電氣二次回路基礎(chǔ)講解五

第四篇電氣二次回路第十八章直流系統(tǒng)一、概述（1）在發(fā)電廠及變電站中，各種控制及保護系統(tǒng)極為復雜，對其可靠性要求也非常高，但控制及保護系統(tǒng)再完善，如果沒有一個可靠的工作電源是不行的，所以在發(fā)電廠及大中型變電所中，一般都設(shè)有直流電源系統(tǒng)。一、概述（2）交流電源一般取自系統(tǒng)，它無法貯存，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，可能會造成發(fā)電廠與變電所交流電全停，這樣我們的控制系統(tǒng)及保護裝置將無法工作，這是不能允許的。直流電源系統(tǒng)一般配有一定容量的蓄電池，平時由交流電通過充電機對蓄電池充電，當系統(tǒng)發(fā)生故障使交流電失去時，蓄電池能繼續(xù)為控制系統(tǒng)與保護裝置提供電源，確保發(fā)電廠與變電所的正常運行與事故除了。二、對直流系統(tǒng)的基本要求（1）對直流系統(tǒng)可靠性的要求很高，為使其滿足這樣要求，必須做到以下幾點：1）必須合理選擇直流系統(tǒng)的額定電壓。按規(guī)程規(guī)定，直流系統(tǒng)的標稱電壓一般有220V、110V及48V三種，但實際工程中以220V、110V應(yīng)用較多，不同的電壓各有優(yōu)劣，要已具體工程進行經(jīng)濟技術(shù)比較而定。二、對直流系統(tǒng)的基本要求（2）2）選擇的蓄電池容量必須滿足要求，只有蓄電池容量足夠時，才能保證在交流電源失去時直流電源有足夠的承載負荷的能力，確保交流失電時變電所的控制系統(tǒng)及保護裝置的正常運行。二、對直流系統(tǒng)的基本要求（3）3）充電設(shè)備穩(wěn)定可靠，各項功能與技術(shù)指標滿足要求，其容量既能能滿足供給正常負荷電流及蓄電池浮充電需要，也能滿足均沖及核對性充放電需要，并保留一定的冗余度。二、對直流系統(tǒng)的基本要求（4）4）有合理的直流系統(tǒng)接線，該接線要方便于運行與維修，最主要是對整個直流系統(tǒng)與控制系統(tǒng)及保護裝置的運行最為可靠。二、對直流系統(tǒng)的基本要求（5）5）直流系統(tǒng)對蓄電池、充電機及系統(tǒng)的運行情況要有完善的檢測功能，當任何一部分發(fā)生異常時要發(fā)出就地告警信號及通過監(jiān)控系統(tǒng)向遠方的集控中心發(fā)出告警信息。三、直流系統(tǒng)的基本組成（1）直流系統(tǒng)主要有充電設(shè)備、蓄電池、輸出饋線及監(jiān)測系統(tǒng)等部分組成。圖18－1是使用高頻開關(guān)電源模塊作為充電設(shè)備的典型接線圖。圖18－1高頻開關(guān)模塊充電機的直流系統(tǒng)典型接線圖三、直流系統(tǒng)的基本組成（2）一、充電設(shè)備充電設(shè)備是直流系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備，它的技術(shù)指標高低與運行穩(wěn)定與否就直接絕對直流系統(tǒng)的技術(shù)指標及運行穩(wěn)定性。

三、直流系統(tǒng)的的基本組成（3）其一般應(yīng)滿足以以下要求：1）充電裝置的的輸出電壓、電電流的調(diào)節(jié)范圍圍應(yīng)滿足蓄電池池組在充電、浮浮充電、均衡充充電等運行狀態(tài)態(tài)下的要求。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（4）2）充電電裝置應(yīng)應(yīng)具有恒恒定電流流、恒定定電壓功功能，能能以自動動浮充電電、自動動均衡充充電、手手動充電電三種運運行方式式。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（5）3）波紋紋系數(shù)要要小，按按繼電保保護技術(shù)術(shù)規(guī)程要要求，在在充電、、浮充裝裝置不與與蓄電池池并聯(lián)時時，其波波紋系數(shù)數(shù)應(yīng)不大大于5％％，直流流系統(tǒng)設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)規(guī)程要要求不大大于2％％。波紋紋系數(shù)是是充電和和浮充電電裝置的的一個主主要參數(shù)數(shù)。尤其其對浮充充電裝置置更為重重要，波波紋系數(shù)數(shù)大，意意味著直直流系統(tǒng)統(tǒng)中的交交流分量量大，容容易引起起保護裝裝置的不不正確動動作，也也容易造造成蓄電電池的脈脈動充放放電，影影響蓄電電池的壽壽命，特特別是對對鎘鎳蓄蓄電池影影響更大大。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（6）4）對充電裝裝置的穩(wěn)壓精精度也有一定定要求。要求求充電、浮充充裝置有較高高的穩(wěn)壓精度度，才能保證證蓄電池的正正常運行，保保證控制母線線的電壓穩(wěn)定定在額定值。。提出穩(wěn)壓精精度要求，一一方面是由于于交流電源有有可能出現(xiàn)±±10％的電電壓變化。三、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（7）4）另一方面是蓄蓄電池本身對對充電、浮充充電電壓的變變化范圍有要要求。例如，，要求普通鉛鉛酸蓄電池的的浮充電電壓壓在2.15～2.17V，中倍率率鎘鎳蓄電池池浮充電電壓壓為1.42～1.45V，閥控式式鉛酸蓄電池池浮充電電壓壓為2.25～2.28V。三、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（8）4）當浮充電電壓壓不穩(wěn)，過高高或過低都容容易引起普通通鉛酸蓄電池池的極板硫化化，降低壽命命。閥控式鉛鉛酸蓄電池對對充電和浮充充電裝置的穩(wěn)穩(wěn)壓精度要求求更為嚴格，，其均衡充電電電壓為2.35～2.4V。當電電壓超過2.4V時，將將產(chǎn)生過充電電，電解液損損失加大，使使蓄電池壽命命降低。三、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（9）4）直流系統(tǒng)設(shè)計計技術(shù)規(guī)定要要求，浮充電電時穩(wěn)壓精度度應(yīng)不大于±±2％，充電電時應(yīng)不大于于±5％。一一般認為閥控控式鉛酸蓄電電池的充電和和浮充電裝置置在各種情況況下穩(wěn)壓精度度不應(yīng)大于±±1％。三、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（10）5）充電裝置置內(nèi)應(yīng)有限流流功能，使其其特性曲線的的斜率較大，，在與蓄電池池組并聯(lián)，負負荷中出現(xiàn)沖沖擊電流時，，大部分電流流應(yīng)由蓄電池池組承擔，以以防止充電裝裝置出現(xiàn)過電電流跳閘。此此外，充電、、浮充電整流流器還應(yīng)設(shè)短短路保護、過過電壓保護和和故障信號。。三、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（11）6）由于直流流系統(tǒng)的功率率較大，也為為了降低紋波波系數(shù)，減小小濾波電容值值，充電裝置置的交流輸入入宜為三相制制，額定電壓壓為380V，并且應(yīng)允允許在±10％額定電壓壓范圍內(nèi)波動動而不影響其其正常工作，，額定頻率為為50Hz。。三、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（12）目前，常用的的充電設(shè)備有有相控型與高高頻開關(guān)型兩兩種。由于其其原理不同，，在組成系統(tǒng)統(tǒng)時其配置也也有差別。三、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（13）相控型充電裝裝置是由可控控硅元件來將將交流電源整整流為直流電電源的，通過過自動控制電電路改變可控控硅的整流角角來跳整其充充電電壓或充充電電流，并并保證其恒定定。為了保證證充電裝置具具有一定的冗冗余度，相控控型充電裝置置一般設(shè)一套套浮充電源、、一套均充電電源，常用接接線如圖18－－2。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（14）圖中浮充機機接I段合合閘母線，，均充機接接于II段段合閘母線線。正常運運行時母線線不分段，，由浮充機機供電，當當需要均充充時或浮充充機出現(xiàn)故故障退出時時，投入均均充機。由由上述運行行方式可以以知道，兩兩臺充電機機的額定電電流可以一一大一小。。圖18－2相控電電源充電機機的直流系系統(tǒng)接線圖圖三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（15）均充機的容容量除了滿滿足蓄電池池組的初充充電，事故故放電后的的充電，核核對性充放放電外，還還應(yīng)滿足浮浮充電及均均衡充電的的要求，以以及作為充充電整流器器的備用。。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（16）蓄電池的初初充電和核核對性充放放電，都是是按蓄電池池制造廠提提供的充電電曲線進行行的。常用用的充電方方式有兩種種。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（17）1）一階段段的定電流流充電方式式，即從開開始直到充充電結(jié)束，，以一個固固定的電流流進行充電電，充電終終期每個電電池的電壓壓，普通鉛鉛酸蓄電池池為2.7～2.75V，高高倍率鎘鎳鎳蓄電池為為1.6～～1.75V。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（18）2）兩階段段的定電流流恒電壓充充電方式，，即開始階階段蓄電池池以固定電電流充電到到端電壓為為2.25～2.3V。第二二階段恒定定電壓充電電，充電電電流逐漸減減小，達到到最低值時時保持2h，即為充充電結(jié)束。。采用這種種充電方式式要求充電電裝置具有有自動穩(wěn)壓壓和自動穩(wěn)穩(wěn)流的功能能。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（19）實踐證明，，第二種充充電方式好好，主要優(yōu)優(yōu)點是充電電效率高，，充電末期期蓄電池組組端電壓較較低，可不不與直流母母線斷開。。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（20）均充機的額額定電流應(yīng)應(yīng)滿足以下下兩種情況況的要求計計算：1）滿足事事故核對后后的補充充充電要求，，額定電流流按下式計計算：Ie＝1.1Qeg/T＋Ijc2）滿足核對性性充放電要求，，額定電流按下下式計算：Ie＝（0.1～0.125）Q10三、直流系統(tǒng)的的基本組成（21）其中：Ie――充電設(shè)備的的額定電流，A；Qeg――蓄電池的事事故放電容量，，Ah；T――蓄電池組組的最長充電時時間，可取8～～12h；Ijc――直流系統(tǒng)的的經(jīng)常負荷電流流，A；Q10――蓄電池的10h放電容量量，Ah。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（22）按兩式計算后，，取結(jié)果較大者者作為均充機的的額定電流。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（23）均充機的電壓調(diào)調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)滿滿足蓄電池在各各種充電情況下下所需的最高和和最低電壓的要要求。一般對220V普通鉛鉛酸蓄電池組，，充電設(shè)備的電電壓調(diào)節(jié)范圍為為200～330V；110V時為100～160V。。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（24）浮充機的輸出直直流應(yīng)能承擔直直流母線的最大大負荷電流和蓄蓄電池的自放電電電流。浮充機機的輸出電壓調(diào)調(diào)節(jié)范圍，一般般和充電設(shè)備的的輸出電壓調(diào)節(jié)節(jié)范圍取得一致致，以便作為充充電整流器的備備用。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（25）蓄電池組的浮充充電運行，實際際上是在給定值值下的恒電壓充充電。浮充電電電流的大小和浮浮充電電壓及蓄蓄電池的特性有有關(guān)。例如，GGF型蓄電池池的浮充電電壓壓一般取2.15V。此時浮浮充電電流If可按如下經(jīng)驗公公式計算If＝0.0042Qe如按制造廠建議議，閥控型鉛酸酸蓄電池浮充電電電流約2mA/Ah。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（26）浮充電整流器的的最大輸出電流流Ife為Ife＝If+Ijc三、直流系統(tǒng)的的基本組成（27）隨著電力電子技技術(shù)的發(fā)展，高高頻開關(guān)電源越越來越趨于完善善，高頻開關(guān)型型充電機在直流流系統(tǒng)中得到越越來越多的應(yīng)用用。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（28）高頻開關(guān)充電機機是將三相交流流電經(jīng)直流后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成高壓直流流，再經(jīng)全橋PWM電路轉(zhuǎn)換換為高頻交流電電，其轉(zhuǎn)換頻率率大約在20～～200kHz之間，再經(jīng)高高頻變壓器隔離離降壓后進行整整流輸出。由于于其頻率高，高高頻變壓器的體體積很小，轉(zhuǎn)換換效率很高。圖圖18－3是高高頻開關(guān)電源原原理框圖。圖18－3高高頻開關(guān)電源源原理框圖三、直流系統(tǒng)的的基本組成（29）高頻開關(guān)電源一一般做成模塊化化結(jié)構(gòu)，一套直直流電源有若干干個模塊并聯(lián)而而成，模塊間設(shè)設(shè)有均流功能，，即負載電流有有各模塊平均分分攤。當其中一一個模塊故障時時，該模塊自動動退出運行不會會影響其它模塊塊的正常工作，，其輸出電流由由其它模塊分擔擔，故障模塊可可以在運行中拔拔出維修，稱作作熱插拔。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（30）鑒于以上特點，采采用高頻開關(guān)電源源的充電機一般不不設(shè)置兩臺充電機機互為備用，而是是采用模塊N+1的方式進行熱備備用，即上式計算出均充機額定定電流，用該電流流除模塊的額定電電流得出模塊數(shù)，，考慮一只模塊損損壞后輸出電流仍仍然滿足要求，所所以實際配置的模模塊數(shù)應(yīng)是計算出出的模塊數(shù)加1，，稱為N＋1。如如計算的充電機需需要輸出的最大電電流為18A，使使用10A的模塊塊，按負載需要配配置模塊2只，加加一只備用，實際際配置3只模塊。。使用高頻開關(guān)模模塊的直流電源原原理圖見圖18－1。三、直流系統(tǒng)的基基本組成（31））使用高頻開關(guān)電源源不但使配置簡化化，可維護性好，，而且使直流電源源的各項技術(shù)指標標大大提高。如交交流輸入的電壓變變化允許更大，一一般波動達到±15％額定電壓，，允許輸入交流的的頻率可達±10％額定頻率或更更高，有的設(shè)置可可以交直流兼用。。穩(wěn)壓穩(wěn)流精度達達到0.5%，紋紋波系數(shù)不大于0.1％。與相控控型充電機相比均均有了很大的提高高。三、直流系統(tǒng)的基基本組成（32））二、蓄電池在變電所中，常用用的蓄電池一般有有鎘鎳電池、敞開開式鉛酸電池和閥閥控式鉛酸電池等等。敞開式蓄電池池應(yīng)用最早，由于于該電池存放硫酸酸溶液的缸體不密密封，充放電過程程中產(chǎn)生的酸氣對對環(huán)境污染很大。。硫酸溶液中的水水份揮發(fā)后還會造造成電解液的比重重變化，影響電池池容量，縮短電池池壽命。所以這種種電池需要經(jīng)常測測量端電壓與內(nèi)阻阻，還要測量電解解液的比重，必要要時需要補充蒸餾餾水。三、直流系統(tǒng)的基基本組成（33））隨著蓄電池制造技技術(shù)的不斷發(fā)展，，新型防酸隔爆型型蓄電池已經(jīng)代替替了敞開式的蓄電電池。新型蓄電池池不僅維護方便，，壽命也長。三、直流系統(tǒng)的基基本組成（34））近年來，也有的變變電所采用了鎘鎳鎳蓄電池、密封免免維護鉛酸蓄電池池。下面對鎘鎳蓄蓄電池和閥控型鉛鉛酸蓄電池的特性性作簡要介紹。三、直流系統(tǒng)的基基本組成（35））鎘鎳蓄電池是目前前國內(nèi)能生產(chǎn)并可可在工程上采用的的堿性蓄電池。其其正極板采用氧化化鎳，負極板為鎘鎘－鐵；電解液為為氫氧化鈉或氫氧氧化鉀的水溶液中中加入適量的氫氧氧化鋰組成；外殼殼為封閉型。按放放電流Ｉ（Ａ）與與蓄電池的額定容容量Ｃ5（Ａh））的關(guān)系分類，可可分為四種，即ＩＩ＜0.5Ｃ5（（Ａ），為低倍率率型；Ｉ＝（0.5～3.5）ＣＣ5（Ａ），為中中倍率型；Ｉ＝（（3.5～7）ＣＣ5（Ａ），為高高倍率型；Ｉ＞7Ｃ5（Ａ），為為超高倍率型，我我們常用的為中倍倍率型和高倍率型型。三、直流系統(tǒng)的基基本組成（36））鎘鎳蓄電池的主要要電氣特性如下：：（1）額定電壓1.25V/只；；（2）充電特性：：鎘鎳蓄電池的充充電狀態(tài)有正常充充電、浮充電、三三種。1）正常充電：一一般以0.2C5（A）來充電，充充電時間為6～8h，終止電壓為為1.6～1.三、直流系統(tǒng)的基基本組成（37））2）浮充電：浮充充電電流為0.5～3mA/Ah。浮充電壓，中中倍率型為1.42～1.45V/只，高倍率性性為1.36～1.40V/只。。3）均衡充電：充充電電壓，中倍率率型為1.52～～1.55V/只只，高倍率型為1.47～1.48V/只。充電電時間，中倍率型型為12h，高倍倍率型為8h。三、直流系統(tǒng)的基基本組成（38））（3）放電特性：：鎘鎳蓄電池是以以5h率放電、終終止電壓為1.0V所放出的容量量為額定容量。以以其它放電率放電電時，終止電壓不不同，放出容量也也不同。制造廠可可提供各種放電率率放電時的放電特特性曲線。對于變變電所使用的鎘鎳鎳蓄電池，使用者者所關(guān)心的是事故故放電1h后，再再沖擊放電，放電電電流和端電壓值值?，F(xiàn)在制造廠也也能提供這種工況況下的放電特性。。實際上鎘鎳蓄電電池的沖擊放電特特性比鉛酸蓄電池池好。例如，中倍倍率鎘鎳蓄電池以以0.67C5（（A）持續(xù)放電1h后，還可以按按3C5（A）沖沖擊電流放電，端端電壓不低于1.0V/只。高倍倍率型沖擊放電電電流更大。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（39）（4）短短路電流流水平：：短路電電流大小小與蓄電電池內(nèi)阻阻，電動動勢，外外電路電電阻有關(guān)關(guān)。蓄電電池內(nèi)阻阻又與溫溫度、蓄蓄電池的的運行狀狀態(tài)有關(guān)關(guān)。當外外電路電電阻為零零時，鎘鎘鎳蓄電電池可供供的最大大短路電電流，中中倍率型型為15.34A/Ah；高高倍率型型為58A/Ah。蓄蓄電池的的內(nèi)阻由由制造廠廠提供。。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（40）采用鎘鎳鎳蓄電池池應(yīng)注意意如下問問題。（1）由由于鎘鎳鎳蓄電池池充電末末期電壓壓與放電電末期電電壓相差差較大，，約為1.8～～1.9倍，為為保持直直流母線線電壓不不超過允允許的變變動范圍圍，采用用鎘鎳蓄蓄電池組組的直流流電源應(yīng)應(yīng)有較大大的調(diào)壓壓范圍。。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（41）（2）對對充電裝裝置的穩(wěn)穩(wěn)壓精確確度要求求很高（（一般不不超過1％），，對紋波波系數(shù)要要求低，，要求紋紋波系數(shù)數(shù)不超過過1％。。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（42）對穩(wěn)壓精精確度要要求高主主要是鎘鎘鎳蓄電電池的三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（43）閥控型鉛鉛酸蓄電電池是80年代代末期從從國外引引進的一一種新型型鉛酸蓄蓄電池。。它的工工作原理理、特性性曲線、、運行方方式與敞敞開式鉛鉛酸蓄電電池基本本相同。。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（44）不同之處處主要有有以下幾幾點：（1）閥閥控型鉛鉛酸蓄電電池的電電解液有有膠體與與液體兩兩種，液液體的一一般吸附附在極板板間由超超細玻璃璃纖維制制成的隔隔膜中，，吸附比比約為90％。。閥控型型蓄電池池存儲電電解液的的缸體是是密封的的，在缸缸體上裝裝有一個個安全排排氣閥，，當內(nèi)部部氣體壓壓力超過過規(guī)定值值時，閥閥門自動動排氣，，直到壓壓力恢復復正常自自動關(guān)閉閉。無論論電池立立放或臥臥放，電電解液都都不會溢溢出。所所以它不不需要添添加電解解液，維維護工作作量小。。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（45）（2）閥閥控型鉛鉛酸蓄電電池的電電解液比比重比普普通鉛酸酸蓄電池池高，因因而其開開路電壓壓、浮充充電電壓壓、均衡衡充電電電壓均比比普通鉛鉛酸蓄電電池高。。在相同同直流母母線電壓壓情況下下，所需需的蓄電電池個數(shù)數(shù)也較少少。（3）因因該電池池沒有酸酸氣溢出出，所以以對環(huán)境境污染很很小，不不需要專專門的電電池室。。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（46）一般鉛酸酸蓄電池池的電解解液可以以隨時補補充、更更換，蓄蓄電池的的壽命主主要取決決于極板板的壽命命。閥控控型鉛酸酸蓄電池池的極板板經(jīng)特性性處理，，比較牢牢固，少少有有效效物脫落落問題，，其壽命命主要取取決于電電解液。。因電解解液是一一次性沖沖充入，，在使用用過程中中不能補補充，電電解液耗耗盡了，，蓄電池池的壽命命也就終終結(jié)了。。蓄電池池設(shè)計盡盡管采取取了措施施，但要要在電池池絕對損損失電解解液是辦辦不到的的。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（47）選擇蓄電電池容量量的大小小主要取取決于負負載的大大小與性性質(zhì)，一一般要考考慮。（1）滿滿足全所所事故停停電時的的放電容容量；（2）在在有沖擊擊負荷時時，應(yīng)滿滿足事故故放電末末期的最最大沖擊擊負荷所所需的容容量；三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（48）（3）按按最嚴重重的事故故放電方方式，校校驗蓄電電池的容容量，應(yīng)應(yīng)能滿足足直流母母線電壓壓最低允允許值的的要求。。對于控控制負荷荷，直流流母線電電壓在直直流系統(tǒng)統(tǒng)額定電電壓的85%-110%范圍圍內(nèi)。動動力負荷荷直流母母線電壓壓在直流流母線電電壓在直直流系統(tǒng)統(tǒng)額定電電壓的87.5%-112.5%范范圍內(nèi)。。三、直流流系統(tǒng)的的基本組組成（49）在計算蓄電電池容量時時，全部事事故持續(xù)的的停電時間間按1ｈ計計算，無人人值班變電電所按2h計算。對對直流負荷荷的統(tǒng)計有有一定的計計算方法，，過程較為為繁復，這這里不作詳詳細介紹，，需要時可可以參照規(guī)規(guī)程DL/T5120-2000《小小型電力工工程直流系系統(tǒng)設(shè)計規(guī)規(guī)程》，DL/T5044-1995《火力發(fā)發(fā)電廠變電電所直流系系統(tǒng)設(shè)計技技術(shù)規(guī)定》》，實際應(yīng)應(yīng)用中要考考慮負載的的增長并留留有一定余余量。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（50）三、降壓穩(wěn)穩(wěn)壓裝置在直流電源源系統(tǒng)中，，為了兼顧顧蓄電池充充電電壓的的變化與控控制母線輸輸出電壓的的恒定，一一般在充電電機出口設(shè)設(shè)置合閘電電壓小母線線，蓄電池池就接在該該母線上，，當有電磁磁型操作機機構(gòu)時，合合閘電源一一般從該母母線上引出出，所以稱稱為合閘小小母線。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（51）在沒有電磁磁型操作機機構(gòu)的變電電所，該母母線上不接接其它負載載。該母線線由于接在在蓄電池端端口，母線線電壓將隨隨著蓄電池池充電方式式的不同而而變化。合合閘母線通通過一個降降壓穩(wěn)壓裝裝置與控制制母線連接接。由于所所有的保護護裝置與控控制回路均均接于該母母線，要求求該母線的的電壓保持持相對的穩(wěn)穩(wěn)定，該電電壓的穩(wěn)定定由降壓穩(wěn)穩(wěn)壓裝置來來實現(xiàn)。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（52）降壓穩(wěn)壓裝裝置可以有有多種方法法實現(xiàn)，但但常用的有有硅鏈降壓壓、斬波穩(wěn)穩(wěn)壓與高頻頻開關(guān)模塊塊直供控制制母線穩(wěn)壓壓三種。三、直流系系統(tǒng)的基本本組成（53）使用硅鏈降降壓最為簡簡單、可靠靠，它通過過在合閘母母線與控制制母線間串串聯(lián)硅二極極管組來起起到降壓作作用的，串串連二極管管的多少可可以通過自自動或手動動方式調(diào)整整，改變控控制母線的的電壓，所所以也能起起到一定的的穩(wěn)壓作用用。其原理理接線如圖18－－4（a））,通過調(diào)節(jié)節(jié)SA開關(guān)關(guān)可以調(diào)整整接入的硅硅二極管數(shù)數(shù)量，從而而達到調(diào)節(jié)節(jié)控制母線線電壓的目目的。如果果用自動調(diào)調(diào)節(jié)裝置的的繼電器接接點來代替替開關(guān)SA，就能起起到自動調(diào)調(diào)節(jié)的效果果。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（54）但是硅鏈降壓穩(wěn)穩(wěn)壓有其不足的的一面，一是因因為硅鏈降壓有有一定幅值，其其調(diào)壓不能做到到很細；二是不不同負荷電流在在硅鏈上的壓降降有變化，當負負載電流突然變變化時，控制母母線的電壓有波波動。在選擇硅鏈的容容量時，其調(diào)節(jié)節(jié)電壓要能滿足足調(diào)壓范圍需要要，其電流要能能承受最大負荷荷電流的需要，，包括短時沖擊擊性負載。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（55）需要控制母線的的電壓有較高的的穩(wěn)定性，可以以采用斬波穩(wěn)壓壓器進行穩(wěn)壓，，其接線如圖18－4（（b）。斬波穩(wěn)壓是應(yīng)應(yīng)用高頻斬波原原理來調(diào)節(jié)、穩(wěn)穩(wěn)定輸出電壓的的，其穩(wěn)壓精度度可以達到0.5%。但是斬斬波穩(wěn)壓器有額額定輸出電流的的限制，一般配配置的容量盡供供正常負荷電流流，過載能力差差，當負載電流流超過其額定電電流時，其內(nèi)部部保護動作，輸輸出電壓會迅速速下降，所以斬斬波常常配置硅硅鏈作為備用。。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（56）硅鏈的降壓值調(diào)調(diào)整為比斬波穩(wěn)穩(wěn)壓器略大，所所以正常運行時時硅鏈無電流通通過，盡作為熱熱備用，當負載載電流增大超過過斬波穩(wěn)壓器或或斬波穩(wěn)壓器故故障使控制母線線下降時，硅鏈鏈作為備用通道道供給控制母線線電源。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（57）提高控制母線電電壓穩(wěn)定性的另另外一個方案是是將其中一只或或數(shù)只高頻開關(guān)關(guān)電源模塊直接接供控制母線，，如圖18－4（（c）。由于高頻開關(guān)關(guān)電源有很好的的穩(wěn)壓性能，所所以能保證控制制母線電壓穩(wěn)定定，其作用原理理類同與斬波穩(wěn)穩(wěn)壓器，由于有有容量限制，一一般也要用硅鏈鏈作為備用。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（58）還有一種是設(shè)置置端電池，通過過改變蓄電池數(shù)數(shù)量的方法來進進行調(diào)壓，該調(diào)調(diào)壓方法現(xiàn)場操操作繁瑣，端電電池維護困難，，現(xiàn)在已不常用用，不再介紹。。18－4常用用降壓穩(wěn)壓回路路圖三、直流系統(tǒng)的的基本組成（59）四、監(jiān)控裝置目前直流系統(tǒng)的的功能越來越完完善，為了完成成各項功能，滿滿足其測量、監(jiān)監(jiān)視、調(diào)整、發(fā)發(fā)送各類告警信信號及上遠方發(fā)發(fā)送信號等通訊訊需要，要求安安裝一套監(jiān)控系系統(tǒng)，特別是使使用高頻開關(guān)電電源的直流系統(tǒng)統(tǒng)。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（60）監(jiān)控系統(tǒng)一般微微機型裝置，主主要完成以下工工作。（1）采用液晶晶屏幕顯示有關(guān)關(guān)充電電流、電電壓等數(shù)據(jù)。（2）該裝置能能設(shè)置充電的電電壓、電流曲線線，并對蓄電池池的充電電壓進進行自動溫度補補償。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（61）（3）監(jiān)測高頻頻開關(guān)模塊工作作情況，當某個個模塊故障時發(fā)發(fā)出告警型號；；監(jiān)控模塊故障障時，不影響高高頻開關(guān)模塊應(yīng)應(yīng)能正常工作。。（4）具有對蓄蓄電池的容量考考核及內(nèi)阻檢測測手段，并能自自動生成蓄電池池的充放電曲線線。提供必要的的電池自動（或或手動）檢測和和控制功能，包包括在線電池活活化控制和內(nèi)阻阻測量等功能。。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（62）（5）應(yīng)具有對對交流輸入電源源的電壓、電流流進行實時監(jiān)控控。（6）與變電所所監(jiān)控系統(tǒng)通訊訊，將直流系統(tǒng)統(tǒng)的各遙測量、、遙信量發(fā)給變變電所監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（63）五、其它裝置為使直流系統(tǒng)運運行與維護方便便、可靠，還需需要一些輔助設(shè)設(shè)備，如在十七七章《信號系統(tǒng)統(tǒng)》中介紹的閃閃光裝置，對直直流系統(tǒng)絕緣的的監(jiān)測裝置。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（64）直流系統(tǒng)的輸入入一般為三相交交流電源，由變變電所的所用電電系統(tǒng)供電。變變電所的所用電電電源一般有兩兩個或以上，為為在一個所用電電電源故障或檢檢修時不影響直直流充電機的正正常運行，對有有兩臺充電機的的直流系統(tǒng)，兩兩臺充電機要求求接不同的所用用電，也可以與與高頻開關(guān)電源源等只有一臺充充電機的直流系系統(tǒng)一樣，在兩兩路所用電源間間設(shè)切換裝置，，如圖18－1所示。三、直流系統(tǒng)的的基本組成（65）在直流電源柜上上，一般還安裝裝有蓄電池的放放電電阻，用來來為蓄電池核對對性充放電時提提供負載，一方方面使現(xiàn)場維護護時減少工作量量，對于具有微微機監(jiān)控的直流流系統(tǒng)，可以通通過整定定期對對蓄電池進行充充放電工作。由由于充放電時要要將大量電能通通過放電電阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為熱能釋放放，所以放電電電阻在該過程中中溫度很高，所所以一般將該電電阻安裝在屏柜柜的頂部，與其其它元件保持足足夠的距離，并并有隔熱措施及及通風措施。當當然，現(xiàn)在也有有通過逆變將蓄蓄電池中的電能能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鼽c點在輸入電源的的裝置，由于該該裝置造價較高高，技術(shù)較為復復雜，所以一般般的系統(tǒng)中較少少應(yīng)用。四、直流系統(tǒng)的的接線（1））蓄電池的組數(shù)主主要取決于直流流負荷的性質(zhì)和和對負荷的供電電方式。選用一一組還是兩組蓄蓄電池，在變電電所的設(shè)計規(guī)程程中有所規(guī)定，，對220kV以上變電所的的直流負荷均為為一類負荷，均均應(yīng)設(shè)置兩組蓄蓄電池。對220kV變電所所一般只設(shè)置一一組蓄電池，當當該220kV變電所為無人人值班或樞紐變變時，一般也要要求設(shè)置兩組蓄蓄電池。對110kV及以下下的變電所，只只設(shè)置一組蓄電電池。四、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（2）當變電所設(shè)置置一組蓄電池池時，如使用用相控式充電電機，則一般般設(shè)均充機和和浮充機兩套套，互為備用用。當使用高高頻開關(guān)電源源充電機時，，一般設(shè)一臺臺充電機，只只在模塊容量量上考慮備用用。對于兩組組蓄電池的直直流系統(tǒng)，相相控式充電機機仍然是設(shè)均均充機和浮充充機兩套，高高頻開關(guān)電源源的充電機也也設(shè)相同的兩兩套，分別對對應(yīng)一臺蓄電電池組。對于于重要的500kV變電電所，也可以以設(shè)置三臺充充電機，其中中一臺作為備備用。四、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（3）直流系統(tǒng)中的的主要電源是是蓄電池組，，其次是充電電和浮充電設(shè)設(shè)備。220～500kV變電所蓄蓄電池正常情情況下以浮充充電方式運行行。直流負荷荷實際上由浮浮充電設(shè)備供供電，蓄電池池處于浮充電電狀態(tài)。合理理地配置蓄電電池及充電浮浮充電設(shè)備有有利于提高直直流系統(tǒng)的供供電可靠性。。四、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（4）在只有一組蓄蓄電池時，蓄蓄電池組因故故退出運行，，臨時可由充充電或浮充電電設(shè)備供電。。為提高可靠靠性，充電和和浮充電設(shè)備備應(yīng)分別接在在兩段直流母母線上。當交交流所用電系系統(tǒng)有雙電源源時，充電和和浮充電設(shè)備備應(yīng)接在不同同的交流電源源回路。四、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（5）當有兩組蓄電電池時，每段段直流母線接接一組蓄電池池和一套浮充充電設(shè)備。充充電設(shè)備兩組組蓄電池共用用。兩套浮充充電設(shè)備應(yīng)接接在不同的交交流電源回路路。四、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（6）直流母線的接接線方式與蓄蓄電池的組數(shù)數(shù)、直流負荷荷的供電方式式以及充電、、浮充電設(shè)備備的配置方式式等因素有關(guān)關(guān)。110kV以下變電電所一般采用用單母線接線線，220～～500ｋV變電所常用用的直流母線線接線方式有有單母線分段段和雙母線兩兩種。四、直流系統(tǒng)統(tǒng)的基本組成成（7）單母線分段接接線的特點：：（1）每回路路只需一組母母線開關(guān)，設(shè)設(shè)備少，接線線簡單、清晰晰，直流屏內(nèi)內(nèi)布線方便；；（2）能方便的形形成兩個互不聯(lián)系系的直流，有益于于提高直流系統(tǒng)接接的可靠性；（3）查找直流接接地方便。四、直流系統(tǒng)的基基本組成（8）雙母線接線的特點點：（1）每回路設(shè)有有兩組母線開關(guān)（（或一組切換式刀刀開關(guān)），可任意意接到一組母線上上；（2）可在不間斷斷對負荷供電的情情況下，查找直流流系統(tǒng)接地。四、直流系統(tǒng)的基基本組成（9）雙母線接線比單母母線分段接線，母母線刀開關(guān)用量大大，直流屏內(nèi)設(shè)備備擁擠，布線困難難，檢修、維護也也不方便。目前220kV及以上上變電所一般采用用單母線分段接線線。四、直流系統(tǒng)的基基本組成（10））當只有一組蓄電池池而采用單母線分分段接線時，蓄電電池經(jīng)兩組開關(guān)可可隨意接在任一段段母線上，該同時時開關(guān)也用作母線線分段開關(guān)。充電電和浮充電設(shè)備分分別接在兩段母線線上，直流負荷也也平均地分配在兩兩段母線上。正常常情況下，兩段母母線通過分段開關(guān)關(guān)并聯(lián)運行。當查查找接地或需停電電檢查某段母線時時，分段開關(guān)才斷斷開。四、直流系統(tǒng)的基基本組成（11））對于直流饋線，220kV及以以上變電所考慮到到保護裝置的雙重重化及控制回路的的雙重化，一是要要求保護電源與控控制電源分開，分分別由不同的小開開關(guān)供電或供不同同的小母線；二是是要求雙重化的兩兩組電源由直流系系統(tǒng)不同的母線供供電。事故照明宜分為兩兩個回路，分別接接在兩段母線上。。四、直流系統(tǒng)的基基本組成（12））在有直流動力合閘閘和大容量直流電電動機的情況下，，這些動力負荷應(yīng)應(yīng)按其額定容量，，平均分配在兩組組蓄電池上。其他直流負荷，如如試驗電源，交流流不間斷電源設(shè)備備，常明燈，遠動動通信裝置的備用用電源等應(yīng)按其容容量平均接在直流流母線上。四、直流系統(tǒng)的基基本組成（13））特別要提出的是，，500kV變電電所在正常運行時時，一定要保持兩兩組蓄電池系統(tǒng)的的獨立性，即電氣氣上不相連接。這這不僅有助于提高高直流系統(tǒng)的可靠靠性，同時也能有有效地減小直流系系統(tǒng)的對地電容，，減小直流接地時時產(chǎn)生的電容電流流。四、直流系統(tǒng)的基基本組成（14））對直流系統(tǒng)的空氣氣開關(guān)或熔斷器，，其容量不但要滿滿足在最大動態(tài)工工作電流的1.5倍，還一定要考考慮上下級的配合合，上級開關(guān)或熔熔斷器的容量不能能低于下級總的最最大動態(tài)工作電流流的1.5倍。由由于使用對于保護護裝置及控制回路路，宜用空氣開關(guān)關(guān)取代熔斷器，但但考慮到上下級都都是空氣開關(guān)時很很南配合，所以保保護裝置或控制回回路空氣開關(guān)的上上級宜采用熔斷器器。五、直流系統(tǒng)的絕絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)監(jiān)視（1）直流系統(tǒng)的正常與與否，直接影響到到變電所繼電保護護及自動化設(shè)備的的運行，可以說，，直流系統(tǒng)如果發(fā)發(fā)生故障不能提供供正常的直流電壓壓，整個變電所都都將被迫停運。所所以提高直流系統(tǒng)統(tǒng)的可靠性，加強強對直流系統(tǒng)的監(jiān)監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)異異常并予以消除非非常重要。五、直流系統(tǒng)的絕絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)監(jiān)視（2）從直流系統(tǒng)異常的的現(xiàn)象來看，第一一是控制母線電壓壓的過高或過低，，正常運行直流控控制母線電壓應(yīng)保保持在85％～110％額定電壓范圍之之內(nèi)，反事故措施施則要求其波動幅幅度不大于±5％。電壓過高或過過低均不利于繼電電保護及安全自動動裝置、斷路器控控制、信號指示等等設(shè)備的正常運行行。五、直流系統(tǒng)的絕絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)監(jiān)視（3）常用的監(jiān)察方式是是在直流母線上接接過電壓和欠電壓壓繼電器，或由直直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置置進行控制母線電電壓監(jiān)視，當電壓壓過高或過低時，，發(fā)出預告信號。。監(jiān)視繼電器的返返回系數(shù)應(yīng)大于0.95，否則不能準確的的反應(yīng)母線電壓變變化。第二是直流流系統(tǒng)及直流二次次回路對地絕緣不不良，當直流二次次回路對地絕緣不不良時，可能會造造成二次回路短路路、引起斷路器誤誤動或拒動等后果果，所以對直流二二次回路進行絕緣緣監(jiān)測是非常必要要的。五、直流系統(tǒng)的絕絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)監(jiān)視（4）在直流系統(tǒng)的正常常運行中，正極與與負極對地的絕緣緣電阻都很大，一一般在1兆歐以上。我們利利用電橋原理來對對正負極與地之間間的絕緣電阻進行行檢測。接線如圖圖18-5，該接線具有檢測測電阻下降的信號號和測量絕緣電阻阻值兩種功能。18-5直流系統(tǒng)統(tǒng)常規(guī)絕緣監(jiān)察裝裝置接線圖五、直流系統(tǒng)的絕絕緣監(jiān)察與電壓監(jiān)