直流培训教材综述.docx

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直流培训教材综述

直流培训教材

一、基础理论

1、直流系统的作用及重要性？

答、为供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷，变电站应装设由蓄电池供电的直流系统。

直流系统的用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。

直流系统的可靠性是保障电厂及变电站安全运行的决定性条件之一。

2、直流系统组成？

答：

直流电源系统由交流输入、充电装置、馈电屏、蓄电池组、监控单元（含馈线状态监测单元）、电压监测、绝缘监察（含接地选线）、硅降压回路（可选）、蓄电池管理单元（可选）、直流馈线网络等组成。

3、直流系统配置原则？

答：

为满足控制和保护冗余供电需要，220~500kV变电站直流电源系统均应配置两组高频充电装置和两组蓄电池；为满足无人值班直流供电冗余需要，110kV变电站直流电源系统宜配置两组高频充电装置和两组蓄电池。

（变电部管辖变电站都按照两组高频充电装置和两组蓄电池配置）

4、变电站蓄电池容量配置原则？

答、站内每组蓄电池容量选取应按全站事故放电不小于2小时计算；当两组蓄电池正常均分站内全部负荷时，事故放电时间应不小于4小时。

110kV、220kV、500kV变电站每组蓄电池容量可分别按300Ah（110V）、500Ah（110V）、800Ah（110V）选取。

5、直流系统的主要部件及技术要求？

答：

①高频开关电源模块的主要功能是将交流电源变换为高品质的直流电源，应采用脉冲宽度调制方式原理。

高频开关电源模块额定电流宜为10A、20A、40A。

（变电部变电站使用高频开关电源模块额定电流有10A、20A两种）。

充电装置高频模块个数为N+1，总模块个数不宜少于3个，不宜多于7个。

多块模块并列运行时，应具有良好均流性能，在总输出（30%~100%）额定电流条件下，均流不平衡度应小于5%。

②监控单元是高频开关电源及其成套装置的监控、测量、信号和管理系统的核心部分。

装置应根据直流电源系统运行状态，综合分析各种数据和信息，对整个系统实施控制和管理。

监控单元应具备自诊断功能，能够诊断内部的电路故障和不正常的运行状态，并以硬接点和报文形式给出报警到变电站综合自动化系统后台。

监控单元的退出应不影响整个直流电源系统可靠运行。

③绝缘监察装置主要功能是：

在线检测直流电源系统的对地绝缘状况（包括直流母线正负接地电压、蓄电池回路和各个馈线回路绝缘状况），并自动检出故障回路。

当设备直流电源系统发生接地故障（正接地、负接地或正负同时接地），其绝缘水平下降到低于表的规定值时，绝缘监察装置应能显示和发出报警信号，有接点信号或标准通讯接口输出，并且能够判断接地极性。

表绝缘水平整定值

标称电压（V）

220

110

普通绝缘监察水平（kΩ）

25

7

④蓄电池管理单元的主要功能是检测蓄电池组运行工况、测量各节蓄电池的电压。

6、术语和定义

6.1系统（system）

本规范的“系统”是指连接在一个共同的标称电压下工作的设备和导线（线路）的组合。

6.2标称电压（nominalvoltage）

系统被指定的电压。

6.3电气设备额定电压（ratedvoltageforequipment）

根据规定的电气设备工作条件，通常由制造厂确定的电压。

6.4蓄电池组（storagebattery）

用导体连接两个或多个单体蓄电池用作电源的设备。

6.5阀控式密封铅酸蓄电池（valveregulatedsealedlead-acidbattery）

蓄电池正常使用时保持气密和液密状态，当内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体，当内部气压降低后安全阀自动闭合，同时防止外部空气进入蓄电池内部，使其密封。

蓄电池在使用寿命期限内，正常使用情况下无需补加电解液。

6.6初充电（firstcharge）

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。

初充电的工作程序应参照制造厂家说明书进行。

6.7恒流充电（constantcurrentcharge）

充电电流在充电电压范围内，维持在恒定值的充电。

6.8恒压充电（constantvoltagecharge）

充电电压在充电电流范围内，维持在恒定值的充电。

6.9恒流限压充电（constant-currentlimitvoltagecharge）

先以恒流方式进行充电，当蓄电池组端电压上升到限压值时，充电装置自动转换为恒压充电，直到充电完毕。

6.11浮充电（floatingcharge）

在充电装置的直流输出端始终并接着蓄电池和负载，以恒压充电方式工作。

正常运行时充电装置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，使蓄电池组处于满容量状态。

6.12均衡充电（equalizingcharge）

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，通称为均衡充电。

6.13补充充电（supplementarycharge）

蓄电池在存放中，由于自放电容量逐渐减少，甚至于损坏，或大容量放电后，按厂家说明书，需进行的充电。

6.14蓄电池组容量试验（batterycapacitytest）

新安装的蓄电池组，将蓄电池组充满容量后，按规定的恒定电流进行放电，当其中一个蓄电池放至终止电压时为止，按以下公式进行容量计算：

C=If×t（Ah）

式中：

C－蓄电池组容量，Ah；If－恒定放电电流，A；t－放电时间，h。

63.15蓄电池容量符号（batterycapacitysymbol）

C10—10h（小时）率放电额定容量，单位：

安时（Ah）。

6.16放电电流符号（Dischargecurrentsymbol）

I10—10h（小时）率放电电流，数值C10/10，单位：

安（A）。

6.17恒流放电（constant-currentdischarge）

蓄电池在放电过程中，放电电流值始终保持恒定不变，直放到规定的终止电压为止。

6.18核对性放电（checkingdischarge）

在正常运行中的蓄电池组，为了检验其实际容量，以规定的放电电流进行恒流放电，当其中一个单体电池达到了规定的放电终止电压，即停止放电，然后根据放电电流和放电时间，计算出蓄电池组的实际容量，称为核对性放电。

6.19终止电压（finishvoltage）

蓄电池容量选择计算中，终止电压是指直流电源系统的用电负荷，在指定放电时间内要求蓄电池必须保持的最低放电电压。

对蓄电池本身而言，终止电压是指蓄电池在不同放电时间内及不同放电率放电条件下允许的最低放电电压，一般情况下，前者要求比后者要高。

6.20稳流精度（stabilizedcurrentprecision）

充电装置在充电（稳流）状态下，交流输入电压在323～456V范围内变化，输出电压在充电电压调节范围内变化，输出电流在其额定值20%～100%范围内任一数值上保持稳定时其输出电流稳定程度，按以下公式计算：

δI=[（IM－IZ）/IZ]×100%

式中：

δI－稳流精度；IM－输出电流波动极限值；IZ－输出电流整定值。

6.21稳压精度（stabilizedvoltageprecision）

充电装置在浮充电（稳压）状态下，交流输入电压在323～456V范围内变化，输出电流在其额定值的0%～100%范围内变化，输出电压在其浮充电电压调节范围内任一数值上保持稳定时其输出电压稳定程度，按以下公式计算：

δU=[（UM－UZ）/UZ]×100%

式中：

δU－稳压精度；UM－输出电压波动极限值；UZ－输出电压整定值。

6.22纹波系数（ripplefactor）

充电装置在浮充电（稳压）状态下，交流输入电压在323～456V范围内变化，输出电流在其额定值的0%～100%范围内变化，输出电压在其浮充电电压调节范围内任一数值上，测得电阻性负载两端脉动量峰值与谷值之差的一半，与直流输出电压平均值之比，按以下公式计算：

δ=[（Uf－Ug）/2Up]×100%

式中：

δ－纹波系数；Uf－直流电压中脉动峰值；Ug－直流电压中脉动谷值；Up－直流电压平均值。

6.23效率（efficiency）

充电装置的直流输出功率与交流额定输入功率之比，按以下公式计算：

η=（WD/WA）×100%

η－效率；WD－直流输出功率；WA－交流输入功率。

6.24“三遥”功能（"teleindication，telemetry，telecontrol"functions）

遥信功能、遥测功能、遥控功能的简称。

6.25均流及均流不平衡度（equalizingcurrentandunbalance）

采用同型号同参数的高频开关电源模块，以（N+1）或（N+2）多块并联方式运行，为使每一个模块都能均匀地承担总的负荷电流，称为均流。

模块间负荷电流的差异，叫均流不平衡度，在总输出（30%～100%）额定电流条件下，按以下公式计算：

β=[（I－IP）/IN]×100%

β－均流不平衡度；I－实测模块输出电流的极限值；IP－N个工作模块输出电流的平均值；IN－模块的额定电流值。

7、对运行中的直流系统应该进行哪些监视？

答：

①绝缘状态监视；②电压及电流监视；③信号报警监视；④自动报警监视；⑤直流断路器及熔断器的监视。

8、阀控蓄电池核对性放电的目的是什么？

答：

长期使用限压限流的浮充电运行方式或只限压不限流的运行方式，无法判断阀控蓄电池的现有容量，内部是否失水或干裂。

只能通过核对性放电，才能找出蓄电池的问题。

9、阀控蓄电池在运行巡视中，应检查项目有哪些？

答：

在巡视中应检查蓄电池的单体电压值，连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗液和变形，极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出，绝缘电阻是否下降，蓄电池温度是否过高等。

10、蓄电池组绝缘电阻要求是多少？

答、①电压为220V的蓄电池组不小于200KΩ；②电压为110V的蓄电池组不小于100KΩ；③电压为48V的蓄电池组不小于50KΩ。

11、阀控蓄电池组在运行中有何要求？

如何进行监视？

答：

阀控蓄电池在正常运行中浮充电压方式运行，浮充电压值控制为（２.23~2.28）V×N，均衡充电电压值宜控制为（２.30~2.35）V×N，在运行中主要监视蓄电池端电压值，浮充电流值，每只蓄电池的电压值，蓄电池组及直流母线的对地电阻值和绝缘状态。

12、简述直流电源系统绝缘监察装置主要功能。

答：

直流电源系统绝缘监察装置主要功能是：

在线检测直流电源系统的对地绝缘状况（包括直流母线正负接地电压、蓄电池回路和各个馈线回路绝缘状况），并自动检出故障回路。

二、实操部分

（一）常见事故处理

1、充电机充电模块故障更换如何处理？

答：

工作前准备：

①工具准备：

工具箱（扳手#14、内六角）、万用表、钳形电流表；②核对充电模块厂家、型号、参数。

工作步骤：

①安全措施确认，充电装置退出运行；②退出监控单元模块电源；③拆除高频电源模块;④整定参数检查（工作前后应核对充电机监控单元参数，整定模块数量应与实际一致）；⑤安装高频电源模块；⑥高频电源模块特性检查，将充电机由手动转均充状态，检查高频模块的均充和均流性能。

注意事项：

1、安装好新充电模块后，先给充电模块电源，正常后才给监控模块电源。

2、珠海瓦特厂家的充电模块电源需要改地址，新的充电模块电源按照故障电源模块的地址更改后，再安装上去。

3、若充电模块无法更换需要短接，将上一个充电模块的数据线连接到下一个。

珠海瓦特需要将监控机模块地址参数相应更改。

2、蓄电池组单体异常处理？

答：

工作前准备：

①工具准备：

工具箱（力矩扳手）、万用表；②核对备用蓄电池厂家、型号、参数。

工作步骤：

①检查直流系统运行工况，直流系统倒闸操作后运行正常，异常蓄电池组退出运行。

②异常蓄电池拆除，必须用力矩扳手使用合适的力矩松开蓄电池。

③蓄电池安装;必须用力矩扳手使用合适的力矩紧固蓄电池。

必须认真核对极性。

注意事项：

若无型号、参数相同的蓄电池可以更换，需要短接故障的单体蓄电池。

拆除时需要将连接线用绝缘胶布包好防止短路。

蓄电池个数发生变化时，应调整充电装置和蓄电池管理单元相应参数。

3、充电机监控模块故障更换如何处理？

答：

工作前准备：

①工具准备：

工具箱（扳手#14、内六角）、万用表、钳形电流表；②核对监控模块厂家、型号、参数。

工作步骤：

①安全措施确认，充电装置退出运行；②监控单元检测，对监控单元内各参数进行检查；③拆除故障的监控单元，拆接线做好记录，并用绝缘胶布包扎;④更换新监控单元（或监控单元检查之后），工作前后应核对充电机监控单元参数；⑤安装新监控单元（或监控单元检查之后）接线极性应正确，数据线连接正确紧固，核对充电机监控单元参数正确无误；⑥将充电机由手动转均充状态，模拟各报警参数进行检查正确（本机、后台监控、调度）

注意事项：

监控装置模块型号为珠海瓦特WDJ-7A，若出现监控单元数据显示为0故障，先重启监控单元，看数据能否恢复正常，若不能恢复正常，重启充电机屏后的“测控装置”，监控单元数据恢复正常运行。

4、倒闸操作过程中应注意的事项有哪些？

答：

1、倒闸操作过程中必须保证直流电源系统所有用电负荷的安全可靠供电。

2、在进行倒闸操作时，蓄电池组不得脱离直流母线，否则应采取安装备用蓄电池等防护措施。

3、正常运行方式下不允许两段直流母线并列运行，倒闸操作过程中允许两组蓄电池短时并列运行，但在并列前应保证两组蓄电池电压极性一致，电压差宜小于2V。

（二）、直流系统年检项目及周期

答：

蓄电池和直流屏的年度检查均为一年一次。

检查项目如下：

1、蓄电池组的检查

1.1蓄电池组外观检查；

1.2蓄电池间的连接导体紧固程度检查；

1.3蓄电池内阻、电压检查；

2、直流屏的检查

2.1监控单元均充和浮充转换功能检查；

2.2监控单元、绝缘监察装置整定值检查；

2.3直流屏表计、监控单元、绝缘监察装置等电压、电流显示值核对与检查；

2.4直流电源系统主接线、直流馈线网络检查；

2.5馈线空开投退状态检查；

2.6各级空开级差配合检查

（三）、直流电源设备定期检验周期及项目：

答：

1、新安装的蓄电池组在验收时应进行全容量核对性充放电。

投运后，110kV变电站蓄电池组每3年进行1次全容量核对性充放电，220kV及以上变电站蓄电池组每2年应进行1次全容量核对性充放电，运行6年以上的蓄电池组，应每年进行1次全容量核对性充放电。

2、直流屏应每2~3年进行一次定期检查，定期检验试验主要内容包括交流切换装置自动切换试验、监控单元核定值核对、监控单元检验、保护报警及三遥功能检验、控制程序试验、稳压功能检查、稳流功能检查、并机均流功能检查、蓄电池管理单元检测值检验等。

（四）、阀控蓄电池核对性放电要求

答：

全站具有两组蓄电池时或一组蓄电池（需具备备用蓄电池组），则一组运行，另一组退出运行进行全容量核对性放电。

放电用I10恒流，当任一蓄电池电压下降到1.8V或蓄电池组电压下降到1.8V×N时，停止放电，并及时用I10电流进行恒流限压充电－恒压充电－浮充电。

若经过三次全核对性放充电，蓄电池组容量均达不到其额定容量的80℅以上，则应安排更换。

注意事项：

蓄电池组充放电试验前，应逐个认真检查所有连接条的连接是否紧固。

核容试验中，蓄电池放电仪与蓄电池应采用线耳螺栓固定连接，不得用夹子连接，保证连接可靠。

放电过程中每隔1小时使用红外测温仪对蓄电池测温并对环境温度、蓄电池组端电压、单个电池端电压、放电电流、放电时间进行测量和记录。

最后一个小时应每半小时测量一次蓄电池单体电压。

对个别电压下降趋势明显的落后蓄电池单体也应加强监测，增加测量的次数。

一、填空题

1.高频开关电源模块应具有（带电插拔）更换功能，具有（软启动）功能，防止开机电压冲击。

2.两组蓄电池两套充电装置的直流电源系统应采用（二段单母线接线）。

3.在进行切换操作时，蓄电池组（不得）脱离直流母线，在切换过程中（允许）两组蓄电池短时并列运行

4.绝缘监察装置主要功能是：

在线检测直流电源系统的（对地绝缘状况），并自动检出（故障回路）。

5.直流电源系统根据需要可保留硅降压回路，但应有防止硅元件（开路）的措施。

6.直流电源系统应采用（不接地）方式。

7.直流电源供电回路分为（环形）供电方式和（辐射）供电方式。

8.验收中发现的问题必须（限时整改），存在较多问题或重大问题的，整改完毕后应（重新组织验收）。

9.交流不停电电源系统应仅在变电站（交流失压）时使用直流电源的蓄电池组供电。

10.安装时应保证蓄电池连接处的清洁。

清除极柱及连接片的氧化膜，并在连接部位涂（电力复合脂），以降低接触电阻，避免发热。

11.蓄电池应采用（支架）安装，不宜采用（组屏）安装。

12.阀控蓄电池测试内阻值和历史记录相比突变（50%）时，应对蓄电池进行核对性放电。

13.蓄电池组正、负极引出线电缆（不应）直接连接到蓄电池极柱上，应连接到蓄电池架上的（过渡）接线板上。

14.备用搁置的阀控蓄电池，每（3）个月应进行一次补充充电

15.降压硅链正向额定总压降宜为：

220V系统（35V），110V系统（20V）

16.直流电源系统中，220V系统的绝缘电阻低于（25）kΩ，110V系统的绝缘电阻低于（7）kΩ时，绝缘监察装置应告警。

17.直流电源系统蓄电池的数量变更时，相应的参数应（及时调整），由（运行维护部门）根据相关资料编制下发正式运行参数表。

18.直流屏和蓄电池组的年度检查周期均为（1年1次）。

19.蓄电池组浮充电电压低，影响电池（容量），蓄电池组浮充电电压高，影响电池（运行寿命）

20.300Ah蓄电池出口可采用额定电流（315A）的熔断器，500Ah蓄电池出口可采用额定电流（400A）的熔断器；800Ah蓄电池出口可采用额定电流（630A）的熔断器。

21.事故照明宜采用（手动）切换方式。

22.对新建变电站两组蓄电池宜分别设置（专用）的蓄电池室。

23.蓄电池组的出厂验收应参考《广东电网公司变电站直流电源系统技术规范》6.9中的要求，（重点检查蓄电池核容试验和内阻测试）

简答题

1.简述直流电源设备投运前检查工作？

答：

1、状态检查：

1）仔细检查施工现场是否有遗留的工具、材料。

2）验收工作结束后，清除所有事件报告。

3）按照直流电源馈线开关投退表核对直流电源馈线开关状态，应正确。

4）直流电源系统各设备应正常工作。

2、核对定值：

核对定值，保证正确。

2．直流系统报警主要信号是那些？

1）熔断器熔断，2）母线接地，3）动母过压4）动母欠压5）控母过压6）控母欠压7）空气开关脱扣8）监控单元故障9）绝缘监察装置故障10）充电装置故障