第2章操作电源课件

1、第2章 操作电源 本章内容 概述 蓄电池直流系统 直流系统监察装置和闪光装置 硅整流电容储能直流系统第2章操作电源2-1 概 述一、操作电源的基本要求(1) 保证供电的可靠性，最好装设独立的直流操作电源，如蓄电池操作电源，以免交流系统故障时，影响操作电源的正常供电。(2) 具有足够的容量，能满足各种工况的对功率的要求。(3) 具有良好的供电质量。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% 。(4) 使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积合理。第2章操作电源波纹电压波纹系数：直流电中交

2、流分量和直流电压之比称为波纹系数，多用来衡量滤波品质。 直流输出电压乘上波纹系数就是波纹电压。 第2章操作电源微型直流操作电源直流屏UP5-8500YH型直流操作电源第2章操作电源直流操作电源直流电源柜第2章操作电源2-1 概 述二、操作电源的分类按电源性质交流操作电源直流操作电源独立操作电源非独立操作电源蓄电池直流电源电源变换式直流电源复式整流直流电源硅整流电容储能直流电源按电压等级220V110V48V24V用于强电回路用于弱电回路第2章操作电源各种操作电源的简介1、蓄电池直流电源原 理蓄电池是一种可以重复使用的化学电源充电时，将电能转变为化学能储存起来放电时，将储存的化学能转变为电能送出

3、特 点 独立、可靠，不受交流电源影响，能重复使用 连接成蓄电池组，作为直流操作电源第2章操作电源各种操作电源的简介2、电源变换式电源原 理正常运行时事故时AC220VDC48VACDC220GB充电DC48V特 点 具有220V和48V两个电源电压第2章操作电源各种操作电源的简介3、复式整流直流电源原 理 正常运行时由厂（站）用变压器T和电流互感器TA供电 由厂（站）用变压器T供电 事故时 由电流互感器TA供电特 点 容量大，可用于复杂二次系统第2章操作电源各种操作电源的简介4、硅整流电容储能直流电源原 理 正常运行时厂（站）用电源经整流后操作电源向电容器充电 事故时电容器放电，向重要负载供电

4、。特 点 不独立，容量小，事故时只能短时向重要负载供电。第2章操作电源各种操作电源的简介5、交流操作电源直接使用交流电源供电类型由电流互感器向断路器跳闸回路供电由厂（站）用变压器向断路器合闸回路供电由电压互感器（或厂用变压器）向控制、信号回路供电特 点简单、方便、投资小，适用于不重要的终端变电站或发电厂的辅助设施。第2章操作电源2-1 概 述三、直流负载按用电特性经常性负载冲击负载事故负载在各种运行状态下，由直流电源不间断供电的负载。包括： (1)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。 (2)由直流供电的交流不停电电源，即逆变电源装置。 (3)为弱电控制提供的弱电电源

5、变换装置事故情况下必须由直流电源供电的负载，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。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载（包括经常性负载和事故负载）电流的总和第2章操作电源2-2 蓄电池直流系统蓄电池按电解液酸性蓄电池碱性蓄电池如：铅酸蓄电池 其特点是：端电压较高(2. 15V)，冲击放电电流较大,适用于断路器跳、合闸的冲击负载。但寿命短，充电时逸出有害的硫酸气体因此，蓄电池室需设较复杂的防酸和防爆设施。一般适用于大型发电厂和变电站。如：镉镍蓄电池 碱性蓄电池体积小、寿命长、维护方便、无酸气腐蚀，但事故放电电流较小，适

6、用于中、小型发电厂和110kV以下的变电站。碱性蓄电池有铁镍、镉镍等几种。发电厂和变。站常采用镉镍电池。蓄电池直流系统按运行方式充放电运行浮充电运行将已充好电的蓄电池接带全部直流负荷，正常运行处于放电状态，当蓄电池放电到一定程度时，应及时充电将已充好电的蓄电池与浮充电整流器U2并联运行，即U2接带经常性负荷，同时向蓄电池浮充电，使蓄电池经常处于充满电状态，以承担短时冲击负荷第2章操作电源一、蓄电池的容量是在指定的放电条件（温度、放电电流、终止电压）下所放出的电量，单位用Ah（安培小时）表示。蓄电池的容量(Q)是蓄电池蓄电能力的重要标志。蓄电池放电至终止电压的时间，单位为h （小时）率。蓄电池的

7、容量Q蓄电池放电率蓄电池的额定容量蓄电池的实际容量充足电的蓄电池在250C时，以10h放电率放出的电能（Ah） 蓄电池的实际容量与温度、放电电流、电解液的密度及质量、充电程度等因素有关，为第2章操作电源2-2 蓄电池直流系统一、铅酸蓄电池直流系统组 成硅整流设备电流表电压表双投开关蓄电池组电流表端电池组端电池调整器1、充-放电运行方式的 蓄电池直流系统工作原理直流母线交流电源 放电时最左断开合 接入母线给负荷供电 随着放电进行，S1右移增加蓄电池数目保证母线电压稳定第2章操作电源2-2 蓄电池直流系统一、铅酸蓄电池直流系统1、充-放电运行方式的 蓄电池直流系统工作原理 充电时 放电电压为75%

8、80%Ue时，开始充电。 启动U1与GB并联运行最右最右合闸（2-3、5-6）合闸 随着充电，S1左移保证母线电压稳定 随着充电，S2左移将充好电的GB停止充电第2章操作电源2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统充电设备浮充设备蓄电池组端电池调整器I 段直流母线II 段直流母线分段直流母线投切开关测量表计闪光母线第2章操作电源2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统正常运行合闸合闸正常位置GB与U2并联运行，GB浮充第2章操作电源2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统不正常运行如：系统故障或U2退出GB放电，带全部负荷直至系统恢复或U2恢复第2章操作电源300MW汽轮发电机组220V直流系统（动力部分）铅酸

9、蓄电池直流系统实例1 第2章操作电源300MW汽轮发电机组220V直流系统（控制与信号部分）铅酸蓄电池直流系统实例 2第2章操作电源二、镉镍蓄电池的直流系统同学们自学第2章操作电源2-3 硅整流电容储能直流系统 硅整流直流电源与蓄电池组电源相比，由于具有寿命长、投资省、维护简便、占地面积小等优点，在中小型变电所中得到应用，尤其是35kV及以下变电所。硅整流电源是一种非独立式电源，与一次交流系统的运行工况有关。由于操作电源的重要性，须采取相应措施以保证和提高该种电源的供电可靠性。 第2章操作电源2-3 硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统组 成三相桥式整流电路三相隔离变压器单相隔离变

10、压器单相桥式整流电路储能电容器合闸母线控制母线起逆止阀的作用限流作用低电压继电器只允许I母线向II母线供电当U2输出电压降低到一定程度或消失时，由KV发出预告信号保护V3第2章操作电源2-3 硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统工作原理 在正常情况下 U1、U2向直流负载 供电；同时向CI、 CII充电。 在事故情况下 CI、CII供电给继电保 护和断路器跳闸回路其中CI只向1号保护供电CII只向2号保护供电逆止作用逆止作用第2章操作电源2-3 硅整流电容储能直流系统二、储能电容器 检查装置为防止储能电容器开路或老化，应定期检查储能电容器的电压、泄漏电流和容量。工作原理 电压检查P

11、V和SM1用来监测电容器CI和CII两端电压。 泄漏电流此时测的是CI的电压PA1、SB1测CI的泄漏PA2、SB2测CII的泄漏如：按下SB1，PA1可测得CI泄漏电流解除检查回路如：按下SB2，PA2可测得CII泄漏电流第2章操作电源2-3 硅整流电容储能直流系统二、储能电容器 检查装置工作原理 容量检查组成时间继电器KT电压继电器KV信号继电器KS转换开关SM原理储能电容按整定时间放电后，若容量充足，可使KV动作，点亮信号灯第2章操作电源2-3 硅整流电容储能直流系统二、储能电容器 检查装置容量检查过程 不检查时在Cw位置CII接入CI接入检查CI时置换到CICI向KT放电，KT动作接入

12、R1CII供电给1路、2路母线，CI处于检查放电状态KT延时闭合常开触点，若残压整定值，KV动作KS动作发信号，点亮指示灯检查CII时自行分析！第2章操作电源2-4 直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置问题 直流系统一般分布较广，系统复杂并且外露部分较多，工作环境多样，易受外界环境因素的影响，使直流系统绝缘水平降低，甚至可能使绝缘损坏而发生接地。一点接地虽不会影响到直流系统的正常工作，但它是一个非常危险的不正常状态，必须及时发现和处理。否则，在此状态下，其它地方又出现另一点接地，从而造成两点接地，可能引起控制回路、信号回路、继电保护和自动装置等不正确的动作，甚至熔断器熔断，使直流系统供电

13、中断，造成严重后果。 第2章操作电源2-4 直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置举例说明 A点接地后，又在B点接地情况结果：断路器误跳闸 E点接地后，又在B点接地情况结果：断路器拒动，且熔 断器熔断 直流系统的绝缘不良易引起继电保护装置的误动或拒动，如出口继电器回路，继电器跳闸回路接地或绝缘不良，在发生直流系统一极绝缘不良时，将可能发生断路器的误跳。因此，在直流系统中应装设绝缘监察装置。第2章操作电源2-4 直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置基本要求（1）应能正确反映直流系统中任一极绝缘电阻下降。当绝缘电阻降至1520K及以下时，应发出灯光和音响预告信号。（2）应能测定绝缘电阻下

14、降的极性（正极或负极），以及绝缘电阻的大小。（3）应有助于绝缘电阻下降点（接地点）的查找。第2章操作电源2-4 直流系统监察装置和闪光装置（一）简单的绝缘监察装置组 成转换开关电压表SA+对地母线- 对地工作原理 SA置+地U(+) SA置-地U(-) SA置mUm绝缘电阻第2章操作电源第2章操作电源2-4 直流系统监察装置和闪光装置（一）简单的绝缘监察装置绝缘判定 U(+)=0, U(-)=0时直流系统绝缘良好 U(+)=0, U(-)=Um时正母线接地 U(+)= Um , U(-)=0时负母线接地 U(+), U(-)=0Um时按公式估算R(+),R(-)第2章操作电源2-4 直流系统监

15、察装置和闪光装置（二）电磁型继电器构成的绝缘监察装置（1）信号电路由信号电路和测量电路两部分组成。是根据直流电桥的工作原理构成。R1=R2=1千欧正极绝缘电阻负极绝缘电阻继电器 电路构成直流电桥电路 工作原理正常时，电桥平衡，K1不动作某极绝缘电阻下降时，电桥不平衡，K1中流过电流，K1动作，发声、光信号。第2章操作电源（2）测量电路 电路也是直流电桥电路R3=R4=R5=1千欧绝缘监察电压表电压和欧姆双刻度转换开关 测量原理正常时，R3触头位于中间，电桥平衡，欧姆刻度指向。正极绝缘电阻下降时SM1转到I位，1-3接通调整R3使电桥平衡，并读取R3的百分比数x再将SM1转到II位，2-4接通读

16、V中的R值xR第2章操作电源（2）测量电路 电路也是直流电桥电路 测量原理正常时，R3触头位于中间，电桥平衡，欧姆刻度指向。正极绝缘电阻下降时负极绝缘电阻下降时将SM1转到II位，2-4接通调整R3使电桥平衡，并读取R3的百分比数x再将SM1转到I位，1-3接通读V中的R值xR第2章操作电源（3）绝缘检查装置电路电路分段直流母线信号部分测量部分绝缘电阻下降的极性测量电路 每一段直流母线都配有一套信号电路 两段直流母线共用一套测量电路 两段直流母线并联运行时,只投一套信号电路此时,QK1,QK2都断开,切断K1 SM是用于切换测量电路的投切母线段.第2章操作电源2-4 直流系统监察装置和闪光装置

17、二、电压监察装置监视直流系统母线电压过电压继电器低电压继电器光字牌 电压过低,KV1动作 电压过高,KV2动作 点亮光字牌,发出预告信号第2章操作电源2-4 直流系统监察装置和闪光装置三、闪光装置作为信号灯的闪光电源电路闪光继电器内部电路结构试验按钮白色信号灯工作原理 正常时闪光继电器不工作发白光不带电 按下SB时发闪光闪光继电器工作 某一断路器事故跳闸时间断地获得较低和较高的正电位第2章操作电源第2章操作电源 WZJ系列微机直流系统绝缘监察装置，广泛用于发电厂、变电站的直流操作电源和其他具有直流操作电源的系统，用来监察直流系统电压绝缘和各个支路的绝缘及分布电容状况。 WZJ-4型微机直流系统

18、绝缘监察装置原理接线图见前图。其电路原理大致可分两个部分，即 常规监察部分；支路巡检部分。 在常规检测部分中，用两个变化的分压器取出正对地电压和负对地电压，送A/D转换器，经微机处理和数字计算后，数字显示电压值和母线对地绝缘电阻值，监察无死区，当电压过高、过低或电阻过低时发出根应的报势馆号，报警定值可以自行整定。 在支路巡检部分中，用一低频率的信号源对地馈人直流系旋杯用一小电流互感器同时穿套在各支路的正负引出线上，由于通过互感器的直流电流的大小相等、方向相反，产生的磁场互相抵消，所以互感器不反应直流部分的信号。而当发送在正、负母线上的交流信号幅值相等、方向相同时，在互感器二次侧就可反应出正、负极对地电阻和分布电容的泄漏电流矢量和，然后将阻性和容性区分开来，经A/D转换器送微机进行数据处理后，数字显示支路号和对应的电阻值。WZJ-4型微机直流系统绝缘监察装置原理第2章操作电源 装置为全自动化设计，运行过程中不需要人工操作，只有连续两次发现被监测的直流系统的运行参数超出整定值时才发报警信号，当直流系统的运行参数恢复正常时，只需一次检测即可消除报警信号。 当装置发出直流母线绝缘下降报警信号时，装置将自动进入检测直流系统各分支绝缘的运行状态，并投人信号源（7V，15一25 Hz），逐条检查各支路的阻抗和容抗的情况，并自动把绝缘降低的