直流电源系统运行维护

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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
各模块解释


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。
各模块解释

电池巡检单元:电池巡检单元就是对蓄电池在线 电压情况巡回检测的一种设备。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的蓄电池和巡回检 测1-108节蓄电池。
降压硅链工作原理
降压硅链是由多只大功率整流二极管串接而成,利用PN结基 本恒定的正向压降来调整电压,通过改变串入线路的二极管 数量来获得适当的压降,达到电压调节的目的。 如图所示,将硅链均分为5级串联而成,在每级两端并联大 功率继电器触点,若驱动继电器,令其触点闭合,使得该级 硅链被短接,降压单元的压降减小;反之,若接触器的触点 断开,使得串入线路中的二极管数量增加,调压单元的压降 增加。降压硅链单元内部的自动控制电路检测控制母线的电 压,据此来驱动适当数量的继电器闭合,以保证控制母线的 电压在正常范围内;若将降压硅链的控制开关置于手动位置, 则可由控制开关的不同档位来控制继电器闭合的数量,手动 调节控制母线的电压。
降压硅链单元的工作原理
SA 转 换 开 关 触 点 图 位 置 自 动 手 动 触 点 90° 45°0°45° 90° 135° 180° 1-2 X X X X X 3-4 X X X X 5-6 X X X 7-8 X X 9-10 X 11-12 X
0 自 动 5
1 手 动 2 3 4
降压硅链控制开关的触点图及面板
各模块解释


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:按键型、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。
直流电源运行维护
直流系统的组成
目前电力系统中直流电源装置广泛采用微机控制型 高频开关直流电源系统。
直流电源系统组成
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 交流配电 充电模块 监控模块 母线调压(降压硅链) 直流馈电(包括合闸回路、控制回路) 绝缘监测 蓄电池组
智能高频开关直流电源系统的基本工作原理
电压调整单元
配置2V/只、108只蓄电池直流屏,因蓄电池组的均 充、浮充电压分别为:254V和243V,通常高于控制 电压,为保证控制母电压为220V±10%,因此需采 用电压调整装置进行调压。(采用103只、2V/只蓄电 池的直流屏,其均充、浮充电压分别为:242V和 232V能满足控母电压220V±10%的范围,故可不用 电压调整单元)。 在直流屏中常用的调压方法有:硅链或硅降压模块 及利用斩波无级降压的方法,今天重点介绍目前直 流系统中应用最广泛的硅链或硅降压模块的降压方 法。
各模块解释

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。
降压硅链单元
因为直流电源系统在对蓄电池组进行均衡充电时,充电模 块的输出电压会高于控制回路的额定电压值,所以需要一个 调压装置串接在合闸母线与控制母线之间,降压硅链单元就 是这样一个调压装置,它可自动或手动改变电压降,从而保 证控制母线的电压在正常范围内。 注意:只有蓄电池数量为108/54只时,才需要调压装置。 当为103/52只蓄电池时,不需要调压装置。 降压硅链单元利用大功率整流二极管的PN结正向压降叠加 来产生调整压降,相比于其它形式的控制母线电压调节方式, 具有安全、可靠、抗电流冲击性好,易维护等显著优点。在 本系统中,降压硅链单元为独立模块化设计,便于安装和维 护。
电压调整装置的工作原理图 7级硅降压模块电压调整装置原理图
7级硅降压模块电压调整装置原理图
调压原理
硅链和硅降压模块调压原理相同,硅降压模块调压性能优于硅链,但价格较高。 在直流电源系统正常运行(当交流正常供电)时,调整硅降压模块加在逆止二极 管D1阳极上的电位低于控制高频开关电源模块输出的+极电位,逆止二极管D1处 于截止状态,硅降压装置不工作,控制电压由控制高频开关电源模块直接提供稳 压精度为±0.5%的220V的控制电压。 当控制模块故障或交流失电时,从上图中可见,控制模块停止工作,控制母线 +WC的电压可通过蓄电池经降压单元来提供。因蓄电池组的均、浮充电压通常 高于控制电压,因此需采用电压调整装置进行调压,保证控制母电压为 220V±10%。 图中K1、K2、K3、是三个直流调压接触器,它们的常开接点分别与一个、二个 和四个硅降压模块相连(每一个降压模块可降压5.6V,7个降压模块最大降压值 为39.2V),它们的线圈可由自动降压控制器自动或通过调压万转开关手动控制。 自动降压控制器由取样单元实时监测控制母线电压,当控制电压过高或过低时, 自动降压控制器可根据电压的高低自动地分别使K1、K2、K3三个调压继电器接 通或断开改变串入降压回路的降压模块数量,从而使控制电压达到220V±10%。
三、微机监控装置的运行及维护 1. 运行中直流电源装置的微机监控装置,应通过 操作按钮切换检查有关功能和参数,其各项参数 的整定应有权限设置和监督措施。 2. 当微机监控装置故障时,若有备用充电装置, 应先投入备用充电装置,并将故障装置退出运行。 无备用充电装置时,充电模块将自动回到浮充电 状态,及时与供应商取得联系,并时刻监视系统 各运行参数。
交流正常时 交流停电或异常时
电池
各模块解释

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。
调节器的工作原理
调节器的工作原理
监测电路通过检测+HM的电压大小来决定端点1~5至—KM是否接通而控 制接触器的通断。 LM358的第3脚输入电压Vin点的电压由R205、R206、VR201、R255的分 压决定,+HM的电压范围在220V~264V,Vin点的输入电压为3.70V~ 6.44V,VREF的电压在4.90V~5.14V,由图中可知,IC201A组成一个电 压比较器,输入电压在设定电压的范围内,当输入电压低于VREF时, IC1的输出端为低电平,M201不导通,KM断开,降压硅链没有投入,输 出电压等于输入电压;当输入电压达到VREF时,IC1输出高电平,此时, LM358的第1脚的输出电压为高电平,限流电阻R260为1K,M201可靠导 通,KM接通,降压硅链投入一节,装置的输出电压下降。如果输入电压 再高,下一个通道又动作,降压硅链继续投入,输出电压再降低,如此 保证+KM在±5%范围内。
智能高频开关直流电源系统的基本工作原理
2. 交流输入停电或异常时 充电模块停止工作,由电池向负载供电。 监控模块监测电池电压、电流和放电时间,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,监控模块根据电池放电情况自 动选择充电方式,控制充电模块对电池进行充电。
交流输入 充电模块 配电输出
二、充电装置的运行及维护 1.运行监视
•交流电源中断,蓄电池组将不间断地向直流母线 供电,应及时调整控制母线电压,确保控制母线 电压值的稳定。
•当蓄电池组放出容量超过其额定容量的20%及以 上时,恢复交流电源供电后,应立即手动启动或 自动启动充电装置,按照制造厂规定的正常充电 方法对蓄电池组进行补充充电。或按恒流限压充 电—恒压充电—浮充电方式对蓄电池组进行充电。
各模块解释

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,所以还是降压硅链使用效广 泛。
各模块解释

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。
如当交流失电时,若蓄电池处于浮充状态,此时蓄电池组电压为243V,为保证 控母电压为220V则应降压23V。此时,自动降压控制器自动接通K1和K2线圈, K1和K2的接点闭合短接3个降压模块,蓄电池经4个降压模块降压,降压值为 4×5.6=22.4V,实际控制电压为243-22.4=220.6V,从而保证控制电压为 220V±10%的范围内。 在正常运行时,调压万转开关应置于自动档(0档)调压万转开关的触点7-8接通, 自动降压控制器电源接通,调压单元自动工作。当自动降压控制器故障时(直流 电源系统发出声光报警,光字灯发出控母电压异常),此时可用手动调压并观察 控制电压表使控制电压达到要求值。 目前电力系统中,由于高压断路器的220V直流操作机构采用弹簧操作机构,分、 合闸电流小,工作电压可在220V±10%范围内正常工作。大系统直流电源装置 中蓄电池采用103只,蓄电池的均充电压和浮充电压分别为242V和232V,因此, 在大系统直流屏中可取消调压装置。
降压硅链故障
现象:降压硅链不能调整控制母线电压。 原因:降压硅链控制板失效或者降压硅链管芯损坏。 分析处理流程: 1. 将降压硅链打到手动位置,手动降压到需要输出 的电压,并实现有人值守。 2. 更换降压硅链控制板。 3. 更换整个降压硅链或者短路/开路的管芯。
二、充电装置的运行及维护 1.运行监视 定期对充电装置进行如下检查: 交流输入电压 直流输出电压 直流输出电流等各表计显示是否正确 运行噪声有无异常 各保护信号是否正常 绝缘状态是否良好。
2. 维护及检测 维护人员应定期对充电装置进行检查和维护工作, 并应按照有关规定项目进行定期检测: 2.1 应定期对充电装置输出电压和电流精度、整 定参数、指示仪表进行校对。 2.2 宜定期进行稳压、稳流、纹波系数和高频开 关电源型充电装置的均流不平衡度等参数测试。
3. 故障处理 当个别充电模块发生故障时,故障模块会自动 退出运行,不影响系统工作,如果发生监控导致 的整组模块无输出情况,可以暂时退出监控让模 块独立工作,如出现充电装置整组无输出的极端 情况,要及时接入备用装置或移动充电装置,并 及时和供应商联系。
1. 正常情况下 系统两路交流输入经过交流自动切换控制选择其中一路 输入,并通过交流配电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或110V的直流, 经隔离二极管隔离后输出,一方面给电池充电,另一方 面给合闸负载供电。 合闸母线通过降压硅链装置为控制母线提供电源。 系统中的监控部分对系统进行管理和控制,并可以接入 到远程监控系统。 绝缘监测监测母线绝缘情况。
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