直流母线电压为110V或220V。正常情况下,充电用的硅整流装置断开,由蓄电池组向负荷供电,蓄电池放电。为了保证在事故情况下蓄电池组能可靠工作,必须在任何时候都留有一定的容量,绝不能使蓄电池完全放电,通常放电约达容量的60%-70%时,便应停止放电,进行充电。在给蓄电池组充电和放电时,充电整流装置除向蓄电池组充电外,同时还供经常性的直流负荷用电。
蓄电池组按充电放电方式工作的主要缺点是必须频繁的进行充电,通常每隔1~2昼夜充电一次,蓄电池老化较快,使用寿命短,进行维护也较复杂。
⑵按浮充电方式工作的蓄电池直流系统 ①由一组铅酸蓄电池构成的直流系统接线如下
控制、信号动力馈馈线线闪光电压监设备察设备动力馈线绝缘监察设电压监闪光察设备设备备控制、信号馈线100L(+)L-L+100L(+)L-L+QK3PV2VDCKMSB端电池调整器PA3APA2VPA1QK1APV1VPV3VDPV4AIIICCU1DU2GB至220380V电源至220380V电源 图2-1 一组蓄电池的直流系统图
直流系统采用了单母线分段接线,为母线段Ⅰ、Ⅱ。系统中只装设了一组蓄电池,通过刀开关QK1、QK2可随意接到任一母线上,
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也可同时接到两段母线上(此时两母线并联运行)。浮充设备U1和充电设备U2分别接在两段母线上,当交流所用电有双电源时,充电和浮充设备接在不同的交流电源上。直流系统中还接有绝缘监察装置和各种测量表计等。
正常运行时,浮充设备和充电设备负责向直流系统供电,并兼向蓄电池浮充电。利用蓄电池内阻小,伏安特性平坦的特点,使其主要担负短时冲击负荷供电。在蓄电池回路中,电流表PA1为双向电流表,以监视充电和放电电流。电流表PA2用来测量浮充电电流,正常时被短接,测量时,可利用按钮SB使接触器KM的常闭触点断开后测试。电压表PV1用来监视蓄电池的端电压。
蓄电池在放电过程中端电压会下降,从而影响直流母线电压的稳定,为了保证直流母线电压的稳定,可采用端电池和端电池调节器。
②由两组蓄电池构成的直流系统的接线方式如下
控制及保护动力分馈线负荷屏分馈线屏动力负荷调压设备电压监视及绝缘监察电压监视及绝缘监察调压设备1号浮充电2号浮充电
图2-2 两组蓄电池直流系统图
该接线中装设了两组蓄电池,分别接在不同的分段母线上。在正
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常运行情况下,两段母线间的联络刀开关打开,整个直流系统分成两个没有电气联系的部分,在每段母线上接一台浮充设备,两组蓄电池共用一台充电设备,充电设备经两个刀开关分别接到两组蓄电池的出口,可分别对其进行充放电。每段母线设有单独的电压监视和绝缘监察装置。调压设备接在蓄电池和直流母线之间。当其中一组蓄电池因检修或充放电需要从母线上断开时,分段开关合上,两段母线的直流负荷由一组蓄电池供电。
按浮充电方式工作时,充电整流装置经常与蓄电池组同时接与母线上并联工作。整流装置除给直流母线上的经常负荷供电外,同时以很小的电流向蓄电池组浮充电,用以补偿蓄电池组自放电,使蓄电池经常处于满充电状态,蓄电池组主要负担短时间冲击负荷,如断路器的合闸电流。此外,在交流系统发生故障,充电整流器断开情况下,蓄电池组转入放电状态,承担全部直流系统负荷。交流电恢复后,充电整流器给蓄电池组充好电在转入浮充电状态。这种连续浮充电方式,又称为全浮充电方式。
为了避免由于控制浮充电流不准确,造成硫酸铅沉淀在极板,影响蓄电池的输出容量和降低使用寿命,规定每三个月进行一次核对性放电,放出蓄电池容量的50%~60%,终止电压为1.9V为止;或进行全容量放电,放电终止电压为1.75~1.8V为止,放电后应立即进行一次均衡充电(亦称过充电)。使各个蓄电池电解液的密度、容量、电压等都达到均衡一致的良好状态。
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采用浮充电方式运行,不仅可以减少维护工作量,而且可以提高直流系统的工作可靠性,蓄电池的使用寿命较充电放电工作方式延长1~2倍。所以,全浮充电方式在发电厂和变电所中得到广泛应用。 为了能及时发现直流系统的接地故障,母线上装设有绝缘监察装置(其表计部分为两段母线共用;信号部分各自一套)。为了能及时发现母线电压高于或低于规定值,每段母线上各装设一套电压监察装置;为了反映断路器的位置信号,每段母线上各装设一套闪光装置。 采用端电池后,不但使直流系统的接线复杂,而且使蓄电池组的运行维护工作量增加。在全浮充电运行中,正常工作时根本不需要调整蓄电池组的端电压。因此在大型发电厂和变电所中,单直流系统有两组及两组以上蓄电池时,蓄电池组可以不设端电池,并采用全浮充电运行方式。这样的直流系统典型接线一般采用单母线两分段,每段接一组蓄电池和一台充电整流器,另有一台备用整流器,可接于两段母线。当一组蓄电池进行核对性放电时,该段母线的直流负荷由另一组蓄电池供给。 二、其它直流系统 1.镉镍蓄电池的直流系统
国内制造厂生产和提供成套镉镍蓄电池直流屏,是一种高性能直流不停电电源。它具有可靠性高、适应性强、使用寿命长、电压稳定、放电倍率高、维护简单、占地面积小、无污染等特点。适用于110KV及以下电压等级的变电所,容量在100A·H以下的场所。
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2.硅整流电容储能直流系统
硅整流电容储能直流系统与蓄电池系统相比,具有寿命长、投资省、维护简便、占地面积小等优点,在中小型变电所中得到广泛应用。尤其是35KV及以下变电所应用更广。但硅整流电源是一种非独立式电源,与一次交流系统的运行工况有关。 三、直流供电网络
变电所的直流供电网络是由直流母线引出,供电给直流负荷的中间环节,它是一个庞大的多分支闭环网络。直流网络可根据负荷类型和供电路径,分为若干相互独立的分支供电网络,例如,控制、保护、信号、供电网络、断路器合闸线圈供电网络及事故照明供电网络。为了防止某一网络出现故障时影响一大片负荷供电,也便于检修和故障排除,不同用途负荷由单独网络供电。
为简化设备,220KV变电站直流系统一般采用环形供电网络,在变电站内将动力母线和控制母线合一,在各直流负荷之间形成环形供电网络,每个环的电源回路接到母线上。
第二节 确定系统工作电压
在确定变电站直流系统额定电压时,应根据变电站的具体情况,
找出影响直流系统额定电压选择的主要因素。以往设计的220KV及以下电压等级的变电站,大多为带电磁操作机构的断路器,需要直流动力合闸电源,在这种情况下,满足直流动力回路电压的要求,降低直流动力电缆的投资成为影响直流系统额定电压选择的主要因素。因此,
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