牵引变电所7(交直流电源柜)课件

学习情境三牵引变电所的二次回路

学习子情境7交直流电源柜主要内容1.交流电源柜2.微机控制高频开关直流电源柜交直流电源柜交流电源柜31交流电源柜的主要作用：提供直流蓄电池的充电电源提供电气设备的操作电源(如隔离开关的操动机构)高压室及变压器的通风电源变压器调压开关的控制及设备检修电源所内的空调及照明电源等为了保证供电的可靠性交流电源柜应至少取用两个不同的电源系统，配备两台所用变压器。交直流电源柜交流电源柜31

110KV、220KV变电所采用AST开关交流电源柜接线示意图交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜31一、概述定义：微机控制型高频开关直流电源柜(GZDW)是一种智能型高频开关直流电源装置作用：可以提供对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”的支持，实现无人值守，能满足正常运行和保障在事故状态下对继电保护、自动装置、高压断路器的分合闸、事故照明及计算机不间断电源等提供直流电源或在交流失电时，通过逆变装置提供交流电源。发展历史：直流电源柜从直流发电机—磁饱和稳压—硅整流—晶闸管整流(相控)—现在广泛应用的微机控制高频开关整流直流电源。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜31二、微机控制型高频开关直流电源柜的特点及型号特点：高可靠性、高智能化系统型号交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32充电模块型号充电模块共有5种型号，可归为两类：20A充电模块，和10A、5A系列充电模块直流电源柜选型(1)大系统：蓄电池容量大于200Ah以上，适用于35KV、110KV、220KV、500KV变电所及发电厂。(2)小系统：蓄电池容量小于100Ah及以下，适用于10KV、35KV变电所及小水电所等场所。(3)壁挂式直流电源：适用于开闭所、配网自动化、箱式变压器等场所。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32三、微机控制高频开关直流电源柜的外观交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32四、GZDW系列智能高频开关直流电源柜的组成和各模块工作原理组成：(1)按功能分：充电模块、微机监控模块、电压调整模块、绝缘检测模块、直流馈电回路、蓄电池组等。(2)按屏分：充电柜、馈电柜及电池柜等。原理交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32充电模块的工作原理(1)充电模块工作原理图

交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32(2)系统充电的工作状态有以下4种：

①初充电状态此工作状态只是在使用传统铅酸蓄电池时，对蓄电池进行初充电的一种工作状态。

②浮充电状态系统正常长期工作状态为浮充电状态。浮充电压一般取2.23V～2.27V乘上电池节数。③均充电状态均充是在系统交流输入失电、蓄电池较大容量放电后，进行快速补充充电而采用的一种运行方式，同时也做为消除长期浮充电状态运行的蓄电池差异而采用的一种运行方式。④核对性放电蓄电池在长期运行一定时间后，按相关运行维护规程应对其进行核对容量充放电试验。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32(3)充电模块的工作方式：充电模块投运时，其直流输出电压均调整在蓄电池浮充电压上。微机监控模块投入运行时，系统直流输出电压由微机监控模块自动控制；当微机监控模块因故障退出运行时，系统自动工作在浮充状态。调试时，应关掉微机监控模块，分别投入电源模块，通过调节模块前面板上的电位器，将其输出电压调节至蓄电池浮充电压。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32(3)充电模块的工作方式：充电模块投运时，其直流输出电压均调整在蓄电池浮充电压上。微机监控模块投入运行时，系统直流输出电压由微机监控模块自动控制；当微机监控模块因故障退出运行时，系统自动工作在浮充状态。调试时，应关掉微机监控模块，分别投入电源模块，通过调节模块前面板上的电位器，将其输出电压调节至蓄电池浮充电压。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32(4)充电模块显示内容：充电模块的LED可以显示模块的输出电压和输出电流面板上的发光二极管分别指示模块输入电源正常（绿色）、模块保护（黄色）、模块故障（红色）。模块面板上嵌入的电位器用来调整模块在手动状态下的输出电压，注意只有在手动方式下，调节该电位器才起作用。充电模块地址及手动/自动拨码开关用来设置模块通讯地址和选择手动功能。

交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32监控模块的工作原理监控模块在电源系统中，对充电模块、充电柜、馈电柜、微机电池监测仪、微机绝缘监测仪等下级智能设备实施数据采集并加以显示；亦可根据系统的各种设置数据进行报警处理、历史数据管理等动作；同时，能对这些处理的结果加以判断，根据不同的情况实行电池管理、输出控制和故障回叫等操作；最后，监控模块还可以实现与后台机的通讯。监控模块通过RS－485通讯口将各充电模块监控、充电柜监控、馈电柜监控、绝缘监测模块联接为一体，同时提供RS-232和RS-485/RS-422接口与后台计算机通讯。通过对不同监控发出数据采集或各种控制命令，获得系统各种运行参数，实施各种控制操作，很好地实现电源系统的“四遥”功能—“遥测”、“遥信”、“遥控”、“遥调”。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32电压调整模块因蓄电池组的均充、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220V±10%，因此需采用电压调整装置进行调压。(采用103只、2V/只蓄电池的直流柜，其均充、浮充电压分别为：242V和232V能满足控母电压220V±10%的范围，故可不用电压调整模块)。在直流柜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，本书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。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32

7级硅降压模块电压调整装置原理图交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32微机绝缘监测模块(1)功能及特点微机绝缘监测装置是高频开关电源系统的组件之一，用于在线监测直流母线和各分支路的绝缘及分布电容状况。绝缘监测仪的主要特点如下：实时监测和支路巡检相结合，保证监测的实时性；RS－485串行口，与监控上位机通讯；可以设置告警限，适应不同地区的气候条件；可监测一段独立的直流母线或单母线分段等情况，对于母线电压等级无需额外设置；可以监测正负母线绝缘等值下降；装置内部具有自检功能，便于维护。支路分布电容高达20uF时能准确测量。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32微机绝缘监测模块(1)工作原理绝缘监测仪的基本原理结构框图交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32直流馈电回路

(1)直流馈线回路的作用直流系统通过接在合闸母线和控制母线的专用直流断路器向负荷供电的回路，负荷种类一般包括经常性负荷，事故负荷和冲击负荷等。

(2)直流馈电断路器由于直流灭弧比交流灭弧困难得多，在直流柜中必用直流专用断路器，如5SX系列(西门子)、GM系列(北京人民)的断路器。使用时除额定电压、额定电流的选择外，还应注意开关的极性和上下进线方式不能接错，否则将烧开关。注意：西门子5SX系列直流空气断路器接方式是下进上出，其它品牌的空气断路器是上进下出。

交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32蓄电池组和电池管理(1)蓄电池组的作用及种类①正常运行时，充电单元对蓄电池进行浮充电，并定期均充。当交流失电情况下，直流电源由蓄电池组提供。②电力系统常用蓄电池的种类:镉镍电池；防酸隔爆铅酸蓄电池；③阀控式密封铅酸蓄电池。目前电力系统广泛采用阀控式密封铅酸蓄电池。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32(2)有关充放电的专用名词术语①初充电：新的蓄电池在交付使用前，为完全达到荷电状态所进行的第一次充电。②恒流充电：在充电电压范围内，充电电流维持在恒定值的充电。③均衡充电：为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象，使其恢复到规定范围内而进行的充电。④恒流限压充电：先以恒流充电方式进行充电，当蓄电池组端电压上升到限压值时，充电装置自动转为恒压充电。⑤浮充电：正常运行时承担经常性负荷的同时向蓄电池充电，以补偿蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用。⑥补充充电:蓄电池在存放中,由于自放电使蓄电池容量逐渐减少,甚至于损坏,应按厂家说明书定期限进行充电。⑦恒流放电：蓄电池在放电过程中，放电电流值始终保持不变，至放到规定的终止电压为止。⑧蓄电池组容量试验：新安装的蓄电池组，按规定的恒流充电将蓄电池组充满容量后，再按规定的恒流放电至其中任一个蓄电池放至终止电压为止。其蓄电池组的容量按下式计算：交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32(3)电池管理①充电柜中电池参数设置电池组的标称容量指电源系统所挂的电池组的标称容量，设置标称容量时，应根据电池的实际情况加以修正，当电池使用时间过长时，可相应减小电池的标称容量值，此值的设置可使在循环使用电池时容量的计算更加准确。②电池管理参数设置均充、浮充电压要根据电池厂家的要求设置。设置的均充、浮充电压值是根据所用电池组节数以及电池厂家推荐的单体电池均充电压值、单体电池浮充电压值计算得来的。③智能电池管理基本思想：以电池组剩余容量、电池充电电流为依据，控制电池由浮充转入均充；以充电电流，充电时间为依据，控制电池由均充转入浮充。如果系统配有温度传感器，其均／浮充电压可根据温度作适当补偿。保证负载电流基本不变，以电池电流和总负载电流作为主要参考依据（主要输入基准），通过调节模块输出电压及限流点，稳定负载电流，控制电池电流及电压，防止电池充电过流，从而延长电池使用寿命。

交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32电池管理曲线(电池单体均充、浮充电压应根据电池实际要求决定，图中数据仅供参考。)交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜329.直流柜的主要参数及技术指标交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32四、微机控制高频开关直流电源柜运行与维护开机步骤连接好蓄电池和单体电池巡检线。按要求接入交流Ⅰ、Ⅱ路输入电源并检查交流输入电压是否符合380±15%范围内。检查蓄电池开关应处于分闸位置。分别合上Ⅰ、Ⅱ路输入电源开关无异常后，合上高频开关模块电源开关关机步骤因大修等需退出运行时，应按标准作业化程序开好工作票，转移负载后，关断馈电柜的直流输出空气断路器、关断微机绝缘监察仪电源开关、关断蓄电池开关、关断监控器电源开关、关断所有高频开关电源模块的电源开关后，关闭交流进线开关（有双路电源进线时，应将两路进线开关全部关断）。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32主要故障及维护

(1)高频开关电源模块故障①故障现象：模块故障光字灯亮，音响（电铃或蜂呜器）报警；模块面板上的故障指示灯闪烁，显示柜上无电压、电流显示。②充电或控制模块有一个模块发生故障时，不会影响系统的正常工作(2)微机监控器故障①故障现象：当监控器故障时，系统报警：音响报警、监控故障光字灯亮；②发现监控故障时，可关闭监控电源的开关重新启动，若故障仍未消除，应通知厂家维修。③当监控器故障或关闭时，模块将自主工作，仍可维持直流柜的工作。此时，可通知厂家维修。(3)调压单元故障①故障现象：音响报警、控母电压异常的光字灯亮；②故障原因：自动降压控制器故障，无法自动调压；③故障处理方法：应立即观察监控器显示的控母电压值或柜上的控母电压表的指示值，用手动调节调压万转开关的档位并观察控母电压表，使控制电压达到规定值，及时通知厂家更换自动降压控制器。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32熔断器的维护(1)熔断器的维护：直流柜中除二次回路配备熔断器外，最为关键的是蓄电池熔断器。注意：当熔断器上级蓄电池直流断路器因短路跳闸而熔丝未断，在检修消除故障后，也应将“+”、“-”极的熔断器换新（因短路电流已通过熔断器的熔丝，可能造成熔丝的局部熔化，造成熔断器的熔断电流减小，在冲击负荷电流下造成误动作）；(2)熔断信号器：应在大修后检查熔断信号器微动开关动作是否正常和作报警试验。交直流电源柜微机控制高频开关直流电源柜32蓄电池的运行和维护(1)维护标准：DL/T724-2000《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》；(2)阀控式密封铅酸蓄电池在运行中及放电终止电压值应符合