《城市轨道交通牵引变电所运行与维护》 课件 02-9 交直流系统

项目二城市轨道交通供电系统设备《地铁变配电所运行与维护》任务2城市轨道交通供电系统设备第九节、交直流屏系统交直流屏系统主要用于发电厂和变电所中，为控制、信号、保护和智能装置（统称为控制负荷），以及为断路器电磁合闸装置、直流电动机、交流不停电电源(UPS)、事故照明(统称为动力负荷)等提供稳定的供电，如图2-102所示。任务2城市轨道交通供电系统设备一、交直流屏系统简介及其组成（一）交直流屏系统开关柜基本布局交直流屏系统开关柜由1面交流配电屏、1面直流充电屏、1面直流馈电屏和1面蓄电池屏组成，如图2-103所示。（二）交直流屏系统供电负荷正线交直流屏系统的供电负荷主要有二次控制回路、保护装置、智能控制装置、CP盘、电机储能回路等（加热、照明回路为交流电源）。主变电所交直流系统主要供电负荷有二次控制回路、保护装置、UPS等（加热、照明回路为交流电源）。任务2城市轨道交通供电系统设备直流操作电源系统供电原理如图2-104所示。

交流输入电源正常时，通过交流配电单元给各个整流模块供电。整流模块将交流电变换为直流电，经保护电器（熔断器或断路器）输出，一方面给蓄电池充电，另一方面经直流配电馈电单元给直流负载提供正常的工作电源。当交流输入电源故障停电时，整流模块停止工作，由蓄电池组不间断地给直流负载供电。任务2城市轨道交通供电系统设备二、交直流屏系统模块介绍（一）交流配电屏交流系统接线图如图2-105所示。图2-105中的符号与说明见表2-17。任务2城市轨道交通供电系统设备

1FV、2FV：防雷装置QF：空气开关kV：电压监测继电器交流配电屏配置，由交流400V两段母线馈出的抽屉开关各引出一路电源，作为交流配电屏的两路母线的进线电源，用1QF、2QF表示，母联开关3QF。交流配电屏设置自投自复功能，即当两路进线电源正常时，两路进线开关自动合闸，当一路进线电源失电时，该路进线开关自动跳闸，母联开关延时自动合闸投入，由另一路开关担负该段开关的全部交负荷用电；当该路进线电源恢复正常时，母联开关自动分闸退出，该路进线开关自动恢复供电。从交流配电屏两段母线各馈出一路开关到直流充电屏，作为直流充电屏内整流模块的交流输入端（一用一备）。双路交流电源的切换采用电磁操作的PC级自动转换开关实现，自带机械联锁和电气联锁，既可手动操作也可自动操作。自动操作方式下，由控制电路完成对两路交流进线电源的监测和自动切换控制。任务2城市轨道交通供电系统设备双电源自动切换控制功能见表2-18。任务2城市轨道交通供电系统设备（二）直流充电、馈电屏直流系统接线如图2-106所示。AU1~AU3：高频开关整流模块R1、R2：分流器CB：蓄电池QF3：整流器输出开关QS：母线联络开关（×）AVR：硅堆调压装置任务2城市轨道交通供电系统设备1、直流充电屏（1）直流充电屏内共配置四组（实训室三组）整流模块，各整流模块并联运行。从交流配电屏两段母线各馈出一路开关到直流充电屏，作为直流充电屏内整流模块的交流输入端。整流模块输出直流240V电压，送到直流母线和蓄电池屏，再通过直流馈电屏硅链进行降压为直流220V，供给全所的直流用电负荷。正常供电时，充电单元对蓄电池组进行均充电或浮充电，同时为系统的经常性直流负荷提供电源，由蓄电池组向冲击负荷供电。交流失电后，由蓄电池向全部负荷，包括经常性负荷、事故负荷、冲击负荷和事故照明负荷供电。任务2城市轨道交通供电系统设备（2）如图2-107所示，电力电源整流模块电压等级为：220V电压等级，使用的ZZG92A系列产品采用自冷和风冷相结合的散热方式，在轻载时自然冷却，符合电力系统的实际运行情况。

特点：

①模块化处理，故障模块可单独退出运行。②自动均流技术。③独立风道设计，散热效果好。④效率高，可达95%以上。⑤稳压限流运行功能。⑥输出电压、电流调节功能。⑦LED显示功能⑧保护功能（输入过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、输出过压保护等）任务2城市轨道交通供电系统设备2、充电模块的框图结构充电模块的框图结构如图2-108所示。任务2城市轨道交通供电系统设备

直流充电屏内设置集中监控和绝缘检测装置，对交直流开关柜内主要参数进行监控，对直流充电馈电屏母线及各支路绝缘进行检测，并配置交直流过压、欠压保护和蓄电池检测功能，对交直流屏正常运行提供重要的保护。

在直流系统中，发生一点接地并不引起任何危害，但必须及时消除。当因为直流回路再发生另一点接地时，一是：可能造成短路，损坏直流设备，保护装置因失电而失去作用，断路器因无操作电源不能电动操作；二是：使保护和控制回路发生误动作。任务2城市轨道交通供电系统设备3、硅堆降压装置对于阀控式铅酸蓄电池直流系统，当2V单体电池的个数大于104只时，充电装置对蓄电池组的充电电压降超过直流控制母线允许的变化范围（标称电压值的87.5%~110%），因此在充电装置、蓄电池组与直流控制母线之间需要串联一个降压装置，把控制直流母线的电压稳定在规定的范围之内。

硅堆降压装置的原理如图2-109所示。任务2城市轨道交通供电系统设备如图2-109所示，硅堆降压装置由降压硅堆(硅链)、执行继电器、控制单元和控制转换开关组成。降压硅堆四节串联控制转换开关（用于选择调压的控制方式）隔离开关执行继电器任务2城市轨道交通供电系统设备（三）蓄电池屏（1）蓄电池屏使用的是铅酸蓄电池。铅酸蓄电池具有可靠性好、材料易得、价格便宜的优点，但也存在能量低、质量和体积太大、放电短、寿命短的缺点。蓄电池屏由18块电池组成，每块电池又有6个单体为2V的电池组成。单体电池过压值2.45V，单体电池欠压值1.8V。电池容量主要有：降压所73AH和牵混所106AH两种。

（2）正常运行时，从直流充电屏母线引入一路直流240V用电，为蓄电池组充电，蓄电池组充电完成后，处于浮充电状态。当发生交流电源或整流模块失电时，蓄电池自动投入运行，为全所的直流负荷提供不间断的直流电源。

蓄电池组每年都需要进行一