項目六 操作電源

1、項目六項目六 操作電源操作電源PPT制作：葉龍，虞騏誠，張康強，張楠PPT動畫：占美亮PPT審核：占美亮PPT匯報：占美亮2017.06.046.1 6.1 操作電源的作用和要求操作電源的作用和要求6.2 6.2 操作電源的分類操作電源的分類6.3 6.3 蓄電池的運行和維護蓄電池的運行和維護6.4 6.4 溫度測量裝置溫度測量裝置6.5 6.5 直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察目錄目錄1、操作電源： 在水電廠中，對繼電保護裝置、自動裝置、信號裝置、開關(guān)電器控制等二次回路以及事故照明、直流油泵和交流不停電電源裝置設(shè)有專門可靠的供電電源，這種電源統(tǒng)稱為操作電源。 操作電源

2、一般有交流和直流兩類。6.1 6.1 操作電源的作用和操作電源的作用和要求要求2、直流電源的主要用途：(1)水電廠正常運行操作時，作為控制、信號、保護、自動裝置等回路的電源，作為斷路器的合閘、分閘的操作電源。(2)作為操作機械和調(diào)節(jié)機械傳動裝置的電源。(3)在事故情況下，當(dāng)廠用電中斷時，作為獨立的事故照明電源及發(fā)電機的備用起勵電源。(4)孤立運行的水電廠，采用晶閘管勵磁的發(fā)電機“黑啟動”時，提供起勵電源。6.1 6.1 操作電源的作用和操作電源的作用和要求要求3、操作電源的基本要求：（1）保證供電的可靠性，最好裝設(shè)獨立的直流操作電源。（2）設(shè)備投資、布置面積合理。（3）使用壽命長，維護工作量小

3、。（4）改善運行條件，減少噪音干擾。6.1 6.1 操作電源的作用和操作電源的作用和要求要求6.2 6.2 操作電源的分類操作電源的分類按電源性質(zhì)交流操作電源直流操作電源獨立操作電源非獨立操作電源蓄電池直流電源電源變換式直流電源復(fù)式整流直流電源硅整流電容儲能直流電源6.2 6.2 操作電源的分類操作電源的分類按電壓等級220V110V48V24V用于強電回路用于弱電回路1、蓄電池直流電源原原 理理蓄電池是一種可以重復(fù)使用的化學(xué)電源充電時，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來放電時，將儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芩统鎏靥?點點獨立、可靠，不受交流電源影響，能重復(fù)使用連接成蓄電池組，作為直流操作電源6.2 6.2

4、 操作電源的分類操作電源的分類2、硅整流電容儲能直流電源原 理n 正常運行時廠（站）用電源經(jīng)整流后操作電源向電容器充電n 事故時電容器放電，向重要負載供電。特 點n 不獨立，容量小，事故時只能短時向重要負載供電。6.2 6.2 操作電源的分類操作電源的分類3、復(fù)式整流直流電源原原 理理n 正常運行時由廠（站）用變壓器T和電流互感器TA供電 由廠（站）用變壓器T供電n 事故時由電流互感器TA二次電流供電電流源與一次回路短路電流及電流互感器的輸出容量有關(guān).n 容量大，可用于復(fù)雜二次系統(tǒng)V-鐵磁諧振穩(wěn)壓器6.2 6.2 操作電源的分類操作電源的分類特特 點點4、交流操作電源直接使用交流電源供電類型由

5、電流互感器向斷路器跳閘回路供電由廠（站）用變壓器向斷路器合閘回路供電由電壓互感器（或廠用變壓器）向控制、信號回路供電特 點簡單、方便、投資小，但技術(shù)性能不能滿足大,中型發(fā)電廠和變電站要求. 一般適用于不重要的終端變電站或發(fā)電廠的輔助設(shè)施。6.2 6.2 操作電源的分類操作電源的分類5、電源變換式電源原 理正常運行時事故時AC220VDC48VACDC220GB充電DC48V特 點 具有220V和48V兩個電源電壓,為中小型變電站的弱電控制提供了方便.6.2 6.2 操作電源的分類操作電源的分類 蓄電池是儲蓄電能的一種設(shè)備。它把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲蓄起來，使用時，再把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能供給用電設(shè)備，

6、這叫作放電。 當(dāng)蓄電池已經(jīng)完全放電或部分放電后，兩電極表面形成了新的化合物，這時，如果用適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ胄铍姵?，可以形成新化合物重新還原為原來的物質(zhì)，又可供下次放電使用。這種以反向電流通入蓄電池的過程叫做充電。 蓄電池的充電和放電的過程是可逆的，是可以循環(huán)重復(fù)的。6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護一、鉛酸蓄電池1、鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu) 鉛酸蓄電池可分為固定型和移動型兩類。以前所用的固定型蓄電池大多為開口式(G型)，酸霧直接散發(fā)到室內(nèi)，所以不能防酸防爆，現(xiàn)在逐漸為防酸防爆式(GF型、GM型)所代替。移動型蓄電池也叫啟動蓄電池(Q型)。6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護一

7、、鉛酸蓄電池1、鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu) 蓄電池由正負極板、隔板、容器和電解液等構(gòu)成。蓄電池的正極板為一氧化鉛(Pb02)，負極板為多孔鉛絨(Pb)。 正、負極板之間用耐酸的微孔橡膠(或微孔塑料)隔板隔開，以防止極板之間發(fā)生短路，并允許電解液在其中流動，使電解液在極板間流通。極板與容器之間用彈簧支撐。6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護2、鉛酸蓄電池的充電、放電原理和特性(1)蓄電池的放電、充電原理 完全充電的蓄電池放電時，在電池內(nèi)部電流由負極流向正極板，使電解液中硫酸電解為帶正電荷的氫離子和帶負電荷的硫酸根離子。前者移向正極與氧化鉛結(jié)合，形成硫酸鉛和水，后者移向負極板與鉛合成硫酸鉛。 總

8、的放電化學(xué)反應(yīng)為: 蓄電池充電時，電流方向與放電方向相反。 總的充電化學(xué)反應(yīng)為： , 從以上充電、放電反應(yīng)式看出，充電與放電的化學(xué)反應(yīng)是相反的，兩種反應(yīng)是可逆的。26.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護（2）蓄電池的電動勢容量E=0.85+d3、蓄電池的自放電 充足電的落蓄電池，無論是工作或不工作時，其內(nèi)部都有放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為蓄電池的自放電。 產(chǎn)生自放電的主要原因是由于極板含有雜質(zhì)，形成局部的小電池，而小電池的兩極又形成短路回路，短路回路的電流引起蓄電池的自放電。其次，由于蓄電池電解液上、下的密度不同，極板上、下電動勢的大小就不等，因而在正、負極板上下之間的均壓電流也引起蓄電池

9、的自放電。 6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護3、蓄電池的自放電 蓄電池的自放電會使極板硫化。為防止蓄電池極板硫化，蓄電池應(yīng)定期進行均衡充電，以補充自放電。 鉛酸蓄電池的缺點是需要專門的蓄電池室，占地面積大，價格貴，投資大，壽命短，維護工作量大，運行費用大。6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護二、堿性蓄電池1、堿性鎘鎳蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 堿性鎘鎳蓄電池的正極板為氫氧化鎳，負極板為氫氧化鎘，電解液為氫氧化鈉或氫氧化鉀，正負極板的中間放有尼龍隔膜。將電池殼加蓋膠封后，注入相對密度為1.251.28 g/cm3的氫氧化鉀(K0H)電解液。 全燒結(jié)式鎘鎳蓄電池由工程塑料、

10、外殼、正極板、負極板、隔膜、電解液、氣塞等組成。6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護二、堿性蓄電池1、堿性鎘鎳蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 正、負極板基本上是采用低密度鎳粉制備在金屬骨架上，并在氫氣保護的高溫爐內(nèi)進行燒結(jié)，然后分別浸漬硝酸鎳和硝酸鎘，再經(jīng)過堿化、結(jié)晶等化學(xué)處理，獲得氫氧化鎳和氫氧化鎘的活性物質(zhì)而制成正、負極板。 外殼采用工程塑料注塑成型，透明度好，便于觀察液面，外殼上標(biāo)有最高及最低液面線，要求液面在兩條液面之間。蓄電池正、負極板分別以紅、綠顏色塑料墊圈作標(biāo)記，氣塞采用液密式結(jié)構(gòu)，能通氣但不漏液，使用維護方便。6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護2、堿性鎘鎳蓄電

11、池的基本特性（1）額定容量（2）額定電壓（3）終止電壓（4）充放電特性6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護（5）運行溫度（6）蓄電池內(nèi)阻（7）蓄電池的自放電1、免維護鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)免維護的鉛酸蓄電池采用獨特的設(shè)計，綜合運用了上述兩種手段：（1）正負極板(柵)通過獨特的合金配方和特別的充電方法來抑制和減少充電后期氣體的產(chǎn)生，正極板采用鉛鈣合金或鉛鎘合金、低銻合金，負極板采用鉛鈣合金;（2）通過獨特的正負極活性物質(zhì)和電解液配比設(shè)計以及選用獨特的隔板材料使得在過充電時，只在正極產(chǎn)生少量氧氣，且這些氧氣能穿過隔板到達負極；三、固定型密封免維護鉛酸蓄電池6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運

12、行和維護維護1、免維護鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)免維護的鉛酸蓄電池采用獨特的設(shè)計，綜合運用了上述兩種手段：（3）活物質(zhì)。（4）采用超細玻璃纖維隔板。（5）充電末期電極反應(yīng)。（6）采用特制安全閥，使電池保持一定內(nèi)壓。三、固定型密封免維護鉛酸蓄電池6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護2、免維護鉛酸蓄電池的優(yōu)點(1)無需添加水和調(diào)酸密度等維護工作，具有免維護工能；(2)大電流放電性能優(yōu)良；(3)自放電流小，25。C下每天自放電率在2%以下，為其他鉛酸蓄電池的20%-25%；(4)不漏液，無酸霧，不腐蝕設(shè)備及不傷害人，對環(huán)境無污染，可與其他設(shè)備同室安裝；(5)電池壽命長，25浮充電狀態(tài)使用，電池壽命

13、可達10-15年；(6)結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，可立式或臥式安裝，占地面積小，抗振性能好；6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護四、鉛蓄電池的維護工作1、蓄電池的初充電2、蓄電池的充電-放電運行方式3、蓄電池的浮充電4、強充電（均衡充電）5、補充充電6.3 6.3 蓄電池蓄電池運行和運行和維護維護1、系統(tǒng)特點: GZDW高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)適合各類變電站的高頻開關(guān)直流系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)備。主要應(yīng)用在發(fā)電廠以及各類變(配)電所，為斷路器分、合閘及二次回路中的儀器、儀表、繼電保護和事故照明提供直流電源。與傳統(tǒng)的相控電源相比，高頻開關(guān)電源具有體積小、 重量輕、效率高、輸出紋波及諧波失真小、自動化

14、程度高及可靠性好等優(yōu)點，是相控電源更新?lián)Q代的理想產(chǎn)品。6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)(1)電壓輸入范圍寬，電網(wǎng)適用性強，可用于環(huán)境相對惡劣的場所。(2)有可靠的防雷及電氣絕緣防護措施，確保系統(tǒng)和人身安全。(3)采用集散式監(jiān)控系統(tǒng)，模塊化設(shè)計,實現(xiàn)對電源系統(tǒng)的全方位監(jiān)測，具有遙控、遙測、遙調(diào)、遙信，方便實現(xiàn)無人值守。(4)充電模塊采用高頻開關(guān)電源技術(shù)，N+1冗余組合，自動均流。(5)監(jiān)控模塊采用大屏幕觸摸屏，CCFL背光，點陣液晶中文顯示，可通過點擊觸摸屏進行系統(tǒng)參數(shù)查詢、設(shè)置。人機界面友好，操作簡單方便。6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)(6)監(jiān)控系統(tǒng)可自動完成

15、對電池電壓、充放電電流及溫度補充的精確管理，蓄電池均充和浮充過程自動轉(zhuǎn)換，按監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定的充電曲線自動運行，確保蓄電池工作在最佳狀態(tài)。(7)實時監(jiān)測蓄電池的端電壓與充放電電流，只有電池過欠壓告警、電池過溫告警、電池過充保護及蓄電池自動溫度補償?shù)裙δ堋?8)當(dāng)監(jiān)控模塊退出工作，充電模塊進入自主工作狀態(tài)，可以人工進行電壓及電流的調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)的正常運行。(9)提供多種標(biāo)準(zhǔn)的接線方案，適川于6KV-500KV變電站和發(fā)電廠直流電源系統(tǒng)。(10)提供兩路交流輸入接口，可完成兩路交流輸入的主備自動切換和互鎖。2、系統(tǒng)工作原理圖（1）系統(tǒng)工作原理框圖6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)（2）高

16、頻開關(guān)整流模塊輸出保護部分具有：輸出過電壓保護、輸出限流保護、短路保護、過電流保護、過溫保護。6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)（3）調(diào)壓模塊 調(diào)壓單元由浮充降壓硅鏈、均充降壓硅鏈、手動調(diào)壓空氣開關(guān)、自動調(diào)壓繼電器組成。6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)3 3、系統(tǒng)系統(tǒng)型號型號定義定義6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)4、系統(tǒng)組成形式及使用環(huán)境條件 直流電源系統(tǒng)按功能分為交流輸入單元、高頻開關(guān)整流模塊、監(jiān)控模塊、調(diào)壓模塊、直流饋電單元(包括合閘分路、控制分路)、蓄電池組、電池檢測模塊、絕緣監(jiān)測以及防雷模塊組成；按屏分為充電柜、饋電柜、電池柜等。 根據(jù)變

17、電站、發(fā)電廠的具體配置，不同的接線方式有不同的輸電饋電。6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)5、使用環(huán)境條件6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)系統(tǒng)參數(shù)及直流系統(tǒng)接線圖6.4 6.4 蓄電池組蓄電池組直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)（一）直流系統(tǒng)兩點接地的危害（一）直流系統(tǒng)兩點接地的危害當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地時，并不引起任何危害，仍能繼續(xù)運行。但這種接地故障必須及時發(fā)現(xiàn)，及時排除，否則發(fā)生另一處接地時，可能引起信號回路、控制回路、保護回路等的不正確動作，造成嚴(yán)重后果。6.5 6.5 直流直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置 3-5中在圖，當(dāng)A、B兩點發(fā)生直接接地

18、時，電流繼電器KA1、KA2的觸點被短接，KOU發(fā)生誤動作，KOU觸電閉合而使斷路器誤跳閘。當(dāng)A、C兩點接地或A、D兩點接地時，同樣會造成斷路器誤跳閘。 在圖3-5中A、E兩點發(fā)生直接接地時，熔斷器將直接熔斷。當(dāng)接地點發(fā)生在B、E和C、E兩點時，在繼電保護動作時，不但斷路器將拒跳，而且使熔斷器熔斷。6.5 6.5 直流直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置（二）直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察（二）直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察 由電壓測量和絕緣監(jiān)察兩部分組成，測量部分由電壓表PV和母線電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)SA組成；絕緣監(jiān)察裝置主要由絕緣監(jiān)察繼電器KVI和光字牌HL組成。6.5 6.5 直流直流系統(tǒng)的絕緣

19、監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置1 1、電壓測量、電壓測量（1）母線電壓的測量 正常狀態(tài)下，SA處于“母線”位置，其觸點1-2、5-8、9、11接通，電壓表PV接于正、負母線之間，監(jiān)視和測量直流母線電壓。（2）負極對地電壓的測量 當(dāng)把SA手柄逆時針轉(zhuǎn)45，其觸點1-2、5-6接通，電壓表PV接于正極與地之間，測量正極對地電壓。若電壓為零，說明正極對地絕緣良好。（3）負極對地電壓的測量 當(dāng)把SA手柄順時針轉(zhuǎn)45，其觸點1-4、5-8接通，電壓表PV接于負極與地之間，測量負極對地電壓。若電壓為零，說明正極對地絕緣良好。6.5 6.5 直流直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察和電壓監(jiān)察裝置2 2、絕緣監(jiān)察工作原理、絕緣監(jiān)察工作原理KVI所在電路的工作原理就是直流電橋的工作原理，簡化圖如圖3-6（a）所示。（1）直流系統(tǒng)絕緣良好時，此時SA處于“母線”位置，其觸點9-11接通，若R+=R，選擇R1=R2，則電橋平衡，KA線圈中基本沒有電流通過，所以KVI不會動作，不會發(fā)生直流接地信號。（2）當(dāng)直流系統(tǒng)正極（或負極）接地或絕緣電阻嚴(yán)重下降時，則R+與R-不相等，電橋失衡，KA線圈中就