光伏电站直流及UPS系统运行规程

光伏电站直流及UPS系统运行规程第一节概况1为了保证开关的控制、信号、继电保护、自动装置等控制负荷及直流事故照明负荷可靠供电，装设电压为220V的蓄电池1组，对控制负荷和事故照明负荷混合供电。2蓄电池基本参数项目技术参数项目技术参数标称电压DC220V单体电池额定电压2V蓄电池个数104只单体电池浮充电电压2.25V蓄电池容量200Ah单体电池均衡充电电压2.35V事故放电时间2小时单体电池放电终止电压1.87V直流母线电压范围在均衡充电运行情况下，直流母线为标称电压的85%～110%（187V～242V）3UPS不间断电源技术参数表工作运转方式TUREON-LINE在线式UPS型号×MI50DRP-220输入相数单相L+N+GND电压相电压(160～300)VAC频率范围(50±5%)Hz发电机跟踪范围对发电机频率在（47.5～52.5）Hz内同步跟踪输出额定容量5kVA额定电压单相220VAC电压精度(220±1%)VAC输出频率(50±0.5%)Hz（电池状态）输出波形纯正弦波功率因数0.8波形失真度<3%（线性满载）过载能力150%维持1分钟后转旁路；>150%立即转旁路，过载消除后自动恢复到UPS供电并机负载电流不平衡度≤5%切换时间0ms效率（ACAC）>85%直流源直流电压220V保护过载保护转旁路供电过热保护>85oC转旁路供电短路保护自动限流并关断UPS，断路器跳开过压保护UPS输出过压转旁路欠压保护电池欠压关UPS显示LED指示市电灯、逆变灯、旁路灯、电池欠压灯、过载灯、故障灯LCD显示输入、输出、电池电压；输入、输出频率；负载百分比；UPS工作状态等告警蜂鸣器市电断电、电池低压、输出过载、UPS异常等界面RS232接口智能监控软件(选件)环境参数工作温度（0～40）℃相对湿度<95%（不凝结）噪音<55dB（一米距离）机械指标尺寸(mm)W×D×H426×430×355重量(kg)95kg第二节直流系统的运行1直流系统概述1.1220V直流系统母线采用单母线辐射型供电运行方式，设置主屏五面（其中电池屏2面，馈线屏2面，充电屏1面），五面屏全部布置在电子设备间。系统设有集中监控器，一组蓄电池组和一套高频开关电源，一套微机型直流接地自动检测装置，蓄电池组配置电池巡检仪，相关信息送至集中监控器。1.2正常运行时，高频开关电源由二路互为备用的380V交流电源供电，将交流整流为直流电后，高频开关电源接入充电母线，给蓄电池浮充电并同时经馈电母线给直流负荷供电。1.3直流控制电源系统配置一套微机型集中监控装置，通过与配电单元和充电模块内置的监控单元及蓄电池巡检装置、绝缘监测装置进行通讯，实现对充电装置、输入交流、蓄电池组、直流母线及直流输出回路等进行监视、测量和控制，并与电站计算机监控系统实现数据通讯。2直流系统工作原理2.1高频开关电源采用微机型高频开关电源，模块并联组合方式供电,模块配置按N+1配置，共3只。高频开关电源由微机监控单元和电源模块组成。模块可带电插拔。单个模块输出不小于20A。装置组装在一面柜内。2.2高频开关电源应采用微机控制，满足对蓄电池组的初充电、浮充电和补充充电的要求。高频开关电源应有自动控制（微机监控单元）和手动控制两种方式，当自动控制单元故障或检修时，转入手动控制。微机控制的自动化程序具有以下功能：2.3初充电程序：首先对蓄电池以恒流（0.1C10）充电，当电压上升到设定电压时自动转为恒压充电，当恒压充电电流小于整定值（0.01C10）时，3小时后发出初充电完毕信号并自动转为浮充电。2.4正常充电程序：正常以恒定电压对蓄电池进行浮充电，并能根据环境温度自动对浮充电压进行补偿。2.5均衡充电程序：在正常浮充电运行状态下，每间隔3～12个月(可根据用户要求整定)，微机控制高频开关电源自动由浮充电状态转入均衡充电状态。均衡充电时，首先对蓄电池以恒流（0.1C10）充电，当电压上升到系统最高允许电压时自动转为恒压充电，当恒压充电电流小于整定值（0.01C10）时，3小时后自动返回到浮充电状态。2.6交流失电后补充充电程序：当高频开关电源交流失电后恢复供电时，能根据交流失电期间蓄电池的事故放电容量进行补充充电。当失电期间事故放电容量不大于设定值时，交流恢复供电后自动转为浮充电方式运行；当失电期间事故放电容量大于设定值时，交流恢复供电后按均衡充电程序对蓄电池进行补充充电，在此过程中自动记录对蓄电池的充电容量，当为恒压充电状态且充电容量达到蓄电池放电容量时，自动转为浮充电运行。2.7装设微机监控器具有单体电池在线放电测试功能。检测蓄电池组运行工况，对蓄电池组充、放电进行动态管理，并具备对蓄电池温度进行补偿的功能。3直流系统的运行规定3.1直流系统工作方式由站用电提供两路交流输入电源，通过交流配电单元进行自动切换，给各个充电模块供电。正常工作时，充电模块将交流电变为直流电，一方面给蓄电池组进行浮充电，另一方面经直流配电单元给直流负荷（经常性负荷）供电；当控制负荷或动力负荷需要较大冲击电流时，由充电模块及蓄电池组共同供电；当交流输入故障停电时，充电模块停止工作，由蓄电池组不间断地给直流负载供电。3.2交流进线采用双路供电，并可互为备用。设备中高频开关电源模块构成整流系统，冗余配置，正常工作时，互为备用，当其中一台模块故障时，不影响其他模块输出。主电路采用了不同分断能力的直流断路器，对控制输出、合闸输出及蓄电池输出，利用不同容量等级电流的直流断路器对系统进行合理的上下级配合保护。监控单元是以触摸式人机界面为控制中心，对直流系统的充电浮充电、绝缘监察、电池巡检、故障报警等进行自动控制，具有很强的抗干扰功能。正常时，由触摸屏控制整流模块的运行，直接向控制母线供电；并且负责对蓄电池的均充和浮充电，浮充电压为2.25(×n)，均充电压为2.33(×n)，充电电流值小于等于0.1CA.高频开关整流模块既可作为各支路的工作电源，又可给蓄电池充电，合母回路的冲击性负荷则由蓄电池直接供电。3.3直流系统接线方式采用单母线接线方式，蓄电池组与充电装置接在一段母线上。系统配置一组200Ah蓄电池、一套由高频开关电源模块组成的充电装置。直流控制电源采用辐射方式的一级配电进行供电。3.4系统正常运行在浮充电状态，母线电压保持在蓄电池组的浮充电压（阀控密封铅酸蓄电池的浮充电压通常取12.23V/cell），母线电压通常为230V±1V，由充电装置供电；当有大电流合闸操作时，充电装置可提供110～130%Ie的电流（Ie为充电模块的额定输出电流），其余电流由蓄电池组提供。3.5正常运行时高频开关整流器自动进行浮充，微机接地巡检仪、电源监控单元装置投入自动。3.6正常运行时电气的控制、保护、自动和调节装置没有做过直流拉合试验的直流电源不得中断其供电。确实需要中断供电的必须做好防范措施后，经主管生产领导批准。3.7直流系统的熔断器上下级应严格按照冗余配合，当直流系统发生短路、冲击时，必须仔细检查各级熔断器是否完好，空气开关是否跳闸。如果熔断器熔断或开关跳闸，则应查明原因尽快恢复。3.8直流屏上各回路配备的熔断器，在调试及投运前应进行各级熔断器拉、合直流试验，以防各级熔断器配合不当，引起保护误动或越级跳闸。3.9启动充电前，应检查直流母线电压和整流器的运行情况，充电装置启动后，应加强对整流器工作状态及母线电压的检查和监视。3.10整流器可在浮充电、均衡充电方式下运行，它们对应着不同的充电电压值，浮充电电压和均衡充电电压可以根据要求调整。3.11直流系统的对地电压正常为±115V，当直流系统接地电阻大于整定值时即认为直流系统绝缘降低或接地，直流接地时应尽快查找消除。3.12不得将整流器作为电源单独向负载长期供电。3.13两个不同电源供电的设备，不允许在受电侧进行电源并列，只有在母线并联以后才允许先合后拉。3.14当220V直流系统两段母线并列运行时，二个直流电源并列，应符合下列条件：极性相同；电压相等。当任一组母线有接地信号时，禁止将母线并列。3.15直流回路绝缘检查，由触摸屏通过绝缘检测模块对每个回路母线绝缘进行监测，同时能在液晶屏上显示绝缘状态和具体回路号，并发出报警信号。4直流系统启动程序4.1I、II路交流电源操作由双电源切换装置分别控制两路交流电源的切换，合上整流模块交流进线开关，整流模块即开始工作，模块自身有V/A显示。当I路交流电源失电时II路交流电源自动投入，如将双电源切换装置打到分位置时，请将拨动开关扳向手动位置，用手柄将双电源切换装置打到分位置，此时没有交流输出。注意：双电源切换装置处于手动状态时，系统无交流切换功能，可能出现直流屏交流输入失电的情况。4.2启动整流模块整流模块在交流上电时可自启动，如需要模块停止工作，只需要关断对应的开关，再次启动时，重新合上对应的开关即可。模块工作指示绿灯亮（启动是软启动需3-4秒），启动后模块显示输出电压（在模块有选择按钮，可进行模块自身输出电压、电流等显示的切换）。直流屏出现模块通讯异常时并不影响模块的正常输出。4.3蓄电池组操作：4.3.1严格按电池连线图，将蓄电池分别串联接入，切勿反向串联或并联，严禁接错电池的正、负极。4.3.2蓄电池组接入回路后，投入蓄电池组总开关（或电池组熔断器），电池组电压可从液晶屏或电池电压表上直接读取。4.3.3新投运的蓄电池及蓄电池经放置一段时间后，一般应对蓄电池进行补充电，以确保电池组有足够的容量。4.4充电操作：4.4.1限流充电：高频开关整流模块启动后如果充电电流大于0.1CA，系统自动将整流模块转入限流状态，降低整流模块电压使整流模块给电池充电电流限为0.1CA，随着电池电压上升至均充电压时，整流模块退出限流状态，并自动转入稳压状态，整流模块输出电压为系统均充电压。4.4.2均充条件（均充电压设定值）：充电电流达到转均充电流设定值（0.08C）时或系统正常运行18天后，系统自动进入均充状态。4.4.3浮充条件（浮充电压设定值）：当充电电流小于此设定值(0.02C)时延时3小时自动转换到浮充状态栏。并当均充时间超过24时自动转换到浮充状态。5直流系统的检查与维护5.1直流系统投运前的检查项目：5.1.1检查所有检修工作票结束，检修交待完整，所有安全措施均已拆除，一、二次回路清洁完整，绝缘试验合格。5.1.2检查整流器输入开关、整流器输出开关、直流母线的电源开关、直流母线的负荷开关均断开。5.1.3检查整流器盘内外观良好，无异状且连接完好。5.1.4监控装置声、光报警信号良好，试验信号灯指示良好。5.2直流母线系统及整流器的检查维护：5.2.1整流器运行方式符合当前要求，整流器在浮充电方式，无异常报警，盘面各灯光指示正常。5.2.2整流器盘内各部分清洁完整、保险良好，各元件及连接点无过热变色现象，声音正常。5.2.3整流器运行参数在规定范围内。5.2.4各刀闸、电缆无发热现象，配电柜门锁好。5.2.5整流器运行时盘面各表计指示正常，指示灯的状态指示正常。5.2.6母线电压、浮充电压符合规定值。5.2.7直流系统绝缘良好，无接地现象。5.2.8直流系统监控装置、直流绝缘监测装置正常。5.3蓄电池组的检查维护5.3.1电池外壳和极柱温度是否正常。5.3.2极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾逸出。5.3.3电池壳盖有无变形、渗液。5.3.4电池组各连接处有无松动。4.3.5蓄电池屏内温度正常，通风良好，不应有酸气过重现象。第三节直流系统的异常运行和事故处理1直流系统接地1.1现象：1.1.1预告信号警铃响；1.1.2直流母线接地信号发出；1.1.3就地直流母线绝缘监测仪上绝缘电阻降低（金属性接地则该极降至零），另一极电压升高（金属性接地时电压升高至母线电压）。1.2处理：1.2.1用微机绝缘监测仪查找接地；1.2.2用微机绝缘监测仪确定接地支路；1.2.3检查直流母线正、负极对地电压，查明接地极性及程度；1.2.4对于有关接地支路负荷，在不影响系统正常运行的情况下联系有关方面后进行拉、合操作，确定接地地点；1.2.5在微机绝缘监测仪发生故障或无法确定接地点时，进行试拉各路可疑回路，查找接地。1.3查找接地应遵循下列原则：1.3.1不能危及系统安全；1.3.2试拉各路可疑回路时，应遵循先室外，后室内；先次要，后重要的原则；1.3.3在试拉前应征得值长同意。1.4查找接地顺序：1.4.1在接地故障发生时操作的设备；1.4.2易发生漏水、汽蚀、受潮的回路；1.4.3允许瞬时拉合直流电源的回路；1.4.4对运行无影响的回路；1.4.5重要负荷；1.4.6绝缘监测装置、整流装置；1.4.7母线或蓄电池组；1.4.8对于积灰较严重，且受潮，绝缘普遍下降的系统，应立即对母线及端子进行清扫，然后再找故障。1.5发生接地后，值班人员应迅速查找，并将接地点隔离，及时处理。1.6查找直流接地注意事项：1.6.1对不稳定接地，可待其稳定后进行查找；1.6.2停止直流回路的所有工作，以免造成两点接地或短路等异常情况；1.6.3试拉重要负荷或解除有关信号、控制、保护回路应先经联系，做好安全措施,并征得值长同意；1.6.4查找直流系统接地点时应有二人进行，一人选择，另一人进行监视接地变化情况，以判断设备有无接地。2熔断器熔断的处理2.1现象2.1.1熔断器有熔断现象；2.1.2如蓄电池熔丝熔断，则直流母线电压及微机整流装置输出电流降低，发“电池熔丝断”报警信号；2.1.3如整流装置输出熔丝熔断，则直流母线电压降低，整流装置输出电流为零，蓄电池放电。2.2处理2.2.1检查有关报警信号，确认报警正确；2.2.2故障设备若有备用，应切换至备用设备运行，停用故障设备；2.2.3检查故障保险，查明原因排除故障，更换保险；2.2.4正常后，恢复原运行方式。3直流母线电压异常的处理3.1现象：3.1.1直流母线电压表指示异常；3.1.2发相应的直流系统电源故障信号。3.2处理：3.2.1检查整流装置是否正常，蓄电池开关是否跳闸；3.2.2检查是否因负荷变化引起，若是则重新调整负荷分配；3.2.3若为误报警，通知检修处理。4整流装置跳闸处理4.1现象4.1.1预告信号警铃响；4.1.2发相应的直流系统充电装置故障信号；4.1.3直流母线电压降低，整流装置输出电流为零，蓄电池放电。4.2处理4.2.1检查有关信号，确认报警正确；4.2.2检查整流装置有无异常，保护动作情况，如系装置本身故障，应迅速查明原因，排除故障，恢复运行；若非本身故障，系外部引起应排除故障，恢复运行。5直流母线电压消失5.1直流母线电压消失，主要原因可能为母线短路引起，若故障点明显，立即将故障点隔离，恢复送电。5.2若发现负荷保险熔断或严重发热，查明该回路确无短路后，方能送电。5.3若故障点不明显，应断开母线全部负荷和电源开关，测定母线绝缘，用硅整流装置对母线试送电，正常后再送蓄电池组，然后逐个恢复直流负荷。5.4直流系统发生短路后，应对蓄电池组进行全面检查。第四节UPS的运行及切换操作1UPS系统概述1.1电站设有一套交流不停电电源系统（UPS）,容量为5kVA。本系统包括逆变器、静态开关、手动维修旁路开关、隔离变压器、配电盘等。电站交流不停电电源系统为220V单相两线制不接地系统。当UPS单元需退出维护时，UPS负荷可通过手动旁路开关进行不断电的切换到旁路运行。UPS电源主要供：计算机监控系统和远动、保护装置等。1.2电站设置两套容量为5kVA的静止型交流不停电电源系统（UPS）,两套UPS正常时并联运行，各带50%负荷；一套UPS故障时，另一套UPS无间隙承担100%负荷，不影响总系统输出供电。1.3每个台UPS设置有单独的输出开关，可以通过关闭任一台输出，使之退出系统便于维护，另外一台正常供载。2UPS正常运行时的检查2.1检查各指示灯表计指示，旁路电源供电正常。2.2检查整流器、逆变器、静态开关运行正常。2.3检查各附件无异常振动，及过热现象，风扇运行正常。2.4检查UPS的控制面板显示正常，无报警信号。3正常运行时，若UPS本身无故障时，不得进行UPS各种方式的切换（主路、旁路与逆变之间的切换），UPS的切换与试验工作应安排在检修期间进行。4UPS操作面板说明按键说明（1）输入指示灯:市电供电输入指示。（2）旁路指示灯:市电供电输出指示。（3）输出指示灯:逆变器供电输出指示。（4）电池能量指示灯:电池能量即将耗尽指示。（5）负载超载使用指示灯:用户用电量超载指示。（6）故障指示灯:UPS故障指示。（7）LCD液晶显示器:数据信号显示。（8）LCD显示循环切换按钮:数据信号显示项目切换按钮。（9）UPS开关机循环按键:UPS日常开关机循环按键。（10）UPS通讯设置键（11）LCD翻页键5UPS的启动和停止按下“开关机循环按键”后，UPS逆变器开始启动，约20秒后转换成UPS逆变器供电输出；UPS由内部供电装置提供纯净的交流输出电源。再按下开关机循环按键后，可将UPS逆变器关机，改由市电旁路供电。此键主要作为UPS日常开关机使用。6UPS的操作程序6.1开机前准备工作：为使UPS能正常无误运转，开机前请确认下列事项。6.1.1所有开关处于OFF位置；6.1.2确认配线是否正确并检查输入电源及直流（电池）极性是否附合机器规格；6.1.3确认并机通讯线是否连接，固定螺丝拧紧。6.1.4确认其输出线是否就近并联，且每一台UPS的输入和输出电源线长度是否保持相同；6.1.5确认每一台UPS的备用电源来自同一回路220V交流电源。6.1.6负载不接；6.1.7用万用表检查输入电压是否合乎UPS所需的电压(220V15%)。7第一次开机操作程序（在确认上列开机准备工作无误后，请依下列方法开机）LED灯符号代表意义如下：点亮熄灭7.1请先将主机后板上空气开关往上扳为ON。主机操作面板输入指示灯与旁路指示灯同时亮起；7.2将其中一台主机操作面板开关机循环按键开关按下，操作面板输入指示灯与旁路指示灯持续明亮，LCD显示“市电正常，电池正常，旁路输出”；7.3经过20秒后操作面板输入指示灯明亮，旁路指示灯熄灭，输出指示灯明亮，LCD显示市电(AC)正常(OK)，电池(BAT)正常(OK)，由UPS逆变器(INVERTER)供电输出(OUTPUT)；7.4切断UPS输入电源，市电指示灯熄灭，LCD显示市电(AC)断电(LOSS)，电池(BAT)正常(OK)，由UPS逆变器(INVERTER)供电输出(OUTPUT)。UPS每隔4秒发出鸣叫声，表示UPS目前是使用直流源供电运转。(UPS鸣叫声约90秒后，自动停止鸣叫，等到直流源电力即将耗尽，会每隔1秒再发出鸣叫警告声。)7.5恢复UPS输入电源，市电指示灯亮起，按下LCD显示循环切换按钮切换显示项目，检查显示值是否正常，即完成第一次开机程序。7.6请测量输出电压是否为所需电压后，关闭该主机，按上述步骤（1-5）操作另一台主机。也测量输出电压是否为所需电压后，并联运行两台UPS机器，再把负载接至UPS输出端，把输出空气开关合上，正式启用由UPS提供的纯净电源。7.7按下LCD显示循环切换按钮切换显示各项目运行参数是否正常。8日常开关机操作程序日常使用中如欲开机或关机，请依下列方法操作：UPS日常关机时，按下位于操作面板UPS开关机循环按键即可关机。此时UPS处于旁路状态，输出由市电供电。UPS日常开机时，按下UPS开关机循环按键即可激活。9长时间不用，开关机操作程序如超过10天不使用UPS时，请先按下位于操作面板UPS开关机循环按键关机后，再将位于主机后板上空气开关置于OFF处。如超过3个月以上不使用时，请依照第一次开机方法，让UPS运行。第五节UPS的一般故障处理1“逆变器故障”面板信号灯闪亮1.1原因：1.1.1逆变器输出电压太高，高于正常输出电压；1.1.2逆变器输出电压太低，低于正常输出电压；1.1.3负载可能短路；1.1.4逆变器控制线路供电故障；1.1.5直流供电保险丝可能断路。1.2处理：1.2.1检查输出电流是否大于额定值，应检查过载原因；1.2.2撤消短路负载；1.2.3检查UPS装置本身。2.旁路故障，面板信号灯闪亮2.1原因：2.1.1没有市电；2.1.2市电缺相；2.1.3市电超出范围。3当厂用电受到冲击波动或事故状态下切换时，都会发出“UPS”故障信号，在厂用电恢复正常运行后，应按“复位”按钮，检查UPS运行状态正常。4其它状况处理UPS运转状况显示及不正常时的处理方式：请核对UPS面板的指示灯、LCD显示值及蜂鸣器的鸣叫声，即可得知UPS运转是否异常，若UPS异常运转，请依面板指示状况对应的处理方式处理。4.1LED面板显示状况如下:“输出负载：100%”；说明：UPS运转状况:市电正常供电，UPS正常运转，负载满载使用。处理方式:不需处理。4.2LED面板显示状态如下：“电池电压：×××V”说明：UPS运转状况:市电正常供电，UPS正常运转，直流源电力充足。处理方式:不需处理。4.3LED面板显示状况如下:“输入电压：220V”说明：UPS运转状况:市电以220Vac正常供电，UPS正常运转。处理方式:不需处理。4.4LED面板显示状况如下：“电池电压：×××V”说明：UPS运转状况:市电正常供电，UPS正常运转，直流源电力低。处理方式:电源板故障，请更换电源板。4.5LED面板显示状况如下：无显示4.5.1UPS运转状况:市电正常供电，且转由市电供电。操作面板UPS开关机循环按键未按下，UPS未启动。（2）处理方式：请依状况处理流程图-B处理。4.6LED面板显状况下:“输出负载：125%”说明：UPS运转状况:市电供电，UPS过载125%运转，负载超载指示灯明亮，蜂鸣器长鸣叫警告。处理方式：请减