直流电源培训资料

交流输入电压﹑电流 母线电压﹑电流 蓄电池电压﹑电流 单只电池电压 正﹑负母线对地电压 正﹑负母线对地电阻 电池室环境温度等信 号量
充电模块开﹑关机， 均﹑浮充状态 开关状态等状态量
熔芯熔断 开关跳闸 防雷器击穿 监控器故障 直流设备故障 充电模块故障 绝缘监测仪故障等开 关量
直流监控系统
直流系统故障
• 充电模块输出稳定的直流电源，一方面对蓄电池组补充充 电和提供合闸输出，另外通过降压单元提供控制输出，为 负载提供正常的工作电流；
• 绝缘监测单元可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状 况；
• 集中监控单元可实现对交流配电单元、充电模块、直流馈 电、绝缘监测单元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采 集与各单元的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操 作员的监控。
接部分无发热变色现象。 绝缘在线监测装置工作正常，无接地信号
3、蓄电池的监视和检查 检查蓄电池完好无损，单体无温度异常、表面损伤、壳体
变形和渗液现象。
蓄电池表面应清洁，蓄电池极柱与安全阀周围无酸雾溢出。 蓄电池组中连接片无松动、无腐蚀和接触不良。 蓄电池巡检仪中有无电池电压低报警。
6、直流系统故障处理和分析
直流电源系统介绍
直流系统概述 直流系统组成 直流系统的原理 直流系统的运行方式 直流系统的巡视检查 直流系统故障处理和分析
1、直流系统概述
•
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
降压硅链：降压硅链就是降压稳压设备，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。降压硅链有五级降压和七级降压，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。
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。
直流系统的重要性： 直流系统，像人体的血管一样，遍布全站，保证着电
站的安全可靠运行。直流系统发生故障失灵时，断路器将 因失去跳闸的直流电源而不能跳闸切除故障，强大的短路 电流将烧坏发电机、主变压器等重要电器设备，造成灾难 性的后果。
交流缺相，过﹑欠压
母线过欠﹑压
集
蓄电池过﹑欠压
正﹑负母线对地电压降低
中
母线绝缘降低
监
模块通讯故障
模块故障
控
开关状态数字信号
单
熔丝故障
馈线脱扣
元
防雷器故障
绝缘故障
上位机
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。
硅链是发热元器件，一般置于屏顶。
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。
电力专用逆变器：
• 逆变器有二种运行模式，即在线式和后备式。由于电力专用 UPS与电力专用逆变器在价格上相差不大，所以电力专用逆 变器应该主要用于后备式运行，若要求在线式运行宜采用电 力专用 UPS。3kVA以下小容量由于直流输入电流不大，也可 考虑用于在线式运行。
3、蓄电池充放电：采用浮充电方式的蓄电池组，因长期浮充，其负 极板上的活性物容易钝化，这会影响蓄电池的容量和效率，使蓄电池 在空载或工作时由杂质导体所构成的无数细小的局部放电回路，而造 成的蓄电池内部的局部放电现象。因此每隔半年要对蓄电池进行一次 充放电，以检查电池容量，发现和及时处理落后电池，以保证电池的 正常运行。
旁路输入
隔离二极管 逆变器 输出隔离 静态开关
直流输入
交流输出 220VAC 50Hz
电力专用逆变器的组成：直流输入断路器、直流隔离二极管、逆变器、输出 隔离变压器、静态旁路开关、控制单元、显示单元、通讯单元
3、直流系统的原理：
• 两路交流输入经交流配电单元互投后选择其中一路交流输 入提供给充电模块；
故障处理:
1. 用绝缘监测装置判明接地性质是直接接地还是绝缘不良，是正 极接地还是负极接地。
2. 出现接地现象后，应禁止其他人员在二次（直流部分）回路上 工作，以免造成另一点接地，导致保护的误动。
3. 根据绝缘监测装置选出的回路号进行接地查找。 4. 确定故障回路后，做好相应措施，涉及保护的应先与调度取得
A
B
E
C
M I
软起动
滤
全 桥
变
波
换
直 流 输
出
D
原边 检测控制
辅助电源
PWM脉宽 控制
信号调节
输出测量
面
故障保护
微机管理
板
通讯接口(RS232)
集中控制及均流接口
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。
4、直流系统运行方式
交流输入正常时： 系统两路交流输入正常时，第一路交流输入通过交流
配电单元给各个充电模块供电。充电模块将输入三相交 流电转换为220V直流，经隔离二极管隔离后输出，一方 面给电池充电，另一方面给负载供电。此外，合闸母线 还通过降压硅链装置为控制负载提供电源。降压硅链装 置和连接到控制母线的充电模块构成了控制母线电源的 双备份，保证控制母线连续可靠的供电。
5、直流系统的巡视检查
1、充电系统的运行监视和检查 监视直流系统电压、直流输出电流、蓄电池电压、浮充
电流在规定的范围内运行。 充电屏各充电模块及其它元件无发热、异音、异味；输
入输出电流、电压在允许范围内，浮充电流在0.5A左右。
2、馈电系统的监视和检查 直流母线电压正常，负荷电流无异常变化。 各馈线开关位置正确，分合闸指示灯指示正常，各连
交流输入异常或停电时： 当第一路交流输入异常时，系统自动切换到第二路交流输
入供电，一旦第一路交流恢复正常，则自动切换到第一路交 流供电。二路交流输入停电时，充电模块停止工作，由电池 供电。从而保证系统的连续不间断地供电。监控单元监测蓄 电池电压和放电时间，当电池放电到一定程度时，监控模块 告警。交流输入恢复正常以后，充电模块对电池进行充电。
直流系统中，直流正极、负极接地对运行降造成严重的 危害： 直流正极接地有造成保护误动的可能，因为一般跳闸绕 组（如出口中间继电器的绕组和跳合闸绕组）均接负极 电源，如这些回路再发生接地，就会引起中间继电器ZJ 误动作。
直流系统接地现象 ➢ 上位机发出相应告警信号； ➢ 直流系统绝缘监测仪LED指示灯发出告警； ➢ 直流系统监控模块弹出告警窗口。
同意，用瞬时拉闸的方法确定故障在哪一支路上。瞬时拉闸的 顺序应先次要负荷后重要负荷顺序进行。确定接地点后，退出 该支路；若查找不出接地点，退出该回路。
5. 若绝缘监测装置不能确定接地回路，依次退投充电装置、蓄电 池，若接地信号 仍然不能消除，检查直流母线是否有明显接
地点。若直流母线没有联络运行，若另一组绝缘监测装置仍然 报警，退出该母线。若另一组绝缘监测装置无报警，确认为绝 缘装置故障。
2、直流系统的组成
合闸回路
I路 交
流
配
II路
电 单
元
充电模块 充电模块 充电模块 充电模块 充电模块
降压硅链
蓄 电 池 组
控制回路 绝缘检测
集中监控单元
远方监控系统
充电模块：提供电池所需电压输出的AC/DC智能高频开 关变换器，其输出连接在电池母线上。其基本功能是输出 稳定的直流电源。充电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），模块 输出是110V、220V稳定可调的直流电压。
蓄电池组的运行方式：
1、浮充电：浮充方式运行时，浮充电装置与蓄电池并列运行，它一 方面担负直流负荷，一方面还以很小的电流（浮充电流）向蓄电池充 电，随时补充蓄电池的自放电损耗，使其经常处于充分的充电状态。
2、均衡充电：均衡充电就是过充电。采用浮充电方式的蓄电池，虽 然充电电流相等，但是每个电池的自放电是不等的，这就会使部分电 池处于欠充电状态，使各个电池的比重、容量和电压不均衡。为了防 止这种现象扩展成为落后电池甚至反极，每月应对电池进行一次均衡 充电，以使各电池达到均衡一致的良好状态。
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 测所有蓄电池。
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 采集到所有开关量和多路无源干节点告警输出。