直流电源系统的知识

张掖电厂电气讲座——专业基础部分
直流电源系统
讲课内容提要：
一、直流电源系统的基础知识； 二、直流系统图的识图讲解； 三、免维护铅酸蓄电池的基础知识； 四、高频整流浮充装置的基础知识； 五、微机绝缘监测装置的基础知识； 六、微机直流监控装置的基础知识；
1.1 直流电源系统的知识
直流电源系统 的基础知识
直流母线Ⅰ
1QS2
七、直流系统图的构成：
﹢ ﹢ DC220V ﹣ ﹣
直流母线Ⅱ
2QS2
﹢ ﹢ ﹣ ﹣
1DAT1 1PA1 1PV1 1DAT2
充电装置A A组蓄电池
1QS1
2QS1
2PA1 2PV1
2DAT1
1PV2 1DVT2 1PA2
#1微机直流监控单元
2DVT2 2PV2
2PA2
#2微机直流监控单元
3.2 铅酸蓄电池化学反应方程式
二、铅酸蓄电池化学反应方程式：
1、放电时正负极反应式：
正极: PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- =PbSO4 + 2H2O
氧化还原反应
负极: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
氧化反应
总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O 放电的化学反应是化学能转换成电能的过 程，正极氧化还原反应，负极氧化反应。
2DAT2 ～＝
充电装置B
～＝
ECS 各变送器（DVT和DAT）的量都送至DCS 来自保安B段
B组蓄电池
温度检测
来自保安A段
温度检测
3.1 免维护铅酸蓄电池的基础知识
免维护 铅酸蓄电池 的基础知识
3.1 铅酸蓄电池工作原理
一、铅酸蓄电池工作原理：
1、铅酸蓄电池是电池中的一种，它的作
用是能把有限的电能储存起来，电力行业中主 要使用于直流系统。它的工作原理 负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用1.28 ％的稀硫酸作电解质。在充电时，电能转化为 化学能，放电时化学能又转化为电能。
1.2 直流系统的组成
二、直流系统的组成： 公司的每台发电机组和网控（升压站）均 要配置一套独立的直流系统，它一般由整流充 电装置、蓄电池组、直流配电屏、绝缘监察装 置和微机直流监控装置组成。 一般采用阀控式铅酸免维护蓄电池，由103 个蓄电瓶组成。发电机组的蓄电池组容量在 1500AH左右，网控蓄电池组容量在300AH左右。 配有高频整流充电装置和微机型绝缘监察装置。
2.1 直流系统图常见的图标符号
六、蓄电池组和整流浮充装置常见图标：
表示蓄电池组； ～ ＝
表示整流浮充装置；
微机型的监控、监察、检测装置一般都用框图标示， 在框图内用文字或字母标示出设备名称。如：
电压绝缘监察装置 微机直流监控单元 温度检测装置
2.2 直流系统图识图讲解
一组充电装置检修，另一组蓄电池和单充电装置运行方式二：充电装置 一组蓄电池充电，另一组蓄电池和单充电装置运行方式一： 一组蓄电池检修，一组蓄电池和充电装置 一组蓄电池充电，另一组蓄电池和单充电装置运行方式二： 一组充电装置检修，另一组蓄电池和单充电装置运行方式一：充电装置 正常运行方式：1QS1合至Ⅰ母侧，蓄电池侧在断开位， A、B运行方式二： 运行方式一： 1QS2合至Ⅰ母侧， A组蓄电池充 B 组蓄电池检 B A检 电时， 修时， 与Ⅱ母联络在断开位； 1QS1 2QS1 B A组蓄电池退出运行， 组蓄电池退出运行， 位置不变， 合至 和 和至 1QS2 A组蓄电池侧， B 保持正常运行的位置不变， 1QS2 2QS1 合至Ⅱ母联络侧，Ⅰ母侧在断开位； 合至Ⅱ母侧，蓄电池侧在断开位， 2QS1 1QS1 1QS2 2QS2 在断开位， 保持蓄电池检修时的位置不变，通过 2QS2 1QS2 2QS1 在Ⅰ母联络位， 在Ⅱ母联络位， 位置不变，2QS2 2QS2 2QS1 1QS1 2QS1 合至Ⅰ 合至Ⅱ 和 和 至保安B段直流分屏 至保安B段直流分屏 2QS2 1QS1 母联络侧，Ⅱ母侧在断开位；充电装置 2QS1 1QS2 2QS2 母侧，与Ⅰ母联络在断开位；充电装置 位置不变，充电装置 保持正常运行方式的位置不变，此时，由充电装置 保持正常运行方式的位置不变，此时，由充电装置 给B A组蓄电池充电；1QS1 A、 B 和 2QS1 各自通过 2QS2保持正常运行方式的位置不变，此时， 1QS2 1QS1 A A 、 、 B B 各自通过 、 各自通过 2QS1分别接待Ⅰ、Ⅱ母负荷， 1QS1 1QS1 A B通过 、 、 2QS1 2QS1 1QS1 2QS1 分别接待 分别接待 、2QS2 1QS2接 充电装置 Ⅰ、Ⅱ母负荷，充电装置 由充电装置 待Ⅰ、Ⅱ母负荷，同时，通过 待Ⅰ、Ⅱ母负荷，同时，通过 Ⅰ、Ⅱ母负荷，同时，各自通过 B通过 B通过 A 2QS2 2QS1 1QS1 给、 B组蓄电池浮充电，称之：单组蓄电池分段并列浮充 1QS2 2QS2 A通过 接待Ⅰ、Ⅱ母负荷，同时，通过 1QS2 2QS2 1QS2 1QS2 给 给 A B 、 A组蓄电池浮充电，也称之：单组蓄 组蓄电池浮充电，均称之：单组蓄电 2QS2分别给A、B组蓄电池浮充电， 2QS2给A 1QS2 B组蓄 运行方式。 电池浮充电，称之：单组蓄电池单充电装置分段并列浮充运行方式。 电池分段并列浮充运行方式。 电池浮充电，也称之：单组蓄电池单充电装置分段并列浮充运行方式。 池单充电装置分段并列浮充运行方式。 称之：分段不并列浮充运行方式。
3.2 铅酸蓄电池化学反应方程式
续上页：
2、充电时正负极反应式：
正极: PbSO4 + 2H2O - 2e- = PbO2 + 4H+ + SO42氧化反应
负极: PbSO4 + 2e- = Pb + SO42氧化还原反应
总反应: 2PbSO4 + 2H2O === PbO2 + Pb + 2H2SO4 充电的化学反应是电能转换成化学能的 过程，正极氧化反应，负极氧化还原反应。
3.1 铅酸蓄电池工作原理
续上页：
4、铅酸蓄电池它的单个电瓶额定电压是 2V， 浮充电压是2.23～2.27V，我们电力企业 通常把103个铅酸蓄电瓶串联起来使用，组合成 蓄电池组，其两端电压是230～234V左右。铅酸 蓄电池组在使用一段时间后要补充蒸馏水，使 电解质保持含有22～28％的稀硫酸。 所以，我们要对铅蓄电池组定期的进行充 电、放电维护，保持住单个铅酸蓄电瓶的化学 能与电能的转换特性，从而达到铅酸蓄电池组 能可靠运行的目的。
1.4 集控直流系统的主要负荷
四、集控直流系统的主要负荷：
1、直流控制电源：分别为正、负电源，用 于直流控制回路；如：6kV厂用系统、380V厂用 系统（PC柜）的开关跳、合闸操作控制回路。 2、热控直流电源：分别为正、负电源，用 于热控回路；如：热控电源柜、FSS、GEH、DCS 等热控微机系统。 3、计算机直流电源：分别为正、负电源， 用于计算机直流回路；如：ECS电源柜等。
#×380V保安×段
2.1 直流系统图常见的图标符号
五、熔断器等设备的常见图标符号：
表示熔断器功能（俗称：保险） 表示带熔断指示的熔断器 #PA# #PV# 表示直流分流器（作用对等与CT） 表示用于配电屏的电流表 标示为#DAT#表示直流电流变送器 表示用于配电屏的电压表 标示为#DVT#表示直流电压变送器 熔断器的符号：-FU和RD，用数字符号区别。
3.3 铅酸蓄电池的技术规范
三、铅酸免维护蓄电池规范
1、设备名称：阀控式铅酸免维护蓄电池 2、基本参数 ⑴设备型号：2V300AH、2V1500AH ⑵电源系统额定电压：220V ⑶单体电池额定电压：2V ⑷单体电池浮充电电压：2.23～2.27V ⑸单体电池均衡充电电压：2.33～2.40V ⑹10h放电容量：主厂房-1500Ah，网控-300Ah
刀闸的符号：GDC,一般用数字符号代替。
2.1 直流系统图常见的图标符号
四、开关常见图标符号：
表示断路器功能 表示断路器（开关） 表示空气开关（空开） 实 例 说 明 直流回路的空气开关一般用在负荷 ： 支路，三相空气开关一般用在整流 浮充装置的交流电源回路，在标示 形式上采用三相制标示。 开关的符号：QL, 一般也用数字符 号或文字符号代替。 ＝ ～ 整流浮充装置
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⒂蓄电池间连接板电阻：≤4×10-5Ω ⒃蓄电池内阻：2V300AH，0.4Ω 2V1500AH，0.1Ω ⒄正极板厚度：≥4.0mm ⒅负极板厚度：≥2.6mm ⒆电池组数及个数： 主厂房-2组 103个/组（每台机） 网控-2组 103个/组
两条线直接接通
两条交叉线接通
两条交叉线不通
两条交叉线T接
2.1 直流系统图常见的图标符号
二、母线常见图标符号：
表示母线的图标 直流母线一般用双线条表示，上 侧为正母线，标示符号为﹢；下 侧为负母线，标示符号为﹣。 母线的符号：＝220VⅠM、 ＝220VⅡM等或用文字说明： 直流母线Ⅰ、直流母线Ⅱ ； ＝220VⅠM
1.1 直流电源系统的知识
一、直流电源系统的作用：
直流电源系统运用于大型发电厂、水电厂、 超高压变电站、无人值守变电站等；它作为控 制、信号、保护、自动重合闸、事故照明等回 路的操作电源；还可给直流动力设备提供电源， 如：直流油泵、直流电磁阀等；在控制回路可 给各种直流操作机构的分合闸，二次回路的仪 表，自动化装置等提供直流控制电源；交流不 停电电源等用电装置的直流供电电源。
1.4 集控直流系统的主要负荷
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7、UPS直流电源：分别为正、负电源，用 于UPS直流控制回路。 8、中央信号电源：分别为正、负电源，用 于中央信号回路。如：集控室控制信号电源等。 9、事故照明电源：分别为正、负电源，用 于事故照明切换屏直流回路；如：集控室长明 灯、配电室事故照明灯等。