变电所的直流系统解析.docx

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变电所的直流系统解析

变电所的直流系统解析

一、变电所直流系统的作用

变电所的直流系统时独立的重要操作电源，主要用于开关的控制、继电保护、自动装置、信号装置、监控系统、事故照明等的电源。

二、直流系统的组成及各元件的作用

1、直流系统的组成：

直流系统由蓄电池、充电装置、直流母线、绝缘监察装置、电压监察装置、闪光装置、负载等组成。

2、直流系统各元件的作用：

⑴、蓄电池：

是变电所直流系统的备用电源。

正常情况下，变电所的直流负载是由充电装置供电，蓄电池处于浮充电状态，以补充蓄电池的自放电，处于备用状态，当直流充电装置失去交流电源或充电装置故障，那么变电所的直流负载的供电就由蓄电池供给。

一般变电所蓄电池配置的容量为300Ah，以30A电流放电，理论上计算可以放10个小时，以足够的时间进行直流系统故障处理。

⑵、充电装置：

是供给变电所直流负载的主要电源。

平时充电装置向直流负载供电的同时，以很小的电流向蓄电池以浮充电，以补偿蓄电池的自放电，使蓄电池始终处于满充状态。

充电装置每季度还向蓄电池进行一次静态放电，每月向蓄电池进行一次动态放电，以解决因蓄电池间自放电不同，出现部分落后电池，而进行一次过充电，并延长蓄电池的寿命。

⑶、直流母线：

直流母线是汇集和分配直流电能的设备。

充电装置将输出的直流电汇集到直流母线，再通过直流母线将电能分配到各个直流负载中去。

⑷、绝缘监察装置：

是监察直流系统正极和负极电源对地绝缘情况的一套装置。

当直流正极或负极绝缘下降，某极对地电压达到设定的整定值时（一般整定为150V），绝缘监察装置发出预告信号，便于值班员检查处理。

⑸、电压监察装置：

是监察直流母线电压的一套装置。

当直流母线电压高于或低于设定的整定值时（一般整定为直流母线电压高于250V、低于170V），电压监察装置发出“直流电压过高”或“直流电压过低”预告信号，便于值班员及时调整直流母线电压。

⑹、闪光装置：

是反映断路器与控制开关所对应位置的一种信号装置。

当断路器位置与控制开关不对应时，发出红灯或绿灯闪光，便于值班员故障判断。

三、直流系统接线方式

1、直流系统母线接线方式：

直流母线采用单母分段方式，Ⅰ、Ⅱ母线之间分别装有分段开关QK11、QK21。

充电装置直流输出到直流公用母线，再通过直流Ⅰ、Ⅱ段母线分段开关QK11、QK21分别向直流Ⅰ、Ⅱ段母线供电。

直流公用母线还接有绝缘监察装置、降压装置（降压硅链）和蓄电池组。

直流母线还分为控制母线1

（2）KM+、合闸母线1

（2）HM+、闪光母线1

（2）SG+和直流负极共用母线1

（2）DCM－。

绝缘监察装置分别接于直流公用母线正负极之间（合闸母线L2与直流负极公用母线L－之间，用于监察整个直流系统正负极对地绝缘的情况。

降压装置（降压硅链）的作用：

因6个充电模块中前面4块接于合闸母线L2（因合闸母线电压高，合闸电流比较大，需用4块），后面2个充电模块接于控制母线L1,当控制母线负荷比较大时，后二块充电模块输出的电流不够用时，可通过降压装置（降压硅链）将合闸母线L2的电流通过降压装置（降压硅链）降压至控制母线L1的电压，向控制母线供电。

2、直流负载的接线方式：

⑴、重要负载采用双回路接线方式，如：

控制回路、自动化遥控遥信电源、监控装置电源、监控系统逆变电源、保护电源、故障录波器直流电源等。

⑵、一般负荷采用单电源供电，如：

信号电源、事故照明电源、直流试验电源等。

四、GZDW34-60/220型智能高频开关直流电源

㈠、概述：

1、该直流电源由一个充电柜和一个馈电柜组成。

充电柜：

包括交流配电、六个充电模块、一个监控模块、一路电池接口。

馈电柜：

包括直流绝缘监测仪、一个降压硅链和直流输出分路。

2、该装置正常运行由两路交流电源输入三相交流电，经切换控制板选择其中一路输入，并通过配电单元给各个充电模块供电，充电模块将输入三相交流电转换成220V直流电，经隔离二极管隔离后输出，一方面供给蓄电池充电，另一方面给负载提供正常的工作电源。

3、当交流停电或异常时，充电模块停止工作，由蓄电池供电，由监控模块监测电池电压、放电时间。

当电池放电到设定的欠压点时，监控模块告警，直到交流输入恢复正常后，充电模块对蓄电池进行充电。

㈡、充电模块的运行：

1、充电模块共有六块，前四块向合闸母线充电，后二块控制母线充电。

2、每只充电模块上有三只指示灯（发光二极管）：

⑴、绿灯：

模块电源指示灯，正常时亮。

⑵、黄灯：

模块保护动作指示灯，包括交流过压、欠压、缺相、输出欠压、模块过热等。

保护动作时亮。

⑶、红灯：

模块故障指示灯，包括输出过压、模块故障时亮。

3、模3、充电模块输出电压/电流切换按钮（V/A按钮）和显示屏：

电压/电流切换按钮（V/A按钮），可通过显示屏用于切换显示充电模块的输出电压和电流，按一下显示模块的输出电压，再按一下显示模块的输出电流。

合闸模块电压显示为242V左右，控制模块电压显示为221V左右，电流显示以实际直流负荷大小决定，象双山变控制模块显示电流为6.9A，合闸模块显示电流为0A，因为双山变目前没有电磁型机构的开关，即使有，没有开关合闸操作，电流也为零。

4、输出电压调整电位器和充电模块地址手动拨轮开关：

用于模块输出电压的整定（调试）和设置充电模块地址，由修试专业人员通过里面的拨轮开关进行调试和整定，运行人员不能拨动里面的拨轮开关。

㈢、监控模块的作用：

1、监控模块对充电模块监控板、配电监控板、绝缘监控模块等下级智能监控模块实施数据收集并加以显示，也可根据系统的各种设置参数，进行告警处理，历史数据管理等。

同时对这些处理的结果加以判断，根据不同情况进行电池管理、输出控制等操作。

2、监控模块还可以对下级设备上报的各种信息进行实时显示，这些信息包括的采集数据、设置的参数等。

3、监控模块还有设置功能，实现监控模块或上下级设备运行参数的设置。

参数设置有密码保护功能，运行人员不能更改其设置。

4、监控模块还有告警信息功能，由上下级设备产生，通过串口发送至监控模块，值班员根据其信息作出相应的处理。

㈣、DJX—1022D智能蓄电池组监测系统

1、功能：

这套监测系统用于变电所GFM—300固定型阀控密封铅酸蓄电池组的性能监测，可在线监测每个电池的电压。

蓄电池长期处于浮充电状态，对镍镉电池，长期浮充电会产生记忆效应，导致容量下降，对铅酸阀控式蓄电池，长期浮充电将造成极板硫化，性能下降。

动态放电测量电池的内阻及负载能力，能真实地反映出电池的使用性能，可对每一电池性能的判别。

.静态放电测量电池的容量，综合测量判定电池的性能，并对失效电池予以显示及报警，也可对电池进行有效的活化维护，静态放电可以有利于电池容量的恢复和保持，延长电池使用寿命。

该监测系统还具有远端“三遥”功能（即遥测、遥信、遥控功能），可使电池组及时得到维护，保证直流系统的安全运行。

2、利用DJX—1022D智能蓄电池组监测系统进行运行检测和动态、静态放电的操作

注：

（主菜单中有“运行检测”、“动态放电”、“静态放电”、“记录查询”、“参数设置”共五项）

、运行检测：

1、主菜单中按▲或▼键移动手型指示符，使之指向“运行检测”，然后按“■”确认键，则进入运行检测状态。

稍后，显示屏显示即时的电池充电电流、电池组的端电压、每节电池的电压、温度、日期、时间等。

2、在“运行检测”状态中，系统可对数据进行整屏保存操作，如需将该时状态保存，可按“■”确认键，屏幕右上角显示提示“是否保存？

”，再按“■”确认键，即完成保存，显示提示“保存完毕”。

如不需要保存，则按“●”取消键即可。

3、在“运行检测”状态下，电池电压上下限值均已在“参数设置”中设置。

当有电池电压超过设定的限值时，系统判定该电池故障，发出报警，面板报警灯闪亮，蜂鸣器响，屏幕显示故障电池号数反白。

4、报警30秒后故障输出接点闭合，给出远动报警信号，同时报警数据被保存，可在“记忆查询”中查看。

如要取消报警，可按“●”取消键，屏幕右上角显示提示“是否取消？

”，再按“■”确认键，则报警被取消，系统对该电池不再报警。

如果要恢复报警，只要退回主菜单，在进入“运行检测”即可。

5、在“运行检测”状态下，如需回到主菜单，只需按下“●”取消键即可。

⑵、蓄电池动态放电的操作方法（应每月一次）：

智能蓄电池组监测系统面板上的图示说明：

、检验放电空气开关

a、在运行监测状态下，合上放电回路空气开关（即选择运行监测项，按“确认”键；再合放电回路空气开关）

b、按取消“●”健，放电回路空气开关跳闸

c、复位放电回路空气开关

、在主菜单中选中“动态放电测试”项后，按确认“■”健，

系统将进入动态放电测试程序（主菜单中有“运行检测”、“动态放电”、“静态放电”、“记录查询”、“参数设置”共五项）

、合上放电回路空气开关

、输入口令：

“▲▲▲▲”（代表四个1）

注：

在进行动、静态放电测试操作前，系统可能会要求输入口令，此时操作面板上的功能键转换为数字键，即▲表示1、●表示2、▼表示3、■表示4。

我们变电所的口令一般都设置为四个1，即“▲▲▲▲”。

在操作中如果三次口令输入错误，系统自动退出。

、按确认“■”健后，系统进入放电测试

、经2秒钟后放电回路空气开关跳闸，动态放电测试完毕，采集模块向主板传送测试数据，屏幕显示一向右移动的光标“>”，每一“>”代表一节电池的测试数据。

注意：

在数据传输过程中，对系统不能进行任何操作，按任何键则会中断数据传送，使部分数据丢失。

、复位放电回路空气开关

、按取消“●”健，退回到主菜单，如5分钟内不进行任何操作，将自动回到主菜单

、抄录测试数据（屏幕会显示每只电池的放电终止时瞬时电压及内阻），内阻的计算：

内阻＝（蓄电池电动势－蓄电池电压）/放电电流。

当有电池性能超出设定电压下限或内阻时，系统判别该电池故障，屏幕显示故障电池号数反白，并将测试结果保存。

、数据分析：

测试数据真实地反映了每个电池的放电特性和性能状态。

在电池使用过程中，随着电池性能的劣化，电池内阻将迅速增加，大电流直流放电测试（动态放电）可快速简便地测得蓄电池的直流内阻，从而判别电池性能。

方法如下：

a、整组比较：

对本次测试数据逐个查看，是否有电压特低、内阻特大的电池，如有，则查看前几次的数据，是否有逐步劣化的趋势，如是则可判定该电池性能下降。

一般认为当电池内阻大到该电池初始内阻值的1.25～1.5倍时，该电池失效（对应容量约为85％以下）。

b、历史比较：

将本次测试数据的平均值与以前记录的数据比较，看是否有逐步劣化的趋势。

、蓄电池静态放电操作方法

、关掉＃1－＃4合闸充电模块电源空气开关（QF104—QF107）

、检验放电回路空气开关

a、在运行监测状态下，合上放电回路空气开关（即选择运行监测

项，按“确认”键；再合放电回路空气开关）

b、按取消“●”健，放电回路空气开关跳闸

c、复位放电回路空气开关

、在主菜单中选中“静态放电测试”项后，按确认“■”健，

系统将进入静态放电测试程序

、合上放电回路空气开关

、按确认“■”健后，静态放电测试开始

、经30分钟后放电回路空气开关跳闸，静态放电测试完毕

、复位放电回路空气开关

、按取消“●”健，退回到主菜单，如5分钟内不进行任何操

作，将自动回到主菜单

、抄录分析测试数据（每只电池的电压、放电电流）

、合上＃1－＃4合闸充电模块电源空气开关（QF104—QF107）

注意：

在静态放电测试过程中，有四种情况可使放电终止：

a、按取消键“●”，系统终止静态放电测试；

b、放电测试已到设定的放电时间，系统终止静态放电测试；

c、有电池电压下跌至设定电压下限，系统报警，面板报警灯闪亮，蜂鸣器响，同时静态放电测试终止，屏幕显示故障电池号数反白；

d、交流电失去，系统报警，面板报警灯闪亮，蜂鸣器响，同时静态放电测试终止，屏幕显示“交流故障报警”。

五、直流系统接地处理

直流系统接地直流系统监控模块和集控站监控后台、当地变

电所监控后台均会发出“直流系统故障”信号，值班员可利用直

流系统监察装置判断为直流哪一极接地，然后汇报和处理。

、直流系统接地处理原则：

1、修试人员如有二次回路上工作，应立即停止工作，所有接线

保持不动；

2、根据直流系统运行方式，操作情况及天气条件的影响，以先

照明、信号回路、后保护回路，先室外，后室内为原则进行直流

接地查找，可采用拉路试验，根据我们的运行经验和我们这里的

现场实际情况，拉路先后顺序为：

⑴、事故照明电源

⑵、故障录波器电源

⑶、公共信息屏信号电源及各间隔的信号电源

⑷、控制电源

⑸、保护电源

⑹、监控电源

⑺、蓄电池

⑻、直流母线

、查找直流接地的注意事项：

1、发生直流接地应汇报调度，经调度许可再进行查找和拉路试验。

2、查找直流接地至少有2—3人进行，一人操作、一人监护、一

人监视直流接地信号。

3、查找直流接地要防止造成直流二点接地和直流短路。

4、取直流熔丝时，应先取正极、后取负极，放上时顺序相反，

防止寄生回路。

5、拉路查找时，回路切断时间不得超过3秒钟，不管回路接地

与否，均应迅速合上。

6、环形回路应解开后再拉路。

7、使用仪表查找，必须使用高内阻直流电压表（2000Ω/V），严

禁使用灯泡法。

8、使用高频开关直流电源，在拉路试验时，由于拉路时间短，

绝缘监察装置反应比较慢，不能及时反应拉路瞬间的直流系统对

地绝缘情况，因此需要一人在直流母线与大地之间用直流电压表

人工搭接，以监视拉路中直流接地情况。

查到直流接地后，应立即消除处理，无法消除则汇报调度，

由修试专业人员进行处理，值班员只查到最后一级熔丝（空气开

关）为止，值班员一般不允许拆端子、解回路，只能作表面检查

处理，在拉路试验中，属哪一级调度的设备，应向该级调度汇报

和许可，严禁不经调度许可进行拉路查找。