直流系統

什么是直流系統直流系統是應用于水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶，為給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源—蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統供電的可靠性和安全性。直流系統的用途我廠的直流系統分為控制用110V和直流系統和動力用220V直流系統。其中控制用110V直流系統主要用于對開關電器的遠距離操作和信號設備、繼電保護、自動裝置等的供電；動力用220V直流系統主要用于向事故直流油泵、事故照明和不停電電源等的供電。直流系統的構成我廠常用的直流系統電源裝置由充電柜和聯絡柜（單母線直流系統未配置聯絡柜）、饋線柜、蓄電池組成。其中充電柜包含有多個整流模塊和通信模塊、綜合監控模塊；饋線柜配置有一套直流接地檢測裝置，直流接地檢測裝置對每條饋線的絕緣進行監測。蓄電池配置一套電池巡檢儀和一套蓄電池在線監測管理裝置，對電池的溫度和電壓等參數進行監視。聯絡柜中的聯絡開關用來進行兩段母線的并列運行操作。直流系統的構成（2）整流模塊系統電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊，通常是以通過電流大小來標稱（如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等），按設計理念的不同也可以分為：風冷模塊、獨立風道模塊、自冷模塊、自能風冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯使用，實現了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩定可調的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如：輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護)等。整流模塊逆變開關采用三電平拓撲結構軟開關功能：三相三線制輸入：均壓內外雙環控制模式：無級調壓、限流功能：無主均流功能：整流模塊內置CPU：整流模塊可帶電插拔，在線維護方便、快捷；采用風扇散熱，整流模塊原理圖監控系統監控模塊是電力直流電源系統的管理和控制中心，是直流電源系統的“大腦”它接收、處理系統各部分的檢測數據，根據系統管理和電池管理的要求進行各種控制，同時顯示和記錄系統的故障信息。并可通過通信接口與綜自后臺機通訊，實現遠端對電源設備的監測與控制。監控模塊的主要功能有：電池管理、數據設置、控制、通訊、顯示和告警等。監控系統監控系統絕緣監測單元直絕緣監測儀用來監測母線和支路的絕緣下降情況，在正常運行情況下，絕緣監測儀對母線電壓進行監測，通過監測母線電壓計算母線對地的絕緣電阻。當母線對地絕緣電阻低于設定的告警限時，絕緣監測儀進入支路巡檢狀態，測量出有絕緣下降的支路和絕緣電阻，并通過面板的LED指示燈發出告警，同時將此告警信息上送到監控模塊顯示。絕緣監測單元當絕緣值低于10KΩ時，裝置開始報警。

電池巡檢單元直流系統一般配備電池巡檢儀在線跟蹤監測電池組電壓、充放電電流、電池表面溫度等參數。電池巡檢儀可以對每個電池的性能狀態實時監測，同時傳輸數據給監控模塊，利于檢修運行對電池巡檢和維護。電池巡檢單元降壓單元降壓單元就是降壓穩壓設備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調節控母電壓在設定范圍內（110V或220V）。當合母電壓變化時，降壓單元自動調節，保證輸出電壓穩定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有五級降壓和七級降壓，電壓調節點都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調節穩定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調節點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術還不是很成熟常發生故障，所以還是降壓硅鏈使用效廣泛配電單元配電單元主要是直流屏中為實現交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉換開關、按鈕開關、指示燈以及電流、電壓表等等直流系統正常運行方式及運行規定（1）1.所有充電器的整流模塊交流側共有兩路電源，正常運行時，其中一路交流電源投入運行，另外一路交流電源處于備用狀態。當正在運行中的交流電源發生故障時，則該路電源自動退出運行，而處于備用狀態的交流電源自動投入運行。2.各直流系統交流電源主要來自機組保安段，提高交流電源的可靠性。3.正常情況下，蓄電池組和充電器并列運行，充電器供給正常的負荷電流，還以很小的電流給蓄電池組浮充電，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.正常運行時，不允許由蓄電池或充電器單獨帶直流母線運行。直流系統正常運行方式及運行規定（2）5.單個蓄電池電壓在浮充電運行方式時，電壓應保持在2.23±0.01V范圍之內。蓄電池電解液正常溫度應為15－25℃，充放電時，溫度不得超過40℃。蓄電池室的溫度應保持在10－30℃。6.每個整流模塊的輸出電壓差應該在2V范圍之內，輸出電流差在1A范圍之內。7.各直流系統的整流模塊均采用N-1配置模式，即當任何一組整流模塊故障，不影響本直流系統的正常運行。8.任意兩段直流母線不允許長期并列運行。正常運行時聯絡開關應斷開，當一組蓄電池需要退出運行時，應先合上聯絡開關然后退出蓄電池。直流系統正常運行方式及運行規定（2）5.單個蓄電池電壓在浮充電運行方式時，電壓應保持在2.23±0.01V范圍之內。蓄電池電解液正常溫度應為15－25℃，充放電時，溫度不得超過40℃。蓄電池室的溫度應保持在10－30℃。6.每個整流模塊的輸出電壓差應該在2V范圍之內，輸出電流差在1A范圍之內。7.各直流系統的整流模塊均采用N-1配置模式，即當任何一組整流模塊故障，不影響本直流系統的正常運行。8.任意兩段直流母線不允許長期并列運行。正常運行時聯絡開關應斷開，當一組蓄電池需要退出運行時，應先合上聯絡開關然后退出蓄電池。直流系統正常運行方式及運行規定（3）9.充電器的輸出電壓是隨環境溫度變化而自動變化，當環境溫度每上升1℃，單個蓄電池的充電電壓會降低3mV；當環境溫度下降1℃，單個蓄電池充電電壓增加3mV。10.兩段直流母線并列操作前，應檢查兩側母線電壓偏差不應超過其額定電壓的5%，且極性相對應，否則應調整電壓后操作。如果兩段準備并列母線都有接地故障，且接地分別為不同極性時，禁止合上母線的聯絡開關，防止造成系統兩點接地而使設備誤動跳閘。11.在投入充電器的操作中，應先啟動充電器，檢查充電器輸出電壓正常后，再合上充電器的直流側出口刀閘。直流系統正常運行方式及運行規定（4）12.所有110V和220V直流系統的充電器根據設定的條件，可以自動實現對蓄電池浮充轉均充和均充轉浮充的操作。同時，也可以采取手動切換的方式實現對蓄電池的浮充轉均充和均充轉浮充的操作。13.在機組停機期間，如果直流系統相關負荷仍需要工作，直流系統母線不允許停電。14.蓄電池室內嚴禁煙火，應經常保持通風良好。更換室內燈泡，必須照明燈電源斷開后進行，充放電過程中禁止更換燈泡，防爆燈罩應保持完整。15.直流母線絕緣電阻不應低于50MΩ。整個直流系統絕緣電阻不應低于0.5MΩ。直流系統正常運行方式及運行規定（5）16.每一組蓄電池通過直流母線聯絡開關，可同時供給兩段母線的正常直流負荷，但不能同時承受兩段母線的全部事故直流負荷，應盡可能縮短一組蓄電池供兩段母線的運行時間。17.蓄電池應盡量安排在機組大小修或臨修時進行充放電工作。蓄電池定期的充放電可以大大提高蓄電池的使用壽命，一般以一年一次為宜。18.蓄電池正常運行每天白班巡檢一次；充放電期間應加強巡視。19.當直流系統的充電器或蓄電池或直流負荷還在運行時，不允許長時間將本單元的總監控模塊退出運行。直流系統正常運行方式及運行規定（6）20.在停運某段直流母線運行時，必須先確認其所供電的負荷已全部轉移或可以停運后，才能停電。21.正常運行時，如果充電器需退出運行，應先將與其對應的直流母線轉由其它直流系統供電，然后停運該充電器以及對應的蓄電池。如果蓄電池需退出運行，應先將與其對應的直流母線轉由其它直流系統供電，然后停運該蓄電池以及對應的充電器。22.蓄電池放電后充電，應用不帶直流母線的充電器充電，等蓄電池轉為浮充狀態后，再把蓄電池和對應的充電器轉為正常運行方式。直流母線并列的操作方法1.檢查準備并列兩段母線的聯絡開關在斷開位置。2.檢查準備并列的兩段母線沒有同時存在不同極性接地報警。3.檢查準備并列兩段母線的電壓差小于其額定電壓的5%。4.合上準備并列兩段母線的聯絡開關。5.檢查并列后的環流在正常范圍，無異常報警信號。6.將欲退出運行的充電器或蓄電池對應的充電器直流輸出開關和蓄電池的輸出開關斷開。直流系統接地危害直流接地故障中,危害較大的是兩點接地,可能造成嚴重后果。一點接地可能造成保護及自動裝置誤動或者拒動;而兩點接地,除可能造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動外,還可能造成直流保險熔斷,使保護及自動裝置、控制回路失去電源,在復雜保護回路中同極兩點接地,還可能將某些繼電器短接,不能動作跳閘,致使越級跳閘,造成事故擴大直流系統接地直流系統接地處理（1）直流系統發生一點接地后，如再發生另一點接地將可能造成保護誤動、拒動，設備控制失靈。發現直流系統接地后應及時處理，處理方法如下：1.就地測量直流母線正、負母對地電壓是否正常，以確定是哪一極接地，或是誤報警；2.若測量后確認存在接地，在就地絕緣監控裝置的液晶屏上查詢接地極性是否正確，并記錄接地電阻值，盡快通知維修處理。直流系統接地處理（2）3.在就地絕緣監控裝置上查詢有無回路接地報警。如果沒有回路接地報警，則可能是母線或直流模塊部分發生接地故障，此時應禁止任何人在直流回路上進行與查找接地無關的工作；如果有回路接地報警，則記錄報警的回路號，并做以下