直流操作电源.
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电气培训讲座
操作电源
主要内容 概述 蓄电池直流系统 硅整流电容储能直流系统 直流系统的绝缘监察和闪光装置 直流负荷 直流系统一点接地的寻找
概述
发电厂及变电所中电气设备的操作、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。 用途
4.放电特性（三个阶段） (1)初放电：短时间内端电压急剧下降 (2)放电中期：电压缓慢下降，持续时 间较长。 (3)放电末期:端电压又在极短的时间内 迅速降低，当达到放电终止电压时，立 即停止放电，并及时进行充电。 5.充电特性（三个阶段） (1)充电初期：电压迅速增大 (2)充电中期：电压缓慢增大，持续时 间较长。 (3)充电末期：电压又迅速增大，当充 足电时，电压稳定在2.7V左右。
直流操作电源 1.蓄电池直流电源系统 2.电源变换式直流电源系统 3.硅整流式直流电源系统 4.复式整流直流电源
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。 优点：与交流电网无关，供电可靠性高， 电压稳，容量大。 缺点：价格贵，寿命短，运行维护量大。
蓄电池 酸性蓄电池：电解液是27％～37％的硫 酸水溶液，电极是以二氧化铅为正极板 和铅为负极板的特制绒状铅板，所以又 称为铅酸蓄电池。 特点：容量大、冲击放电电流大、端电 压较高（2.15V）、寿命较短（一般8～ 10年）、占地面积大、维护工作量大。 碱性蓄电池：电解液是20％的氢氧化钾 水溶液，电极用氢氧化镍作正极，镉作 负极时叫镉镍蓄电池，用铁作负极时叫 铁镍蓄电池。 特点：体积小、容量大、寿命长（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广泛应用。
该种运行方式是将已经充好电的蓄电池 接带全部直流负荷，即正常运行时处于 放电工作状态，为保证操作电源供电的 可靠性，当蓄电池放电到一定程度后就 进行充电，故名之。通常每运行1—2昼 夜就要充电一次，可见操作频繁，蓄电 池容易老化，极板也容易损坏。 该运行方式在实际工业中已基本不用
蓄电池的电气特性 1.电动势、开路电压、工作电压 2. 容量 3.电池内阻 4.放电特性 5.充电特性
1.电动势、开路电压、工作电压 电动势：输出能量大小的量度，充电时 升高，放电池下降 开路电压：开路状态时的端电压 工作电压：接通负荷后电池的端电压 2.蓄电池的容量：是蓄电池蓄电能力的 重要标志。是指充足电的蓄电池，放电 到规定终止电压时所放出的总电量。 3.电池内阻：全电阻=欧姆电阻+极化 电阻
对操作电源的基本要求 1.保证供电的可靠性 2.足够的容量：满足全厂（所）事故停 电时在合理时间内用电需要；且能保证 电压在规定的额定值。 3.良好的供电质量：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；最大负载下电压不低于80％额定 值，波纹系数小于5％。 4.经济和实用：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。
控制电路 信号电路 继电保护和自动装置 重要设备及回路的动力
交流操作电源 1.优点： 二次接线简单、投资少、维护量小， 易于实现自动化和远动化。 2.缺点：可靠性比直流电源低； 原因：①交流操作的继电器不够成熟； ②交流电源依赖电厂本身； ③交流电源有时分散的、有时集 中的、有时分散与集中相结合的。 使用范围：适用于不重要终端变电站和 发电厂的附属设备
复式整流直流电源 目前专门生产该装置的厂家极少，多为 供电部门自制或委托整流厂制造
所变压器+整流装置
电流互感器+谐振稳压器+整流装置
操作电源电压等级 常用的电压等级：220V,110V,48V 强电直流电压：220V, 110V 弱电直流电压：48V 另外，在DCS中还有24V继电器，不过 该电源为DCS机柜内部整流而成后输出 或自用，目前不作为通用的电压等级
蓄电池直流系统的运行方式 1．充电－放电法 (1)运行方式:对蓄电池进行周期性的充 电和放电。 蓄电池充好电后，既断开充电设备，由 蓄电池向直流负荷供电（经常、短时、 事故）。 待蓄电池放电约为75～80%时，就需要 进行充电。 充电设备的功率应满足蓄电池组的充电 和经常性负荷的需要。 (2)构成：基本电池，可调端电池，端 电池调节器
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 流电源经整流变为48V直流电源，供全 厂48V操作用电并对蓄电池浮充电；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。
硅整流式直流电源系统 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。 要求可靠，一般有两个独立的电源 优点：简单，经济 缺点：可靠性差
浮充电运行方式直流系统接线图 正常运行和非正常状态下的工作过程
2．浮充电法 (1)运行方式:先将蓄电池充足电，然后 将充电设备与蓄电池并联在一起工作， 充电设备既给直流母线的经常负荷供电， 又以不大的电流向蓄电池浮充电，用来 补偿由于自放电而损失的能量。 (2)特点： 蓄电池总是处于充满ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的状态，随时应 付短时负荷 蓄电池放电机会不多，每3个月进行一 次放电，再进行一次均衡充电，以避免 硫化。 管理维护量少，可靠性高。
操作电源
主要内容 概述 蓄电池直流系统 硅整流电容储能直流系统 直流系统的绝缘监察和闪光装置 直流负荷 直流系统一点接地的寻找
概述
发电厂及变电所中电气设备的操作、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。 用途
4.放电特性（三个阶段） (1)初放电：短时间内端电压急剧下降 (2)放电中期：电压缓慢下降，持续时 间较长。 (3)放电末期:端电压又在极短的时间内 迅速降低，当达到放电终止电压时，立 即停止放电，并及时进行充电。 5.充电特性（三个阶段） (1)充电初期：电压迅速增大 (2)充电中期：电压缓慢增大，持续时 间较长。 (3)充电末期：电压又迅速增大，当充 足电时，电压稳定在2.7V左右。
直流操作电源 1.蓄电池直流电源系统 2.电源变换式直流电源系统 3.硅整流式直流电源系统 4.复式整流直流电源
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。 优点：与交流电网无关，供电可靠性高， 电压稳，容量大。 缺点：价格贵，寿命短，运行维护量大。
蓄电池 酸性蓄电池：电解液是27％～37％的硫 酸水溶液，电极是以二氧化铅为正极板 和铅为负极板的特制绒状铅板，所以又 称为铅酸蓄电池。 特点：容量大、冲击放电电流大、端电 压较高（2.15V）、寿命较短（一般8～ 10年）、占地面积大、维护工作量大。 碱性蓄电池：电解液是20％的氢氧化钾 水溶液，电极用氢氧化镍作正极，镉作 负极时叫镉镍蓄电池，用铁作负极时叫 铁镍蓄电池。 特点：体积小、容量大、寿命长（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广泛应用。
该种运行方式是将已经充好电的蓄电池 接带全部直流负荷，即正常运行时处于 放电工作状态，为保证操作电源供电的 可靠性，当蓄电池放电到一定程度后就 进行充电，故名之。通常每运行1—2昼 夜就要充电一次，可见操作频繁，蓄电 池容易老化，极板也容易损坏。 该运行方式在实际工业中已基本不用
蓄电池的电气特性 1.电动势、开路电压、工作电压 2. 容量 3.电池内阻 4.放电特性 5.充电特性
1.电动势、开路电压、工作电压 电动势：输出能量大小的量度，充电时 升高，放电池下降 开路电压：开路状态时的端电压 工作电压：接通负荷后电池的端电压 2.蓄电池的容量：是蓄电池蓄电能力的 重要标志。是指充足电的蓄电池，放电 到规定终止电压时所放出的总电量。 3.电池内阻：全电阻=欧姆电阻+极化 电阻
对操作电源的基本要求 1.保证供电的可靠性 2.足够的容量：满足全厂（所）事故停 电时在合理时间内用电需要；且能保证 电压在规定的额定值。 3.良好的供电质量：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；最大负载下电压不低于80％额定 值，波纹系数小于5％。 4.经济和实用：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。
控制电路 信号电路 继电保护和自动装置 重要设备及回路的动力
交流操作电源 1.优点： 二次接线简单、投资少、维护量小， 易于实现自动化和远动化。 2.缺点：可靠性比直流电源低； 原因：①交流操作的继电器不够成熟； ②交流电源依赖电厂本身； ③交流电源有时分散的、有时集 中的、有时分散与集中相结合的。 使用范围：适用于不重要终端变电站和 发电厂的附属设备
复式整流直流电源 目前专门生产该装置的厂家极少，多为 供电部门自制或委托整流厂制造
所变压器+整流装置
电流互感器+谐振稳压器+整流装置
操作电源电压等级 常用的电压等级：220V,110V,48V 强电直流电压：220V, 110V 弱电直流电压：48V 另外，在DCS中还有24V继电器，不过 该电源为DCS机柜内部整流而成后输出 或自用，目前不作为通用的电压等级
蓄电池直流系统的运行方式 1．充电－放电法 (1)运行方式:对蓄电池进行周期性的充 电和放电。 蓄电池充好电后，既断开充电设备，由 蓄电池向直流负荷供电（经常、短时、 事故）。 待蓄电池放电约为75～80%时，就需要 进行充电。 充电设备的功率应满足蓄电池组的充电 和经常性负荷的需要。 (2)构成：基本电池，可调端电池，端 电池调节器
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 流电源经整流变为48V直流电源，供全 厂48V操作用电并对蓄电池浮充电；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。
硅整流式直流电源系统 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。 要求可靠，一般有两个独立的电源 优点：简单，经济 缺点：可靠性差
浮充电运行方式直流系统接线图 正常运行和非正常状态下的工作过程
2．浮充电法 (1)运行方式:先将蓄电池充足电，然后 将充电设备与蓄电池并联在一起工作， 充电设备既给直流母线的经常负荷供电， 又以不大的电流向蓄电池浮充电，用来 补偿由于自放电而损失的能量。 (2)特点： 蓄电池总是处于充满ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的状态，随时应 付短时负荷 蓄电池放电机会不多，每3个月进行一 次放电，再进行一次均衡充电，以避免 硫化。 管理维护量少，可靠性高。