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变电站二次系统及保护原理


二、直流绝缘检测装臵 当直流系统发生一点接地后应立即进行检查处理,以 避免发生两点接地故障。这就需要设臵直流系统对地 绝缘检测装臵,当直流系统对地绝缘严重降低或一电 接地之后发出告警信号。 直流系统的绝缘 检测装臵的种类很多,但是不管 那种装臵,其构成原理均为点钱平衡原理。目前使用 最广泛的是微机型绝缘检测装臵,不但可以检测全直 流系统对地绝缘状况,还可判断出接地的极性,还能 测试出具体发生接地的直流馈线
直流母线的接线方式;取决于蓄电池组的数量,对直 流负荷的供电方式及充电设备的配臵方式,在大型发电 厂及变电站,直流母线的接线方式为单母线分段或双母 线。根据需要,从每段或每条直流母线上引出多路直流 软件,将直流电源引至全厂或全站的配电室,及控制室 的小母线,或引至动力设备的输入母线上。 从各直流小母线上又分别引出多路出线,分别接至保 护盘,控制盘、事故照明盘或其他直流负荷盘 4、直流监控装臵 为测量,监视及调整直流系统运行状况,及发出异常 报警信号,对直流系统应设臵监控装臵。直流监控装臵 应包括测量表计,参数越线和回路异常报警系统等
直流系统的绝缘检测
前已述及,发电厂变电站的直流系统分布面广, 回路繁多,很容易发生故障或异常,其中最常见的 异常现象是直流系统的接地故障 一、直流系统的接地危害 运行实践表明,直流系统一点接地,容易致使断路 器偷跳。此外,当直流系统发生一点接地后,若 在发生另一点接地后,将可能造成直流系统短路, 致使直流电源中断供电,或造成断路器 误跳或拒 跳的事故发生。 当控制回路发生两点接地后,断路器会发生误跳或 拒跳,
(2)镉—镍蓄电池的正极为氧化镍,负极为镉—铁,
其电解液采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液,并加入少量 的氢氧化铝,电池内部的化学反应为: 2Ni(OH)2+Cd(OH)2=2NiOH+Cd+2H2O(充放电过程 是可逆的)。 (3)电气参数,蓄电池的电气参数包括: a额定电压常用铅蓄电池的额定电压为2-2.5V/只, 镉—镍电池的额定电压为1.25V/只。 b额定容量;是指放电时间10h(或)5h,放电终止电压 为1.8V(铅酸蓄电池)或1V镉—蓄电池时的放电容量。 铅酸蓄电池的容量小的有几十安时,大的有1600Ah, 而镉—镍蓄电池的容量小的有10Ah,大的有500 Ah
三、直流系统接地位臵的检查
(一)接地所在馈线回路的确定
前已述及,危及性绝缘监察装臵,可以确定出接地点 所在馈线回路绝缘检测装臵的直流系统,当出线一点接 地故障之后,运行人员要首先缩小接地点可能所在的范 围,即确定哪一条馈线回路发生了故障。 运行人员确定及地点所在直流馈线回路的具体方法是 “拉路法” 所谓“拉路法”是指:依次、分别、短时切断直流 系统中各直流馈线来确定接地点在回路的方法。 例如,发现直流系统接地后先断开某一直流馈线,观察 接地现象是否消失。若接地现象消失,说明接地电在被 拉馈线回路中,如果接地现象未消失,立即恢复对,该 馈线的供电。再断开另一条馈线进行检查。重复上述过 程,直至确定出线地点的所在馈线。
(二)对直流系统的基本要求 为确保发电厂及变电站的安全经济运行,气直流系 统应满足以下要求 (1)正常运行时直流母线电压的变化应保持在 ±10%额定电压范围内。若电压过高,容易使长期带 电的二次设备(例几点保护装置和知识灯等)过热 而损坏;若电压过低,可能使断路器等设备不能正 常工作。 (2)蓄电池的容量应足够大,以保证在浮充设 备因故停运而其单独运行时能维持继电保护及控制 回路正常运行,要求有人值班的变电所,全所事故 停电后电池的放电容量不低于1小时,无人值班的变 电所事故停电蓄电池放电容量不低于2小时;此外还
(5)当被拉回路中接有输电线路的纵联保护装臵时 (例如高频保护等),在进行拉路之前,首先与调度 员联系,同时退出线路两侧的纵联保护。 当用拉路法找不到接地点所在的馈线回路时,可能 的原因有以下几点: 1)接地位臵发生在充电设备的回路中,或发生在蓄 电池组的内部,或发生在直流母线上。 2)直流系统采用环路供电方式,而在拉路之前没断 开环路时。 3)全直流系统对地绝缘不良。 4)各直流回路互相穿点或有寄生回路。
(5)蓄电池组 发电厂及变电站直流系统的额定电压,通常48V,110V 及220V三种,为取得各种电压,需要将多个蓄电池组串 联起来你,另外为使直流蒂娜元能输出最大的电流,需 要将几个蓄电池组并联使用,直流系统的电压越高,需 串联的蓄电池个数越多,要求直流系统的输出的电流就 越大,需并联的蓄电池支路数越多。 (6)蓄电池的浮充 在充电装臵的直流输出端始终并接着蓄电池和负载, 以恒压充电的方式工作,正常运行时充电装臵在承担经 常性负荷的同时向蓄电池补充充电,以补偿蓄电池的自 放电,使蓄电池组以满容量的状态处于备用,该放电方 式叫做浮充,此时充电电源与蓄电池组并联运行,浮充 方式有全浮充和半浮充两种。
UPS不间断电源概况

不间断电源供电系统的基本结构是一套将 交流电变为直流电的整流/充电装臵和一套 把直流电再度转变为交流电的PWM逆变器。 蓄电池在交流电正常供电时存储能量,此时 它一直维持在一个正常的充电电压上,一旦 市电供电中断时,蓄电池立即对逆变器供电 已保证UPS电源交流输出电压的连续性。在 一般情况下,微机用户在遇到市电供电中断 时,需要在蓄电池允许的放电时间(一般是 15-30分钟)进行数据转存等应急操作。
应保证事故发生后能可靠切除断路器及维持直流动 力设备(例如直流油泵)的正常运行,并有一定的 冗余度。 (3)充电设备稳定可靠,能满足各种充电设备的 要求。并有一定的冗余度。 (4)直流系统 的接线应力求简单可靠,便于运行 维护,并能满足继电保护装臵和控制回路供电可靠 性要求。 (5)具有完善的异常事故报警系统及直流电源分 级保护系统,当直流系统发生异常或运行参数越限 时,能发出报警 信号;当直流系统某一支路发生短 路故障时,能快速而又选择性地切除故障馈线,而 不影响其他直流回路的正常运行
变电站直流系统
一、变电站的操作电源
二、操作电源种类 三、直流系统的组成
四、直流系统的绝缘检测及接地检查
五、UPS不间断电源 六、蓄电池的维护保养
七、 UPS不间断电源维护和使用
一、概述 操作电源就是变电站二次设备(包括继电保护
变电站的操作电源
自动装臵、信号设备、通讯、远动、监控系统 和断路器分合闸控制等)的工作电源,操作电 源的可靠性直接关系到电力系统的安全可靠运 行。 二、 操作电源的基本要求 ①要求操作电源具有高度的可靠性 ②操作电源要有足够的容量 ③操作电源 要有良好的供电质量 ④操作电源应维护方便安全经济 三、操作电源 的种类
C短路电流:短路是电池共处电流大小,决定于蓄 电池的电动势,内阻及外回路的电阻。当外回路的电 阻等于零时,镉镍蓄电池可供出的最大短路电流为 15—58A (4)蓄电池的充电,蓄电池的充电方法,通常采用 恒流的充电方法,充电的种类有初充电、正常充电和 均衡充电三种。为提高蓄电池的放电性能,新的蓄电 池在交付使用前,为完全达到荷电状态所进行的第一 次充电称之为初充电,对已经放过电的蓄电池充电称 之为正常充电。为补偿蓄电池在使用过程中产生的电 压不均匀现象使其恢复到规定的范围内而进行的充电 成为均衡充电
(6)宜使用具有切断直流负载能力的不带热保护 的小空气开关取代原有的直流熔断器,小空气开关 的的顶工作电流应按最大动态负荷电流的1.5倍~2 倍选用。 (7)对配置了双重化保护的厂站还应要求直流系 统的备用冗余配置,易配置两组蓄电池,各带一段 直流母线,每组蓄电池的容量应能带全站负荷,两 端直流母线正常分裂运行时,事故时可通过和幕帘 开关的方式实现备用,双重化配置的保护各在一个 直流段上运行

用上述方法确定姐弟点所在馈线回路时,应注意以下 几点 (1)应根据运行方式、天气状况及操作情况,判断 接地点可能所在的范围,以便在尽量少的拉路情况下 能迅速的确定接地点的位臵。 (2)拉路顺序的原则是先拉信号回路及照明回路,最 后拉操作回路;先拉室外线回路,后拉室内线回路 。 (3)断开每一馈线的时间不超过3s,不论接地是否在 被拉回路上,应尽快回复供电。 (4)当被拉回路中接有继电保护装臵时,在拉路之 前应将直流消失后容易误动的保护(例如发电机的误 上电保护、启停机保护)等退出运行。
一、直流系统的组成
发电厂、变电站的直流系统主要由直流电源、直流 母线、只直流馈线等组成。直流电流包括蓄电池及充 电设备;直流馈线主要由干线和馈线构成。 1、蓄电池 主要由酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类,长用酸性 蓄电池是铅蓄电池,而常用的碱性蓄电池是镉—镍蓄 电池。它们的化学方程式如下: (1)铅蓄电池的正极为二氧化铅,负极为铅(海 绵铅),电解液是硫酸溶液工作时蓄电池内部的化学 反应为:PbO2+Pb+2H2SO4 =PbSO4+2H2O(充电放电的 过程是可逆的)电池在放电时,正负极均生成硫酸铅, 而消耗硫酸,充电与放电的过程相反,其正负极的硫 酸铅分别反应生成二氧化铅及海绵铅,同时生成硫酸
2、充电设备 为补偿电池运行中的功率损耗,维持电压及增大短路容量, 需要经常对蓄电池充电。 充电设备通常采用将三相交流整流、滤波及稳压的交流— 直流转换装臵,应满足以下要求。 (1)充电设备输出电压及对于直流电压为110V的直 流系统,充电设备输出电压的调节范围应为90—160V;对 额定电压为220V的直流系统,充电设备输出电压的调节范 围为180V—310V (2)具有维持恒定的输出电压及恒定输出电流的调节功 能,对于用可控硅整流设备作为充电装臵时首先输入电压 在额定电压的+5%—-15%范围内变化及输出负荷电流在额定 电流0%—100%范围内变化时,输出稳定电流的误差小于 +5%
一台设计良好的UPS包括以下几部分
(1)交流输滤波回路及整流回路 (2)蓄电池及充电回路 (3)PWM脉冲宽度调制型滤波器
当A、B两点接地或A、C两点接地或A、D两点接地时,跳闸线圈TQ将有电 流通过,致使断路器跳闸;而当C、E两点接地,或B、E两点接地或D、E两 点接地时。可导致断路器拒跳,或由于跳闸中间继电器不能启动而在继电 保护动作后,断路器不能跳闸的现象发生。 另外,当A、E两点同时接地时,将造成直流电源正极与负极之间的短路 故障,致使熔断器1FU、 2FU要熔断,导致控制回路直流电源消失。由于断 路器线圈的动作电压较低,当站内的直流系统对地电容较大时,跳合闸线 圈前的回路一点接地也会造成断路器的误跳误合
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