第2課 操作電源

1、1發(fā)電廠及變電所的二次回路發(fā)電廠及變電所的二次回路南京師范大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院20052005年年9 9月月 制作制作繼繼電電保保護(hù)護(hù)及及二二次次回回路路2第第二章二章 操作電源操作電源一、概述一、概述二、蓄電池組直流系統(tǒng)二、蓄電池組直流系統(tǒng)三、直流三、直流絕緣監(jiān)察裝置和閃光裝置絕緣監(jiān)察裝置和閃光裝置四、整流操作的直流系統(tǒng)四、整流操作的直流系統(tǒng) 作業(yè)作業(yè)3u應(yīng)保證供電的可靠性，最好裝設(shè)獨(dú)立的直流應(yīng)保證供電的可靠性，最好裝設(shè)獨(dú)立的直流操作電源。操作電源。u應(yīng)具有足夠的容量，事故時(shí)的母線電壓不低應(yīng)具有足夠的容量，事故時(shí)的母線電壓不低于于90額定值。額定值。u波紋系數(shù)小于波紋系數(shù)小于5%。u使用

2、壽命長(zhǎng)、維護(hù)工作量少、設(shè)備投資省、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)工作量少、設(shè)備投資省、噪音干擾小，布置面積小等。噪音干擾小，布置面積小等。直直 流流 系系 統(tǒng)統(tǒng) 概概 述述一、對(duì)操作電源的基本要求一、對(duì)操作電源的基本要求41蓄電池直流電源蓄電池直流電源 蓄電池是一種蓄電池是一種獨(dú)立獨(dú)立可靠的可靠的直流直流電源，它電源，它不受交流電源的影響。不受交流電源的影響。它是發(fā)電廠和變電站它是發(fā)電廠和變電站常用的操作電源常用的操作電源。二、操作電源的分類二、操作電源的分類52電源變換式直流電源電源變換式直流電源 電源變換式直流電源是一種電源變換式直流電源是一種獨(dú)立式直獨(dú)立式直流流電源，其框圖如圖所示：電源，其框圖如圖所

3、示：63復(fù)式整流直流電源復(fù)式整流直流電源 復(fù)式整流直流電源是一種復(fù)式整流直流電源是一種非獨(dú)立式非獨(dú)立式的的直流直流電源，其框圖如圖所示：電源，其框圖如圖所示：74硅整流電容儲(chǔ)能直流電源硅整流電容儲(chǔ)能直流電源 硅整流電容儲(chǔ)能直流電源是一種硅整流電容儲(chǔ)能直流電源是一種非獨(dú)立式非獨(dú)立式的的直流直流電源。它是由硅整流設(shè)備和電容器組成的。電源。它是由硅整流設(shè)備和電容器組成的。5交流操作電源交流操作電源 交流操作電源交流操作電源直接使用交流電源直接使用交流電源。一般由電。一般由電流互感器向斷路器的跳閘回路供電；由廠流互感器向斷路器的跳閘回路供電；由廠(站站)用用變壓器向斷路器的合閘回路供電；由電壓互感變壓

4、器向斷路器的合閘回路供電；由電壓互感器器(或廠用變壓器或廠用變壓器)向控制、信號(hào)回路供電。向控制、信號(hào)回路供電。 它只適用于不重要的終端變電站，或用于發(fā)它只適用于不重要的終端變電站，或用于發(fā)電廠中遠(yuǎn)離主廠房的輔助設(shè)施。電廠中遠(yuǎn)離主廠房的輔助設(shè)施。81經(jīng)常性負(fù)荷經(jīng)常性負(fù)荷 經(jīng)常性負(fù)荷是經(jīng)常性負(fù)荷是在各種運(yùn)行狀態(tài)下，由直流電源不間斷供在各種運(yùn)行狀態(tài)下，由直流電源不間斷供電的負(fù)荷電的負(fù)荷。它包括：經(jīng)常帶電的直流繼電器、信號(hào)燈、位。它包括：經(jīng)常帶電的直流繼電器、信號(hào)燈、位置指示器和經(jīng)常點(diǎn)燃的直流照明燈，由直流供電的交流不置指示器和經(jīng)常點(diǎn)燃的直流照明燈，由直流供電的交流不停電電源，即逆變電源裝置等。停電

5、電源，即逆變電源裝置等。2事故負(fù)荷事故負(fù)荷 事故負(fù)荷是指在事故情況下必須由直流電源供電的負(fù)荷，事故負(fù)荷是指在事故情況下必須由直流電源供電的負(fù)荷，包括事故照明、汽輪機(jī)或一些重要輔助機(jī)械的潤(rùn)滑油泵、包括事故照明、汽輪機(jī)或一些重要輔助機(jī)械的潤(rùn)滑油泵、發(fā)電機(jī)的氫冷密封油泵和載波通信的備用電源等。發(fā)電機(jī)的氫冷密封油泵和載波通信的備用電源等。3沖擊負(fù)荷沖擊負(fù)荷 沖擊負(fù)荷是斷路器合閘時(shí)的短時(shí)沖擊電流及此時(shí)直流母沖擊負(fù)荷是斷路器合閘時(shí)的短時(shí)沖擊電流及此時(shí)直流母線所承受的其它負(fù)荷線所承受的其它負(fù)荷(包括經(jīng)常性負(fù)荷和事故負(fù)荷包括經(jīng)常性負(fù)荷和事故負(fù)荷)電流的電流的總和。總和。三、直流負(fù)荷的分類三、直流負(fù)荷的分類9

6、蓄電池的電解液不同可分為蓄電池的電解液不同可分為酸性蓄電池酸性蓄電池和和堿性蓄電池堿性蓄電池兩種。兩種。 酸性蓄電池常采用酸性蓄電池常采用鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池。酸性蓄電。酸性蓄電池一般適用于大型發(fā)電廠和變電站。池一般適用于大型發(fā)電廠和變電站。 堿性蓄電池適用于中、小型發(fā)電廠和堿性蓄電池適用于中、小型發(fā)電廠和 110kV以下的變電站。堿性蓄電池有以下的變電站。堿性蓄電池有鐵鎳、鎘鐵鎳、鎘鎳鎳等幾種。發(fā)電廠和變電站常采用等幾種。發(fā)電廠和變電站常采用鎘鎳堿性蓄鎘鎳堿性蓄電池電池。蓄蓄電電池池直直流流系系統(tǒng)統(tǒng)10 蓄電池的容量蓄電池的容量(Q)是蓄電池蓄電能力的重要標(biāo)志。是蓄電池蓄電能力的重要標(biāo)志。容

7、量容量 Q是指定的放電條件是指定的放電條件(溫度、放電電流、終止電壓溫度、放電電流、終止電壓)下所放出的電量稱為蓄電池的容量，下所放出的電量稱為蓄電池的容量，單位用單位用 A h(安培安培小時(shí)小時(shí))表示表示。 蓄電池放電至終止電壓的時(shí)間稱蓄電池放電至終止電壓的時(shí)間稱放電率，放電率，單位為單位為 h(小時(shí)小時(shí)) 。一、蓄電池的容量一、蓄電池的容量11 蓄電池的容量一般分為蓄電池的容量一般分為額定容量額定容量和和實(shí)際容量實(shí)際容量?jī)煞N。兩種。 1 1額定容量額定容量 蓄電池額定容量蓄電池額定容量是指充足電的蓄電池在是指充足電的蓄電池在2525o oC C時(shí)，以時(shí)，以10h10h放電率放出的電能。放電

8、率放出的電能。 2 2實(shí)際容量實(shí)際容量 蓄電池實(shí)際容量蓄電池實(shí)際容量與放電電流的大小關(guān)系甚大，與放電電流的大小關(guān)系甚大，以大電流放電，到達(dá)終止電壓的時(shí)間就短；以小以大電流放電，到達(dá)終止電壓的時(shí)間就短；以小電流放電，到達(dá)終止電壓的時(shí)間就長(zhǎng)。電流放電，到達(dá)終止電壓的時(shí)間就長(zhǎng)。121蓄電池的直流系統(tǒng)蓄電池的直流系統(tǒng) 蓄電池直流系統(tǒng)是由充電設(shè)備、蓄電池組、浮蓄電池直流系統(tǒng)是由充電設(shè)備、蓄電池組、浮充電設(shè)備和相關(guān)的開關(guān)及測(cè)量?jī)x表組成。充電設(shè)備和相關(guān)的開關(guān)及測(cè)量?jī)x表組成。二、蓄電池的直流系統(tǒng)及運(yùn)行方式二、蓄電池的直流系統(tǒng)及運(yùn)行方式13 蓄電池組蓄電池組GB是由是由不參加調(diào)節(jié)的基本不參加調(diào)節(jié)的基本(固定固定

9、)蓄電池蓄電池(n。)和參加調(diào)節(jié)和參加調(diào)節(jié)的端電池的端電池(n)兩部分組兩部分組成。成。采用端電池的目的采用端電池的目的是為了調(diào)節(jié)蓄電池的接是為了調(diào)節(jié)蓄電池的接入數(shù)目，以保證母線電入數(shù)目，以保證母線電壓穩(wěn)定壓穩(wěn)定。端電池通過(guò)端。端電池通過(guò)端電池調(diào)整器進(jìn)行調(diào)節(jié)，電池調(diào)整器進(jìn)行調(diào)節(jié)，端電池調(diào)整器的工作原端電池調(diào)整器的工作原理如圖所示。理如圖所示。142充電充電放電運(yùn)行方式放電運(yùn)行方式 充電充電放電運(yùn)行方式放電運(yùn)行方式就是將已充好電的蓄電池接帶就是將已充好電的蓄電池接帶全部直流負(fù)荷，即正常運(yùn)行是處于放電工作狀態(tài)全部直流負(fù)荷，即正常運(yùn)行是處于放電工作狀態(tài)。 因?yàn)榻涣飨到y(tǒng)可能在蓄電池任何放電程度下發(fā)生故

10、因?yàn)榻涣飨到y(tǒng)可能在蓄電池任何放電程度下發(fā)生故障，為了保證直流系統(tǒng)供電的可靠性，障，為了保證直流系統(tǒng)供電的可靠性，在蓄電池放電到在蓄電池放電到額定電壓的額定電壓的75一一80(未放電至終止電壓未放電至終止電壓)時(shí)，就停止時(shí)，就停止放電，準(zhǔn)備充電。放電，準(zhǔn)備充電。15163浮充電運(yùn)行方式浮充電運(yùn)行方式 浮充電運(yùn)行方式就是浮充電運(yùn)行方式就是將充好電的蓄電池將充好電的蓄電池 GB與浮與浮充電整流器充電整流器 U2并聯(lián)運(yùn)行并聯(lián)運(yùn)行, 即整流器即整流器U2接帶母線上的經(jīng)接帶母線上的經(jīng)常性負(fù)荷，同時(shí)向蓄電池浮充電，使蓄電池經(jīng)常處于常性負(fù)荷，同時(shí)向蓄電池浮充電，使蓄電池經(jīng)常處于充滿電狀態(tài)，以承擔(dān)短時(shí)的沖擊負(fù)荷

11、。充滿電狀態(tài)，以承擔(dān)短時(shí)的沖擊負(fù)荷。 浮充電運(yùn)行方式既提高了直流系統(tǒng)供電的可靠性，浮充電運(yùn)行方式既提高了直流系統(tǒng)供電的可靠性，又提高了蓄電池的使用壽命所以得到了廣泛應(yīng)用。又提高了蓄電池的使用壽命所以得到了廣泛應(yīng)用。 浮充電運(yùn)行方式可用圖浮充電運(yùn)行方式可用圖8-3所示系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明所示系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明171819三、鎘鎳蓄電池的直流系統(tǒng)三、鎘鎳蓄電池的直流系統(tǒng) 鎘鎳蓄電池按其放電電流大小分為鎘鎳蓄電池按其放電電流大小分為中倍率放電型中倍率放電型(GNZ)和和高倍率放電型高倍率放電型 (GNG)兩種。兩種。 中倍率放電型鎘鎳蓄電池與鉛酸蓄電池性能相似，中倍率放電型鎘鎳蓄電池與鉛酸蓄電池性能相似，其設(shè)計(jì)選擇可

12、按鉛酸蓄電池進(jìn)行。其設(shè)計(jì)選擇可按鉛酸蓄電池進(jìn)行。 高倍率放電型蓄電池的內(nèi)阻小，瞬時(shí)放電串高達(dá)高倍率放電型蓄電池的內(nèi)阻小，瞬時(shí)放電串高達(dá)2030倍率，很適用于電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器的合、跳倍率，很適用于電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器的合、跳閘沖擊。閘沖擊。 國(guó)內(nèi)制造廠成套供應(yīng)的鎘鎳蓄電池直流系統(tǒng)屏，國(guó)內(nèi)制造廠成套供應(yīng)的鎘鎳蓄電池直流系統(tǒng)屏，適用適用110kv及以下電壓等級(jí)的發(fā)電廠和變電站。及以下電壓等級(jí)的發(fā)電廠和變電站。BZGN-10S型鎘鎳蓄電池直流系統(tǒng)由充電設(shè)備、蓄電池、浮充型鎘鎳蓄電池直流系統(tǒng)由充電設(shè)備、蓄電池、浮充電設(shè)備和相應(yīng)的開關(guān)及儀表組成，如圖電設(shè)備和相應(yīng)的開關(guān)及儀表組成，如圖2-6所示。所示。

13、2021 直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，沒(méi)有短路電流流過(guò)，時(shí)，沒(méi)有短路電流流過(guò)，熔斷器不會(huì)熔斷，熔斷器不會(huì)熔斷，仍能繼續(xù)運(yùn)行仍能繼續(xù)運(yùn)行。但是，這種接地故。但是，這種接地故障必須及早發(fā)現(xiàn)并處理，否則障必須及早發(fā)現(xiàn)并處理，否則當(dāng)出現(xiàn)兩點(diǎn)接地時(shí)可能當(dāng)出現(xiàn)兩點(diǎn)接地時(shí)可能引起信號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置回路引起信號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置回路不正確動(dòng)作。不正確動(dòng)作。短路：短路：A、E拒動(dòng)：拒動(dòng)：B、E誤動(dòng)：誤動(dòng)：A、B直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置直流系統(tǒng)監(jiān)察裝置221。絕緣監(jiān)察裝置的原理。絕緣監(jiān)察裝置的原理232。絕緣監(jiān)察裝置的簡(jiǎn)化接線。絕緣監(jiān)察裝置的簡(jiǎn)化接線KD242526電壓

14、監(jiān)察裝置電壓監(jiān)察裝置KV1：低電壓繼電器：低電壓繼電器 （0.75UN）KV2：過(guò)電壓繼電器：過(guò)電壓繼電器 （1.25UN ）27 通過(guò)電容通過(guò)電容C的的充放電延時(shí)來(lái)充放電延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。2-12閃閃 光光 裝裝 置置2829 是通過(guò)硅整流設(shè)備，將交流電源變換為直流電源，是通過(guò)硅整流設(shè)備，將交流電源變換為直流電源，作為發(fā)電廠和變電所的直流操作電源。作為發(fā)電廠和變電所的直流操作電源。一、硅整流電容儲(chǔ)能直流系統(tǒng)一、硅整流電容儲(chǔ)能直流系統(tǒng)儲(chǔ)能電容器組儲(chǔ)能電容器組為了保證在交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，為了保證在交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，仍然能使控制、保護(hù)及斷路器可靠動(dòng)作。仍然能使控制、保護(hù)及斷路器可靠

15、動(dòng)作。兩組整流器兩組整流器 U1和和 U2。 U1容量大，供給合閘電源；容量大，供給合閘電源； U2容量小，供給控制、保護(hù)電源。容量小，供給控制、保護(hù)電源。 V3保證只能由保證只能由U1 向向U2供電。供電。 V1、V2保證儲(chǔ)能電容器組不向直流母線供電。保證儲(chǔ)能電容器組不向直流母線供電。整流操作的直流系統(tǒng)整流操作的直流系統(tǒng)30書中圖有錯(cuò)P433132二、儲(chǔ)能電容器檢二、儲(chǔ)能電容器檢查裝置查裝置 為了防止儲(chǔ)能電為了防止儲(chǔ)能電容器開路或老化，容器開路或老化，即電容器容量降低即電容器容量降低或失效，應(yīng)定期檢或失效，應(yīng)定期檢查電容器的電壓、查電容器的電壓、泄漏電流和容量。泄漏電流和容量。檢查裝置電路圖如檢查裝置電路圖如圖所示圖所示3334作作 業(yè)業(yè)