第2课 操作电源

1、1 发电厂及变电所的二次回路发电厂及变电所的二次回路 南京师范大学电气与自动化工程学院 20052005年年9 9月月 制作制作 继继电电保保护护及及二二次次回回路路 2 第二章第二章 操作电源操作电源 一、概述一、概述 二、蓄电池组直流系统二、蓄电池组直流系统 三、直流三、直流绝缘监察装置和闪光装置绝缘监察装置和闪光装置 四、整流操作的直流系统四、整流操作的直流系统 作业作业 3 u应保证供电的可靠性，最好装设独立的直流应保证供电的可靠性，最好装设独立的直流 操作电源。操作电源。 u应具有足够的容量，事故时的母线电压不低应具有足够的容量，事故时的母线电压不低 于于90额定值。额定值。 u波纹

2、系数小于波纹系数小于5%。 u使用寿命长、维护工作量少、设备投资省、使用寿命长、维护工作量少、设备投资省、 噪音干扰小，布置面积小等。噪音干扰小，布置面积小等。 直直 流流 系系 统统 概概 述述 一、对操作电源的基本要求一、对操作电源的基本要求 4 1蓄电池直流电源蓄电池直流电源 蓄电池是一种蓄电池是一种独立独立可靠的可靠的直流直流电源，它电源，它 不受交流电源的影响。不受交流电源的影响。它是发电厂和变电站它是发电厂和变电站 常用的操作电源常用的操作电源。 二、操作电源的分类二、操作电源的分类 5 2电源变换式直流电源电源变换式直流电源 电源变换式直流电源是一种电源变换式直流电源是一种独立式

3、直独立式直 流流电源，其框图如图所示：电源，其框图如图所示： 6 3复式整流直流电源复式整流直流电源 复式整流直流电源是一种复式整流直流电源是一种非独立式非独立式的的直流直流 电源，其框图如图所示：电源，其框图如图所示： 7 4硅整流电容储能直流电源硅整流电容储能直流电源 硅整流电容储能直流电源是一种硅整流电容储能直流电源是一种非独立式非独立式的的 直流直流电源。它是由硅整流设备和电容器组成的。电源。它是由硅整流设备和电容器组成的。 5交流操作电源交流操作电源 交流操作电源交流操作电源直接使用交流电源直接使用交流电源。一般由电。一般由电 流互感器向断路器的跳闸回路供电；由厂流互感器向断路器的跳

4、闸回路供电；由厂(站站)用用 变压器向断路器的合闸回路供电；由电压互感变压器向断路器的合闸回路供电；由电压互感 器器(或厂用变压器或厂用变压器)向控制、信号回路供电。向控制、信号回路供电。 它只适用于不重要的终端变电站，或用于发它只适用于不重要的终端变电站，或用于发 电厂中远离主厂房的辅助设施。电厂中远离主厂房的辅助设施。 8 1经常性负荷经常性负荷 经常性负荷是经常性负荷是在各种运行状态下，由直流电源不间断供在各种运行状态下，由直流电源不间断供 电的负荷电的负荷。它包括：经常带电的直流继电器、信号灯、位。它包括：经常带电的直流继电器、信号灯、位 置指示器和经常点燃的直流照明灯，由直流供电的交

5、流不置指示器和经常点燃的直流照明灯，由直流供电的交流不 停电电源，即逆变电源装置等。停电电源，即逆变电源装置等。 2事故负荷事故负荷 事故负荷是指在事故情况下必须由直流电源供电的负荷，事故负荷是指在事故情况下必须由直流电源供电的负荷， 包括事故照明、汽轮机或一些重要辅助机械的润滑油泵、包括事故照明、汽轮机或一些重要辅助机械的润滑油泵、 发电机的氢冷密封油泵和载波通信的备用电源等。发电机的氢冷密封油泵和载波通信的备用电源等。 3冲击负荷冲击负荷 冲击负荷是断路器合闸时的短时冲击电流及此时直流母冲击负荷是断路器合闸时的短时冲击电流及此时直流母 线所承受的其它负荷线所承受的其它负荷(包括经常性负荷和

6、事故负荷包括经常性负荷和事故负荷)电流的电流的 总和。总和。 三、直流负荷的分类三、直流负荷的分类 9 蓄电池的电解液不同可分为蓄电池的电解液不同可分为酸性蓄电池酸性蓄电池和和 碱性蓄电池碱性蓄电池两种。两种。 酸性蓄电池常采用酸性蓄电池常采用铅酸蓄电池铅酸蓄电池。酸性蓄电。酸性蓄电 池一般适用于大型发电厂和变电站。池一般适用于大型发电厂和变电站。 碱性蓄电池适用于中、小型发电厂和碱性蓄电池适用于中、小型发电厂和 110kV以下的变电站。碱性蓄电池有以下的变电站。碱性蓄电池有铁镍、镉铁镍、镉 镍镍等几种。发电厂和变电站常采用等几种。发电厂和变电站常采用镉镍碱性蓄镉镍碱性蓄 电池电池。 蓄蓄 电

7、电 池池 直直 流流 系系 统统 10 蓄电池的容量蓄电池的容量(Q)是蓄电池蓄电能力的重要标志。是蓄电池蓄电能力的重要标志。 容量容量 Q是指定的放电条件是指定的放电条件(温度、放电电流、终止电压温度、放电电流、终止电压) 下所放出的电量称为蓄电池的容量，下所放出的电量称为蓄电池的容量，单位用单位用 A h(安培安培 小时小时)表示表示。 蓄电池放电至终止电压的时间称蓄电池放电至终止电压的时间称放电率，放电率，单位为单位为 h(小时小时) 。 一、蓄电池的容量一、蓄电池的容量 11 蓄电池的容量一般分为蓄电池的容量一般分为额定容量额定容量和和实际容量实际容量 两种。两种。 1 1额定容量额定

8、容量 蓄电池额定容量蓄电池额定容量是指充足电的蓄电池在是指充足电的蓄电池在2525o oC C 时，以时，以10h10h放电率放出的电能。放电率放出的电能。 2 2实际容量实际容量 蓄电池实际容量蓄电池实际容量与放电电流的大小关系甚大，与放电电流的大小关系甚大， 以大电流放电，到达终止电压的时间就短；以小以大电流放电，到达终止电压的时间就短；以小 电流放电，到达终止电压的时间就长。电流放电，到达终止电压的时间就长。 12 1蓄电池的直流系统蓄电池的直流系统 蓄电池直流系统是由充电设备、蓄电池组、浮蓄电池直流系统是由充电设备、蓄电池组、浮 充电设备和相关的开关及测量仪表组成。充电设备和相关的开关

9、及测量仪表组成。 二、蓄电池的直流系统及运行方式二、蓄电池的直流系统及运行方式 13 蓄电池组蓄电池组GB是由是由 不参加调节的基本不参加调节的基本(固定固定) 蓄电池蓄电池(n。)和参加调节和参加调节 的端电池的端电池(n)两部分组两部分组 成。成。采用端电池的目的采用端电池的目的 是为了调节蓄电池的接是为了调节蓄电池的接 入数目，以保证母线电入数目，以保证母线电 压稳定压稳定。端电池通过端。端电池通过端 电池调整器进行调节，电池调整器进行调节， 端电池调整器的工作原端电池调整器的工作原 理如图所示。理如图所示。 14 2充电充电放电运行方式放电运行方式 充电充电放电运行方式放电运行方式就是

10、将已充好电的蓄电池接带就是将已充好电的蓄电池接带 全部直流负荷，即正常运行是处于放电工作状态全部直流负荷，即正常运行是处于放电工作状态。 因为交流系统可能在蓄电池任何放电程度下发生故因为交流系统可能在蓄电池任何放电程度下发生故 障，为了保证直流系统供电的可靠性，障，为了保证直流系统供电的可靠性，在蓄电池放电到在蓄电池放电到 额定电压的额定电压的75一一80(未放电至终止电压未放电至终止电压)时，就停止时，就停止 放电，准备充电。放电，准备充电。 15 16 3浮充电运行方式浮充电运行方式 浮充电运行方式就是浮充电运行方式就是将充好电的蓄电池将充好电的蓄电池 GB与浮与浮 充电整流器充电整流器

11、U2并联运行并联运行, 即整流器即整流器U2接带母线上的经接带母线上的经 常性负荷，同时向蓄电池浮充电，使蓄电池经常处于常性负荷，同时向蓄电池浮充电，使蓄电池经常处于 充满电状态，以承担短时的冲击负荷。充满电状态，以承担短时的冲击负荷。 浮充电运行方式既提高了直流系统供电的可靠性，浮充电运行方式既提高了直流系统供电的可靠性， 又提高了蓄电池的使用寿命所以得到了广泛应用。又提高了蓄电池的使用寿命所以得到了广泛应用。 浮充电运行方式可用图浮充电运行方式可用图8-3所示系统来说明所示系统来说明 17 18 19 三、镉镍蓄电池的直流系统三、镉镍蓄电池的直流系统 镉镍蓄电池按其放电电流大小分为镉镍蓄电

12、池按其放电电流大小分为中倍率放电型中倍率放电型 (GNZ)和和高倍率放电型高倍率放电型 (GNG)两种。两种。 中倍率放电型镉镍蓄电池与铅酸蓄电池性能相似，中倍率放电型镉镍蓄电池与铅酸蓄电池性能相似， 其设计选择可按铅酸蓄电池进行。其设计选择可按铅酸蓄电池进行。 高倍率放电型蓄电池的内阻小，瞬时放电串高达高倍率放电型蓄电池的内阻小，瞬时放电串高达 2030倍率，很适用于电磁操作机构的断路器的合、跳倍率，很适用于电磁操作机构的断路器的合、跳 闸冲击。闸冲击。 国内制造厂成套供应的镉镍蓄电池直流系统屏，国内制造厂成套供应的镉镍蓄电池直流系统屏， 适用适用110kv及以下电压等级的发电厂和变电站。及

13、以下电压等级的发电厂和变电站。BZGN- 10S型镉镍蓄电池直流系统由充电设备、蓄电池、浮充型镉镍蓄电池直流系统由充电设备、蓄电池、浮充 电设备和相应的开关及仪表组成，如图电设备和相应的开关及仪表组成，如图2-6所示。所示。 20 21 直流系统发生一点接地直流系统发生一点接地时，没有短路电流流过，时，没有短路电流流过， 熔断器不会熔断，熔断器不会熔断，仍能继续运行仍能继续运行。但是，这种接地故。但是，这种接地故 障必须及早发现并处理，否则障必须及早发现并处理，否则当出现两点接地时可能当出现两点接地时可能 引起信号回路、控制回路、继电保护及自动装置回路引起信号回路、控制回路、继电保护及自动装置

14、回路 不正确动作。不正确动作。 短路：短路：A、E 拒动：拒动：B、E 误动：误动：A、B 直流系统监察装置直流系统监察装置 22 1。绝缘监察装置的原理。绝缘监察装置的原理 23 2。绝缘监察装置的简化接线。绝缘监察装置的简化接线 KD 24 25 26 电压监察装置电压监察装置 KV1：低电压继电器：低电压继电器 （0.75UN） KV2：过电压继电器：过电压继电器 （1.25UN ） 27 通过电容通过电容C的的 充放电延时来充放电延时来 实现的。实现的。 2-12 闪闪 光光 装装 置置 28 29 是通过硅整流设备，将交流电源变换为直流电源，是通过硅整流设备，将交流电源变换为直流电源

15、， 作为发电厂和变电所的直流操作电源。作为发电厂和变电所的直流操作电源。 一、硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统 储能电容器组储能电容器组为了保证在交流系统发生短路故障时，为了保证在交流系统发生短路故障时， 仍然能使控制、保护及断路器可靠动作。仍然能使控制、保护及断路器可靠动作。 两组整流器两组整流器 U1和和 U2。 U1容量大，供给合闸电源；容量大，供给合闸电源； U2容量小，供给控制、保护电源。容量小，供给控制、保护电源。 V3保证只能由保证只能由U1 向向U2供电。供电。 V1、V2保证储能电容器组不向直流母线供电。保证储能电容器组不向直流母线供电。 整流操作的直流系统整流操作的直流系统 30 书中图有错 P43 31 32 二、储能电容器检二、储能电容器检 查装置查装置 为了防止储能电为了防止储能电 容器开路或老化，容器开路或老化， 即电容器容量降低即电容器容量降低 或失效，应定期检或失效，应定期检 查电容器的电压、查电容器的电压、 泄漏电流和容量。泄漏电流和容量。 检查装置电路图如检查装置电路图如 图所示图所示 33 34 作作 业业 1。