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PAGEPAGE15第十八第十九章站用直流系统【本章描述】本章包含站用直流电源系统、交直流一体化设备基本原理和结构(包括UPS、硅链、绝缘监察、事故照明等)、设备维护重点、常用检测技术及仪器、检测维护工作内容和要求、常见异常分析和故障判断、国网十八项反事故措施内容,通过直流电源设备和交直流一体化设备的结构、原理及方法介绍,掌握直流电源设备和交直流一体化设备的组成、运行维护项目、要求以及设备异常情况判断与处理,使直流电源系统健康、稳定服务于变电站。第一节站用直流系统的基本原理和结构一、站用直流系统工作原理交流正常时两路交流输入经过交流切换装置选择其中一路输入到系统,并通过交流配电单元给N+x个并联的充电模块组成的充电装置供电,充电模块将输入的三相交流电转化为直流电,一方面给蓄电池组充电,这时一般是浮充电;另一方面给合闸母线供电,合闸母线配电给相关负载。此外,合闸母线再通过硅链降压装置降压后为控制母线供电,控制母线再配电给相关负载。并不是所有的系统都有控制母线;交流输入停电或异常时(过压或欠压)充电模块停止工作,由蓄电池组电池为供电,监控模块告警。交流输入回复正常后,充电装置对蓄电池组进行补充充电,这时一般是先进行均充,蓄电池充满后自动转入浮充;充电装置停止工作时间蓄电池放电超过10分钟或是大负荷造成蓄电池放电到一定程度(5%~10%),充电装置将由浮充装入均充以快速补充充电;系统浮充运行一段时间需要自动转入一次均充,以均衡蓄电池可能出现的不平衡,自动转周期一般为3个月;蓄电池的充放电控制都是由直流监控系统控制完成,直流监控系统还负责系统运行状态及主要元件运行状态的监测。直流监控系统一般由直流监控模块、交流测控模块、直流系统测量模块组成;直流绝缘监测系统负责完成绝缘监测功能,当出现正负母线对地绝缘电阻低于25KΩ/15KΩ(分别对应220V/110V系统),系统将放出告警,同时启动选线功能自动查找并显示输出绝缘较低的支路。直流绝缘监测系统由直流监控模块、不平衡电阻桥、馈线漏电流监测模块组成;直流绝缘监测系统还负责监测馈线开关的状态(位置及是否脱扣),由馈线开关状态监测模块负责信号采集;蓄电池监测系统负责完成蓄电池监测功能,一般可监测蓄电池的组电压、充放电流、蓄电池单体电压,蓄电池工作环境温度、蓄电池特征点温度,有些还要求监测蓄电池单体内阻、连接条阻抗、浮充电流等参数。蓄电池监测系统由蓄电池监测模块、蓄电池单体电压巡检模块或蓄电池内阻测量模块组成;有些对成本控制比较严格的项目可以把直流绝缘监测系统、蓄电池监测系统的功能中的一个或两个都合并到直流监控系统中完成。图19-1直流系统简图(一)高频开关整流电源系统的基本工作原理三相交流输入经过EMI滤波电路输入到工频整流电路,将交流电压整流成脉动的直流电压,通过浪涌电流抑制电路抑制开机时的瞬态浪涌电流,通过无源PFC功率校正电路和输入滤波电路,将脉动的直流转换为比较平滑的直流,高频逆变电路将直流转换为高频交流,通过高频变压器传输能量到次级,次级的高频整流电路将高频的交流转换为高频脉动的直流,再经后级的LC滤波电路滤成平滑的高质量的直流电输出。其中高频逆变电路受PWM控制电路的控制进行脉宽相位调制,以实现输出的稳压或稳流。模块可在监控系统的监控下工作,实现遥调,遥控,遥测,遥信的“四遥”功能。图19-2高频整流模块原理图(二)绝缘监测装置工作原理1.平衡桥检测原理直流电源系统绝缘告警检测主要采用平衡桥检测原理,如图19-3图1所示,在正负母线间接入相同阻值的电阻,在两个同阻值的电阻中间接地。图119-3平衡桥电阻检测原理从以上电路我们可以得出:……………(1)当正负极对地电阻R+、R_为无穷大时,正负极对地电压V+、V-等于桥电阻的分压,而桥电阻相等,因此V+=V-。没有接地故障。发生接地时,在正负极接地电阻R+、R_产生接地电流I+、I-,R+不等于R_时,I+亦不等于I-,V+不等于V-,使正负极对地电压不平衡。测量正负极对地电压,用公式(1)即可计算出接地极的对地电阻,判断接地与否。由于事先并不知道R_的大小,K值是未知的,因而实际上用公式(1)是不能求出R+的。在实际应用中,一般假定非接地母线电阻非常高,K值很大,用公式(2)计算接地极电阻R+。…………….(2)从图19-41看出,如果R+、R_同时同阻值下降时,正负极对地电压不会产生变化,即两极电压是完全平衡的,利用平衡桥原理是无法检测计算R+、R_的数值的,因而采用平衡桥原理存在一定的检测死区。为了解决平衡桥的检测死区缺陷,在平衡桥原理基础上延伸出,切换桥和乒乓检测原理。2.切换桥和乒乓检测原理图219-4切换桥及乒乓检测原理切换桥和乒乓检测原理主要是为了克服平衡桥电阻不能检测两极接地故障而增加的,即人为地改变平衡,正确检测正负绝缘电阻,切换桥电阻越小,对地电压变化越明显,在接地点产生的接地电流也越大,因而检测灵敏度也越高,因而大部分产品选择的切换桥电阻值是比较小的,以加大支路接地电流检测灵敏度。当R1=R2,K1、K2交替闭合时,为乒乓方式。分别测量正负极对地电压,用(5)、(6)可计算出直流系统正负极对地电阻。…………….(5)…………….(6)式中:V1+,V1-:K1打开,K2合上时,测量的正负极对地电压。V2+,V2-:K1合上,K2打开时,测量的正负极对地电压。切换桥和乒乓虽然能够检测两极接地故障,但会造成对地电压波动,即正负极对地电压周期性变大、变小,即周期性偏离50%母线电压与接地故障引起的电压电偏性质是相当,波动值越大,偏移则越多。如果不能控制对地电压的检测幅值,将对直流系统产生严重影响,导致保护误动。(三)UPS工作原理1.UPS慨念UPS(UninterruptiblePowerSystem)是一种含有储能装置、以逆变器为主要元件、稳压稳频输出的设备。由于计算机、程控交换机、数据通讯处理系统等对交流供电系统提出了不停电和可靠性要求,为提高网络硬件设备工作的可靠性和可维性,许多单位在局域网关键节点(如网管中心)配备了UPS电源。UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同,但其原理和主要功能基本相同2.UPS电源系统基本工作原理UPS电源系统由4部分组成:整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高频开关整流器,本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能,从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求),UPS输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成,由于整流器不能消除瞬时脉冲干扰,整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流电能的功能外,对整流器来说就象一只大容器,其等效电容与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压不能突变,即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰,起到了净化功能,也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成,频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护,设计了系统工作开关,主机自检故障后的自动旁路开关,检修旁路开关等开关控制。如图19-5图1所示,电网电压正常时UPS给负载供电,同时给储能电池充电;当突发停电时,由储能电池供给负载所需电源,维持正常的生产(如粗黑线所示);当由于生产需要负载严重过载时,由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)。图119-5UPS给负载供电示意图(1)电源工作原理a.AC-DC变换:将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路,可避免开机时对电网的冲击。b.DC-AC逆变电路:采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率富余量,在输出动态范围内输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术和快速短路保护技术,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路,均可安全可靠地工作。c.控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外,还完成SPWM正弦脉宽调制的控制,由于采用静态和动态双重电压反馈,极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。不间断电源工作原理框图如图19-6图2所示。图219-6不间断电源工作原理框图(2)电源工作过程市电正常时直流主回路有直流电压,供给DC-AC交流逆变器,输出稳定的220VAC交流电压,同时市电对电池充电。当市电欠压或掉电,则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时,不间断电源发出声光报警,并在电池放电下限点停止逆变器工作,长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能,当发生超载(150%负载)时,跳到旁路状态,并在负载正常时自动返回。当严重超载(超过200%额定负载)时,不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态,此时前面空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开始恢复工作。为使不间断电源正常工作,避免在过载或欠载下运行,电源在开机前,首先计算负载容量。FR-UK型不间断电源按其标称额定功率80%设计阻性负载能力,一般带计算机负载时可承受的负载能力按下式估算:式中,P为不间断电源输出容量(VA);Pi为第i个负载伏安数。每套PLC功率:220V×0.5=110VA每台操作站功率:220V×2A=440VAIBMPC客户机及服务器:220V×1.5A=330VA则总功率:10×110VA+4×440VA+11×330VA=6490VA6490VA/0.8=8112VA因此,采用10kVA的不间断电源比较合适。(四)硅链调压装置的工作原理1.降压硅链工作原理因为直流电源系统在对蓄电池组进行均衡充电时,充电模块的输出电压会高于控制回路的额定电压值,所以需要一个调压装置串接在合闸母线与控制母线之间,降压硅链单元就是这样一个调压装置,它可自动或手动改变电压降,从而保证控制母线的电压在正常范围内。注意:只有蓄电池数量为108/54只时,才需要调压装置。当为103/52只蓄电池时,不需要调压装置。降压硅链单元利用大功率整流二极管的PN结正向压降叠加来产生调整压降,相比于其它形式的控制母线电压调节方式,具有安全、可靠、抗电流冲击性好,易维护等显著优点。在本系统中,降压硅链单元为独立模块化设计,便于安装和维护。工作原理a降压硅链是由多只大功率整流二极管串接而成,利用PN结基本恒定的正向压降来调整电压,通过改变串入线路的二极管数量来获得适当的压降,达到电压调节的目的。b如图所示,将硅链均分为5级串联而成,在每级两端并联大功率继电器触点,若驱动继电器,令其触点闭合,使得该级硅链被短接,降压单元的压降减小;反之,若接触器的触点断开,使得串入线路中的二极管数量增加,调压单元的压降增加。降压硅链单元内部的自动控制电路检测控制母线的电压,据此来驱动适当数量的继电器闭合,以保证控制母线的电压在正常范围内;若将降压硅链的控制开关置于手动位置,则可由控制开关的不同档位来控制继电器闭合的数量,手动调节控制母线的电压。图19-7降压硅链工作原理简图2.智能硅链调压装置的工作原理如下图,硅链降压装置由硅链调压控制单元,直流接触器K1~K4,二极管硅堆串联而成的硅链组成,利用二级管硅堆的正向导通压降来降低控制母线的电压。图19-8智能硅链调压装置的工作原理简图当控制单元检测到+KM处的电压高于设置值时即控制一个与一节硅链并联的接触器断开,负载电流将从这节硅链流过从而使+KM的电压降下来。相反当+KM处的电压低于设置值时,控制器即控制一个接触器吸合,与之并联的一节硅链将被短路,+KM的电压将被调高起来。二、交直流一体化系统介绍(一)基本概念将直流电源、电力用交流不间断电源(UPS)和电力用逆变电源(INV)、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置组合为一体,共享直流电源的蓄电池组,并统一监控的成套设备。该组合方式是以直流电源为核心,直流电源与上述任意一种电源及一种以上电源所构成的组合体,均称为一体化电源。其工作原理与上述直流系统工作原理相同。(二)一体化电源其他介绍1.站用电源总监控器站用电源监控器对各子系统实行集中管理、分散控制。(1)站用电源总监控器-特征a总监控装置的显示部分和控制部分分开设置:显示部分采用WINDOWS/CE型嵌入式系统,操作方便;控制部分没有采用WINDOWS操作系统,而是采用自行开发的产品,防黑客或病毒入侵;b总监控装置采用分级控制,即设置不同的权限,防止对电源系统的误操作;c总监控装置采用两种通讯方式:1、保留传统的通讯方式,以保证系统的可靠性;2、增加数字化网络接口,通过IEC61850规约与数据中心的服务器相连,满足数字化电站的要求;d清晰显示一体化系统及各子系统的结构图;e详细显示所有功能单元的参数;f通讯接口:RJ45、RS485、RS232、MODEMg通讯规约:IEC61850、IEC60870-5-103、MODBUS等,具备GPS对时功能IGIR-B(DC)(2)IEC61850特点:a面向对象建模;⑵抽象通信服务接口;⑶面向实时的服务;⑷配置语言;⑸整个电力系统统一建模。图19-9-1交直流一体化监控器面板显示图图19-9-2交直流一体化监控器面板显示图三、变电站事故照明原理图19-10站用事故照明原理简图平时交流接触器线圈1KL是接通的,正常时事故照明是由380/22V的交流电源供电。当交流电源发生故障,任何一相失去电压时,电压继电器1KV、2KV、3KV之一失去励磁,该电压继电器的常开触点断开,常闭触点闭合,使交流接触器1KL的衔铁线圈失磁,1KL主触头就断开,A、B、C三相母线与交流电源脱离联系。当1KL断开后,其常闭触点1KL闭合,而1KV、2KV、3KV之一的常闭触点已闭合。所以交流接触器2KL的衔铁线圈励磁,2KL主触头就接通,其常开触点2KL闭合,使直流接触器3KL的衔铁线圈励磁,3KL主触头接通,事故照明被切换到直流电源上。当三相交流电源都恢复时,电压继电器1KV、2KV、3KV都被励磁,其三个常闭触点均断开,3KL的衔铁线圈失磁,3KL主触头断开,三相母线触点与直流电源脱离关系。此时3KL的常闭触点接通,由于1KV、2KV、3KV的三个常开触点已闭合,使1KL的衔铁线圈励磁,1KL主触头接通,事故照明恢复为三相交流电源供电。二四、站用直流系统结构(一)站用直流系统基本结构1.直流电源系统主体结构直流电源系统主要由交流配电、充电模块、监控模块、母线调压(降压硅链)、直流馈电(包括合闸回路、控制回路)、绝缘监测、蓄电池组等几大部分组成。不同的接线方式有不同的特点,但基本原理是一致的,基本组成形式如图所示。图19-11-1直流系统接线简图(一)图19-11-2直流系统接线简图(二)2.交直流一体化系统基本结构图319-12数字化站用一体化电源功能及网络图3.电力专用UPS电源与电力专用逆变电源系统结构提供输变电系统的交流不间断电源。作为计算机网络系统、自动装置、信号装置、通讯系统、遥控执行系统及事故照明等设备使用的交流不间断电源。图19-13-1UPS实物图UPS结构图19-13-2UPS构成图图19-13-3UPS构成图(二)站用直流系统组成1.一电一充组成图19-14-1直流系统(一电一充)实物图图19-14-2原站用直流系统示意简图(一电一充组成)2.站用直流系统组成(两电两充组成)蓄电池组监控器蓄电池组监控器高频模块直流开关及指示灯直流开关及指示灯直流馈线屏直流直流充电屏图19-15-1直流系统(二电二充)实物图图图19-15-2站用直流系统示意简图(两电两充组成)3.数字化交直流一体化组成数字化站用一体化电源系统设备主要组成部分交流电源系统、直流电源系统、UPS电源系统、逆变电源系统、通信电源系统、总监控器。图19-16数字化交直流一体化组成图4.事故照明屏的组成图19-17事故照明切换回路回路图第二节运行巡视巡检一、例行巡视(一)蓄电池室1.蓄电池室及蓄电池巡视内容(1)蓄电池外壳清洁、完好,无渗液;极柱无氧化、生盐现象;呼吸装置完好,通气正常。(2)蓄电池逐个编号,由正极按序排列整齐;极性标志清晰、正确。(3)测温装置工作正常,柜内温度不应超过30℃。(4)蓄电池温升正常,不发烫。(5)蓄电池支架接地完好,接地连接线不小于16mm2。(6)蓄电池室的窗户防止阳光直射的措施完好性。(7)蓄电池室照明灯具完成。(二)蓄电池充电屏巡视1.充电装置屏外观、面板元件检查:(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致并符合下表要求;交流输入电压(V)蓄电池组电压(V)直流动力母线电压(V)直流控制母线电压(V)蓄电池浮充电流(A)输出电流(A)380±10%2.25×N220-242Un=220时为215-226Un=110时为107-113<2mA×AH小于或等于各充电模块输出总和(3)具备两组蓄电池的交、直流一体化系统,正常运行时两段母线分列运行,每段母线分别采用独立的蓄电池组供电,直流母线之间的联络开关或刀闸应处于断开位置。(4)蓄电池组输出熔断器配置合理且运行正常、辅助报警接点工作正常否。(5)装置监控器菜单操作响应正常;(6)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。(7)能正常唤醒,无花屏、死机现象。(8)根据投入运行时间推算,确认蓄电池组的充电状态“浮充或均充”否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。(9)调压功能检查,调整面板上调压转换开关,母线电压应逐档升高,并能听到继电器吸合声响。否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。(10)高频充电模块检查①模块正常显示输出电压或输出电流②风扇正常运转,进风口清洁无堵塞③无报警,模块无明显噪音或发出异响2.监控装置参数检查(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致;(3)菜单操作响应正常;(4)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。(5)控制母线调压硅链工作正常,有“手动/自动”切换时,正常运行时转换开关置于“自动”位置,装置处于自动调压状态。(三)馈电屏巡视1.屏柜(前、后)门接地可靠否。2.绝缘监察装置巡检正常,无接地报警;正对地和负对地绝缘状态是否良好。3.检查所有“合位”的空开所对应的指示灯应该点亮;4.直流电源设备标识清晰,无脱落;5.在绝缘监测仪菜单中检查直流正、负母线对地的绝缘状况,要求正、负母线对地电阻应符合下表的要求。标称电压等级(V)正、负母线对地电阻值(kΩ)正、负母线对地电压差值(V)220≥25110≥748≥1.7(四)UPS屏巡检1.开关位置检查(输入、输出开关位置与实际运行要求一致)2.现场观察UPS设备的操作控制显示屏,确认表示UPS运行状态的指示信号灯的指示都出于正常状态,所有的电源运行参数值都处于正常范围内(电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;),在显示屏上没有出现任何故障和报警信息。3.听是否有不正常的声音。UPS设备在运行过程中会发出一定的声音,如电抗器、变压器、继电器、冷却风扇等,它们都要发出各种不同是声音,值班人员可根据正常与异常时的声音变化来判断设备的运行状态。4.测量交流(或直流)电压是否正常,再测变压器、电抗器、功率元件等主要发热元件的工作温度是否有明显过热现象。5.记录上述巡视结果,并注意分析比较记录数据的变化情况,遇到有异常及时处理,防止设备事故的发生。(五)低压配电柜巡检与(四)巡视内容相近。(六)事故照明屏巡检1.测量屏上交流(或直流)电压是否正常,表计数据(指示)正确(与运行工况相近或电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;);2.外观检查,听是否有不正常的声音。事故照明设备在运行过程中是否有异常声音,遇到有异常及时汇报运维部门以便处理。一二、全面巡视(一)蓄电池室1.蓄电池室及蓄电池巡视内容(1)蓄电池外壳清洁、完好,无渗液;极柱无氧化、生盐现象;呼吸装置完好,通气正常。(2)蓄电池逐个编号,由正极按序排列整齐;极性标志清晰、正确。(3)测温装置工作正常,柜内温度不应超过30℃。(4)蓄电池温升正常,不发烫。(5)蓄电池支架接地完好,接地连接线不小于16mm2。(6)蓄电池室的窗户防止阳光直射的措施完好性。(7)蓄电池室照明灯具完成。(二)蓄电池充电屏巡视1.充电装置屏外观、面板元件检查:(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致并符合下表要求;交流输入电压(V)蓄电池组电压(V)直流动力母线电压(V)直流控制母线电压(V)蓄电池浮充电流(A)输出电流(A)380±10%2.25×N220-242Un=220时为215-226Un=110时为107-113<2mA×AH小于或等于各充电模块输出总和(3)具备两组蓄电池的(或交、直流一体化)系统,正常运行时两段母线分列运行,每段母线分别采用独立的蓄电池组供电,直流母线之间的联络开关或刀闸应处于断开位置。(4)蓄电池组输出熔断器配置合理且运行正常、辅助报警接点工作正常否。(5)装置监控器菜单操作响应正常;(6)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。(7)能正常唤醒,无花屏、死机现象。(8)屏柜(前、后)门接地可靠否。(9)柜体上各元件标识正确可靠否。(10)根据投入运行时间推算,确认蓄电池组的充电状态“浮充或均充”否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。(11)调压功能检查,调整面板上调压转换开关,母线电压应逐档升高,并能听到继电器吸合声响。否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。(12)高频充电模块检查①模块正常显示输出电压或输出电流②风扇正常运转,进风口清洁无堵塞③无报警,模块无明显噪音或发出异响2.监控装置参数检查(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致;(3)菜单操作响应正常;(4)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。(5)控制母线调压硅链工作正常,有“手动/自动”切换时,正常运行时转换开关置于“自动”位置,装置处于自动调压状态。(6)检查监控装置各项整定值设置与下表相符。整定项目整定值说明浮充电压2.25×N伏N为电池个数;阀控蓄电池应控制为(2.23~2.28)V×N,一般宜控制在2.25V×N(25℃时)修正值为±1℃时3mV,即当温度每升高1℃,单体电压为2V的阀控蓄电池浮充电电压值应降低3mV,反之应提高3mV。恒流(限流)I10安100AH的蓄电池为10安;200AH的蓄电池为20安;300AH的蓄电池为30安;400AH的蓄电池为40安;500AH的蓄电池为50安。恒压(限压)(2.3~2.35)×N伏环温为25℃及以上时为2.3V,环温低于25℃,可适当提高,最高不得超过2.35V;同时应注意动力母线应不高于交、直流一体化系统标称电压112.5%;控制母线应不高于交、直流一体化系统标称电压110%。恒压倒计时起动电流0.1I10安100AH的蓄电池为1安;200AH的蓄电池为2安;300AH的蓄电池为3安;400AH的蓄电池为4安;500AH的蓄电池为5安。恒压倒计时间3小时补充充电周期3或6个月当装置设置最大数值能达到6个月时建议设为6个月。温度补偿系数3mV×N/℃装置有此功能时设置:基准温度为25℃;额定电压为220V的直流系统为0.3V/℃;额定电压为110V的直流系统为0.15V/℃;额定电压为48V的直流系统为0.07V/℃浮充转均充电压2.0~2.05×N伏装置有此功能时设置:210V最大均充时限12小时装置有此功能时设置:12个小时。交流输入上限报警110%Un额定电压为380V的交流系统设为418V;额定电压为220V的交流系统设为242V。交流输入下限报警90%Un额定电压为380V的交流系统设为342V;额定电压为220V的交流系统设为198V。直流(动力)母线上限报警112.5%Un额定电压为220V的交、直流一体化系统设为247V;直流(动力)母线下限报警90%Un额定电压为220V的交、直流一体化系统设为198V。直流控制母线上限报警110%Un额定电压为220V的交、直流一体化系统设为242V;额定电压为110V的交、直流一体化系统设为121V;额定电压为48V的交、直流一体化系统设为53V。直流控制母线下限报警90%Un额定电压为220V的交、直流一体化系统设为198V;额定电压为110V的交、直流一体化系统设为99V;额定电压为48V的交、直流一体化系统设为43V。充电模块控制方式开机浮充充电模块限流额定电流如额定电流为10A的充电模块设置为10A。控制母线自动调压下限97.5%Un额定电压为220V的交、直流一体化系统设为215V;额定电压为110V的交、直流一体化系统设为107V。控制母线自动调压上限102.5%Un额定电压为220V的交、直流一体化系统设为226V;额定电压为110V的交、直流一体化系统设为113V。(三)馈电屏巡视1.屏柜(前、后)门接地可靠否。2.绝缘监察装置巡检正常,无接地报警;正对地和负对地绝缘状态是否良好。3.核对“空开投退表”确认所有馈线开关状态与表格一致(注:至少每年一次)。4.检查所有“合位”的空开所对应的指示灯应该点亮;5.直流电源设备标识清晰,无脱落;6.在绝缘监测仪菜单中检查直流正、负母线对地的绝缘状况,要求正、负母线对地电阻应符合下表的要求。标称电压等级(V)正、负母线对地电阻值(kΩ)正、负母线对地电压差值(V)220≥25110≥748≥1.7(四)UPS屏巡检1.开关位置检查(输入、输出开关位置与实际运行要求一致)2.现场观察UPS设备的操作控制显示屏,确认表示UPS运行状态的指示信号灯的指示都出于正常状态,所有的电源运行参数值都处于正常范围内(电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;),在显示屏上没有出现任何故障和报警信息。3.听是否有不正常的声音。UPS设备在运行过程中会发出一定的声音,如电抗器、变压器、继电器、冷却风扇等,它们都要发出各种不同是声音,值班人员可根据正常与异常时的声音变化来判断设备的运行状态。4.测量交流(或直流)电压是否正常,再测变压器、电抗器、功率元件等主要发热元件的工作温度是否有明显过热现象。5.记录上述巡视结果,并注意分析比较记录数据的变化情况,遇到有异常及时处理,防止设备事故的发生。(五)低压配电柜巡检与(四)巡视内容相近。(六)事故照明屏巡检1.测量屏上交流(或直流)电压是否正常,表计数据(指示)正确(与运行工况相近或电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;);2.屏柜(前、后)门接地可靠否。3.柜体上各元件标识正确可靠否。4.进行切换检查,确认切换回路及元件的完备、完好,遇到有异常及时汇报运维部门以便处理,5.外观检查,听是否有不正常的声音。事故照明设备在运行过程中是否有异常声音,遇到有异常及时汇报运维部门以便处理,二、例行巡视(一)蓄电池室1.蓄电池室及蓄电池巡视内容(1)蓄电池外壳清洁、完好,无渗液;极柱无氧化、生盐现象;呼吸装置完好,通气正常。(2)蓄电池逐个编号,由正极按序排列整齐;极性标志清晰、正确。(3)测温装置工作正常,柜内温度不应超过30℃。(4)蓄电池温升正常,不发烫。(5)蓄电池支架接地完好,接地连接线不小于16mm2。(6)蓄电池室的窗户防止阳光直射的措施完好性。(7)蓄电池室照明灯具完成。(二)蓄电池充电屏巡视1.充电装置屏外观、面板元件检查:(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致并符合下表要求;交流输入电压(V)蓄电池组电压(V)直流动力母线电压(V)直流控制母线电压(V)蓄电池浮充电流(A)输出电流(A)380±10%2.25×N220-242Un=220时为215-226Un=110时为107-113<2mA×AH小于或等于各充电模块输出总和(3)具备两组蓄电池的交、直流一体化系统,正常运行时两段母线分列运行,每段母线分别采用独立的蓄电池组供电,直流母线之间的联络开关或刀闸应处于断开位置。(4)蓄电池组输出熔断器配置合理且运行正常、辅助报警接点工作正常否。(5)装置监控器菜单操作响应正常;(6)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。(7)能正常唤醒,无花屏、死机现象。(8)根据投入运行时间推算,确认蓄电池组的充电状态“浮充或均充”否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。(9)调压功能检查,调整面板上调压转换开关,母线电压应逐档升高,并能听到继电器吸合声响。否侧应立即汇报运维部门,进行及时处理。(10)高频充电模块检查①模块正常显示输出电压或输出电流②风扇正常运转,进风口清洁无堵塞③无报警,模块无明显噪音或发出异响2.监控装置参数检查(1)“运行”灯亮,面板工作正常,无告警信号报出。(2)交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值显示正确,与屏上表计指示一致;(3)菜单操作响应正常;(4)风冷装置运行正常,滤网无明显积灰。(5)控制母线调压硅链工作正常,有“手动/自动”切换时,正常运行时转换开关置于“自动”位置,装置处于自动调压状态。(三)馈电屏巡视1.屏柜(前、后)门接地可靠否。2.绝缘监察装置巡检正常,无接地报警;正对地和负对地绝缘状态是否良好。3.检查所有“合位”的空开所对应的指示灯应该点亮;4.直流电源设备标识清晰,无脱落;5.在绝缘监测仪菜单中检查直流正、负母线对地的绝缘状况,要求正、负母线对地电阻应符合下表的要求。标称电压等级(V)正、负母线对地电阻值(kΩ)正、负母线对地电压差值(V)220≥25110≥748≥1.7(四)UPS屏巡检1.开关位置检查(输入、输出开关位置与实际运行要求一致)2.现场观察UPS设备的操作控制显示屏,确认表示UPS运行状态的指示信号灯的指示都出于正常状态,所有的电源运行参数值都处于正常范围内(电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;),在显示屏上没有出现任何故障和报警信息。3.听是否有不正常的声音。UPS设备在运行过程中会发出一定的声音,如电抗器、变压器、继电器、冷却风扇等,它们都要发出各种不同是声音,值班人员可根据正常与异常时的声音变化来判断设备的运行状态。4.测量交流(或直流)电压是否正常,再测变压器、电抗器、功率元件等主要发热元件的工作温度是否有明显过热现象。5.记录上述巡视结果,并注意分析比较记录数据的变化情况,遇到有异常及时处理,防止设备事故的发生。(五)低压配电柜巡检与(四)巡视内容相近。(六)事故照明屏巡检1.测量屏上交流(或直流)电压是否正常,表计数据(指示)正确(与运行工况相近或电流值与实际测量值相近,电压误差不能大于额定值的±10%;);2.外观检查,听是否有不正常的声音。事故照明设备在运行过程中是否有异常声音,遇到有异常及时汇报运维部门以便处理。三、下列情况下应进行特殊巡视(内容)检查(一)新安装、检修、改造后的交、直流一体化系统投运后,参照“本节一、正常巡检工作内容和要求”进行。(二)蓄电池核对性充放电期间;1.蓄电池温升正常,不发烫。2.蓄电池连接条不发热;3.参照“本节一、正常巡检工作内容和要求”之(二)蓄电池充电屏巡视内容进行。(三)交、直流一体化系统出现交、直流失压、直流接地、熔断器熔断等异常现象处理后。参照“本节一、正常巡检工作内容和要求”之(一)至(四)点进行。(四)UPS装置逆变器故障、转入自动旁路供电后。参照“本节一、正常巡检工作内容和要求”之(四)UPS屏巡检内容进行。四、巡视中的注意事项(一)遵守《电业安全工作规程》(发电厂和变电站部分)对二次设备巡视的有关规定。(二)确定巡视路线,按照巡视路线进行巡视,以防漏巡。(三)发现缺陷及时分析,做好记录并按照缺陷管理制度向班长和上级汇报。(四)巡视时防止误碰运行设备,蓄电池巡视时防止发生短路。(五)进入室内巡视时,应随手将门锁好,以防小动物进入室内。(六)设备巡视要做好巡视记录。第三节常见异常分析和故障判断一、交直流失压处理:(一)当交流电源中断,直流负荷由蓄电池组供电,应及时调整控制母线电压,确保控制母线电压值在95%至105%范围内;(二)交流电源故障较长时间不能恢复时,应尽可能减少直流负载输出(如事故照明、UPS、在线监测装置等非一次系统保护电源)并尽可能采取措施恢复交流电源及充电装置的正常运行。当蓄电池组端电压下降到保护值时(阀控蓄电池为2V×N)时电源还未恢复送电,应向调度申请断开蓄电池组的供电,并向主管领导汇报,以免因电池组过放而损坏。(三)当系统(或交、直流一体化设备)发生短路,造成蓄电池组总熔断器熔断、部份直流母线失压时,应立即汇报调度和主管领导,迅速消除或隔离故障,恢复失压直流母线和出线回路的供电;检查蓄电池组无异常,更换总熔断器并投入运行,恢复交、直流一体化系统的正常运行。(四)当系统(或交、直流一体化设备)故障失压时,应立即汇报调度和主管领导,迅速消除或隔离故障,在站用交流电源正常的情况下投入充电装置,恢复直流母线和出线回路的供电;检查蓄电池组无异常,更换总熔断器并投入运行;恢复交、直流一体化系统的正常运行。在站用交流电源无法及时恢复的情况下,设法将站内蓄电池组或备用蓄电池组投入运行。二、充电装置故障处理(-)直流系统过电压故障1.故障现象直流过电压告警,现场检查发现母线电压超出过电压告警设定值,检查模块输出电压和电流发现其中一个模块电流很大,其他模块电流几乎为零。2.原因分析系统过电压有监控器造成和模块造成两个原因,只要将监控器退出运行就可以区分。当监控器退出后模块进入自主工作状态,如此时电压还是过高,则是模块内部控制回路故障造成输出电压失控,发生这种情况时直流系统负载电流一般小于单个模块输出电流,所以当某一模块输出失控输出电压过高时,除了供给负载外还不断对蓄电池进行充电,最终使得直流母线电压过高而报警。3.处理方法首先检查模块的告警信号,观察哪一个模块输出电流最大且接近模块的最大电流,符合上述两个条件的立即将此模块退出运行,如直流系统恢复正常,则证明该模块故障,更换此电源模块即可。(二)模块均流故障1.故障现象模块输出电流不一致,均流超标。2.原因分析造成模块输出电流差别过大通常是均流回路部分故障,也有的是模块输出电压不一致造成的。我们知道,模块间的均流是靠模块之间建立均流线,通过硬件电路完成。如果模块之间电压相差太大超出了均流调整范围,就会出现模块均流不好的问题。所以在模块投运前,一定要将每一个模块的输出电压调整一致,这样均流控制才会更好地发挥作用。长期运行的模块输出电压也会发生一定的偏差,因此定期对单个模块输出电压的调整是必需的。3.处理方法分别将每一模块输出电压精确调整到浮充电电压值,如果还是达不到均流要求应考虑模块内部均流问题,可将最大或最小电流的模块退出再一次进行均流试验,反复如此直到找出有均流问题的模块。(三)模块内部短路造成交流总开关跳闸星沙实训基地四楼高频开关电源交流回路接线图图19-18星沙实训基地四楼高频开关电源交流回路接线图1.故障现象运行中发生充电装置交流失电。2.原因分析充电装置交流失电一定是充电装置内部存在短路,通常有两种可能:①交流进线短路,这种可能性比较小;②模块内部短路。在模块内部保护采用熔断器的情况下,模块内部发生短路时尽管熔断器定值远小于上级空气断路器,但熔丝的熔断时间大于空气断路器时间,容易发生越级或同时上下级保护动作,导致充电装置空气断路器动作而停电。模块采用空气断路器跳闸,并且上下级级差比较大,可以避免类似故障,所以模块保护采用空气断路器不容易扩大事故。3.处理方法遇到这种情况不要急于合上交流总开关,如果故障还存在合上总开关可能会造成故障扩大。首先,将所有模块退出,仔细检查交流回路有无烧黑痕迹,如果没有可以合上交流总开关,同时安排入员观察交流回路,是否有放电短路情况。合上后如果正常则排除交流总母线故障的可能,接下来应分别检查模块。通常模块内部短路会产生焦煳味道,用鼻子闻就可以找出发生故障的模块,或者用万用表测量交流输入回路电阻,判断是否有短路。但有时故障电流已经将故障点烧断,用此方法检查不出来短路现象,这时可以通过输入电阻比较法找到故障模块,一般输入电阻很大的模块就是故障模块。若以上两种方法均无法判断故障模块,就只能将模块分别缓慢插入进行检查,如果插入过程中发生短路就证明是该模块故障,也有插人后全部都正常的情况,但一定有二个模块是没有输出电流的,原因就是彻底烧断了。(四)模块输出过电压或欠电压1.故障现象模块故障报警,直流系统电压、电流均正常。2.原因分析这种情况一般是模块内部故障造成无电压输出,所以对系统正常运行没有影响,但N+1的冗余没有了,需要及时更换模块。另外一种造成这种现象的可能是模块输出电压失控,输出电压远远大于其他模块的输出定值,使得模块输出最大电流到达限流值,但由于充电机总的输出电流要大于单个模块的最大电流,因此输出电压还是维持在正常的设定值。3.处理方法检查哪个模块报警灯亮或输出电流为零,退出该模块后重新设置工作模块数量,告警自动消除,证明该模块故障。有些监控器可以直接从监控屏幕上读出几号模块故障,处理就更简单了。判别模块电压失控导致输出电流增大,只要检查是哪一模块输出增大到额定电流,而其他模块电流很小,就可判定输出最大电流的模块电压失控故障。(五)模块自动退出运行1.故障现象充电装置报模块故障,但充电装置表面看上去正常。2.原因分析这种情况的充电装置一般具有故障模块自动退出运行功能,可以更好地保证充电装置的可靠性。3.处理方法从监控器菜单中选中故障信息内容,可知道是几号模块故障,一般也可从模块表面指示灯的运行情况判别,自动关机后模块指示灯就不亮了。可以加电重启一次看能否恢复正常,或更换模块。(六)模块风扇故障1.故障现象个别模块不工作。2.原因分析风冷模块自动退出运行最常见的故障是风扇损坏,将模块退出后放置一段时间,待模块冷却后再插进去,模块会工作一段时间,然后叉报故障,检查风扇发现风扇是不转的。3.处理方法更换同类型风扇即可解决问题。(七)充电装置输出电压不稳定1.故障现象蓄电池电流不稳定,一会儿充电一会儿放电,无告警信号发出。2.原因分析造成充电装置输出电压不稳定有两方面的原因:①模块本身输出不稳定影响充电装置输出电压的稳定性:②监控器控制出了问题,造成输出电压不稳定。发生这种情况的充电装置大都是由模拟电压控制输出的模块。模块输出电压由模拟电压控制,控制电压发生小幅波动,将造成输出电压的波动。但这种波动如果幅度不大没有超过告警设定值,充电装置不会发出告警信号,平时也不易发现,只有在做电压稳定测试时才能反映出来。但从蓄电池电流频繁进出不稳定可能发现该故障,该故障对蓄电池寿命有一定影响。3.处理方法将监控器输出到模块的控制线全部拔掉,让模块处在自主工作状态,看输出电压不稳定是否消除`如果消除了证明是监控器控制出了问题,需要进一步检查监控器。如果还是不稳定,需要进一步判断是哪一个模块的问题,可以逐个退出模块,直到输出电压稳定,以此推定有问题的模块。(八)电压失控升高1.故障现象输出电压不断往上升至极限值。2.原因分析造成这一原因的通常是电压采样回路开路所造成,当监控器采样回路开路时,由于采不到反馈电压,监控器将逐步调整模拟控制电压使得模块输出电压升高,各模块输出电流均流很好,当模块内部采不到反馈电压时该模块升压,失控后如果直流负荷较小,对蓄电池不断充电造成母线电压升高。电压采样回路开路形成不了闭环控制会造成这个问题。3.处理方法检查电压采样回路是否有断线现象,或更换失控模块。(九)模块输出电流小1.故障现象个别模块输出电流太小。2.原因分析单个模块电压均调整正常,小电流均流也正常,但一带大电流模块电流无法增大,做单个模块试验发现一带负载电压就明显下将。一般来讲这是模块带载能力降低的表现,通常是模块的软启动限流电阻在正常启动后没有短接所造成的,可能是继电器问题,也可能是继电器驱动问题。由于模块内部电路复杂,一般不主张非专业人员在现场维修,只能进行模块更换处理。3.处理方法更换模块。(十)模块熔丝熔断1.故障现象模块故障告警,检查发现模块熔断器熔断。2.原因分析熔断器熔断大部分是由于发生短路引起的,也有熔断器本身质量问题造成熔断的。后一种熔断如果是玻璃管熔断器可以看到熔丝是中间断开一截,短路造成的熔断器熔断是玻璃管发黑,熔丝基本上看不见。3.处理方法前一种熔断器熔断可以更换相同规格的熔断器一试。对于后一种熔断器熔断不宜进行更换熔断器试验,以免模块再次短路扩大故障。(十一)直流母线纹波大1.故障现象运行中发现纹波比原来要大许多。2.原因分析纹波增大有模块造成和外界造成两种可能,首先是要区别是哪一种原因造成的。内部原因通常是模块滤波电解电容器失效,丧失了滤波功能造成纹波过大;外部原因一般为大功率逆变电源EMI电磁兼容滤波器发生故障。判断纹波产生的原因,只要将充电装置退出直流母线,检查纹波电压有否变化。如果是模块原因,退出充电装置纹波源消失,纹波电压就明显降低;如果是外部原因,纹波应该变化很小,也可以逐个退出模块从中发现哪一个模块产生纹波。3.处理方法如果纹波由模块产生只要更换模块中输出电解电容器或整个更换模块;如果由外部产生;可以通过试拉直流电源查找纹波源,并作进一步处理。(十二)模块风扇声响1.故障现象运行巡视中听见有异常声响,寻踪发现模块风扇造成。2.原因分析模块风扇寿命一般为5年左右,超过5年风扇轴承磨损会造成风扇响声增大并最终损坏,风扇故障将导致模块散热不良而故障,应立即处理。3.处理方法模块退出运行后更换同型号规格的风扇。三、微机监控装置故障处理(一)微机监控装置无显示,应先检查装置的电源快分开关是否正常投入,进出两侧电压是否正常,若不正常应逐级向电源侧检查并处理;当交流电源快分开关进出两侧电压正常,而装置仍无显示则通知检修人员处理。(二)微机监控装置显示异常,按复位键或拉合电源开关重新启动装置,仍显示异常则通知检修人员处理。(三)微机监控装置显示值和实测值不一致,检查有关回路接线无明显松动后通知检修人员处理。(四)微机监控装置告警根据告警信息检查和排除外部故障,仍无法消除告警时应检查装置参数是否偏离整定范围时,并重新整定;检查监控通道是否正常,关闭未使用的通道。(五)监控装置与上位机通讯失败,检查通信线连接回路有无明显问题后通知检修人员处理。(六)当微机监控装置故障跳闸时,若有备用监控装置,应及时启动备用监控装置代替故障监控装置运行,并及时调整好运行参数。无备用监控装置时,应将负荷转至正常充电装置,并通知检修人员尽快处理。四、绝缘监测装置无显示(一)绝缘监测装置无显示,应先检查装置的电源快分开关是否正常投入,进出两侧电压是否正常,若不正常应逐级向电源侧检查并处理;当交流电源快分开关进出两侧电压正常,而装置仍无显示则通知检修人员处理。(二)绝缘监测装置显示异常或显示值与实测值不一致,按复位键或拉合电源开关重新启动装置,无效后通知检修人员处理。(三)接地报警异常,应检查传感器、平衡桥接地回路是否有异常后通知检修人员处理。五、蓄电池异常处理(一)当运行中的蓄电池出现下列情况之一者应及时进行均衡充电,均衡充电应按制造厂家要求或根据蓄电池状况进行,不宜过于频繁,原则上每季度不超过一次。1.被确定为欠充的蓄电池组;2.蓄电池放电后未能及时充电的蓄电池组;3.交流电源中断或充电模块发生故障使蓄电池组放出近一半容量,未及时充电的蓄电池组;4.运行中因故停运时间长达两个月及以上的蓄电池组;5.当运行中的单体电池端电压偏差值超过表5的电池数量达总电池数量的3%~5%电的蓄电池组。6.过量放电使蓄电池组端电压低于或等于规定的放电终止电压;7.定期容量试验结束后发现单体蓄电池电压不均匀;8.长期充电不足或长期静置不用的蓄电池组。(二)如蓄电池组中发现个别落后电池时,不允许长时间保留在组内运行,应记录缺陷并汇报检修人员进行个别蓄电池活化或更换处理。(三)如有个别蓄电池需退出运行,应根据运行的蓄电池只数,重新计算、调整电源监控装置浮充电压、均充限压(恒压)等与蓄电池数量有关的运行参数。(四)当蓄电池组发生爆炸、开路时,应迅速将蓄电池总熔断器或空气断路器断开,投入备用蓄电池组,及时消除故障,恢复正常运行方式。如无备用蓄电池组,在事故处理期间只能利用充电模块带交、直流一体化系统负荷运行时,应向调度申请退出电磁机构断路器的重合闸并禁止对其进行合闸操作,待事故处理后及时恢复。(五)当远方监控人员发现蓄电池组由浮充状态转至均充状态时,应加强监视,若12小时仍不恢复浮充电压,应通知运行人员到现场检查设备有无异常,防止电池热失控问题的发生。(六)蓄电池内阻异常处理1.单个蓄电池内阻与制造厂提供的内阻基准值偏差超过10%及以上的蓄电池应加强关注;2.对于内阻偏差值达到20%至50%的蓄电池,应通知检修人员进行活化修复;3.对于内阻偏差值超过50%及以上的蓄电池则应立即退出或更换这个蓄电池;4.如超标电池的数量达到总组的20%以上时,应更换整组蓄电池。六、直流系统绝缘降低处理(一)220V直流系统两极对地电压绝对值差超过40V或绝缘降低到25KΩ以下,110V直流系统绝缘降低到7KΩ以下,48V直流系统任一极对地电压有明显变化或任一极绝缘降低到1.7KΩ以下时,应视为直流系统接地。(二)直流系统接地后,应立即查明原因,根据接地选线装置指示或当日工作情况、天气和交、直流一体化系统绝缘状况,找出接地故障点,并尽快消除。(三)对于非控制及保护回路可使用拉路法进行直流接地查找,该工作至少由两人进行;按事故照明、防误闭锁装置回路、户外合闸(储能)回路、户内合闸(储能)回路的顺序进行;其他回路的查找,应在检修人员到现场后,配合进行查找并处理。(四)保护及控制回路宜采用便携式仪器带电查找的方式进行,如需采用拉路的方法,应向调度申请,退出可能误动的保护。(五)查找和处理直流接地时工作人员应戴线手套、穿长袖工作服。应使用内阻大于2000Ω/V的高内阻电压表,工具应绝缘良好。防止在查找和处理过程中造成新的接地。七、事故切换屏不能切换处理(一)处理前期准备1.准备(查看)事故切换屏电气图纸;2.带上合格且在有效期内的万用表;3.准备好合格工器具及适当的备品备件。(二)准备好工作票(三)检查处理前,工作票已许可开工,(由两人及以上)用万用表分别检查交流、直流电源,确认是否有电压,若交流、直流电压确实有压,请分别检查接触器线圈及接点是否完好,回路绝缘是否良好(大于10兆欧以上)。(四)注意事项检查工作中至少两人及以上,使用有绝缘措施的工器具,确认安全措施必须保证检查过程中不会有突然来电的可能;正确使用万用表确保检查直流电压用直流电压档,检查交流电压使用交流电压档,回路绝缘检查使用欧姆档。第四节检测维护工作内容和要求一、运行维护(一)定期维护项目及周期序号项目维护性质维护周期1蓄电池普测和卫生清扫日常维护每月1次2直流充电屏、馈线屏维护日常维护每月1次3备用充电机启动试验试验轮换每半年1次4两路电源自动切换试验试验轮换每半年1次5蓄电池内阻测试维护性检修每半年1次6检查监控装置参数设置正确;检查蓄电池连接镙丝的紧固。维护性检修每年1次7核对性充放电维护性检修新安装的蓄电池在验收时进行,以后每2年进行一次,运行四年以后,每年进行一次。(二)维护前准备1.根据现场实际设备和维护项目内容,核对PMS有关缺陷记录,编制标准化维护卡,明确工作任务、风险辨识及预控措施,并经审核签名。(参见附表)2.准备经检验合格的安全工器具和备品备件;3.根据被测量设备的误差等级按下表选择维护测试用仪器、仪表的精度,并在计量认证的有效期内。测量单个电池端电压的电压表应采四位半的数字表,原则上记录至小数点后三位数,内阻测试仪应采用微欧级。4.作业人员应按劳保正确着装,使用合格的防护用品,毛刷等工用具金属部分进行绝缘包扎;5.开始维护前通知监控人员,如果要进行远方操作,监控人员必须先通知现场人员停止维护作业,远离被操作元件。(三)蓄电池维护1.检查蓄电池连接片有无松动和腐蚀现象,必要时进行紧固、清除腐蚀层、加涂凡士林。2.蓄电池内阻、连接条电阻测试(1)使用蓄电池内阻测试仪,对蓄电池内阻进行测试,具体请参见“内助测试仪操作方法”(2)测试前后注意事项a仔细阅读测试仪的使用说明书,掌握测试仪的使用方法。b检查所配测试线及其附件是否齐全、完好。c测试前应确保蓄电池内阻测试仪内置电池处于满充状态,测试后应对蓄电池内阻测试仪充电八小时以上。(3)测试时注意事项a蓄电池内阻测试仪的测试对象为单体蓄电池,测试时应注意被测蓄电池的单体电压、容量值与内阻测试仪参数设置相符;b使用测试夹时应用力均匀,尽可能夹蓄电池极柱、不夹螺栓,注意测试夹与电池正负极柱连接正确(如CLC-200的内阻仪为红色大夹子夹被测电池的正极,红黑双色小夹子夹被测电池的负极,黑色大夹子夹下一节电池的正极)操作时夹稳后再松手,防止张口或回弹力过大损坏夹子;c检查测试夹连接正确并接触良好后,再按“测试”按钮,待仪器测试完毕报出数据,检查无误后再变更测试夹被测对象。d测试、移动、收集测试夹时均不能使测试线受力,防止芯线损坏影响数据正确性。e测试过程中,确保蓄电池处于浮充状态或静止状态。f禁止测试仪在接入交流电源充电的状态下进行测试。3.蓄电池端电压测试;并注意记录至小数点后三位数。使用蓄电池内阻测试仪或数字式万用表,对单个蓄电池逐一测试。4.蓄电池更换蓄电池更换是指单个或多个蓄电池进行更换,更换前应清楚要更换的具体位置及个数,正确使用跨接宝,具体操作请参见“跨接宝使用说明”。5.蓄电池核容检查蓄电池核容检查,是对蓄电池工作健康状态的一个确认方法,如果蓄电池的整组容量不满足整组容量80%时,对蓄电池组应进行更换处理,若只有个别(不多于整组个数的5%)的蓄电池容量达不到要求,应对落后(达不到容量要求的)蓄电池进行活化处理,应对蓄电池至少活化三次及以上,活化不过来的蓄电池,对其进行更换处理。更换的蓄电池应是与运行的蓄电池为同一生产厂家的产品,并是相近时期出产的,否则不能进行更换。更换后还应进行核容检查,其核容检查的蓄电池容量在80%以上时,才满足规范要求。若只有个别(多于整组个数的5%)的蓄电池容量达不到要求,应对改组蓄电池进行整组更换处理。核容测试方法,请参见“蓄电池放电设备”使用说明书。(1)作业时注意事项:a应避开雷雨、大风天气。b蓄电池检修现场应保持通风、严禁烟火,做好消防措施。d站内尽量避免进行大型操作。e如发现蓄电池浮充电压一直偏低,在放电前应先进行补充充电。f在进行放电过程中、恒流限压均衡充电方式转为浮充电前,工作人员不得离开现场,以便及时有效地处理可能发生的异常。g接触蓄电池外壳、极柱、连接条前,作业人员应戴手套;应防止同时跨多个蓄电池接触极柱、连接条。(2)作业图纸资料准备:a标准化作业指导书。b蓄电池说明书。c直流装置说明书。d蓄电池容量放电测试仪说明书。e变电站交、直流一体化系统图。f原有蓄电池试验记录。g了解被试蓄电池组运行状况(查有关缺陷及维护检测记录)。(3)核对性放电前检查与“第二节设备巡检重点”之(一)、(二)内容相同,同时注意直流运行方式。(4)配有两组及以上蓄电池的充放电方法a先将直流负荷转至另一组蓄电池后,将预进行核对性充放电的蓄电池退出运行,bc对放电装置的参数进行设置:放电电流为蓄电池组的I10;放电终止电压(额定电压为2V蓄电池设为1.8×NV;额定电压为6V蓄电池设为5.5×NV;额定电压为12V蓄电池设为10.8×NV);放电时间10小时。d合上放电开关,开始放电。e放电过程中保持放电电流恒定,注意蓄电池组及其充放电回路外观和温度有无异常(有条件时可用红外测温的方式进行监测),防止局部严重过热损坏设备。f每小时记录一次蓄电池室(屏)内温度和蓄电池组端电压及单体电池电压,有自动监测记录蓄电池端电压及单体蓄电池电压的装置,可每小时用抽检的方式监视自动监测记录的数据正确。g当蓄电池组放电时间、蓄电池组端电压或任一单体电池电压降低到放电终止电压时,即停止放电(立即断开放电开关),计算蓄电池组容量。hi充电过程中,注意蓄电池温度情况,超过40℃时,应降低充电电流。j每2小时记录一次蓄电池组端电压和单只蓄电池电压、温度是否正常。k蓄电池充电完成后检查充电装置进入浮充状态。l当蓄电池组第一次核对性放电就放出了额定容量则不再放电,充满容量后便可投入运行。若经过3次全核对性放充电,蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上,可认为此组阀控蓄电池使用年限已到,应安排更换。m蓄电池核对性充放工作完成后,恢复交、直流一体化系统正常运行方式,整理记录、资料,检查交、直流一体化系统运行正常。(5)单组蓄电池有备用蓄电池时的充放电方法a先将备用蓄电池组接入直流母线,待备用蓄电池组电压与直流母线电压一致(即备用蓄电池组回路电流转为浮充电流)后,将预进行核对性充放电的蓄电池退出运行。b其余同“4.配有两组及以上蓄电池的充放电方法”(四)直流充电屏、馈线屏维护1.高频模块更换检查备品-高频模块的完好性,对其进行外观、绝缘检查,直流回路对外壳,交流回路对外壳,对绝缘检查的回路进行放电处理,确认其外观、绝缘合格后。核对充电装置上监控器中所有数据,符合运行要求并记录之,在监控器的菜单中,退出待更换的高频模块操作,退出菜单,退出后再进入此菜单对其进行确认退出否,确认退出后,将待更换的高频模块交流电源开关断开,拆除待更换的高频模块,更换上确认合格的备品。在监控器的菜单中,投入更换的高频模块操作,退出菜单,退出后再进入此菜单对其进行确认投入否,确认投入后,将更换的高频模块交流电源开关合上,检查该高频模块的运行参数是否正常,记录试验数据,确认数据正常后,更换高频模块工作结束,履行工作结束手续。2.检测充电装置输入交流电压、输出直流电压(一般为蓄电池浮充电压:2.25×N),与屏内指标仪表一致,误差值在0.5%范围内,并做好记录。3.检查各充电模块输出电流之和与直流输出电流表指示电流、蓄电池浮充电流之和相等,核算误差值在1%范围内,并做好记录。4.检测蓄电池组总熔断器上下两端电压相等,并与充电装置输出电压相符,误差值在0.5%范围内,并做好记录。5.通过操作微机监控装置按钮切换检查有关功能正常,无异常告警信号。6.检查充、馈线各装置或元件电源快分开关在正常合上位置。7.检查绝缘监测装置运行正常,有无异常报警信号和绝缘降低现象。8.检查馈线屏各出线回路运行正常,各指示灯指示正确。9.检查屏内元件标识齐全、电缆掉牌、封堵完好,必要时进行完善。10.检查屏内端子、导线接头无明显过热、松动现象,必要时进行紧固处理或通知运维或检修人员消缺。11.对屏内设备进行卫生清扫,对运行中的充电模块宜采用吸尘器进行灰尘清除。12.两路电源自动切换试验:(1)检查两路交流输入电源电压正常。(2)拉开第一路交流电源,检查充电装置运行正常。(3)合上第一路交流电源,拉开第二路交流电源,检查充电装置运行正常。(4)合上第二路交流电源,恢复充电装置两路电压互为备用方式。(五)备用充电屏的轮换试验 1.先投入备用充电屏交流电源,检查备用充电屏各参数设置与运行充电屏一致。2.将备用充电屏投入运行,检查负荷分配正常3.退出运行充电屏,检查备用充电屏接带负荷正常,各充电模块、表计、指示灯工作正常。4.备用充电屏原则上投入运行时间不小于1个小时,根据实际需要将充电屏运行方式恢复正常。5.正常运行时,备用充电屏处于冷备用状态(即不投入交流电源开关)6.根据以上原则,各变电站应编制相关典型操作票。7.两路电源自动切换试验:(与“(四)直流充电屏、馈线屏维护”的12.项相同)(六)UPS设备的维护UPS设备运行一段时间后,要进行定期维护。定期维护工作由专职的维护人员进行,维护人员对UPS设备的原理应有较深的认识,并具有分析判断设备故障的能力。定期维护时,可根据日常操作和例行检查记录有针对性的查找问题,排除故障;也可在定期维护时,发现新的问题。维护人员在完成已有的故障排除和设备隐患的处理工作后,还应做好以下工作。1.检查各电气连接螺钉是否松动,个插件的接触是否良好,各零部件有无破损、划伤,导线无折断及折伤等,发现问题及时处理。2.检查各功率驱动元件和印制电路插件有无烧黄、烧焦和烟熏状的痕迹,有无电容炸裂、漏液、膨胀变形现象。3.检查变压器绕组及连接件和扼流线圈是否有过热变色和分层脱落现象。4.检查触点的磨损情况,对烧焦、损坏的触点进行处理。5.检查电源熔断器是否完好,固定是否牢固。6.检查绝缘电阻应符合要求,对绝缘电阻不合格的部件应及时进行更换。7.清除UPS设备个部件的污物和灰尘,以降低装置的运行温升和提高设备的工作性能。8.手动停交、直流输入,UPS能自动切换至旁路供电状态;恢复交直流供电,UPS又能切换至逆变状态。9.交流输入电压;10.直流输入电压;11.交流输出电压、电流正常,表计指示正确;12.保护的声、光信号正常,运行声音无异常;13.手动检修旁路开关和母连开关在断开位置、标示正确并安装了机械锁。14.UPS设备维护的安全事项(1)UPS设备的维护必须遵循电力生产的安全生产规程进行。小型维护工作应该坚持工作票制度、工作许可制度。大型检修及安装工作应该有安全措施、技术措施和组织措施。(2)正常维护工作不能中断UPS设备的交直流电源,对由UPS设备供电的重要设备,如继电保护等,应有中断电源后可能造成装置误动的防范措施。(3)设备检修工作,除了做好措施使UPS设备所供电源不中断外,还应做好防止交直流电源短路、直流接地及防止人身触电的安全措施。(七)事故切换屏维护1.事故切换屏事故照明电源由安装于控制室内的事故照明自动切换装置供电,并以单回路供电。事故照明负荷由220V交流电源供电。当交流电源消失时,回路切断交流电源。蓄电池组220V直流电源投入事故照明电源母线。当交流电源恢复时,回路切断直流电源,重新恢复交流电源供电。每日当班人员在巡视检查设备时若发现灯具照明不亮、应查明原因或回报处理。灯具确认损坏的要及时更换。每月对事故照明进行一次切换,并检查自动切换装置的完好。定期对事故照明屏内继电器、交流接触器、电压表计等进行检查;2.注意事项(1)使用合格的工器具,(2)戴绝缘手套。第五节常用检测技术及仪器一、内阻测试仪测试(一)蓄电池内阻测试目的和原理由于蓄电池的内阻值随蓄电池容量的降低而升高,即随着蓄电池不断的老化、容量的不断降低,蓄电池的内阻也会不断加大。利用蓄电池放电给测试仪器,测量加在蓄电池内阻上的压降,然后除以放电电流即可得到蓄电池内阻。通过对比整组蓄电池的内阻值或跟踪单体电池的内阻变化程度,可以找出整组中落后的电池,通过跟踪单体电池的内阻变化程度,可以了解蓄电池的老化程度,达到维护蓄电池的目的。(二)蓄电池内阻测试方法当前内阻测试仪器采用的是交流注入或直流测量两种方法。采用交流注入的仪器,在测量时需要对电池施加一个交流测试信号,再通过测出相应的电压和电流,从而计算出蓄电池的阻抗,但是这种方法的测试阻抗会随测试频率的不同而变化,且存在易受充电器输出纹波和噪声源干扰的问题,一般不采用。采用直流测量的方法,即对电池进行极短暂的大电流恒流放电,放电时间约为3~2.5s,通过告诉的采集手段对电池表现出来的欧姆特性进行测量计算,并得到其内阻值。该方法可以分析、判断单体及整组电池健康提供依据,目前已在电力系统普遍采用。(三)测试前准备1.仔细阅读测试仪的使用说明书,掌握测试仪的使用方法;2.检查所配测试线及其附件是否齐全、完好;3.检查现场是否符合测试条件;4.检查测试一电源是否正常,即表内电池是否有电。(四)测试注意事项1.测试必须至少由两人进行;2.测试前确保蓄电内置电池处于满充状态;3.测试对象为单体电池,注意极性;4.测试线夹要与电池极柱接触良好;5.测试过程中,确保蓄电池处于浮充状态或静止状态;(五)仪器设备操作,请参见附录“”二、充电装置特性测试仪测试(一)装置结构 ⒈装置实现的三相交流输入电压调整,其范围为380V±15%;检测数据精度≤0.5%;汉化液晶显示,可打印测试结果;且人机对话方便。⒉装置在设计上采用模块化组合结构,体积小、重量轻,方便车载运输及在各变电站移动检测。⒊装置由系统主机装置、交流电压调整装置组成,如下图图19-19所示。采用微型计算机控制技术,通过调节被试充电机的交流输入电压及输出负载,同时系统主机自动进行采样计算,实现对充电机及蓄电池技术指标的检测。图1819-519测试原理图(二)充电装置特性测试仪操作(方法),请参见附录“”(三)稳压精度、稳流精度及纹波系数测试要求(见表2)表2:稳压精度、稳流精度及纹波系数要求充电装置类型稳压精度稳流精度纹波系数纹波有效值系数纹波峰值系数高频开关电压型±0.5%±1%0.5%1%相控型±1%±1%1%2%交流补偿型±1%±1%2%4%其他类型±1%±1%2%4%1.试验电源要求交流电源频率:50±0.5HZ;交流电源波形:正弦波,波形畸变因数不大于5%;交流电源中直流分量:偏移量不大于峰值的2%;直流电源中交流分量(纹波):不大于6%;交流电源系统的不平衡度:不大于5%;交流电源可调(80%~120%)Un。2.测试接线稳压、稳流精度、纹波测试试验接线图:19-20稳压、稳流精度、纹波测试试验接线图(四)安全注意事项1.请勿将本仪器置于不平稳的平台或桌面上以防止仪器跌落受损。2.仪器后面的风扇为通风散热而设,为保证仪器工作的可靠性,请勿堵塞。3.装置的电源为220V交流电源。面板接线柱为直流220V,请勿将二者混淆。4.不要让任何异物掉入机箱内,以免发生短路。5.作为安全措施,该仪器有单相三线插头,试验之前请将电源线中的接地线可靠接地。三、充放电设备(一)设备概述1.被测电池组类型按CTS-2000A或CTS-2000D负载箱的标称电压范围测试对应电压值的电池组。警告:不能测试高于CTS-2000A或CTS-2000D负载箱标称电压范围的电池组,否则会永久性地损坏测试设备。2.测试参数⑴电池组电压⑵单体或模块电压⑶放电电流/功率⑷电池组容量⑸最多8个列间连接条压降⑹环境温度(选项)3.测试形式⑴恒流放电测试按设定的电流值自动恒流放电。当达到终止电压(电池组电压和单体电压)或放电时间时,测试自动结束。⑵恒功率放电测试按设定的功率值自动恒功率放电。当达到终止电压(电池组电压和单体电压)或放电时间时,测试自动结束。(二)测试接线如下图19-21所示图1819-620CTS-2000A与被测电池的接线图(三)安全注意事项1.使用设备前,务必详细阅读手册的安全信息(本节)和手册其它地方的警告信息。如果不按照手册规定的方式使用设备,可能会损坏设备,甚至造成人身伤害。2.设备的负载电缆必须经过断路器(接触器)或隔弧开关连接到被测电池组。3.如果设备过热或有任何异常情况,必须立即使用断路器或隔弧开关断开负载,断开设备电源开关,然后拔出负载电缆插头,并从被测电池上断开连接的负载电缆。4.当测试正在进行中,千万不能拔出负载电缆插头,也千万不能从被测电池上卸下负载电缆。否则将发生拉弧现象,造成严重后果!5.因为设备内有高压和大电流,打开机壳会有危险。设备没有用户可维修部件,不要试图自己维修。如果需要维修,必须与厂家或厂家认可的维修中心联系。6.如果液体进
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