《操作电源》PPT课件
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由直流电源供电的负载。它一般包括有：事故照明、汽机润滑油泵、发 电机氢冷密封油泵及载波通讯备用电源等。 ❖ 3．冲击负载 ❖ 冲击负载是指直流电源承受的短时最大电流，它包括断路器合闸时的冲 击电流和当时所承受的其它负载电流（经常负载与事故负载）。 ❖ 上述三种负载是选择直流电源的主要依据。
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第二节 蓄电池组直流电源系统
的硫酸水溶液，电极是以二氧化铅（PbO2）为正极板和铅（Pb）为负极板的特 制绒状铅板，所以又称为铅酸蓄电池。此种蓄电池容量大、冲击放电电流大、端 电压也相对较高（2.15V）；但其寿命较短（一般为8～10年）、占地面积大、 充电时会逸出有害的硫酸气体、维护工作量大。
❖ 近几年，一种新型免维护的铅酸蓄电池开始用于发电厂。这种新型铅酸蓄电池保 留了原有铅酸蓄电池容量大的优点，其放电过程的化学反应也不变（充电后期正 极板析出氧气，负极板析出氢气）。由于其中采用了无锑合金，提高了负极析氢 过电位，抑制了氢气的析出；采用特制安全阀，使电池保持一定内压；采用超细 玻璃纤维隔板，并在隔板中预留气体通道，使正极产生的氧气沿气道传递至负极， 在负极析氢前发生化学反应生成水，实现氧氢循环复合，达到氢体内部自我吸收， 可以实现蓄电池密封，不需维护。因此，这种新型蓄电池在电力系统中正逐步扩 大其应用范围。
❖ 一、对操作电源的基本要求 ❖ 对操作电源的基本要求是： ❖ （1）应保证供电的可靠性：最好装设独立的直流操作电源，以免交流
系统故障而影响操作电源的正常供电。 ❖ （2）具备足够的容量：满足全厂（所）事故停电时，直流电源负荷、
最大冲击负荷及1h事故照明等用电需要；且能保证直流母线电压在规定 的额定值（正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于5％额定值； 事故时操作电源母线电压不低于90％额定值；失去浮充电源后，在最大 负载下的直流电压不低于80％额定值），波纹系数小于5％。 ❖ （3）满足经济和实用的要求：要求其使用寿命长、维护工作量小、投 资省、占地面积小、噪声干扰小等。
❖ 难 点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整 流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系 统的绝缘监察与电压监察装置；
❖ 引入新课：
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第一节 概述
❖ 发电厂及变电所中各种电气设备的操作、控制、保护、信号及自动装置， 都需要有可靠的供电电源，由于这种电源特别重要，所以一般都专门设 置，通常又称其为操作电源。大中型发电厂及变电所主要采用直流操作 电源。
❖ 蓄电池组直流电源系统是电力系统首选的独立操作电源系统，它电压平稳、容量 大、供电可靠，适用于各种直流负荷。虽然蓄电池还具有价格贵等缺点，但目前 大中型发电厂中仍广泛采用蓄电池组直流电源系统。
❖ 一、蓄电池概述 ❖ 1．蓄电池的分类 ❖ 按电极材料和电解液的不同，蓄电池可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。 ❖ （1）酸性蓄电池。传统的老式蓄电池都是酸性蓄电池，其电解液是27％～37％
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❖ （2）碱性蓄电池。镉镍碱性蓄电池是近20年发展起来的高可靠、免维 护型新产品。其电解液是20％的氢氧化钾（KOH）水溶液，电极用氢氧
化镍［Ni（0H）3］作正极，用镉（Cd）作负极时叫镉镍蓄电池，用铁
（Fe）作负极时叫铁镍蓄电池。此种蓄电池体积小、容量大、使用寿命 长（可达20年左右），端电压为1.35V，无有害气体污染。在发电厂和 变电所中已有广泛应用。
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❖ 三、直流负载的分类
❖ 发电厂及变电站的直流负载，按其用电特性的不同分为经常负载、事故 负载和冲击负载三类。
❖ 1．经常负载 ❖ 经常负载指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包括： ❖ （1）经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器； ❖ （2）经常点亮的直流照明灯； ❖ （3）经常投入运行的逆变电源等。 ❖ 一般来说，经常负载在总的直流负载中所占的比重是比较小的。 ❖ 2．事故负载 ❖ 事故负载指正常运行由交流电源供电，当厂（站）自用交流电源消失后
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❖ 二、操作电源的种类
❖ 直流操作电源（以下简称直流电源）又分为独立电源和非独立电源两种。 所谓独立电源是指不受外界影响的固定电源，如蓄电池组直流电源；非 独立电源有复式整流和硅整流电容储能直流操作电源等。其电压等级分 为220V、110V、48V、24V等。
❖ 1．蓄电池直流电源系统 ❖ 蓄电池是一种可多次充电使用的化学电源，由多节蓄电池组成一定电压
的蓄电池组，作为与电力系统运行状态无关的独立可靠的直流操作电源， 即使发电厂或变电所交流系统全部停电，仍能在一段时间内可靠地给部 分重要设备供电，是最稳定、最可靠的直流电源。 ❖ 2．电源变换式直流电源系统 ❖ 电源变换式直流电源系统，是由220V交流电源经可控整流变为48V直流 电源，供全厂48V操作用电并对蓄电池进行浮充电；同时可经逆变装置 将直流电源变为交流电源，再整流为220V直流电源的多功能新型独立电 源，在中、小型变电所中得到广泛应用。
第4章 操作电源
❖ 教学目的：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅 整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流 系统的绝缘监察与电压监察装置
❖ 复习Байду номын сангаас课：电流互感器、电压互感器的结构原理、特点、接 线方式及准确级；
❖ 重 点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整 流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系 统的绝缘监察与电压监察装置；
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❖ 3．复式整流直流电源系统 ❖ 在正常运行状态下，由厂用变压器经整流取得直流
220V电源；在事故状态下，由电流互感器的二次短 路电流，通过铁磁谐振稳压器变为交流电压，、经 整流作为事故电源，供保护装置、断路器跳闸等重 要负荷在紧急状况下使用。复式整流直流电源依靠 系统的交流电源，属非独立的直流电源。 ❖ 4．硅整流电容储能直流电源系统 ❖ 硅整流电容储能直流电源由硅整流设备和电容器组 组成。在正常运行时，厂用交流电源经硅整流设备 变为直流电源，作为全厂的操作电源并向电容器充 电。在事故情况下，将电容器储存的电能向重要负 荷（继电保护、自动装置和断路器跳闸回路）放 （供）电，以确保继电保护及断路器可靠动作。
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第二节 蓄电池组直流电源系统
的硫酸水溶液，电极是以二氧化铅（PbO2）为正极板和铅（Pb）为负极板的特 制绒状铅板，所以又称为铅酸蓄电池。此种蓄电池容量大、冲击放电电流大、端 电压也相对较高（2.15V）；但其寿命较短（一般为8～10年）、占地面积大、 充电时会逸出有害的硫酸气体、维护工作量大。
❖ 近几年，一种新型免维护的铅酸蓄电池开始用于发电厂。这种新型铅酸蓄电池保 留了原有铅酸蓄电池容量大的优点，其放电过程的化学反应也不变（充电后期正 极板析出氧气，负极板析出氢气）。由于其中采用了无锑合金，提高了负极析氢 过电位，抑制了氢气的析出；采用特制安全阀，使电池保持一定内压；采用超细 玻璃纤维隔板，并在隔板中预留气体通道，使正极产生的氧气沿气道传递至负极， 在负极析氢前发生化学反应生成水，实现氧氢循环复合，达到氢体内部自我吸收， 可以实现蓄电池密封，不需维护。因此，这种新型蓄电池在电力系统中正逐步扩 大其应用范围。
❖ 一、对操作电源的基本要求 ❖ 对操作电源的基本要求是： ❖ （1）应保证供电的可靠性：最好装设独立的直流操作电源，以免交流
系统故障而影响操作电源的正常供电。 ❖ （2）具备足够的容量：满足全厂（所）事故停电时，直流电源负荷、
最大冲击负荷及1h事故照明等用电需要；且能保证直流母线电压在规定 的额定值（正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于5％额定值； 事故时操作电源母线电压不低于90％额定值；失去浮充电源后，在最大 负载下的直流电压不低于80％额定值），波纹系数小于5％。 ❖ （3）满足经济和实用的要求：要求其使用寿命长、维护工作量小、投 资省、占地面积小、噪声干扰小等。
❖ 难 点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整 流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系 统的绝缘监察与电压监察装置；
❖ 引入新课：
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第一节 概述
❖ 发电厂及变电所中各种电气设备的操作、控制、保护、信号及自动装置， 都需要有可靠的供电电源，由于这种电源特别重要，所以一般都专门设 置，通常又称其为操作电源。大中型发电厂及变电所主要采用直流操作 电源。
❖ 蓄电池组直流电源系统是电力系统首选的独立操作电源系统，它电压平稳、容量 大、供电可靠，适用于各种直流负荷。虽然蓄电池还具有价格贵等缺点，但目前 大中型发电厂中仍广泛采用蓄电池组直流电源系统。
❖ 一、蓄电池概述 ❖ 1．蓄电池的分类 ❖ 按电极材料和电解液的不同，蓄电池可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。 ❖ （1）酸性蓄电池。传统的老式蓄电池都是酸性蓄电池，其电解液是27％～37％
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❖ （2）碱性蓄电池。镉镍碱性蓄电池是近20年发展起来的高可靠、免维 护型新产品。其电解液是20％的氢氧化钾（KOH）水溶液，电极用氢氧
化镍［Ni（0H）3］作正极，用镉（Cd）作负极时叫镉镍蓄电池，用铁
（Fe）作负极时叫铁镍蓄电池。此种蓄电池体积小、容量大、使用寿命 长（可达20年左右），端电压为1.35V，无有害气体污染。在发电厂和 变电所中已有广泛应用。
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❖ 三、直流负载的分类
❖ 发电厂及变电站的直流负载，按其用电特性的不同分为经常负载、事故 负载和冲击负载三类。
❖ 1．经常负载 ❖ 经常负载指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包括： ❖ （1）经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器； ❖ （2）经常点亮的直流照明灯； ❖ （3）经常投入运行的逆变电源等。 ❖ 一般来说，经常负载在总的直流负载中所占的比重是比较小的。 ❖ 2．事故负载 ❖ 事故负载指正常运行由交流电源供电，当厂（站）自用交流电源消失后
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❖ 二、操作电源的种类
❖ 直流操作电源（以下简称直流电源）又分为独立电源和非独立电源两种。 所谓独立电源是指不受外界影响的固定电源，如蓄电池组直流电源；非 独立电源有复式整流和硅整流电容储能直流操作电源等。其电压等级分 为220V、110V、48V、24V等。
❖ 1．蓄电池直流电源系统 ❖ 蓄电池是一种可多次充电使用的化学电源，由多节蓄电池组成一定电压
的蓄电池组，作为与电力系统运行状态无关的独立可靠的直流操作电源， 即使发电厂或变电所交流系统全部停电，仍能在一段时间内可靠地给部 分重要设备供电，是最稳定、最可靠的直流电源。 ❖ 2．电源变换式直流电源系统 ❖ 电源变换式直流电源系统，是由220V交流电源经可控整流变为48V直流 电源，供全厂48V操作用电并对蓄电池进行浮充电；同时可经逆变装置 将直流电源变为交流电源，再整流为220V直流电源的多功能新型独立电 源，在中、小型变电所中得到广泛应用。
第4章 操作电源
❖ 教学目的：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅 整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流 系统的绝缘监察与电压监察装置
❖ 复习Байду номын сангаас课：电流互感器、电压互感器的结构原理、特点、接 线方式及准确级；
❖ 重 点：掌握操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整 流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系 统的绝缘监察与电压监察装置；
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❖ 3．复式整流直流电源系统 ❖ 在正常运行状态下，由厂用变压器经整流取得直流
220V电源；在事故状态下，由电流互感器的二次短 路电流，通过铁磁谐振稳压器变为交流电压，、经 整流作为事故电源，供保护装置、断路器跳闸等重 要负荷在紧急状况下使用。复式整流直流电源依靠 系统的交流电源，属非独立的直流电源。 ❖ 4．硅整流电容储能直流电源系统 ❖ 硅整流电容储能直流电源由硅整流设备和电容器组 组成。在正常运行时，厂用交流电源经硅整流设备 变为直流电源，作为全厂的操作电源并向电容器充 电。在事故情况下，将电容器储存的电能向重要负 荷（继电保护、自动装置和断路器跳闸回路）放 （供）电，以确保继电保护及断路器可靠动作。