什么是直流电源系统.docx

1、什么是直流电源系统什么是直流电源系统1、直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。直流系统是以电池容量标称,如65AH,100AH常用名称:GZDW-65AH,GZDW-100AH。 2、直流系统的用途：广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如发电

2、厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。还有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学的维护是直流系统的核心工作。3、直流系统主要由两大部份组成。一部份是电池屏另一部份是直流充电屏（直流屏）。电池屏就是一个可以摆放多节电池的机柜（8006002260）。电池屏中的电池一般是由2V-12V的电池以9节到108节串联方式组成，对应电的电压输出也就是110V或220V。目前使用的电池主要是阀控式密封免维护铅酸电池。直流

3、屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元及一系列的交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等配电单元。31、整流模块系统：电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模块，通常是以通过电流大小来标称（如2A模块、5A模块、10A模块、20A模块等等），按设计理念的不同也可以分为：风冷模块、独立风道模块、自冷模块、自能风冷模块和自能自冷模块。它可以多台并联使用，实现了N+1冗余。模块输出是110V、220V稳定可调的直流电压。模块自身有较为完善的各种保护功能如：输入过压保护、输出过压保护、输出限流保护和输出短路保护等。32、监控系统：监控系统是整个

4、直流系统的控制、管理核心，其主要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可靠性和安全性。监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是触摸屏型。：监控系统提供人机界面操作，实现系统运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。33、绝缘监测单元：直流系统绝缘监测单元是监视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号。直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监测、支路绝缘监测

5、。34、电池巡检单元：电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡环检测的一种设备。可以实时检测到每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过或低过设定时，就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障。电池巡检单元一般能检测2V-12V的蓄电池和巡环检测1-108节蓄电池。35、开关量检测单元：开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一种设备。比如在整套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路开关量和多路无源干节点告警输

6、出。36、降压单元：降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压在设定范围内（110V或220V）。当合母电压变化时，降压单元自动调节，保证输出电压稳定。降压单元也是以输出电流的大小来标称的。降压单元目前有两种，一种是有级降压硅链，一种是无级降压斩波。有级降压硅链有5级降压和七级降压，电压调节点都是3.5V，也就是说合母电压升高或下降3.5V时降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波就是一个降压模块，它比降压硅链体积小，它没有电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还有过压、过流、和电池过放电等功能。不过目前无级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，

7、所以还是降压硅链使用效广泛。37、配电单元：配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断器、转换开关、按钮开关、指示灯以及电流、电压表等等。4电池容量选择和模块的配置。电池容量选择要进行直流负荷的统计，直流负荷按性质分为经常负荷、事故负荷、冲击负荷。经常负荷主要是保护、控制、自动装置和通信设置。事故负荷是指停电后必须由直流系统供电的负荷，如UPS、通信设置等。冲击负荷是指极短时间内施加的大电流负荷，比如断路器分、合闸操作等。根据上述三种直流负荷统计就可以计算出事故状态下的直流持续放

8、电容量。一般在220KV的变电站直流系统的蓄电池要选择两组电池，电池容量是150AH-200AH，110KV的变电站直流系统的蓄电池要选择一组电池，池容量是100AH-150AH，35KV的变电站直流系统的蓄电池要选择一组电池，池容量是50AH-100AH。模块数量的配置是要全部模块出额定电流总值要最大经常负荷加蓄电池充电电流.(蓄电池充电电流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄电池组其充电电流是0.1c*100=10A,在不计算经常负荷的情况下选用额定电流5A电流的模块和话2台模块就可以满足对蓄电池的充电，要实现N+1冗余总共选择3台5A模块。层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。还

9、有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学的维护是直流系统的核心工作。3、直流系统主要由两大部份组成。一部份是电池屏另一部份是直流充电屏（直流屏）。电池屏就是一个可以摆放多节电池的机柜（8006002260）。电池屏中的电池一般是由2V-12V的电池以9节到108节串联方式组成，对应电的电压输出也就是110V或220V。目前使用的电池主要是阀控式密封免维护铅酸电池。直流屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元及一系列的交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等配电单元。31、整流模块系统：电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模块，通常是以

10、通过电流大小来标称（如2A模块、5A模块、10A模块、20A模块等等），按设计理念的不同也可以分为：风冷模块、独立风道模块、自冷模块、自能风冷模块和自能自冷模块。它可以多台并联使用，实现了N+1冗余。模块输出是110V、220V稳定可调的直流电压。模块自身有较为完善的各种保护功能如：输入过压保护、输出过压保护、输出限流保护和输出短路保护等。32、监控系统：监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可

11、靠性和安全性。监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是触摸屏型。：监控系统提供人机界面操作，实现系统运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。33、绝缘监测单元：直流系统绝缘监测单元是监视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号。直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监测、支路绝缘监测。34、电池巡检单元：电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡环检测的一种设备。可以实时检测到每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过或低过设定时，就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障。电池巡检单元一

12、般能检测2V-12V的蓄电池和巡环检测1-108节蓄电池。35、开关量检测单元：开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一种设备。比如在整套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路开关量和多路无源干节点告警输出。36、降压单元：降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压在设定范围内（110V或220V）。当合母电压变化时，降压单元自动调节，保证输出电压稳定。降压单元也是以输出电流的大小来标称

13、的。降压单元目前有两种，一种是有级降压硅链，一种是无级降压斩波。有级降压硅链有5级降压和七级降压，电压调节点都是3.5V，也就是说合母电压升高或下降3.5V时降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波就是一个降压模块，它比降压硅链体积小，它没有电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还有过压、过流、和电池过放电等功能。不过目前无级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，所以还是降压硅链使用效广泛。37、配电单元：配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断器、转换开关、按钮开关、指

14、示灯以及电流、电压表等等。4电池容量选择和模块的配置。电池容量选择要进行直流负荷的统计，直流负荷按性质分为经常负荷、事故负荷、冲击负荷。经常负荷主要是保护、控制、自动装置和通信设置。直流电源系统运行规范目 录 第一章 总则1第二章 引用标准1第三章 设备验收1第四章 设备运行维护管理5第五章 蓄电池的运行及维护6第六章 充电装置的运行及维护10第七章 微机监控装置的运行及维护11第八章 直流系统巡视检查项目11第九章事故和故障处理预案12第十章 技术培训要求14第十一章 设备技术管理15第十二章 备品备件管理16第十三章 直流电源系统设备更新改造和报废16直流电源系统运行规范编制说明17第一章

15、 总则第一条 为了规范直流电源系统的运行管理，促进发电厂、变电站（换流站、串补站、通信站）直流系统运行管理水平的提高，特制定本规范。第二条 本规范依据国家、行业的有关标准、规程和规范并结合近年来国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。第三条 本规范对直流电源系统设备验收、运行维护、巡视检查、缺陷及异常处理、技术管理、培训等方面提出了具体要求。第四条 本规范适用于国家电网公司系统所属单位直流电源系统的运行管理工作。第五条 各网省公司可根据本规范，结合本地区实际情况制定相应的实施细则。第二章 引用标准第六条 以下为本规范引用的标准、规程和导则，但不限于此。GB/T

16、 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件GB 50172-1992 电气安装工程蓄电池施工及验收规范DL/T 5044-1995 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定DL/T 637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程国家电网公司 电力生产设备评估管理办法国家电网公司 变电站管理规范（试行）国家电网公司 直流电源系统技术标准国家电网公司 直流电源系统技术监督规定国家电网公司 预防直流电源系统事故措施国家电网公司 直流电源系统检修

17、规范第三章 设备验收第七条 交接验收 当直流电源系统设备安装调试完毕后，应进行投运前的交接验收试验。所有试项目应达到技术要求后才能投入试运行。试运行正常后，运行单位方可签字接收。交接验收试验及要求如下：（一） 绝缘监测及信号报警试验1. 直流电源装置在空载运行时，其额定电压为220V的系统，用25k电阻；额定电压为110V的系统，用7k电阻；额定电压为48V的系统，用1.7k电阻。分别使直流母线正极或负极接地，应正确发出声光报警。2. 直流母线电压低于或高于整定值时，应发出低压或过压信号及声光报警。3. 充电装置的输出电流为额定电流的105110时，应具有限流保护功能。4. 装有微机型绝缘监测

18、装置的直流电源系统，应能监测和显示其支路的绝缘状态，各支路发生接地时，应能正确显示和报警。（二） 耐压及绝缘试验1. 在作耐压试验之前，应将电子仪表、自动装置从直流母线上脱离开，用工频2kV，对直流母线及各支路进行耐压1min试验，应不闪络、不击穿。2. 直流电源装置的直流母线及各支路，用1000V摇表测量，绝缘电阻应不小于10M。（三） 蓄电池组容量试验不同种类的蓄电池具有不同的充电率和放电率。 1. 防酸蓄电池组容量试验防酸蓄电池组的恒流充电电流及恒流放电电流均为I10，只要其中任一个蓄电池达到1.8V放电终止电压时，应停止放电。在三次充放电循环之内，若达不到额定容量的100%，此组蓄电池

19、为不合格。2. 阀控蓄电池组容量试验阀控蓄电池组的恒流限压充电电流和恒流放电电流均为I10，额定电压为2V的蓄电池，放电终止电压为1.8V；额定电压为6V的组合式蓄电池，放电终止电压为5.25V；额定电压为12V的组合式蓄电池，放电终止电压为10.5V。只要其中任一个蓄电池达到了终止电压，应停止放电。在三次充放电循环之内，若达不到额定容量的100%,此组蓄电池为不合格。3. 镉镍蓄电池组容量试验镉镍蓄电池组的恒流充电电流和恒流放电电流均为I5，只要其中任一个蓄电池达到1V放电终止电压时，应停止放电。在三次充电循环之内，若达不到额定容量的100，此组蓄电池为不合格。（四） 充电装置稳流精度范围1

20、. 磁放大型充电装置，稳流精度应不大于5。2. 相控型充电装置，稳流精度应不大于1（精度类装置）或不大于2（精度类装置）。3. 高频开关模块型充电装置，稳流精度应不大于1。（五） 充电装置稳压精度范围1. 磁放大型充电装置，稳压精度应不大于2。2. 相控型充电装置，稳压精度应不大于0.5（精度类装置）或不大于1（精度类装置）。 3. 高频开关模块型充电装置，稳压精度应不大于0.5。（六） 直流母线纹波系数范围1. 磁放大型充电装置，纹波系数应不大于2。2. 相控型充电装置，纹波系数应不大于1。3. 高频开关模块型充电装置，纹波系数应不大于0.5%。（七） 直流母线连续供电试验交流电源突然中断，

21、直流母线应连续供电，电压波动应不大于额定电压的10。（八） 微机控制装置自动转换程序试验1. 阀控蓄电池的充电程序（恒流恒压浮充）：根据不同种类的蓄电池,应确定不同的充电率进行恒流充电,蓄电池组端电压达到某一整定值时, 微机控制装置将控制充电装置自动转为恒压充电，当充电电流减小到某一整定值时,微机控制装置将控制充电装置自动转为浮充电运行。2. 阀控蓄电池的补充充电程序：微机控制装置按设定程序，控制充电装置自动地进行恒流充电恒压充电浮充电并进入正常运行，始终保证蓄电池组具有额定容量。交流电源中断,蓄电池组将不间断地向直流母线供电,交流电源恢复送电时，充电装置将进入恒流充电，再进入恒压充电和浮充电

22、，并转入正常运行。3. “三遥”功能：控制中心通过遥信、遥测、遥控通讯接口，监测和控制远方变电站中正在运行的直流电源装置。（1） 遥信内容：直流母线电压过高或过低、直流母线接地、充电装置故障、直流绝缘监测装置故障，蓄电池熔断器熔断、断路器脱扣、交流电源电压异常等。（2） 遥测内容：直流母线电压及电流值、蓄电池组端电压值、蓄电池分组或单体蓄电池电压、充放电电流值等参数。（3） 遥控内容：直流电源充电装置的开机、停机、运行方式切换等。 第八条 高频开关电源及相控整流装置外观工艺验收，应按下列要求进行检查：（一）设备屏、柜的固定及接地应可靠,门与柜体之间经截面不小于6 mm2的裸体软导线可靠连接。外

23、表防腐涂层应完好、设备清洁整齐。（二）设备屏、柜内所装电器元件应齐全完好,安装位置正确,固定牢固。空气断路器或熔断器选用符合规定，动作选择性配合满足要求。（三）二次接线应正确,连接可靠，标志齐全、清晰，绝缘符合要求。（四） 用于湿热带地区的屏、柜应具有防潮、抗霉和耐热性能,按热带电工产品通用技术要求进行验收。（五）设备屏、柜及电缆安装后，应作好孔洞封堵和防止电缆穿管积水结冰的措施。（六） 操作及联动试验正确，交流电源切换可靠,符合设计要求。 第九条 蓄电池外观验收，应进行下列检查：（一） 蓄电池室及其通风、调温、照明等装置应符合设计要求。（二） 组柜安装的蓄电池排列整齐，标识清晰、正确。蓄电池

24、间距符合规定，通风散热设计合理，测温装置工作正常。（三） 安装布线应排列整齐，极性标志清晰、正确。（四） 蓄电池编号正确，应由正极按序排列，蓄电池外壳清洁、完好，液面正常，密封电池无渗液。（五） 极板应无弯曲、变形及活性物质剥落。（六） 初充电、放电容量及倍率校验的结果应符合要求。（七） 蓄电池组的绝缘应良好。（八） 蓄电池呼吸装置完好,通气正常。 第十条 开箱时应提交的出厂资料和文件：（一） 安装使用说明书、设备出厂试验报告、装箱清单、合格证、为微机控制等自动装置说明书、蓄电池充电记录及曲线、充放电特性曲线。（二） 蓄电池组各项参数测试报告。（三） 电气原理接线图和二次接线图、端子排图。第十

25、一条 在竣工验收时，应提交下列资料和文件：（一） 工程竣工图。（二） 变更设计的证明文件。（三） 制造厂的产品说明书、调试大纲、试验方法、交接试验记录、产品合格证件及安装图纸等技术文件。（四） 根据合同提供的备品备件及清单。（五） 安装技术记录。（六） 调整试验记录。（七） 安装技术记录，充、放电记录及曲线等。（八） 材质化验报告。无论出厂技术资料或安装调试技术资料，当有条件时，在提交书面资料的同时还应提交电子文档资料。第四章 设备运行维护管理第十二条 运行管理（一） 直流电源系统设备的运行维护工作按设备管理权限划分。（二） 运行主管单位每年应对所辖运行直流电源系统进行检查评价，落实直流系电源

26、统设备缺陷，综合分析直流电源系统存在问题，正确做出设备状态评估，提出技术改造和检修意见。（三） 现场运行规程中应有直流电源系统运行维护和事故处理等有关内容，并应符合本厂、站直流电源系统实际。（四） 运行单位应有直流系统维护管理制度。（五） 对直流系统进行定期维护工作应纳入年度、月度工作计划。（六） 运行人员对发现的直流系统缺陷，应按维护管理职责和权限及时处理或上报。（七） 具备两组蓄电池的直流系统应采用母线分段运行方式，每段母线应分别采用独立的蓄电池组供电，并在两段直流母线之间设联络开关或刀闸，正常运行时该联络开关或刀闸应处于断开位置。（八） 直流熔断器和空气断路器应采用质量合格的产品，其熔断

27、体或定值应按有关规定分级配置和整定，并定期进行核对，防止因其不正确动作而扩大事故。（九） 直流电源系统同一条支路中熔断器与空气断路器不应混用，尤其不应在空气断路器的上级使用熔断器。防止在回路故障时失去动作选择性。严禁直流回路使用交流空气断路器。第五章 蓄电池的运行及维护第十三条 防酸蓄电池组的运行及维护（一） 防酸蓄电池组正常应以浮充电方式运行，使蓄电池组处于额定容量状态。浮充电流的大小应根据所使用蓄电池的说明书确定。浮充电压值一般应控制为（2.152.17）VN（N为电池个数）。GFD防酸蓄电池组浮充电压值应控制在2.23VN。（二） 防酸蓄电池组在正常运行中主要监视端电压值、单体蓄电池电压

28、值、电解液液面高度、电解液密度、电解液温度、蓄电池室温度、浮充电流值等。防酸蓄电池组的初充电按制造厂规定或在制造厂技术人员指导下进行。（三） 防酸蓄电池组长期浮充电运行中，会使少数蓄电池落后，电解液密度下降，电压偏低。采取均衡充电的方法可使蓄电池消除硫化，恢复到良好运行状态。1. 防酸蓄电池组的均衡充电程序应按所使用蓄电池的说明书规定进行。无规定时，可按下述方法进行。先用I10电流对蓄电池组进行恒流充电，当蓄电池组端电压上升到（2.32.33）VN时，自动或手动转为恒压充电。当充电电流减小到0.1 I10时，可认为蓄电池组已被充满容量，并自动或手动转为浮充电方式运行。2. 均衡充电不宜频繁进行

29、，间隔一般不宜短于6个月。具体应按照规程规定并结合蓄电池组的实际状态确定。对个别落后的防酸蓄电池，应单独进行均衡充电处理，使其恢复容量，不允许长时间保留在蓄电池组中运行。若处理无效，应及时进行更换。不宜采用对整组蓄电池进行均衡充电的方法处理个别落后蓄电池，防止多数正常蓄电池被过度充电。3. 均衡充电应严格控制电流、单体蓄电池充电电压、充电时间和电解液温度等不超过允许值。（四）长期处于浮充电运行状态的防酸蓄电池会使内阻增加，容量降低。进行核对性放电，可使蓄电池极板有效物质得到活化，容量得到恢复，使用寿命得到延长。1. 一组防酸蓄电池组的核对性放电全站（厂）仅有一组蓄电池时，不应退出运行，也不应进

30、行全核对性放电，只允许用I10电流放出其额定容量的50。当任一单体蓄电池电压下降到1.9V时，应停止放电。放电后，应立即用I10电流进行恒流充电。当蓄电池电压达到（2.32.33）VN时转为恒压充电。当充电电流下降到0.1 I10电流时，应转为浮充电运行。重复几次上述充放电过程后，蓄电池组极板得到了活化，容量可以得到恢复。若有备用蓄电池组替换时，该组蓄电池可进行全核对性放电。2. 两组防酸蓄电池组的核对性放电全站（厂）若具有两组蓄电池时，则一组运行，另一组退出运行进行全核对性放电。放电用I10恒流，当单体蓄电池电压下降到1.8V终止放电电压时，停止放电。放电过程中，记录蓄电池的端电压、每个单体

31、蓄电池电压、电解液密度等参数。若蓄电池组第一次核对性放电就放出了额定容量，则不再放电，充满容量后便可投入运行；若放充三次均达不到蓄电池额定容量的80以上，则应安排更换。3. 防酸蓄电池组的核对性放电周期新安装或检修中更换电解液的防酸蓄电池组，运行第一年，宜每6个月进行一次核对性放电；运行一年后的防酸蓄电池组，（12）年进行一次核对性放电。（五） 对防酸蓄电池组，值班员应定期进行巡视，主要检查每只蓄电池的液面高度、温度，有无漏液，接点是否接触良好，桩头有无生盐，极板有无弯曲和有效物是否有脱落等。若液面低于下限，应补充蒸馏水，电解液的密度应调整在合格范围内。（六） 防酸蓄电池组典型蓄电池密度和电压的测量，发电厂宜每天一次，有人值班变电站每周至少一次，无人值班变电站每月至少一次；防酸蓄电池组单体电压和电解液密度的测量，发电厂两周最少一次，变电站每月最少一次，测量应填写记录，并记下环境温度。（七） 防酸蓄电池组运行中电解液的液面高度应保持在高位线和低位线之间，当液面低于低位线时，应及时补充蒸馏水。调整电解液密度时，应在蓄电池组完全充电后进行。第十四条 镉镍蓄电池的运行及维护（一） 镉镍蓄电池组正常应以浮充电方式运行，高倍率镉镍蓄电池浮充电压值宜取（1.361.39）VN，均衡充电宜取（1.471.48）