直流系統(tǒng)及UPS系統(tǒng)

直流,UPS及事故保安系統(tǒng)

主講:冀川11.直流系統(tǒng)2直流系統(tǒng)在發(fā)電廠中的作用

發(fā)電廠的直流系統(tǒng)，主要用于對開關(guān)電器的遠距離操作、信號設(shè)備、繼電保護、自動裝置及其他一些重要的直流負荷(如事故油泵、事故照明和不停電電源)的供電。直流系統(tǒng)是發(fā)電廠廠用電中最重要的一部分，它應(yīng)保證在任何事故情況下都能可靠和不間斷地向其用電設(shè)備供電。34概述概述集控直流系統(tǒng)每臺機組配置1套220V直流系統(tǒng)、2套110V直流系統(tǒng)，由許繼集團有限公司電力設(shè)備公司生產(chǎn)，型號分別為PZ61-Z-330A/220V和PZ61-Z_-250A/110V。集控220V直流系統(tǒng)供事故照明，動力負荷和交流不停電電源等負荷。集控110V直流系統(tǒng)供控制、保護、測量及其他控制負荷，在各配電室設(shè)置直流分屏。集控110V直流系統(tǒng)采用單母線分段接線，可以通過聯(lián)絡(luò)閘刀聯(lián)絡(luò)備用。集控220V直流采用單母線接線，兩臺機組的220V直流經(jīng)過電纜和聯(lián)絡(luò)閘刀可以互相聯(lián)絡(luò)備用。直流系統(tǒng)包括交流配電單元、充電模塊及降壓裝置、蓄電池、直流饋電單元、絕緣監(jiān)測單元和集中監(jiān)控單元等。蓄電池均采用閥控密封鉛酸蓄電池，每套220V直流系統(tǒng)配一組蓄電池組，由105只蓄電池組成，每套110V直流系統(tǒng)配一組蓄電池組，由52只蓄電池組成。5概述兩路交流輸入經(jīng)交流配電單元選擇其中一路交流提供給充電模塊，充電模塊輸出穩(wěn)定的直流，一方面對蓄電池進行浮充電，另一方面為控制負荷提供工作電流。絕緣監(jiān)測單元可在線監(jiān)測直流母線和各支路的對地絕緣狀況，集中監(jiān)控單元可實現(xiàn)對交流配電單元、充電模塊、直流饋電、絕緣監(jiān)測單元、直流母線和蓄電池組等運行參數(shù)的采集與各單元的控制和管理，并可通過遠程接口接受DCS的監(jiān)控。6蓄電池組

在大型發(fā)電廠直流系統(tǒng)中采用蓄電池組作為直流電源。蓄電池組是一種獨立可靠的電源，它在發(fā)電廠內(nèi)發(fā)生任何事故，甚至在全廠交流電源全部停電情況下，仍能保證直流系統(tǒng)中的用電設(shè)備可靠而連續(xù)的工作。7全密封閥控免維護蓄電池免維護的含義：早期普通鉛酸蓄電池產(chǎn)品，其電解液易蒸發(fā)，充電時尤其是過充電時，容易造成水的電解，形成的氫氣、氧氣外逸，不但造成電解液的消耗，而且容易發(fā)生爆炸。目前使用較多的一種全密封鉛酸蓄電池，采用了氣體重新組合技術(shù)，使水的消耗現(xiàn)象不再發(fā)生。這種蓄電池，出廠時已加滿電解液，常以充好電的方式向用戶提供，用戶不用再管理電解液，故常稱為少維護或免維護蓄電池。免維護并不就是說蓄電池不需要維護，必要的清掃，定期核對性放電(定期充放電也叫核對性放電，就是對浮充電運行的蓄電池，經(jīng)過一定時間要使其極板的物質(zhì)進行一次較大的充放電反應(yīng)，以檢查蓄電池容量，并可以發(fā)現(xiàn)老化電池，及時維護處理，以保證電池的正常運行，定期充放電一般是一年不少于一次)。等工作還是要開展。利用這種原理的全密封鉛酸蓄電池，裝有自封型壓力釋放閥，又稱為安全閥，自動開啟壓力約在7KPa以下。89蓄電池的充電方式蓄電池組的運行方式有兩種：充放電方式與浮充電方式。發(fā)電廠中的蓄電池組普遍采用浮充電方式運行。蓄電池組浮充電方式：充電器經(jīng)常與蓄電池組并列運行，充電器除供給經(jīng)常性直流負荷外，還以較小的電流——浮充電電流向蓄電池組進行浮充電，以補償蓄電池的自放電損耗，使蓄電池經(jīng)常處于完全充足電的狀態(tài)出現(xiàn)短時大負荷時，例如當(dāng)斷路器合閘、許多斷路器同時跳閘、直流電動機、直流事故照明等，則主要由蓄電池組以大電流放電來供電的，而充電器一般只能提供略大于其額定輸出的電流值(由其自身的限流特性決定)。在充電器的交流電源消失時，充電器便停止工作，所有直流負荷完全由蓄電池組供電。蓄電池自放電的主要原因，是由于電解液和極板含有雜質(zhì)。電解液的雜質(zhì)，可能形成內(nèi)部漏電導(dǎo)，引起自放電；極板中的雜質(zhì)，形成局部的小電池，小電池的兩極又形成短路回路，引起蓄電池的自放電；其次，由于蓄電池電解液上下不同，極板上下電動勢不等，因而在極板上下之間的均壓電流也引起蓄電池自放電。10蓄電池的檢查與維護蓄電池一般檢查項目：蓄電池室應(yīng)保持合適的溫度(10~30℃)，防止因電解液的比重變化而起蓄電池容量的改變。直流母線電壓應(yīng)正常，浮充電流適當(dāng)，無過充和欠充情況。檢查極板情況，無變曲和變形，有效物質(zhì)無大幅脫落。液面應(yīng)高于極板10~20cm。各接頭應(yīng)緊固良好而無腐蝕現(xiàn)象。蓄電池內(nèi)嚴(yán)禁明火，室內(nèi)應(yīng)無強烈氣味，通風(fēng)、照明及附屬設(shè)備良好。浮充設(shè)備運行正常無異聲。直流絕緣良好。11基本概念浮充電

浮充電方式是將蓄電池與充電設(shè)備長期并聯(lián)運行，由蓄電池擔(dān)負沖擊負荷，充電設(shè)備擔(dān)負自放電、穩(wěn)定負荷和沖擊負荷后蓄電池的電能補充，蓄電池長期處于充電狀態(tài)。均衡充電

為使長期處于浮充電運行方式的電池能保持正常狀態(tài)，需定期增大蓄電池的充電電流，使電池電壓保持在2.35V，持續(xù)一定時間，待比重較低的電池電壓升高后，即可恢復(fù)正常浮充方式。蓄電池的容量

是蓄電池蓄電能力的重要標(biāo)志。一般用“安時”來表示。蓄電池容量的安時數(shù)就是蓄電池放電到某一最小允許電壓的過程中，放電電流的安培數(shù)和放電時間的乘積。蓄電池的額定容量，是指蓄電池在充足電時以10小時放電率放出的電量。蓄電池的放電率

蓄電池放電至終了電壓的快慢稱為蓄電池的放電率?？捎梅烹婋娏鞯拇笮。蛘叻烹姷竭_終了電壓的時間長短來表示。10小時率為正常放電率。12蓄電池的溫度要求及放電數(shù)據(jù)：溫度太高將降低蓄電池的壽命，溫度太低則影響蓄電池容量。蓄電池持續(xù)運行溫度不得超過45℃，短時運行溫度不得超過55℃。理想的運行溫度為20℃±5K。單體電池表面溫度偏差超過5K，應(yīng)及時和制造廠聯(lián)系。13溫度與充電電壓的關(guān)系：溫度在15℃～25℃之間不必調(diào)整，如果溫度持續(xù)在超出以上范圍，則按0.005V/℃的溫度調(diào)整系數(shù)更改浮充電電壓。14直流系統(tǒng)的運行方式

直流系統(tǒng)的運行方式簡述:

1)220V和110V直流系統(tǒng)均采用單母線運行方式。

2)正常運行時，來自保安段的交流電源經(jīng)充電裝置后為直流，通過開關(guān)QS1接入直流主母線。蓄電池及其母線通過開關(guān)QS2并入直流主母線。QS1、QS2為雙向開關(guān)，任意時刻，只能打至一個位置。

3)正常情況下，蓄電池組與充電裝置裝置并列運行，采用浮充方式，充電裝置除供給正常連續(xù)直流負荷，還以小電流向蓄電池組進行浮充電，以補償蓄電池組的自放電。蓄電池組作為沖擊負荷和事故供電電源。

4)一般情況下，直流母線不允許脫離蓄電池運行。

5)直流系統(tǒng)充電裝置故障，短時由蓄電池供電。如果充電裝置長時間故障，或蓄電池需隔離出來進行均衡充電，則應(yīng)投入聯(lián)絡(luò)開關(guān)由另一段母線供電。

6)各段母線上安裝的直流系統(tǒng)接地檢測儀均應(yīng)投入運行，以監(jiān)視系統(tǒng)的絕緣情況。當(dāng)二段母線并列時，可停用一臺檢測儀。15充電設(shè)備

充電電源是直流電源系統(tǒng)的一個重要組成部分。目前，在國內(nèi)市場上應(yīng)用的充電電源主要有旋轉(zhuǎn)直流充電機、晶閘管整流器和高頻開關(guān)充電電源等三類，其中前二者技術(shù)成熟，推廣應(yīng)用的時間已久，使用面也很廣。但由于受控制技術(shù)和元器件特性的限制，仍存在許多不足之處，如體積龐大、笨重、效率低、可靠性差、系統(tǒng)紋波電壓大、不便于計算機監(jiān)控等。16高頻開關(guān)技術(shù)是采用高頻功率半導(dǎo)體器件和脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)的新型功率變換技術(shù)。開關(guān)電源的逆變單元工作在高頻開關(guān)狀態(tài)。由于工作頻率高，電路中濾波電感及電容的體積可大大縮??；同時，高頻變壓器取代了工頻變壓器，則變壓器的體積減小、重量降低；另外,由于開關(guān)管高頻工作，功率損耗小，因而開關(guān)電源效率高。開關(guān)管一般采用PWM控制方式，穩(wěn)壓穩(wěn)流特性較佳。將高頻開關(guān)技術(shù)應(yīng)用于充電電源，不但有利于充電電源的小型化和高效化，而且易于產(chǎn)生極性相反的高頻脈沖電流，從而實現(xiàn)蓄電池脈沖快速充電。17充電裝置交流電源各充電裝置交流電源均采用雙路交流自投電路，由交流配電單元和兩個接觸器組成。交流配電單元為雙路交流自投的檢測及控制元件，接觸器為執(zhí)行元件。切換開關(guān)共有“退出”、“1號交流”、“2號交流”、“互投”四個位置、切換開關(guān)處于“互投”位置時，工作電源失壓或斷相，可自動投入備用電源。直流電源柜設(shè)有兩級防雷，第一級（雷擊浪涌吸收器）設(shè)在交流配電單元入口，第二級設(shè)在充電模塊內(nèi)。雷擊浪涌吸收器具有防雷和抑制電網(wǎng)瞬間過壓雙重功能。其原理圖如下，相線與相線之間，相線與零線之間的瞬間干擾脈沖均可被壓敏電阻和氣體放電管吸收，當(dāng)雷擊浪涌吸收器故障時，其工作狀態(tài)窗口由綠變紅，提醒更換防雷模塊。每臺機的兩套110V直流蓄電池組各有一套正常運行時的充電器組，兩套蓄電池組共用一套備用充電器組，經(jīng)過備用充電器組后，經(jīng)獨立的開關(guān)分別給兩套直流系統(tǒng)供電。兩臺機的兩套220V直流系統(tǒng)各有一套正常運行時的充電器組，兩臺機220V直流系統(tǒng)共用一套備用充電器組，經(jīng)過備用充電器組后，經(jīng)獨立的開關(guān)分別給兩套直流系統(tǒng)供電。18智能型充電模塊高頻開關(guān)電源模塊工作原理如圖所示：三相交流輸入電源經(jīng)輸入三相整流、濾波變換成直流，全橋變換電路再將直流變換為高頻交流，高頻交流經(jīng)主變壓器隔離、全橋整流、濾波轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出，其中各部分的作用如下：A、原邊檢測控制電路：監(jiān)視交流輸入電網(wǎng)的電壓，實現(xiàn)輸入過壓、欠壓、缺相保護功能及軟啟動的控制B、輔助電源：為整個模塊的控制電路及監(jiān)控電路提供工作電源；C、EMI輸入濾波電路：實現(xiàn)對輸入電源作凈化處理，濾除高頻干擾及吸收瞬態(tài)沖擊；D、軟啟動部分：用作消除開機浪涌電流；E、信號調(diào)節(jié)、PWM控制電路：實現(xiàn)輸出電壓、電流的控制及調(diào)節(jié)，確保輸出電源的穩(wěn)定及可調(diào)整性；F、輸出測量、故障保護及微機管理部分：負責(zé)監(jiān)測輸出電壓，電流及系統(tǒng)的工作狀況，并將電源的輸出電壓、電流顯示到前面板，實現(xiàn)故障判斷及保護，協(xié)調(diào)管理模塊的各項操作，并跟系統(tǒng)通信，實現(xiàn)電源模塊的高度智能化。1920直流饋電單元直流饋電單元是將直流電源通過負荷開關(guān)送至各用電設(shè)備的配電單元，各回所用負荷開關(guān)為專用直流開關(guān)，分?jǐn)嗄芰?kA以上，保證在直流負荷側(cè)故障時可靠分?jǐn)啵萘颗c上下級開關(guān)相匹配，以保證選擇性。21絕緣監(jiān)測單元

絕緣監(jiān)測單元用于監(jiān)測直流系統(tǒng)電壓及絕緣情況，在直流電壓過、欠或直流系統(tǒng)絕緣強度降低等異常情況下發(fā)出聲光報警，并將對應(yīng)告警信息發(fā)至集中監(jiān)控器。用于主分屏直流系統(tǒng)時，裝置可設(shè)為主機或分機。裝置采用非平衡電橋原理，實時監(jiān)測正負直流母線的對地電壓和絕緣電阻。當(dāng)正負直流母線的對地絕緣電阻低于設(shè)定的報警，自動啟動支路巡檢功能。支路巡檢采用直流有源CT，不需向母線注入信號。每個CT內(nèi)含CPU，被檢信號直接在CT內(nèi)部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由CPU通過串行口上傳至絕緣監(jiān)測儀主機。采用智能型CT，所有支路的漏電流檢測同時進行，支路巡檢速度快。絕緣監(jiān)測裝置具有如下特點：a.能監(jiān)測饋出線具有環(huán)路的直流系統(tǒng)，并準(zhǔn)確定位與測量環(huán)路接地。b.實時顯示正負母線接地電阻—時間曲線，當(dāng)出現(xiàn)接地故障時，自動鎖定并存貯電阻—時間曲線。c.能檢測正負母線和支路平衡接地，分別顯示故障支路的正負母線接地電阻值。d.支路巡檢速度基本與支路數(shù)量無關(guān)。22監(jiān)控單元集中監(jiān)控器通過分散控制方式，對直流系統(tǒng)充電模塊、絕緣監(jiān)測模塊、電池組、母線、配電等進行實時監(jiān)控，并與上位機通信，實現(xiàn)直流系統(tǒng)的“四遙”功能。23直流接地

查找二次系統(tǒng)直流接地的一般操作步驟:

根據(jù)運行方式、操作情況、氣候影響進行判斷可能接地的處所，采取拉路分段尋找處理的方法，以先信號和照明部分后操作部分，先室外部分后室內(nèi)部分為原則。在切斷各專用直流回路時，切斷時間應(yīng)盡量短，不論回路接地與否均應(yīng)合上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一專用直流回路有接地時，應(yīng)及時找出接地點，盡快消除。查找二次系統(tǒng)直流接地時的注意事項:

1）當(dāng)直流發(fā)生接地時禁止在二次回路上工作。

2）處理時不得造成直流短路和另一點接地。

3）拉合直流電源前應(yīng)采取必要措施防止直流失電可能引起保護、自動裝置誤動。24直流正、負極接地對運行的危害:直流正極接地有造成保護誤動的可能。因為一般跳閘線圈（如出口中間繼電器線圈和跳合閘線圈等）均接負極電源，若這些回路再發(fā)生接地或絕緣不良就會引起保護誤動作。直流負極接地與正極接地同一道理，如回路中再有一點接地就可能造成保護拒絕動作（越級擴大事故）。因為兩點接地將跳閘或合閘回路短路，這時還可能燒壞繼電器觸點。25倒閘操作的注意事項直流系統(tǒng)的倒閘操作的注意事項直流系統(tǒng)的任何并列操作，必須在并列點處核對極性正確、電壓差正常（一般不超過2~3V）后，方可進行并列。當(dāng)兩組直流系統(tǒng)均有接地信號時，嚴(yán)禁將其并列運行。蓄電池和充電裝置必須并列運行，充電裝置供給正常的負荷電流和蓄電池的浮充電流，蓄電池作為沖擊負荷和事故情況的供給電源。正常情況下，直流母線不允許脫離蓄電池組運行。工作充電模塊組故障時，短時可由蓄電池單獨供給負荷；若工作充電模塊組短時不能恢復(fù)運行時，可由備用充電模塊帶,蓄電池母線需要隔離時,應(yīng)將兩組直流母線并列，由另一組充電模塊組來帶兩組直流母線運行。262.UPS系統(tǒng)27UPS系統(tǒng)功能發(fā)電廠的交流不停電電源UPS[UninterruptablePowerSystem（orSupply）]一般采用單相或三相正弦波輸出，為機組的計算機控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，重要機、電、爐保護系統(tǒng)，測量儀表及重要電磁閥等負荷提供與系統(tǒng)隔離防止干擾的、可靠的不停電交流電源。交流不停電電源UPS應(yīng)滿足如下條件：（1）在機組正常和事故狀態(tài)下，均能提供電壓和頻率穩(wěn)定的正弦波電源。（2）能起電隔離作用，防止強電對測量、控制裝置，特別是晶體管回路的干擾。（3）全廠停電后，在機組停機過程中保證對重要設(shè)備不間斷供電。（4）有足夠容量和過載能力，在承受所接負荷的沖擊電流和切除出線故障時，對本裝置無不利影響。28概述

每臺機組設(shè)兩套交流不停電電源裝置（UPS），由北京華電之星科學(xué)技術(shù)發(fā)展有限公司生產(chǎn)，UPS本體為美國艾迪森LDC,DataPower系列DP31080-220/220-R產(chǎn)品。本系統(tǒng)包括整流器AC/DC、逆變器DC/AC、靜態(tài)旁路開關(guān)、手動旁路開關(guān)、大屏幕LCD液晶監(jiān)視器及控制面板、控制單元、輸入、輸出、旁路隔離變壓器、隔離二極管、旁路穩(wěn)壓柜、交流配電屏等，。能向現(xiàn)場微機、熱工保護、DEH等重要負荷提供高質(zhì)量的穩(wěn)定不間斷電源。交流不停電電源容量為80kVA，交流輸入主路電壓為三相三線380V、50HZ，旁路為A、C相380V、50HZ交流電，輸出交流電壓為單相、220V、50HZ。本系統(tǒng)三路電源輸入，正常用交流電源取自機組400V保安EMCCA段，旁路交流電源取自機組400V汽機PCA段，其直流電源取自主廠房內(nèi)220V直流配電盤，作為正常交流電源失去時的第一備用電源。各電源間切換時間不大于0.4ms29UPS主要參數(shù)UPS型號DP31080-220/220-RUPS輸出容量80KVAUPS交流輸入電壓范圍380V-20%+35%UPS交流輸入電流范圍152~256AUPS交流輸入功率77.8KWUPS直流輸入電壓范圍165~275VUPS直流輸入電流范圍307.8~314AUPS直流輸入功率68.4KWUPS輸出電壓范圍：最高值222.2V最低值217.8V正常值220VUPS輸出電流范圍360~367.3AUPS輸出頻率50HzUPS滿負荷輸出功率因數(shù)0.830UPS系統(tǒng)圖31UPS系統(tǒng)運行方式UPS系統(tǒng)的運行方式:

UPS電源系統(tǒng)為單相兩線制系統(tǒng)。運行方式有：正常運行方式、蓄電池運行方式、靜態(tài)旁路運行方式、手動旁路運行方式。

1）正常運行時，由保安段向UPS供電，經(jīng)整流器后送給逆變器轉(zhuǎn)換成交流220V、50Hz的單相交流電向UPS配電屏供電。

2）220V蓄電池作為逆變器的直流備用電源，經(jīng)逆止的二極管后接入逆變器的輸入端，當(dāng)正常工作電源失電或整流器故障時，由220V蓄電池繼續(xù)向逆變器供電。

3）當(dāng)逆變器故障時，靜態(tài)旁路開關(guān)會自動接通來自保安段的旁通電源，但這種切換只有在UPS電源裝置電壓、頻率和相位都和旁通電源同步時才能進行。

4）當(dāng)靜態(tài)旁路開關(guān)需要維修時，可操作手動旁路開關(guān)，使靜態(tài)旁路開關(guān)退出運行，并將UPS主母線切換到旁通電源供電。32UPS系統(tǒng)工作過程UPS系統(tǒng)工作過程UPS系統(tǒng)的正常運行方式為主回路帶負載（即交流輸入→整流器→逆變器→靜態(tài)開關(guān)→負載）。其中直流輸入為第一備用，旁路電源為第二備用。具體工作過程（如圖所示）：當(dāng)整流器的主輸入三相交流電源故障（如斷電、缺相、短路故障等等）或整流器本身故障時，220V直流電源自動投入帶逆變器工作，不中斷逆變器的直流輸入。因整流器輸出與直流電源并聯(lián)，且整流器輸出電壓整定在246V，而220V直流電源的正常運行電壓一般為230V左右，為了防止正常情況下整流器向220V直流系統(tǒng)倒送電，所以在直流電源側(cè)加了一個閉鎖二極管。這樣，整流器切至直流電源輸入的條件就是整流器輸出電壓降低到閉鎖二極管導(dǎo)通。若整流器主輸入交流電源恢復(fù)，整流器將自動啟動，220V直流電源將隨閉鎖二極管的關(guān)斷而自動退出運行。整流器控制板中有電源故障監(jiān)視功能，若其主輸入交流電源有故障，則整流器會拒絕啟動，排除故障后，才能啟動整流器。33正常運行方式34旁路供電方式35UPS系統(tǒng)組成UPS系統(tǒng)由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、手動旁路開關(guān)、旁路穩(wěn)壓器、液晶監(jiān)視器、診斷系統(tǒng)、與計算機監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）的通信接口，調(diào)試、監(jiān)視和維修專用通信接口，負載功率因數(shù)測量及輸入、輸出濾波器，輸入、輸出回路開關(guān)或快速熔斷器，饋線柜等組成。361整流器

整流器由隔離變壓器、可控硅整流元件、輸出濾波器和相應(yīng)的控制板組成。該整流器為六脈沖三相橋式全控整流器，其原理為：通過觸發(fā)信號控制可控硅的觸發(fā)控制角來調(diào)節(jié)平均直流電壓。輸出直流電壓經(jīng)整流器電壓控制板所檢測，并將測量電壓和給定值進行比較產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，該觸發(fā)脈沖用于控制可控硅導(dǎo)通角維持整流器輸出電壓在負載變動的整個范圍內(nèi)保持在容許偏差之內(nèi).輸出濾波器用來減少整流器輸出的波紋系數(shù)，該濾波器是由一個電感線圈組成的。控制板用來提供觸發(fā)可控硅的脈沖，脈沖的相位角是可控硅輸出電壓的一個函數(shù)?？刂瓢灏颜髌鬏敵龅碾妷毫颗c內(nèi)部的給定量相比較產(chǎn)生一個誤差信號，該誤差信號用于調(diào)整可控硅整流器的導(dǎo)通角。若整流器的輸出電壓降低，控制板產(chǎn)生的信號去增加可控硅的導(dǎo)通角，從而增加整流器的輸出電壓至正常值，反之亦然。372逆變器逆變器由逆變轉(zhuǎn)換電路、濾波和穩(wěn)壓電路、同步板、振蕩板等部分組成。功能：把直流電變換成穩(wěn)壓的符合標(biāo)準(zhǔn)的正弦波交流電，并具有過載、欠壓保護。逆變轉(zhuǎn)換電路由四個可控硅和換向電容、電感等組成，通過控制四個可控硅交替動作，將直流電轉(zhuǎn)換為方波，然后通過諧波濾波和穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的交流電。同步板的作用是將逆變器的輸出和旁路輸入的正弦波相位和頻率進行比較，并通過振蕩板控制逆變器的輸出，使逆變器的頻率、相位和旁路輸入電壓的頻率和相位相同，從而保持逆變器和旁路電源同步。通過頻率檢波器檢驗?zāi)孀兤鬏敵龊团月冯娫摧斎氲念l率是否足夠接近以致于同步，相位檢驗電路檢查同頻和同相條件是否存在，來判斷是否允許和旁路電源進行切換。在正常情況下，逆變器和旁路電源必須保持同步，并按照旁路電源的頻率輸出。當(dāng)逆變器的輸出和旁路電源輸入頻率之差大于0.7Hz時，逆變器將失去同步并按自己設(shè)定的頻率輸出，如旁路電源和逆變器輸出的頻率差回到小于0.3Hz時，逆變器自動地以每秒1Hz或更小的頻差與旁路電源自動同步。逆變器具有全自動限流特性。過載或出口短路時，將輸入電流限制在安全范圍內(nèi)。當(dāng)短路切除后能自動恢復(fù)正常運行。限流元件故障時，后備保護能將逆變器跳閘，并發(fā)出報警信號。逆變器在功率因數(shù)0.7—0.9運行時，最大沖擊負荷為額定值的1.5倍時，能承受60S。38逆變器組成框圖393旁路穩(wěn)壓器

旁路穩(wěn)壓器的作用是把保安段來的交流電壓自動調(diào)整在規(guī)定范圍內(nèi)。旁路穩(wěn)壓器由單相調(diào)壓變壓器、單相補償變壓器、傳動機構(gòu)、電刷接觸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和箱體等組成。補償變壓器TB：當(dāng)一次線圈上所加電壓的大小和極性發(fā)生變化時，能使串聯(lián)在負載回路上的二次線圈產(chǎn)生幅值和極性可變的補償電壓的變壓器。旁路穩(wěn)壓器PTV：旁路穩(wěn)壓器是一臺能自動調(diào)節(jié)二次電壓的單相自耦式變壓器。它具有兩對能自動對稱滑動的電刷，伺服電機經(jīng)鏈條帶動電刷沿自耦式變壓器圓筒式繞組的裸露部分（滑道上）滑動，平穩(wěn)的調(diào)節(jié)二次電壓，以達到改變補償電壓，維持輸出電壓穩(wěn)定。40旁路穩(wěn)壓器穩(wěn)壓原理圖414閉鎖二極管閉鎖二極管的額定電流能長期承受逆變器的最大輸入電流。閉鎖二極管的反向峰值電壓不小于1500V。5靜態(tài)切換開關(guān)靜態(tài)開關(guān)由一組并聯(lián)反接可控硅和相應(yīng)的控制板組成。由一控制板控制可控硅的切換，當(dāng)逆變器故障或過載時，會自動切至旁路電源運行并發(fā)出報警信號，總的切換時間（包括檢測時間）不大于0.4ms。逆變器恢復(fù)正常后，經(jīng)適當(dāng)延時切回逆變器運行，切換邏輯保證手、自動切換過程中連續(xù)供電。當(dāng)電源切至旁路時經(jīng)延時發(fā)信號。當(dāng)故障消失后，逆變器恢復(fù)正常運行時，靜態(tài)切換開關(guān)能經(jīng)適當(dāng)延時自動將符合切至逆變器輸出，與旁路電源的切換，不能有相位突變。從逆變器輸出電源消失到切換到旁路電源，總的切換時間不大于0.4ms.426手動旁路切換開關(guān)

此開關(guān)專為在不中斷UPS負載電源的前提下檢修UPS而設(shè)計的，以保證主母線不失電。負載由手動旁路供電。靜態(tài)開關(guān)和負載母線隔離，但和旁路電源接通，逆變器同步信號接入?？蓪PS進行在線檢測或進行自動切換試驗。負載由手動旁路供電。靜態(tài)開關(guān)和負載母線隔離，靜態(tài)開關(guān)和旁路電源隔離，逆變器同步信號切斷。可對UPS進行檢測，或停電維護。43UPS的基本功能1)．UPS的正常交流輸入端（短路電流為50KA）、旁路交流輸入端（短路電流為50KA）、由蓄電池饋線的輸入端（短路電流為20KA（220V））、逆變器的輸入端和輸出端以及UPS輸出端裝設(shè)有熱、磁脫扣器的自動開關(guān)進行保護，并能和上下級的饋線空氣開關(guān)進行保護整定配合。2)．旁路電源和逆變器輸入通過高速靜態(tài)切換開關(guān)接至交流不停電電源母線。如果旁路交流電源的變化在規(guī)定的范圍內(nèi)，而此時逆變器輸出的暫態(tài)響應(yīng)時間超出了要求的調(diào)節(jié)范圍，或當(dāng)逆變器輸出電壓降低，或當(dāng)輸出頻率變化超出規(guī)定的范圍時，高速靜態(tài)切換開關(guān)能自動將交流不停電母線的供電電源切換至旁路電源。3)．設(shè)置手動先通后斷開關(guān)，以便將旁路電源分支切換到交流不停電電源母線，檢修靜態(tài)開關(guān)。4)．電源調(diào)壓有自動和手動兩種方式。調(diào)壓方式為連續(xù)，在就地和遠方提供信號以指示旁路電源正向負荷供電。5)．UPS系統(tǒng)配備必要的變送器和報警總信號，與全廠ECS系統(tǒng)通過硬接線（或RS485具備1個RS232或4個RS485接口）串行口通信。44UPS系統(tǒng)正常運行維護

檢查UPS周圍無雜物，保證其通風(fēng)順暢,柜內(nèi)各元件無異聲、異臭，無過熱現(xiàn)象各指示燈、表計正確，旁路輸出電壓、逆變器輸出電壓、負載電壓、整流電壓均正常。輸出頻率正常,主線電流、逆變器輸出電流、UPS輸出電流、UPS輸出電流峰值、負載電流、電池電流、總直流電流、電池溫度正常。充電器、逆變器、蓄電池運行正常。各部無異常振動及過熱現(xiàn)象，風(fēng)機運轉(zhuǎn)正常。室內(nèi)溫度正常，通風(fēng)良好。運行狀態(tài)指示燈按實際運行方式指示正確,盤上各開關(guān)均在合上位置,如未合上，應(yīng)查明原因。無異常報警信號指示各部柜門關(guān)閉良好。旁路及隔離調(diào)壓變壓器運行正常柜內(nèi)冷卻風(fēng)扇運轉(zhuǎn)正常，環(huán)境溫度在允許范圍內(nèi)。。453.事故保安系統(tǒng)46概述火電廠有可能發(fā)生全廠停電事故，因此必須設(shè)置事故保安電源，向事故保安負荷繼續(xù)供電，保證機組和主要輔機的安全停機。一般采用快速自起動的柴油發(fā)電機組作為單元機組的交流事故保安電源，由柴油機和交流同步發(fā)電機組成，它不受電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的影響，可靠性高。47我公司每臺機組設(shè)置一臺快速起動的柴油發(fā)電機組作為本單元機組的應(yīng)急保安電源，功率因數(shù)COSΦ=0.8，額定功率=1260kW。每臺柴油發(fā)電機組連接到各自單元機組的保安EMCCA段和保安EMCCB段。48事故保安系統(tǒng)49事故保安系統(tǒng)運行方式事故保安母線每臺機組設(shè)2段，正常運行時由保安EMCCA段由鍋爐400V動力中心供電，保安EMCCB段由汽機400V動力中心供電。保安變供電電源作為保安母線的第一備用電源。當(dāng)任一段保安母線失去工作電源時，經(jīng)延時跳開工作電源進線開關(guān)，發(fā)出備用電源合閘信號，同時啟動柴油機，若第一備用電源合閘不成功，經(jīng)延時合發(fā)電機出口開關(guān)，然后合分支開關(guān)向保安母線供電，事故保安負荷再分批投入；若合閘成功，則延時發(fā)送停止柴油機運行指令。廠用電源恢復(fù)時，保安段應(yīng)恢復(fù)由廠用電供電，在倒換過程中應(yīng)采用瞬間停電的方法，嚴(yán)禁采用并列倒換。50柴油發(fā)電機組柴油機制造廠：美國康明斯公司發(fā)電機制造廠：英國斯坦福公司51柴油機組主要參數(shù)固定型，室內(nèi)安裝，封閉冷卻，高轉(zhuǎn)速（1500RPM），廢氣渦輪增壓型柴油機發(fā)電機：三相同步發(fā)電機設(shè)備參數(shù)額定容量：1260KW（常用），1386KW（備用）額定頻率：50Hz額定電壓：400V（三相）/230V（單相）額定功率因數(shù)：0.8發(fā)電機額定工況時效率：≥96%輸出形式；三相四線，中性點高阻接地，Y型連接絕緣等級：H級過載能力：可承受2倍額定電流，時間〉20秒開機指令發(fā)出15秒內(nèi)加至滿載（感性）52柴油機組四種運行位置

柴油機組有試運行、手動、自啟動、零位四種方式，正常情況下在自啟動方式。集控室控制臺上設(shè)緊急啟動柴油機按鈕。當(dāng)柴油機組在“手動”“試運行”“自啟動”任意位置時，遠方緊急啟動均有效。這時，除遠方停機命令和控制屏緊急停機命令有效外，控制屏正常停機命令無效。53柴油發(fā)電機組的功能

1）自起動功能柴油發(fā)電機組保證在火電廠的全廠停電事故中，快速自起動帶負載運行。在無人值守的情況下，接起動指令后在10秒內(nèi)自起動成功，在60秒內(nèi)實現(xiàn)一個自起動循環(huán)（即三次自起動）。若自起動連續(xù)三次失敗，則發(fā)出停機信號，并閉鎖自起動回路。柴油發(fā)電機組自起動成功的定義是：柴油發(fā)電機組在額定轉(zhuǎn)速，發(fā)電機在額定電壓下穩(wěn)定運行2～3秒，并具備首次加載條件。542）帶負載穩(wěn)定運行功能柴油發(fā)電機組自起動成功后，保安負荷分兩級投入。柴油發(fā)電機組接到起動指令后10秒內(nèi)發(fā)出首次加載指令，允許首次加載不小于50%額定容量的負載（感性）；在首次加載后的5秒內(nèi)再次發(fā)出加載指令，允許加載至滿負載（感性）運行。柴油發(fā)電機組能在功率因數(shù)為0.8的額定負載下，穩(wěn)定運行12小時中，允許有1小時1.1倍的過載運行，并在24小時內(nèi)，允許出現(xiàn)上述過載運行兩次。發(fā)電機允許20秒的2倍過載運行。柴油發(fā)電機組在全電壓下直接起動容量不小于200kW的鼠籠式異步電動機。在負載容量不低于20%時，允許長期穩(wěn)定運行。553）自動調(diào)節(jié)功能柴油發(fā)電機組的空載電壓整定范圍為95～105%Ue。柴油發(fā)電機組在帶功率因數(shù)為0.8～1.0的負載，負載功率在0～100%內(nèi)漸變時能達到：穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率：≤±0.5%穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率：≤±0.5%（固態(tài)電子調(diào)速器）電壓波動率：≤±0.15%（負載功率在25～100%內(nèi)漸變時）頻率波動率：≤±0.5%（負載功率在0～25%內(nèi)漸變時）柴油發(fā)電機組在空載狀態(tài)，突加功率因數(shù)≤0.4（滯后）、穩(wěn)定容量為0.2的三相對稱負載或在已帶80%的穩(wěn)定負載再突加上述負載時，發(fā)電機的母線電壓0.2秒后不低于85%。發(fā)電機瞬態(tài)電壓調(diào)整率u≤-15%/+20%，電壓恢復(fù)到最后穩(wěn)定電壓的3%以內(nèi)所需時間不超過1秒，瞬態(tài)頻率調(diào)整率≤±5%（固態(tài)電子調(diào)速器），頻率穩(wěn)定時間≤3秒。突減額定容量為0.2的負載時，柴油發(fā)電機組升速不超過額定轉(zhuǎn)速的10%。柴油發(fā)電機組在空載額定電壓時，其正弦電壓波形畸變率不大于3%，柴油發(fā)電機組在一定的三相對稱負載下，在其中任一相加上25%的額定相功率的電阻性負載，能正常工作。發(fā)電機線電壓的最大值（或最小值）與三相線電壓平均值相差不超過三相線電壓平均值的5%，柴油發(fā)電機組各部分溫升不超過額定運行工況下的水平。564）自動控制功能：柴油發(fā)電機組屬于無人值守電站，控制系統(tǒng)具有下列功能：A、保安段母線電壓自動連續(xù)監(jiān)測。B、自動程序起動，遠方起動，就地手動起動。C、柴油發(fā)電機與保安段正常電源同期閉鎖功能。D、運行狀態(tài)的柴油發(fā)電機組自動檢測、監(jiān)視、報警、保護。E、主電源恢復(fù)后遠方控制、就地手動、機房緊急手動停機。F、蓄電池自動充電，有不小于5000W的380VAC供電電源。G、冷卻水預(yù)熱。H、發(fā)電機空間加熱器自動投入。575）模擬試驗功能柴油發(fā)電機組在備用狀態(tài)時，模擬保安段母線電壓低至25%或失壓狀態(tài)，能夠按設(shè)定時間快速自起動運行試驗，試驗中不切換負荷。但在試驗過程中保安段實際電壓降低至25%時能夠快速切換帶負荷。58柴油機保護

保護裝置采用微機型，項目有：機組超速保護聲光報警，停機關(guān)油門機組油壓力低聲光報警，停機關(guān)油門自啟動失敗聲光報警低壓閉鎖過流保護聲光報警，停機關(guān)油門發(fā)電機過負荷保護聲光報警發(fā)電機差動保護聲光報警，停機關(guān)油門發(fā)電機過電壓或欠壓聲光報警，停機關(guān)油門日用油箱油位低聲光報警發(fā)電機事故跳閘聲光報警逆功率保護聲光報警，停機關(guān)油門失磁保護聲光報警，停機關(guān)油門冷卻水水位低聲光報警冷卻水溫高聲光報警發(fā)動機溫度過高聲光報警，停機關(guān)油門59柴油機的信號信號系統(tǒng)按裝設(shè)地點可分為就地控制盤上信號和主機組單元控制室進入DCS信號，按故障性質(zhì)分為預(yù)告信號和事故