《城市軌道交通牽引變電所運行與維護》 課件 02-9 交直流系統(tǒng)

項目二城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備《地鐵變配電所運行與維護》任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備第九節(jié)、交直流屏系統(tǒng)交直流屏系統(tǒng)主要用于發(fā)電廠和變電所中，為控制、信號、保護和智能裝置（統(tǒng)稱為控制負(fù)荷），以及為斷路器電磁合閘裝置、直流電動機、交流不停電電源(UPS)、事故照明(統(tǒng)稱為動力負(fù)荷)等提供穩(wěn)定的供電，如圖2-102所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備一、交直流屏系統(tǒng)簡介及其組成（一）交直流屏系統(tǒng)開關(guān)柜基本布局交直流屏系統(tǒng)開關(guān)柜由1面交流配電屏、1面直流充電屏、1面直流饋電屏和1面蓄電池屏組成，如圖2-103所示。（二）交直流屏系統(tǒng)供電負(fù)荷正線交直流屏系統(tǒng)的供電負(fù)荷主要有二次控制回路、保護裝置、智能控制裝置、CP盤、電機儲能回路等（加熱、照明回路為交流電源）。主變電所交直流系統(tǒng)主要供電負(fù)荷有二次控制回路、保護裝置、UPS等（加熱、照明回路為交流電源）。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備直流操作電源系統(tǒng)供電原理如圖2-104所示。

交流輸入電源正常時，通過交流配電單元給各個整流模塊供電。整流模塊將交流電變換為直流電，經(jīng)保護電器（熔斷器或斷路器）輸出，一方面給蓄電池充電，另一方面經(jīng)直流配電饋電單元給直流負(fù)載提供正常的工作電源。當(dāng)交流輸入電源故障停電時，整流模塊停止工作，由蓄電池組不間斷地給直流負(fù)載供電。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備二、交直流屏系統(tǒng)模塊介紹（一）交流配電屏交流系統(tǒng)接線圖如圖2-105所示。圖2-105中的符號與說明見表2-17。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備

1FV、2FV：防雷裝置QF：空氣開關(guān)kV：電壓監(jiān)測繼電器交流配電屏配置，由交流400V兩段母線饋出的抽屜開關(guān)各引出一路電源，作為交流配電屏的兩路母線的進線電源，用1QF、2QF表示，母聯(lián)開關(guān)3QF。交流配電屏設(shè)置自投自復(fù)功能，即當(dāng)兩路進線電源正常時，兩路進線開關(guān)自動合閘，當(dāng)一路進線電源失電時，該路進線開關(guān)自動跳閘，母聯(lián)開關(guān)延時自動合閘投入，由另一路開關(guān)擔(dān)負(fù)該段開關(guān)的全部交負(fù)荷用電；當(dāng)該路進線電源恢復(fù)正常時，母聯(lián)開關(guān)自動分閘退出，該路進線開關(guān)自動恢復(fù)供電。從交流配電屏兩段母線各饋出一路開關(guān)到直流充電屏，作為直流充電屏內(nèi)整流模塊的交流輸入端（一用一備）。雙路交流電源的切換采用電磁操作的PC級自動轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)，自帶機械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖，既可手動操作也可自動操作。自動操作方式下，由控制電路完成對兩路交流進線電源的監(jiān)測和自動切換控制。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備雙電源自動切換控制功能見表2-18。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（二）直流充電、饋電屏直流系統(tǒng)接線如圖2-106所示。AU1~AU3：高頻開關(guān)整流模塊R1、R2：分流器CB：蓄電池QF3：整流器輸出開關(guān)QS：母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)（×）AVR：硅堆調(diào)壓裝置任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備1、直流充電屏（1）直流充電屏內(nèi)共配置四組（實訓(xùn)室三組）整流模塊，各整流模塊并聯(lián)運行。從交流配電屏兩段母線各饋出一路開關(guān)到直流充電屏，作為直流充電屏內(nèi)整流模塊的交流輸入端。整流模塊輸出直流240V電壓，送到直流母線和蓄電池屏，再通過直流饋電屏硅鏈進行降壓為直流220V，供給全所的直流用電負(fù)荷。正常供電時，充電單元對蓄電池組進行均充電或浮充電，同時為系統(tǒng)的經(jīng)常性直流負(fù)荷提供電源，由蓄電池組向沖擊負(fù)荷供電。交流失電后，由蓄電池向全部負(fù)荷，包括經(jīng)常性負(fù)荷、事故負(fù)荷、沖擊負(fù)荷和事故照明負(fù)荷供電。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（2）如圖2-107所示，電力電源整流模塊電壓等級為：220V電壓等級，使用的ZZG92A系列產(chǎn)品采用自冷和風(fēng)冷相結(jié)合的散熱方式，在輕載時自然冷卻，符合電力系統(tǒng)的實際運行情況。

特點：

①模塊化處理，故障模塊可單獨退出運行。②自動均流技術(shù)。③獨立風(fēng)道設(shè)計，散熱效果好。④效率高，可達95%以上。⑤穩(wěn)壓限流運行功能。⑥輸出電壓、電流調(diào)節(jié)功能。⑦LED顯示功能⑧保護功能（輸入過壓保護、欠壓保護、過流保護、短路保護、輸出過壓保護等）任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備2、充電模塊的框圖結(jié)構(gòu)充電模塊的框圖結(jié)構(gòu)如圖2-108所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備

直流充電屏內(nèi)設(shè)置集中監(jiān)控和絕緣檢測裝置，對交直流開關(guān)柜內(nèi)主要參數(shù)進行監(jiān)控，對直流充電饋電屏母線及各支路絕緣進行檢測，并配置交直流過壓、欠壓保護和蓄電池檢測功能，對交直流屏正常運行提供重要的保護。

在直流系統(tǒng)中，發(fā)生一點接地并不引起任何危害，但必須及時消除。當(dāng)因為直流回路再發(fā)生另一點接地時，一是：可能造成短路，損壞直流設(shè)備，保護裝置因失電而失去作用，斷路器因無操作電源不能電動操作；二是：使保護和控制回路發(fā)生誤動作。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備3、硅堆降壓裝置對于閥控式鉛酸蓄電池直流系統(tǒng)，當(dāng)2V單體電池的個數(shù)大于104只時，充電裝置對蓄電池組的充電電壓降超過直流控制母線允許的變化范圍（標(biāo)稱電壓值的87.5%~110%），因此在充電裝置、蓄電池組與直流控制母線之間需要串聯(lián)一個降壓裝置，把控制直流母線的電壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍之內(nèi)。

硅堆降壓裝置的原理如圖2-109所示。任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備如圖2-109所示，硅堆降壓裝置由降壓硅堆(硅鏈)、執(zhí)行繼電器、控制單元和控制轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。降壓硅堆四節(jié)串聯(lián)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)（用于選擇調(diào)壓的控制方式）隔離開關(guān)執(zhí)行繼電器任務(wù)2城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備（三）蓄電池屏（1）蓄電池屏使用的是鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池具有可靠性好、材料易得、價格便宜的優(yōu)點，但也存在能量低、質(zhì)量和體積太大、放電短、壽命短的缺點。蓄電池屏由18塊電池組成，每塊電池又有6個單體為2V的電池組成。單體電池過壓值2.45V，單體電池欠壓值1.8V。電池容量主要有：降壓所73AH和牽混所106AH兩種。

（2）正常運行時，從直流充電屏母線引入一路直流240V用電，為蓄電池組充電，蓄電池組充電完成后，處于浮充電狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生交流電源或整流模塊失電時，蓄電池自動投入運行，為全所的直流負(fù)荷提供不間斷的直流電源。

蓄電池組每年都需要進行一