直流系统异常与事故处理11

1、授课标题授课人主要内容主要内容单击添加标题单击添加标题直流系统故障处理直流系统故障处理直流系统常见故障直流系统常见故障蓄电池组直流操作系统蓄电池组直流操作系统操作电源概述操作电源概述 操作电源主要内容：主要内容：v操作电源概述操作电源概述v蓄电池组直流操作系统蓄电池组直流操作系统v硅整流电容储能装置直流系统硅整流电容储能装置直流系统v复式整流装置直流系统复式整流装置直流系统v直流系统的绝缘监察与电压监察装置直流系统的绝缘监察与电压监察装置操作电源概述概述v发电厂及变电所中各种电气设备的操作、控制、保护、信号及自动装置，都需要有可靠的供电电源，由于这种电源特别重要，所以一般都专门设置，通常又称其

2、为操作电源。大中型发电厂及变电所主要采用直流操作电源。一、对操作电源的基本要求一、对操作电源的基本要求v（1）应保证供电的可靠性：最好装设独立的直流操作电源，以免交流系统故障而影响操作电源的正常供电。v（2）具备足够的容量：满足全厂（所）事故停电时，直流电源负荷、最大冲击负荷及1h事故照明等用电需要；且能保证直流母线电压在规定的额定值（正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于5额定值；事故时操作电源母线电压不低于90额定值；失去浮充电源后，在最大负载下的直流电压不低于80额定值），波纹系数小于5。v（3）满足经济和实用的要求：要求其使用寿命长、维护工作量小、投资省、占地面积小、噪声干扰小等。v

3、二、操作电源的种类v直流操作电源（以下简称直流电源）又分为独立电源和非独立电源两种。所谓独立电源是指不受外界影响的固定电源，如蓄电池组直流电源；非独立电源有复式整流和硅整流电容储能直流操作电源等。其电压等级分为220V、110V、48V、24V等。v1蓄电池直流电源系统v蓄电池是一种可多次充电使用的化学电源，由多节蓄电池组成一定电压的蓄电池组，作为与电力系统运行状态无关的独立可靠的直流操作电源，即使发电厂或变电所交流系统全部停电，仍能在一段时间内可靠地给部分重要设备供电，是最稳定、最可靠的直流电源。v2电源变换式直流电源系统v电源变换式直流电源系统，是由220V交流电源经可控整流变为48V直流

4、电源，供全厂48V操作用电并对蓄电池进行浮充电；同时可经逆变装置将直流电源变为交流电源，再整流为220V直流电源的多功能新型独立电源，在中、小型变电所中得到广泛应用。v3复式整流直流电源系统 v在正常运行状态下，由厂用变压器经整流取得直流220V电源；在事故状态下，由电流互感器的二次短路电流，通过铁磁谐振稳压器变为交流电压，、经整流作为事故电源，供保护装置、断路器跳闸等重要负荷在紧急状况下使用。复式整流直流电源依靠系统的交流电源，属非独立的直流电源。v4硅整流电容储能直流电源系统v硅整流电容储能直流电源由硅整流设备和电容器组组成。在正常运行时，厂用交流电源经硅整流设备变为直流电源，作为全厂的操

5、作电源并向电容器充电。在事故情况下，将电容器储存的电能向重要负荷（继电保护、自动装置和断路器跳闸回路）放（供）电，以确保继电保护及断路器可靠动作。v 三、直流负载的分类v 发电厂及变电站的直流负载，按其用电特性的不同分为经常负载、事故负载和冲击负载三类。v 1经常负载v 经常负载指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包括：v （1）经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器；v （2）经常点亮的直流照明灯；v （3）经常投入运行的逆变电源等。v 一般来说，经常负载在总的直流负载中所占的比重是比较小的。v 2事故负载v 事故负载指正常运行由交流电源供电，当厂（站）自用交流电源消失后由直流

6、电源供电的负载。它一般包括有：事故照明、汽机润滑油泵、发电机氢冷密封油泵及载波通讯备用电源等。v 3冲击负载v 冲击负载是指直流电源承受的短时最大电流，它包括断路器合闸时的冲击电流和当时所承受的其它负载电流（经常负载与事故负载）。v 上述三种负载是选择直流电源的主要依据。蓄电池组直流电源系统蓄电池组直流电源系统v蓄电池组直流电源系统是电力系统首选的独立操作电源系统，它电压平稳、容量大、供电可靠，适用于各种直流负荷。虽然蓄电池还具有价格贵等缺点，但目前大中型发电厂中仍广泛采用蓄电池组直流电源系统。v一、蓄电池概述v1蓄电池的分类v按电极材料和电解液的不同，蓄电池可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。

7、蓄电池组直流电源系统蓄电池组直流电源系统v（1）酸性蓄电池。传统的老式蓄电池都是酸性蓄电池，其电解液是2737的硫酸水溶液，电极是以二氧化铅（PbO2）为正极板和铅（Pb）为负极板的特制绒状铅板，所以又称为铅酸蓄电池。此种蓄电池容量大、冲击放电电流大、端电压也相对较高（2.15V）；但其寿命较短（一般为810年）、占地面积大、充电时会逸出有害的硫酸气体、维护工作量大。蓄电池组直流电源系统蓄电池组直流电源系统v新型铅酸蓄电池保留了原有铅酸蓄电池容量大的优点，其放电过程的化学反应也不变（充电后期正极板析出氧气，负极板析出氢气）。由于其中采用了无锑合金，提高了负极析氢过电位，抑制了氢气的析出；采用特

8、制安全阀，使电池保持一定内压；采用超细玻璃纤维隔板，并在隔板中预留气体通道，使正极产生的氧气沿气道传递至负极，在负极析氢前发生化学反应生成水，实现氧氢循环复合，达到氢体内部自我吸收，可以实现蓄电池密封，不需维护。因此，这种新型蓄电池在电力系统中正逐步扩大其应用范围。蓄电池组直流电源系统蓄电池组直流电源系统v（2）碱性蓄电池。镉镍碱性蓄电池是近20年发展起来的高可靠、免维护型新产品。其电解液是20的氢氧化钾（KOH）水溶液，电极用氢氧化镍Ni（0H）3作正极，用镉（Cd）作负极时叫镉镍蓄电池，用铁（Fe）作负极时叫铁镍蓄电池。此种蓄电池体积小、容量大、使用寿命长（可达20年左右），端电压为1.3

9、5V，无有害气体污染。在发电厂和变电所中已有广泛应用。v2蓄电池的容量及放电率v蓄电池的容量（Q）)是蓄电池蓄电能力的重要标志。容量Q是指定的放电条件（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，单位用Ah（安培小时）表示。v蓄电池放电至终止电压的时间称放电率，单位为h（小时）。v蓄电池的容量一般分为额定容量和实际容量两种。额定容量是指充足电的蓄电池在额定容量是指充足电的蓄电池在25时，以时，以10h放放电率放出的电能。电率放出的电能。vQN=INtNv式中 QN 蓄电池的额定容量，Ah；v IN 额定放电电流，即10小时放电率的放电电流，A；v tN 放电至终止电压的时间，一般为

10、10h。v 蓄电池的实际容量与极板的面积、电解液的密度、放电电流的大小、充电程度及环境温度等有关，因此实际容量为v Q=Itv 式中 Q 蓄电池的容量，Ah；v I 非10小时率的放电电流，A；v t 放电时间，h。v 电池的放电率是指放电至终止电压的快慢。采用不同的放电率，其蓄电池的容量是不同的，铅酸蓄电池规定以10h放电率为标准放电率。当以10h放电率放电到终止电压的容量约是以1h放电率放电到终止电压时容量的2倍。v 二、蓄电池直流系统的运行方式v 在发电厂和变电所中，蓄电池直流系统的运行方式有两种，即充电放电运行方式和浮充电运行方式。目前，多数直流系统都采用浮充电运行方式。v 1充电放电

11、运行方式v 充电放电运行方式就是将充好电的蓄电池组接在直流母线上对直流负荷供电，同时断开充电装置。当蓄电池放电到其容量的7580时，为保证直流供电系统的可靠性，即自行停止放电，准备充电，改由已充好电的另一组蓄电池供电。v 2浮充电运行方式v 浮充电运行方式就是将充好电的蓄电池组与浮充电整流器并联工作，平时由整流器供给直流负荷用电，并以不大的电流向蓄电池组浮充电（以补充电池因有漏电而使其电压下降的缺陷），使蓄电池处于满充电状态。浮充电运行的蓄电池组能承担短时冲击负荷（如断路器合闸电流）和事故负荷。v蓄电池按浮充电方式运行，相对充电放电方式而言大大减少了充电次数。除由于交流系统或浮充电整流器U2发

12、生故障，蓄电池转入放电状态运行后，需要进行正常充电外，平时每个月只进行一次充电，每三个月进行次核对性放电，放出额定容量的5060，终期电压达到1.9V为止；或进行全容量放电，放电至终止电压(1.751.8V)为止。放电完了，应进行一次均衡充电(或称过充电)，这是为了避免由于浮充电流控制的不准确，造成硫酸铅沉淀在极板上，影响蓄电池的输出容量和降低其使用寿命。直流系统常见故障：直流系统常见故障：v 交流配电单元可能出现的故障有：输入电压过高、过低、缺相、无电压输出、自动空气开关跳闸、防雷损坏等。v 交流配电单元出现故障时，充电柜自身有声光报警外，监控模块能同时显示故障类别，运行人员可根据提示的信息

13、进行维护。运行人员可把充电柜上部小门的故障报警/消音开关打到故障报警/消音开关“消音”，关掉告警声，故障排除后，故障指示灯灭，蜂鸣器可发声提示故障已排除，再把故障报警/消音开关打到“报警”，以便对下一次故障进行报警。v 雷雨季节，要经常检查防雷回路，保证防雷器与防雷地可靠连接。观察防雷器的窗口，呈绿色时，表示防雷器正常，呈红色时，表示防雷器已损坏，要立即更换。直流熔断器配置原则直流熔断器配置原则v1.信号回路由专用熔断器供电，不得与其它回路混用。v2.对一组保护装置控制多组断路器应注意：（1）每一断路器的操作回路应分别由专用 直流熔断器供电； （2）保护装置的直流回路由另一组直流熔断器供电。直

14、流熔断器配置原则直流熔断器配置原则v3.有两组跳闸线圈的断路器，其每一跳闸回 路应分别由专用直流熔断器供电。v4.有两套纵联保护的线路，每一套的直流回路应分别由专用直流熔断器供电；后备保护的直流回路可由另一组专用直流熔断器供电，也可适当地分配到前两组直流供电回路。v5.只有一套纵联保护和一套后备保护的线路，直流回路应分别由专用直流熔断器供电。机柜通信常见故障解决办法：机柜通信常见故障解决办法：vA监控单元设置的口号或地址不对，重新设置地址即可。vB通讯线错误或通讯线有断路现象，更换或修改通讯线即可。vC监控单元的通讯口有问题，换另外的串口进行通讯。直流系统事故处理：直流系统事故处理：正常情况下

15、直流电源突然消失的处理：v1 值班员应立即汇报值长，听候处理(包括对可能误动的保护采取紧急措施等)。v2 迅速对蓄电池、充电装置及有关直流熔断器进行检查，排除故障。v3 处理不好时，立即汇报分管领导，省调管辖设备的保护装置失电还应汇报调度。v4 在未处理好之前，应对站内设备加强监视。v5 直流电源恢复正常后，应立即汇报，听候处理（包括解除对可能误动的保护采取的紧急措施等）。正常倒闸操作中的直流电源中断的处理：正常倒闸操作中的直流电源中断的处理：v1 立即停止操作，判明故障性质和范围（是部分回路直流中断还是全站直流中断），并立即汇报，听候处理。v2 迅速检查，查明原因，排除故障。v3 处理不好时

16、，立即汇报主管领导。v4 未处理好之前，应对站内设备加强监视。v5 直流电源恢复正常后，立即汇报调度，听候处理。故障设备的保护电源中断的处理故障设备的保护电源中断的处理 事故发生时,若故障设备的保护电源中断，继电保护自动装置无法动作切除故障，应该执行：v1 迅速手动执行，即手动拉开应跳开关，切除故障点。v2 将事故简况及已采取的紧急措施立即汇报当值调度和分管领导。v3 对现场设备及保护电源进行检查。v4 将事故具体情况及现场设备检查情况详细汇报当值调度，听候处理。v5 处理不好时，立即汇报并转检修。故障设备的保护电源、控制电源全部中断的故障设备的保护电源、控制电源全部中断的事故处理事故处理v若

17、条件允许，应立即采取现场手动跳闸的方式切除故障点。v若情况紧急，可采取立即拉开上一级开关的方式切除故障点。 v立即将事故情况及采取的紧急措施汇报当值调度和领导。 v对现场设备及直流电源进行检查，排除故障。 v将事故具体情况及现场设备检查情况，详细汇报听候处理 。全站直流电源中断的处理全站直流电源中断的处理vA.迅速采取现场手动跳闸的方式切除故障点。 vB将事故情况及已采取的紧急措施简要汇报当值调度和分管领导。 vC.对现场设备及直流电源进行检查。vD. 将事故具体情况及现场设备检查情况详细汇报，听候处理。直流接地寻找及注意事项v如发生直流接地，首先应根据直流系统接线方式和二次继保工作情况以及气

18、候条件来分析可能接地的范围。当发生直流接地时应暂停涉及直流二次回路的工作。直流接地故障一般寻找顺序直流接地故障一般寻找顺序v1 检查事故照明回路、直流信号回路；v2 处于热备用、冷备用的设备；v3 检修试验或刚投入的设备；v4 检查直流柜、充电设备和蓄电池；v5 检查35kV、220kV线路控制回路；v6 母线、主变保护控制回路；v7 电压切换回路。寻找接地的注意事项寻找接地的注意事项v1 寻找直流接地，若需切断调度管辖设备的直流电源时，应征得调度许可后方可进行。v2 用拔熔丝法拉回路时，应先拔正极熔丝，后拔负极熔丝。放上时顺序相反，并且断开直流回路时间越短越好，不论该回路接地与否均应予以恢复

19、。v3 检查交流电压切换回路，应先停用有关保护。此工作一般由专业人员进行。v4 寻找接地故障时，拆动的信号回路接线应恢复正常，并做好记录。v5 在寻找接地时，应使用高内阻的电压表；v6 在寻找和处理直流故障时，必须两人以上进行。v7 当遇保护装置内部接地故障时，应请专业人员处理。v8 直流接地的寻找，运行人员只寻找至某单元设备接地为止。v9 保护回路，电压切换回路，在寻找接地故障时不允许拆线头。查找直流接地的操作步骤和注意事项有哪些？v（1） 查找接地点禁止使用灯泡寻找的方法； v（2） 用仪表检查时，所用仪表的内阻不应低于 2000/V； v（3） 当直流发生接地时，禁止在二次回路上工作；v

20、（4） 处理时不得造成直流短路和另一点接地；v（5） 查找和处理必须由两人同时进行；v（6） 拉路前应采取必要措施，以防止直流失电 可能引起保护及自动装置误动。直流两点接地有何后果？说明原因。 (1)两点接地可能造成断路器误跳闸； (2)两点接地可能造成断路器拒动； (3)两点接地造成熔丝熔断。用试停方法查找直流接地有时找不到接地点在哪个系统,可能是什么原因?v当直流接地发生在充电设备、蓄电池本身当直流接地发生在充电设备、蓄电池本身和直流母线上时，用拉路方法是找不到接和直流母线上时，用拉路方法是找不到接地点的。当直流采取环路供电方式时，如地点的。当直流采取环路供电方式时，如不首先断开环路也是不能找到接地点的。不首先断开环路也是不能找到接地点的。除上述情