二次回路的运行与维护-操作电源及直流系统（电气设备）

认识直流操作系统电气总布置的原则1）在发电厂和变电所正常运行时，对断路器的控制回路、信号设备、自动装置等设备供电；2）在一次电路故障时，给继电保护、信号设备、断路器的控制回路供电，以保证它们能可靠地动作；3）在交流厂用电源中断时，给事故照明、直流油泵及交流不停电电源等负荷供电，以保证事故保安负荷的工作。1）保证供电的可靠性；2）具备足够的容量；3）具有良好的供电质量；4）经济实用项目一

操作电源概述作用基本要求任务一

操作电源的作用及要求010203任务二直流负荷的分类指在正常运行时需不断供电的负荷，包括经常带电的继电器，信号灯、直流照明自动装置、远动装置等，以及经常由逆变电源供电的电子计算机、巡回检测装置等消耗的功率。经常性负荷事故性负荷冲击性负荷指短时所承受的冲击电流，如断路器的合闸电流等。指当发电厂和变电所失去交流电源后，应由直流系统供电的负荷，包括事故照明及以直流系统作为备用电源的、正常由厂用交流电源供电的事故保安负荷。1.电源变换式直流电源系统2.整流式直流电源系统3.蓄电池直流操作系统任务三直流操作电源系统的类型（1）硅整流电容储能直流系统

当电力系统正常运行时，利用一次电路作交流电源，通过降压整流供电；并给与保护电源并接的足够大容量的电容器组充电，使其处于荷电状态。当系统发生故障，电压下降甚至厂用电失去时，电站中的控制、保护和断路器跳闸线圈的用电由已经充足电的电容器组供给。

简单地说：电容储能的作用是补偿直流母线电压的恒定。（2）复式整流直流系统

当电力系统正常运行时，由厂用电整流后“电压源”供给。当系统发生短路事故使端电压下降或厂用电失去时，利用短路电流增大的原理使装置中的“电流源”整流后启动跳闸回路，使断路器可靠地跳闸。

简单地说：“电流源”的作用是补偿直流母线电压的恒定。整流式直流电源系统

图4-7硅整流电容储能直流系统接线图

图4-8单相复式整流的直流系统图蓄电池组直流电源系统

它是一种与电力系统运行方式无关的独立电源系统，由蓄电池组和充电装置构成。优点是具有很高的供电可靠性。

正常运行时，由充电装置为控制负荷供电，同时给蓄电池组充电，使其处于满容量荷电状态；当电站发生事故时，由蓄电池组继续向直流控制和动力负荷供电。这是一种在各种正常和事故情况下都能保证可靠供电的电源系统，广泛应用于各种类型的发电厂和变电站中。对于220KV及以下电压等级的变电站，一般装设由一组蓄电池组构成的直流操作电源；对于容量较大和500KV以上的大型变电站，则装设由两组蓄电池组构成的直流操作电源；对于220KV的变电站，2002年国家电力公司要求全部装设两组蓄电池组。电力系统常用蓄电池的种类镉镍碱性蓄电池；防酸隔爆铅酸蓄电池；阀控式密封铅酸蓄电池。电力系统常用蓄电池的种类010203

正极版——PbO2、玻璃丝管结构，呈褐色负极版——Pb、涂膏式结构，呈浅灰色电解液——纯H2SO4、由蒸馏水稀释容器——由绝缘材料制成（防酸隔爆透明塑料缸）|铝酸蓄电池组成

1）放电及放电特征：化学能——电能

PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

在放电过程中，正负极板均形成PbSO4，H2SO4比重下降，内阻增加，电势渐降。

E=0.85+d（d为比重）0.85+1.21=2.06V

放电末端：1.8V

注意：放电电流不能过大。2）充电及充电特征：充电电源——化学能

2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4

在充电过程中，正负极板还原形成PbO2、Pb，电势渐增。

组成：正极板（镉Cd）负极板（镍化物Ni2O3、NiO3）电解液（KOH不参加化学反应，而起到传导的作用）

化学方程式：Cd+Ni2O3=CdO+2NiOCd+NiO2=CdO+NiO

运行特点：

内阻小，可瞬时放电倍率可达10倍的额定容量；体积小，重量轻、可直接安装在直流屏上，非常方便。反应过程中不会产生有害气体，防爆性能好，可直接安装在中控室内。具有自动调压装置，能保持直流母线电压的恒定；具有自动恒流功能，浮充电时能自动恒定。综合造价低，维护方便。单个电池端电压低（1.2～1.3v）电池数目多。|镉镍蓄电池（碱性蓄电池）特点一般情况下，不需维护（无需补水、加酸）；自放电小；内阻小、输出功率高；具有自动开启、关闭的安全阀（当蓄电池严重过充，产生过量的气体使蓄电池内部压力超过正常值时,气体将通过自动开启的安全阀排出，并在安全阀上装有滤酸装置，以防酸雾排出。当压力恢复到正常值后，安全阀自动关闭）。|阀控式密封铅酸蓄电池蓄电池组的运行方式

——对蓄电池进行周期性的充电和放电。蓄电池充好电后，既断开充电设备，由蓄电池向直流负荷（经常、短时、事故）放电。待蓄电池放电约为75～80%时，就需要进行充电。

充电设备的功率应满足蓄电池组的充电和经常性负荷的需要。

|03.蓄电池组的运行方式1）充放电运行方式充放电运行方式先将蓄电池充足电，然后将充电设备与蓄电池并联在一起工作，充电设备既给直流母线的经常负荷供电，又以不大的电流向蓄电池浮充电，用来补偿由于自放电而损失的能量。当直流母线上有冲击性负荷时，蓄电池组由于内阻很小，承担了给冲击性负荷供电的任务。而当交流系统故障而引起充电设备断电时，蓄电池就担负全部直流负荷的供电任务，直到故障排除，充电