變電站直流電源系統(tǒng)介紹及運行維護

變電站直流電源系統(tǒng)介紹及運行維護供用電技術(shù)專業(yè)國家級教學(xué)資源庫標(biāo)準(zhǔn)化課程

制作人：賈濤一、直流電源系統(tǒng)一次方案1.1直流電源系統(tǒng)一電一充（無硅降壓）以下主要用于110kV及以下變電站一、直流電源系統(tǒng)一次方案1.2直流電源系統(tǒng)一電一充（有硅降壓）一、直流電源系統(tǒng)一次方案1.3直流電源系統(tǒng)二電二充以下主要用于220kV及以上變電站一、直流電源系統(tǒng)一次方案1.4直流電源系統(tǒng)二電三充以下主要用于330kV及以上變電站一、直流電源系統(tǒng)一次方案二、站用直流電源系統(tǒng)原理2.1直流電源系統(tǒng)原理框圖有合閘回路系統(tǒng)二、站用直流電源系統(tǒng)原理無合閘回路2.1直流電源系統(tǒng)原理框圖二、站用直流電源系統(tǒng)原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.1站用直流電源系統(tǒng)監(jiān)控原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理IPM-DM三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.2直流監(jiān)控單元采集接線圖三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.2直流監(jiān)控單元采集接線圖SC32三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.3直流監(jiān)控單元自動控制程序曲線圖三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.4直流監(jiān)控單元信號分類3.4.1直流系統(tǒng)遙測信號采集充電模塊輸出電壓、電流蓄電池組電壓、電流母線電壓、負荷電流正負母線電壓、接地電阻值單只電池電壓（系統(tǒng)配有電池巡檢儀時）交流進線電壓、電流等（配交流表）其他選配信號量三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.4直流監(jiān)控單元信號分類工作狀態(tài)信號故障狀態(tài)信號充電機輸出開關(guān)狀態(tài)充電機故障母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)狀態(tài)絕緣故障蓄電池輸出開關(guān)狀態(tài)交流故障各饋線開關(guān)分合閘狀態(tài)（系統(tǒng)配有饋線狀態(tài)監(jiān)測模塊時）OF各饋線開關(guān)脫扣（饋線開關(guān)裝有報警觸點）等SD其他選配信號量熔絲故障

母線過欠壓

防雷器故障

蓄電池電壓故障（異常）

直流系統(tǒng)故障3.4.2直流系統(tǒng)各信號量和狀態(tài)量采集三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理在交流監(jiān)控單元的控制下控制兩路交流輸入電源二選一輸出3.5交流配電切換單元三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理N3.6充電模塊原理介紹：三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.6.1充電模塊外觀及接口定義和代碼定義：三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.6.1充電模塊外觀及接口定義和代碼定義：三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理軟啟動：消除開機浪涌電流。繼電氣J為常開觸電，開機時，電源經(jīng)過限流電阻R對電容充電，當(dāng)電容充滿后，控制繼電氣J閉合，避免大電流對電容的沖擊3.6.2充電模塊軟啟動：三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.6.3充電模塊相關(guān)參數(shù)：額定輸出電壓：110V、220V額定輸出電流：常用有5A、10A、20A、30A、40A及以上穩(wěn)壓精度：

≤±0.5%穩(wěn)流精度：

≤±1%波紋系數(shù)：≤

0.5%；均流不平衡度：

≤5%輸入電壓范圍：（85%~120%）*380Vac轉(zhuǎn)換效率：

≥90%三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理高頻開關(guān)電源模塊配置原則：充電裝置采用模塊并聯(lián)輸出；N+1備份工作。N=模塊額定電流≥Ij+Ic10Ij-------直流系統(tǒng)最大經(jīng)常性負荷3.6.4高頻開關(guān)電源模塊配置原則：三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理充電機對蓄電池的均/浮充電壓通常會高于控制母線允許的波動范圍，硅調(diào)壓裝置串接在合閘母線與控制母線之間，以滿足控制母線的要求。降壓硅鏈由大功率硅整流二極管串接而成，利用PN結(jié)基本恒定的正向壓降，通過改變串入電路的PN結(jié)數(shù)量來獲得適當(dāng)?shù)膲航怠?.7降壓硅鏈3.7.1降壓硅鏈原理：三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.7.2降壓硅鏈外形：自動調(diào)壓故障處理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.7.3降壓硅鏈控制原理：三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.8直流采集單元模塊3.8.1直流采集單元模塊功能：

采集系統(tǒng)主開關(guān)分合閘位置、電壓、電流數(shù)據(jù)。三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.9饋線狀態(tài)/報警/絕緣采集單元3.9.1直流采集單元模塊功能：

采集系統(tǒng)主開關(guān)分合閘位置、電壓、電流數(shù)據(jù)，上送主監(jiān)控裝置。三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.10.1絕緣監(jiān)測功能母線電壓、正負母線對地電壓監(jiān)測母線對地異常告警時自動啟動支路絕緣監(jiān)測序號電氣量告警值1接地電阻220V系統(tǒng)≤25kΩ110V系統(tǒng)≤15（7）kΩ2控制正、負母線電壓對地電壓偏移絕對值≥直流標(biāo)稱電壓的15%；3交流竄電電壓≥10V(AC)4直流竄電電阻≤30kΩ3.10.2絕緣監(jiān)測裝置告警值3.10絕緣監(jiān)測儀三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理不平衡電橋檢測原理圖1.母線絕緣電阻的檢測：如圖，不平衡電阻橋的開關(guān)K1、K2輪流閉合，分別測出兩次的Uz、Uf，利用歐姆定律可列出兩個方程式即可計算出正、負母線對地的絕緣電阻R+、R-；3.10.3絕緣監(jiān)測裝置原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理支路絕緣檢測回路2.支路絕緣電阻的檢測：檢測漏電流的傳感器CT，直流有源CT，當(dāng)接地時，CT將直流漏電流變換為0~5V4~20mA的電信號上傳。3.10.3絕緣監(jiān)測裝置原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理平衡電橋檢測不平衡電橋檢測優(yōu)點

平衡電橋法屬于靜態(tài)測量，即測量正負母線對地的靜態(tài)直流電壓，母線對地電容的大小不影響測量精度由于不受接地電容的影響，檢測速度快任何接地方式均能準(zhǔn)確檢測缺點雙端接地時，測量誤差較大；不能檢測平衡接地。

在測量過程中，需要正負母線分別對地投電阻，因此母線對地電壓是變化的。為了獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果，每次投入電阻后需要延時，待母線對地電壓穩(wěn)定后，再測量，因此檢測速度慢；受母線對地電容的影響3.10.4絕緣監(jiān)測儀電橋兩種檢測方式的優(yōu)缺點三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.11饋線絕緣CT3.11.1饋線絕緣CT功能：

支路絕緣數(shù)據(jù)采集并與絕緣監(jiān)控通訊，CT端子有4位：﹢、-、g、m；三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.12蓄電池回路熔斷器3.12.1熔斷器是回路中常用的保護元件：

一般放置于屏底位置，由于該回路非常重要，是直流系統(tǒng)持續(xù)供電的后備保障，每個熔斷器上有監(jiān)測熔斷的位置信號，后期的設(shè)備有檢測熔斷器拔出的信號；三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理三、站用直流電源系統(tǒng)子單元模塊采集原理3.13.1饋線支路：

3.13.2饋線支路信號采集：

3.13.3饋線支路信號采集實物：

3.14.1饋線支路信號采集實物：3.14主開關(guān)位置信號采集四、監(jiān)控裝置4.1監(jiān)控主界面查看及演示五、常見問題及處理方法序號故障現(xiàn)象常見原因解決方法1直流母線過壓充電機輸出電壓過高/電池電壓過高/監(jiān)控保護設(shè)定值太低設(shè)置充電機的輸出電壓/檢查電池過壓的原因/設(shè)置正確的保護定值2直流母線欠壓充電機輸出電壓過低/電池電壓過低/監(jiān)控保護設(shè)定值太高/采樣保險故障設(shè)置充電機的輸出電壓/檢查電池欠壓的原因/設(shè)置正確的保護定值/更換采樣保險3電池欠壓電池開關(guān)被分開/電池欠壓/充電機輸出電壓過低合上電池開關(guān)/查找電池欠壓的原因/設(shè)置監(jiān)控上的充電參數(shù)。5.1常見問題及處理辦法序號故障現(xiàn)象常見原因解決方法4電池均充手動改均充/自動均充狀態(tài)量5直流母線電壓不平衡饋線空開接地/母線接地/設(shè)定值不正確查看觸摸屏饋線菜單，找出接地的之路6直流有模塊通信故障模塊通訊線松動/模塊故障/模塊通訊地址設(shè)置不正確接緊通訊線，設(shè)置正確的通訊地址7直流充電模塊故障模塊故障/輸入電壓過低過高更換充電模塊/處理交流輸入電源5.1常見問題及處理辦法序號故障現(xiàn)象常見原因解決方法8*號電池組單只異常告警電池電壓采樣線松動（電池端，巡檢儀端）電池采樣保險燒壞，電池故障接緊采樣線/更換采樣保險/更換電池9直流饋線開關(guān)跳閘總告警饋線支路短路跳閘在觸摸屏上通過饋線菜單查找出跳閘開關(guān)，理清原因，復(fù)位跳閘開關(guān)10直流饋線支路絕緣下降總告警饋線支路接地在觸摸屏上通過饋線菜單找出接地饋線回路11蓄電池容量低蓄電池采集到監(jiān)控的電流信號為負值，時間累積一定時間，低于容量設(shè)定值時報警恢復(fù)監(jiān)控標(biāo)稱容量，校正蓄電池采集到監(jiān)控的電流信號為正數(shù)值5.1常見問題及處理辦法六、日常巡檢維護和年度定檢6.1.1日常巡檢工作：看：表計狀態(tài)、指示燈狀態(tài)、主開關(guān)狀態(tài)、故障點故障痕跡，端子線、電纜、螺絲；聞：異味；聽：設(shè)備異響清潔衛(wèi)生溫升-熱成像電壓電流內(nèi)阻值設(shè)備聲光故障信號電源備投功能降壓硅鏈監(jiān)控參數(shù)定值絕緣數(shù)據(jù)，降低，環(huán)路6.1日常巡檢

6.2.1定檢維護：看：表計狀態(tài)、指示燈狀態(tài)、主開關(guān)狀態(tài)、故障點故障痕跡，端子線、電纜、螺絲；聞：異味；聽：設(shè)備異響清潔衛(wèi)生溫升-熱成像電壓電流內(nèi)阻值設(shè)備聲光故障信號電源備投功能降壓硅鏈監(jiān)控參數(shù)定值絕緣數(shù)據(jù)，降低，環(huán)路

故障信號核對，四遙功能

6.2定檢維護