直流系統有哪幾種?#根據上文所述,我們可以看出直流系統是一個獨立的電源,不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響直流系統的可靠與否,對變電站的安全運行起着至關重要的作用,是變電站安全運行的保證,我來為大家科普一下關于直流系統有哪幾種?以下内容希望對你有幫助!
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根據上文所述,我們可以看出直流系統是一個獨立的電源,不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響。直流系統的可靠與否,對變電站的安全運行起着至關重要的作用,是變電站安全運行的保證。
那麼,直流系統由哪些主要設備和部件組成呢?
五大主要部件:蓄電池、充電機、直流母線、絕緣監察裝置、饋出負荷。
在這裡需要注意幾點:
第一,變電站的交、直流回路不能共用一條電纜。原因是變電站的交流回路系統和直流回路系統是互相獨立的,前者是接地系統而後者是絕緣系統。若兩者一旦發生短路會造成直流接地,同時會影響到兩個系統,可能會引起大面積的停電事故。
第二,變電站直流系統應使用專用的直流熔斷器,不能用交流熔斷器。
第三,高壓開關櫃、開關機構箱内的照明和加熱器,不能使用直流電源。
高壓開關櫃(圖片來源:網絡)
一、蓄電池蓄電池大家并不陌生,種類也很多,汽車裡面就有蓄電池。筆者在本文給大家重點談談其中一個種類 ---- 閥控密封鉛酸蓄電池(以下簡稱蓄電池)。
一般來說,重要的電力設備和部件都會有與其對應的型号,蓄電池也不例外。
字母“G”代表固定,“F”代表閥控、“M”代表密封、“D”代表電力系統使用、“C”代表設計序号。如下圖所示:
蓄電池型号分解(圖片來源:網絡)
知道了蓄電池的型号,再來看看蓄電池的幾個重要參數。
蓄電池的額定容量,指其能保證運行的最低容量。一般指蓄電池充足電時,以10h放電率放電的容量。用C10表示。常見的如400A.h。
蓄電池的容量,用Cn表示,指的是放電電流(l)與放電小時(t)的乘積,單位A.h簡稱安時。
蓄電池的終止電壓:指蓄電池出現過放電時,不緻造成極闆損壞所規定的放電最低極限電壓值。一般為1.8V(單體2V電池,10小時放電率時)
蓄電池的自放電:指蓄電池内部極闆短路、外部正負極柱絕緣不良等,造成的容量損失。
至于蓄電池的作用,是明确而清晰的。這裡就不再贅述。
來談談閥控蓄電池的核對性放電。
簡單地說,在浮充電運行方式下,根據每隻電池的電壓,是無法判斷出蓄電池的現有容量、内部是否失水或幹裂這些信息的。隻有通過核對性放電,才能找出電池存在的問題,确定電池的現有容量。也就是說以規定的電流恒流放電,隻要一個單體電池達到規定的終止電壓,就停止放電,按放電電流(l)與放電時間(t)的乘積來确定電池的實際容量。
蓄電池個數的選擇,則按正常浮充運行時,保證直流母線電壓為直流系統額定電壓的105%計算,即105%x220÷2.23=103.5,就是103個或104個蓄電池。
閥控密封式鉛酸蓄電池,有均衡充電的方法。一般是采用恒壓、限流的方式,限流值為I10,限壓值為N×(2.30~2.33)V,自動或手動轉為恒壓充電。
如果廠家使用說明書有規定,那就按廠家說明書進行,但直流控制母線最高電壓不能超過110%标稱電壓。
二、充電裝置從事電力工作的朋友們,可能會接觸到這個充電裝置。它有兩種分類:相控充電裝置和高頻開關模塊型充電裝置。
相控充電裝置,在老的電站裡還經常用。存在接線複雜、穩壓精度低、自動穩壓功能不好等缺陷。
高頻開關模塊型充電裝置,目前正在大量使用。其工作原理是:交流電源接入整流模塊,經濾波及三相全波整流器後變成直流,再接入高頻逆變回路,将直流轉換為高頻交流,最後經高頻變壓器、整流橋、濾波器後輸出平穩直流。
優點有:體積小、效率高。充電機的主要參數,如穩壓精度、穩流精度、紋波系數、功率因數、噪音、智能程度、供電可靠性等技術指标高。
高頻開關模塊型充電裝置(圖片來源:網絡)
下面以一張圖來展示下高頻開關電源裝置面闆的含義:
那麼,這種充電裝置,模塊數量是如何确定的呢?
充電裝置是由若幹個模塊并聯組成的,模塊一般按N 1配置,即充電模塊運行在冗餘狀态,模塊的總數不宜少于3塊。
例如:某站單隻模塊額定電流10A:安裝400AH蓄電池組,按10小時充電率最大需要40A充電電流,站内經常性負荷不大于20A,取20A計算,加一塊冗餘,這樣就是40÷10+20÷10+1=7塊,7個模塊同時工作,如母線上直流負荷14A,則每個模塊平均電流為2A。
當充電機負荷達到50%以上時,各個開關電源模塊負荷差值應不超過5%。
三、絕緣監察裝置從名字上也不難看出,這種裝置可以起到實時測控和保護作用。畢竟監察嘛!但是它的使用情況還是要根據變化而适時改變的,比如:
當直流系統絕緣良好時,正、負對地電壓接近110V;
當某極絕緣下降時,另外一極的對地電壓應升高;如達到定值時,絕緣檢查裝置将發出“直流接地”信号,此時應立即查找原因并及時處理;
當兩極的對地電壓都升高時,說明此時直流系統兩極對地絕緣同時下降,運維人員就可以立即查找原因并及時處理了。
關于絕緣監察裝置支路接地的檢測方法,目前有兩種,交流法和直流法。
1) 交流法
各分支回路的絕緣監測,用一低頻信号源作為發送器,通過兩個直耦合電容向直流系統正、負母線發送交流信号,一交流CT同時套在各回路的正、負出線上。
由于通過互感器的直流分量大小相等,方向相反,它産生的磁場相互抵消,而通過發送器發送至正負母線的交流信号電壓幅值相等,方向相同。這樣,在互感器二次側就可反應出正、負極對地絕緣電阻和分布電容的洩漏電流向量和,然後取出阻性分量,經微機處理後數字顯示接地支路。
如果直流系統存在多點非金屬性接地,啟動信号源,該裝置可将所有接地支路找出。如果這些接地點中存在一個或一個以上的金屬性接地,該裝置隻能尋找距該裝置最近的一條金屬性接地支路。
2)直流法
采用直流有源CT,不需注入交流信号。當出現接地時,直流CT将直流漏電流變換為0~5V或4~20mA的電信号。
四、直流系統接地的危害及應對措施這要看情況。
如果是直流系統的一點接地,同一級或者另一極沒有發生接地,這樣并沒有形成電路回路,不影響設備的正常運行。
如果在發生一點接地時,同一級或者另一極也發生接地,那麼就構成了電路回路,也就是兩點接地。這也是筆者将要講述的重點。
如下圖所示,這是直流系統兩點接地的示意圖,可能會造成斷路器跳閘。
那麼它是什麼原理呢?
當直流接地發生在A、B兩點時,将電流繼電器觸點短接,而将出口中間繼電器ZJ啟動,ZJ觸點閉合而跳閘。A、C兩點接地時短接ZJ觸點而跳閘。在A、D兩點,D、F兩點接地,同樣都能造成斷路器跳閘。
直流系統兩點接地可能造成斷路器跳閘(圖片來源:網絡)
仍以上圖為例,兩點接地還可能會造成斷路器拒動。這發生在接地兩點在B、E,D、E,或者是C、E的情況。
接地兩點為A、E時,還會引起熔絲熔斷。
當直流接地發生在B、E兩點和C、E兩點保護動作時,不但斷路器拒動,而且引起熔絲熔斷,同時有燒毀繼電器觸電的可能。
那麼,怎樣有效應對這個問題呢?
既然,這種問題是因為接地發生的,那我們應該從直流系統一點接地的時候就開始解決問題。
首先,應該确定是正極接地、還是負極接地;是完全接地還是絕緣電阻降低。然後再根據運行方式、操作情況、氣候影響,判斷可能的接地位置和造成接地的原因。系統中若裝有直流接地選線裝置的,可依據選線結果,直接進行查找。
如果檢查裝置沒有正确顯示,應分析可能造成接地的原因,并按如下原則查找:
a) 先找有工作的回路和近期工作過的回路,後找其它回路;
b) 先找事故照明、信号回路、充電裝置回路、蓄電池組(兩組蓄電池的變電站),後找其它回路;
c) 先找主合閘回路,後找控制回路、保護回路;
d) 先找室外設備,然後找室内設備;
e) 先找10kV、35kV、66 kV回路,後找110kV、220kV、500kV回路;
f) 先找簡單回路,後找複雜回路;
g) 先找一般路,後找重要路。
h) 使用拉路法進行查找直流接地時,至少應由兩人進行,控制回路、保護回路斷開直流時間不得超過3S。
i) 查找直流接地,停用保護時間超過3S時,應征得調度同意後進行,保護停用時間應盡量短,運行人員隻查至保護屏端子排處,防止保護誤動。
j) 查找和處理直流接地時工作人員應戴線手套,穿長袖工作服,應使用内阻大于2000Ω/V的高内阻電壓表,工具應絕緣良好。防止在查找和處理直流接地時造成新的接地。
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