况下蓄电池组能可靠的工作，蓄电池组正常放电时必须留有一定的裕量，决不能使蓄电池完全放电。通常放电约达容量的60%-70%时，便应停止放电，将充电设备投入，进行充电。在充电

5、过程中充电设备除了向蓄电池组供电以外，还要担负经常性直流负载，故充电设备必须有足够的容量。蓄电池的浮充电运行方式：浮充电方式是充电器与蓄电池组并列运行于直流母线上的运行方式，正常运行时，主要由充电设备供给正常的直流负载，同时还以不大的电流补充蓄电池的自放电。蓄电池平时不供电，只有在负载突然增大（如断路器合闸等），充电设备满足不了时，蓄电池才少量放电。这种运行方式称为浮充电方式。浮充电运行方式的优点：.蓄电池组经常处于满充电状态，其容量可以被充分利用。.正常运行中，直流母线电源是恒定的，无需调节。.由于补偿了蓄电池的自放电，因而使蓄电池使用寿命延长。.不需经常充放电，简化了运行维护，提高了安全性

6、。三、直流系统配置大型发电厂一般有几个单独的直流系统：单元控制室直流系统、网络控制室直流系统、输煤直流系统、脱硫直流系统。600MW机组的大型发电厂，单元控制室和升压站直流系统的设备，应满足继电保护装置主保护和后备保护有两套独立直流系统供电的双重配置原则。一般每台发电机组设置两套110V直流系统，为继电保护、控制操作信号设备及自动装置等直流负荷供电，其主要负荷是控制操作回来设备，常称操作电源。每台机组另设一套220V直流系统，为发电机组事故润滑油泵、密封油直流油泵、汽泵事故润滑油泵、不停电电源系统UPS及控制室的事故照明等直流动力负荷供电。两套110V直流系统和一套220V直流系统均采用单母线

7、、两线制、不接地系统，每套直流均配置相应电压的一组蓄电池，一套充电器。四、运行维护1.正常运行时，充电机对蓄电池进行浮充的电流值按下式计算：浮充电流0.001C（C为标称容量的安时数）,浮充电流过大或过小时应及时进行调整。2.220V直流母线电压应保持在230238伏之间，110V直流母线电压应保持在111118伏之间。3.直流绝缘监察装置应投入运行,运行中不允许调整已整定好的“绝缘信号整定”电阻的位置。4.蓄电池在运行中严禁过放电，即蓄电池的单体电压不得降至1.6V以下。5.蓄电池放电以后，必须立即进行补充充电。6.正常运行时，值班人员每班至少一次对直流系统母线电压绝缘情况，整流充电装置，蓄

8、电池进行全面检查。7.直流母线不允许脱离蓄电池组以充电器单独运行，蓄电池为浮充运行方式；8.直流系统的任一并列操作，必须在并列点处测量极性正确和电压差满足条件后（23V）方可进行并列。9.直流系统运行时，微机直流测控装置及直流系统绝缘监测装置均应投入运行；10.直流油泵启动时，应注意监视直流母线电压，保持直流母线电压在允许范围。绝缘电阻值:蓄电池绝缘电阻不低于0.2M（电压表法）；直流母线绝缘电阻不低于50M（用500V摇表测定）；直流分支绝缘电阻不低于0.5M（用500V摇表测定）。五、运行检查1、直流系统母线屏检查项目：(1)直流母线电压应在允许范围内，否则应调整整流器的输出电流；(2)测

9、量直流系统对地绝缘，应无接地现象；(3)检查直流屏上各表计、灯光应正常，试验闪光装置应正常；(4)各开关运行位置与运行方式相符；(5)母线联接处无松动过热现象，盘内开关、开关、熔断器、电缆头接触良好无发热及损坏。2.充电机的检查项目：(1)硅整流装置屏上各电压、电流表指示正常；(2)屏上开关位置及各种信号、指示灯与实际运行方式相符；(3)各部件联接良好，接头无松动发热现象；(4)柜内元件声音正常，无放电现象。3.蓄电池检查项目：(1)检查蓄电池及其周围环境应清洁干燥，自然通风良好。(2)开启通风设备，检查其运行情况；(3)检查有无短路、变形变色、背梁上生盐、漏酸、沉淀物过高、有没有落后电池等（

10、每个蓄电池的电压为2.152.20伏）；(4)检查蓄电池液面、密度是否正常（密度为1.2101.220，25）；(5)防酸栓是否已拧紧；(6)极栓与连接条之间的螺栓有无松动现象；(7)检查蓄电池壳体是否有破损、漏液现象。4、.蓄电池运行的注意事项：(1)不能使用二氧化碳泡沫灭火器扑灭蓄电池火灾，应使用干粉灭火器。(2)若溢出的硫酸接触到人体皮肤，应立即用大量的水冲洗。六、事故处理1、直流系统接地直流系统中发生两点接地时，可能会引起直流熔断器熔断或造成保护和断路器误动作，这对安全运行有极大的危害性。故障现象：中央音响信号“警铃”响；“直流母线故障”光字牌亮；直流系统绝缘监视装置的“绝缘降低”指示

11、灯亮；测量直流母线正、负极对地电压，极不平衡。故障处理：为防止一点接地后又出现另一点接地，引起保护误动或拒动，或造成两极接地短路，烧坏蓄电池，故必须迅速消除直流系统一点接地故障。1）检查直流母线（或直流分电屏）微机直流绝缘监测装置，用其确定故障母线及故障线路编号，判明接地极性及接地程度；2）根据微机直流绝缘监测装置显示故障母线、故障线路编号，顺着线路进行查找；3）询问有关岗位该回路是否有人工作，若有则立即停止工作；4）联系热机有无新开启、有无落水的设备，对有怀疑的设备系统应重点进行查找；5）从次要负荷到重要负荷，最后停保护、热控负荷的顺序依次瞬停查找；6）试停绝缘监察装置后；若仍接地，则选择充

12、电机、蓄电池及母线；7）试拉直流电源进线闸刀，如果接地消失，说明是直流电源进线接地；如果接地仍不消失，说明是直流母线接地，应将控制直流负荷切至非接地母线运行，应根据值长命令将故障母线停电；8）当查找出接地设备后，通知检修处理，处理完毕，尽快恢复原方式。查找查找直流系统接地注意事项直流系统接地注意事项查找直流接地时需要两人进行，一人操作，一人监护；在查找接地或处理过程中不允许造成短路或另一点接地。试拉保护直流电源前，须经值长同意，停用该路直流电源的所带保护或采取措施，以防保护误动；必要时会同电气二次人员进行；试拉热控电源时，应征得值长同意，有必要时要征得热控人员同意;试拉负荷前，应通知有关值班人

13、员，瞬停方式试拉后，不论设备是否接地，均应立即送电；在环路供电时，应同时拉开两路电源侧的空气开关；在试拉直流油泵电源时，一定确认油泵在停运；直流系统接地运行不允许超过2小时。直流接地时，禁止在二次回路上工作。2、蓄电池室着火处理： 将母线联络开关从蓄电池侧切至另条直流母线运行； 调整充电器的浮充电流，维持母线电压； 用二氧化碳或四氯化碳、干粉灭火器进行灭火； 灭火时，应戴安全防毒面具； 迅速通知消防部门进行灭火。七、操作1、两直流电源并列，需有专业人员监护，且应符合下列条件：两直流电源正、负极性相同；两直流电源电压相等（允许差值23V）。2、充电器的操作1）、充电器的投入运行操作原则检查充电器

14、柜背面交流输入插座已插好；检查充电器柜背面直流输出插座已插好；检查充电器柜背面监控端子插座已插好；合上充电器前面板交流输入开关；观察充电器直流电压升达额定电压值；2）、充电器的停用操作原则拉开充电器前面板交流输入开关；拨出充电器柜背面直流输出插座；拨出充电器柜背面监控端子插座；拨出充电器柜背面交流输入插座；3）、直流系统投运前的检查直流系统有关设备工作结束，工作票收回，并有检修的设备检修工作全面结束，可以送电的交代。检查充电器内部及周围清洁无杂物。表计及一、二次回路完好，各接头紧固。测定交流侧、直流侧绝缘大于10M。交直流侧的保险、小开关都已合上。4）、直流系统的投运合上电池开关.蓄电池组对母

15、线供电,此时直流系统测控装置开始工作。交流投入：确认交流电源已合上。检查各充电器柜背面交流输入插座已插好；检查各充电器柜背面直流输出插座已插好；检查各充电器柜背面监控端子插座已插好；合上屏内各模块交流输入开关。直流投入 将直流电源进线屏主充电开关合上，母排得电。不间断电源（不间断电源（UPSUPS）系统）系统一、不间断电源一、不间断电源UPSUPS装置的功能装置的功能UPSUPS是连接在用户关键装备（负载）和交流电源之间的备用电源设备，它是连接在用户关键装备（负载）和交流电源之间的备用电源设备，它的作用是保证负载有持续的电源供应，并在交流电源中断的情况下它的作用是保证负载有持续的电源供应，并在

16、交流电源中断的情况下它也可以在预定时间内对负载供电。也可以在预定时间内对负载供电。UPSUPS系统主要为以下设备提供稳定电源：系统主要为以下设备提供稳定电源：机组微机服务器及机组微机服务器及DCSDCS、机组热、机组热控继电器、热工调整控制装置、机组重要设备保护装置、机组监视仪控继电器、热工调整控制装置、机组重要设备保护装置、机组监视仪表等。表等。1.UPS1.UPS系统的构成系统的构成为了保证为了保证UPSUPS系统不间断地向重要负荷供电，每套系统不间断地向重要负荷供电，每套UPSUPS系统设有系统设有三路电源三路电源，即即UPSUPS工作主电源、直流工作主电源、直流( (蓄电池蓄电池) )

17、电源、旁路电源。电源、旁路电源。UPSUPS系统设备系统设备由主机柜（包括输入变压器、整流器、逆变器、输出隔离变由主机柜（包括输入变压器、整流器、逆变器、输出隔离变压器、逆变静态开关和旁路静态开关等）、隔离变压器柜、旁路稳压压器、逆变静态开关和旁路静态开关等）、隔离变压器柜、旁路稳压柜和配电柜等组成。柜和配电柜等组成。. .整流器：整流器：它将交流电整流成直流电，且当输入电压发生变化或负载电它将交流电整流成直流电，且当输入电压发生变化或负载电流发生变化时，整流器能提供给逆变器一稳定的直流电源。流发生变化时，整流器能提供给逆变器一稳定的直流电源。. .逆变器：逆变器：它将整流器或由它将整流器或由

18、220V220V直流电源送来的直流电转换成大功率、直流电源送来的直流电转换成大功率、波形好的交流电提供给负载。波形好的交流电提供给负载。. .静态开关：静态开关：它在过载或逆变器停机的情况下自动将负载它在过载或逆变器停机的情况下自动将负载切换到旁路后备电源，并在正常运行状态恢复后自动且快切换到旁路后备电源，并在正常运行状态恢复后自动且快速地将负载由旁路后备电源切换到逆变器。静态开关一般速地将负载由旁路后备电源切换到逆变器。静态开关一般采用晶闸管元件，切换时间采用晶闸管元件，切换时间t tq q5ms5ms，实现了对负载的不间，实现了对负载的不间断供电。断供电。. .隔离变压器：隔离变压器：它的

19、作用是当逆变器停止工作，负载由旁它的作用是当逆变器停止工作，负载由旁路电源供电时，实现电源与负载间的电气隔离。路电源供电时，实现电源与负载间的电气隔离。. .旁路稳压变压器：旁路稳压变压器：它的作用是当逆变回路故障时能自动它的作用是当逆变回路故障时能自动地将负荷切换到旁路回路。这种变压器除采取可靠屏蔽措地将负荷切换到旁路回路。这种变压器除采取可靠屏蔽措施外，还具有稳压的功能。施外，还具有稳压的功能。. .手动旁路开关：手动旁路开关：它可将静态开关和逆变器完全旁路隔离，它可将静态开关和逆变器完全旁路隔离，以便在安全和不间断向负载供电的条件下对以便在安全和不间断向负载供电的条件下对UPSUPS进行

20、维护。进行维护。二、工作原理：二、工作原理：电力系统专用在线电力系统专用在线UPSUPS的设计依据是高可靠、不间断，的设计依据是高可靠、不间断，系统有四种不同运系统有四种不同运行模式：正常模式、直流模式、静态旁路模式、检修旁路模式。行模式：正常模式、直流模式、静态旁路模式、检修旁路模式。其原其原理图如下：理图如下：1、原理：交流输入经过输入变压器和整流电路后与直流输入并联，在线逆变后经过输出隔离变压器给重要负载供电，平常工作时整流器输出端的直流电压略高于直流输入端的电压，因此，平常工作时并不消耗蓄电池的电力，一旦交流断电，直流电力自动给逆变器供电，因此交流输出仍保持不间断，同样，万一直流断电，

21、在交流电网有电时也不影响交流输出，因此实现了0间断的切换。另外，万一逆变器故障或过载，该电源也将自动切换到旁路电源上供电，旁路电源可由电网供电，也可由另外一台在线逆变电源供电，若用另外一台在线逆变电源供电，即实现了逆变器的冗余联接，进一步提高了供电的可靠性。旁路供电回路除了具有静态开关切换电路外，还加入了旁路隔离变压器，以保证可靠供电，另外为保证维修时不间断供电，还增设了手动维修旁路开关（先合后离）。(1).(1).通常情况下，市电电源通过整流器给逆变器供直流电。通常情况下，市电电源通过整流器给逆变器供直流电。逆变器重新产生一个与输入市电频率相位相同的正弦交流逆变器重新产生一个与输入市电频率相

22、位相同的正弦交流电输出给负载设备。电输出给负载设备。(2).(2).市电故障。市电故障。a.a.在市电故障的情况下（例如断电或超差），在市电故障的情况下（例如断电或超差），系统利用蓄电池的储备能量，继续产生交流电力，确保不系统利用蓄电池的储备能量，继续产生交流电力，确保不间断输出，在输出端看不出有任何的中断或变化。间断输出，在输出端看不出有任何的中断或变化。b.b.在市电故障情况下，逆变器将会在电池耗尽时停止输出。在市电故障情况下，逆变器将会在电池耗尽时停止输出。这时这时UPSUPS不能再提供电源了。逆变器电池供电的备用时间不能再提供电源了。逆变器电池供电的备用时间决定于电池容量和负载的大小。

23、决定于电池容量和负载的大小。c.c.当市电重新恢复时，逆变器再次通过整流器供电。当市电重新恢复时，逆变器再次通过整流器供电。(3).(3).自动旁路。自动旁路。a.a.如果逆变器无法输出所需功率（由于过载、如果逆变器无法输出所需功率（由于过载、过热等原因），旁路静态开关将会自动接通，令负载由旁过热等原因），旁路静态开关将会自动接通，令负载由旁路提供电压。若逆变器是由于过载引起的动作，路提供电压。若逆变器是由于过载引起的动作，UPSUPS需关需关机才能复位。若逆变器是由于过热引起的动作，机才能复位。若逆变器是由于过热引起的动作，UPSUPS将在将在温度低于报警点时跳回正常输出。温度低于报警点时跳

24、回正常输出。b.b.如果发生严重过载或短路，旁路保护开关或熔断器会如果发生严重过载或短路，旁路保护开关或熔断器会由于保护由于保护UPSUPS而断开。而断开。c.c.如果机器在旁路状态时市电故障，负载将会发生掉电。如果机器在旁路状态时市电故障，负载将会发生掉电。因此，如果因此，如果UPSUPS工作在过载状态，负载将得不到保护。工作在过载状态，负载将得不到保护。d.d.关闭逆变器开关，再断开旁路输出空开，关闭逆变器开关，再断开旁路输出空开，UPSUPS系统将系统将彻底关机。彻底关机。(4).(4).维修旁路维修旁路系统也可以通过后面板的手动维修旁路开关转到旁路状系统也可以通过后面板的手动维修旁路开

25、关转到旁路状态。开关有两个位置：位置态。开关有两个位置：位置“I I”是是“UPSUPS供电供电”，位，位置置“IIII”是是“维修旁路供电维修旁路供电”状态（负载直连到旁路状态（负载直连到旁路市电）。市电）。2.UPS2.UPS运行方式的规定运行方式的规定(1). UPS(1). UPS系统有四种不同运行模式：正常模式、直流模式、静态旁路模系统有四种不同运行模式：正常模式、直流模式、静态旁路模式、检修旁路模式。在式、检修旁路模式。在UPSUPS系统正常时，应采用正常模式运行；当工系统正常时，应采用正常模式运行；当工作主电源故障时，作主电源故障时，UPSUPS自动切换至直流模式运行；当工作电源

26、与直流自动切换至直流模式运行；当工作电源与直流电源均故障时，电源均故障时，UPSUPS自动切换至静态旁路模式运行。除了自动切换至静态旁路模式运行。除了UPSUPS系统故障系统故障造成停机或需要进行维护等情况外，应采用正常模式运行。造成停机或需要进行维护等情况外，应采用正常模式运行。(2).(2).启动启动UPSUPS系统时，必须先关断各负载，待系统时，必须先关断各负载，待UPSUPS系统启动后逐步投入负系统启动后逐步投入负载，避免过大的负载冲击电流损坏载，避免过大的负载冲击电流损坏UPSUPS系统。系统。UPSUPS系统停机操作应待有系统停机操作应待有关负载停止运行后方可进行。关负载停止运行后

27、方可进行。(3).(3).静态旁路模式运行时，负载不宜超过静态旁路模式运行时，负载不宜超过80%80%额定值，以达到稳压效率最额定值，以达到稳压效率最高，可靠性最好。高，可靠性最好。(4). UPS(4). UPS系统馈线柜严禁接入其他临时负载。系统馈线柜严禁接入其他临时负载。(5).(5).当发现当发现UPSUPS系统切至直流模式或静态旁路模式下运行时，应尽快查明系统切至直流模式或静态旁路模式下运行时，应尽快查明原因，解决问题，将原因，解决问题，将UPSUPS转为正常模式运行。转为正常模式运行。(6). UPS(6). UPS系统每半年，利用停机机会进行一次采取拉主电源、直流电源系统每半年，

28、利用停机机会进行一次采取拉主电源、直流电源方法，使方法，使UPSUPS系统自动切至直流模式运行、静态旁路模式运行试验。系统自动切至直流模式运行、静态旁路模式运行试验。(7).(7).值班员班中应至少对值班员班中应至少对UPSUPS系统全面检查一次，发现问题及时汇报，以系统全面检查一次，发现问题及时汇报，以便处理。便处理。三、UPS装置运行中的检查整流器、逆变器柜风扇运行正常，通风良好；室内空调运行正常，门窗关闭，环境温度满足要求；检查控制面板上各指示信号正常，无异常报警，运行参数在正常范围内；检查各开关无过热，熔断器无熔断现象；检查各表计指示正常，接线端子无松动；检查UPS装置各设备无异音，无特殊气味，无油污结垢，外壳接地良好；各开关位置正确。检查旁路柜补偿变压器和调压变压器温升正常，调压系统和传动机构工作正常，碳刷在同一平面，接触良好。四、UPS操作1、UPS由冷备用转为正常运行由冷备用转为正常运行检查UPS保安MCC段主电源开关、汽机PC段旁路电源开关及直流电源开关在开位；检查UPS主电源输入开关，旁路柜输入电源开关，备用旁路开关,手动维修旁路开关,直流输入开关,馈线柜输入开关均已在开位,所有UPS负荷开关在开位。检查旁路柜内稳压/市电转换开关在“稳压”位置.合上380V汽机PC段UPS旁路电源开关；合上380V保安MCC段UPS工作电源开关；合上直流220V段UPS直流电源