直流直流系统课件

Pb2++ SO42Pb(OH)4
Pb2+ - 2e-
Pb4+
Pb(OH)4
PbO2 +2H2O 2H++ SO42-
H2SO4
所以充电过程总的反应
正极物质 电解液 负极物质 正极生成物 电解液生成物 负极生成物
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 PbO2 + 2H2SO4 + Pb
充电过程中，正、负极板上的有效物质逐渐恢复，
单元和蓄电池组等部分组成。
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；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
3.充电/浮充电装置：多个充电模块并联，实 现蓄电池均/浮充充电和常规负荷供电功能的 装置。
4.监控模块：电力操作电源系统的充电模块 统一受控于一台中央控制系统，该系统采用 模块化结构，实现系统的“四遥”功能，这 样的系统称为监控模块。
5.均衡充电：为补偿蓄电池在使用过程中产 生的电压不均匀现象，使其恢复到规定的范 围内而进行的充电，以及大容量放电后的补 充充电，通称为均衡充电。
网控220V直流系统分别为单母线分段接线，装设两组 220V、400Ah免维护阀控密封铅酸蓄电池，每组蓄电池由 103只电瓶组成,两组阀控铅酸蓄电池每组各配一组智能高 频开关整流器，并再共用一组智能高频开关整流器。设置 充电母线，以便断开馈电母线给蓄电池充放电。
脱硫220V直流系统为单母线接线，装设一组220V、 300Ah蓄电池组。 蓄电池额定电压：2V、浮充电电压：2.23V、均衡充电电 压：2.33～2.35V。
充电装置为长期连续工作制，充电装置设备的工作方 式：
（1）补充充电（2）浮充电（3）均衡充电、浮充电 自动转换
（4）具有手动与自动两种调节方式。手动调节方式 在输出电压调节范围内连续可调。在交流失电又恢复 供电后自动可使整流设备自动投入工作，并根据蓄电 池状态自动选择工作状态。
（5）每个模块内部具有监控功能，能不依赖总监控 单元，独立工作。正常工作时，模块与总监控单元通 信，接受监控装置的指令。
2H2O
2H2 +O2
蓄电池的命名方法、型号组成及其代表意义
代号 G F M J D N T D
汉字 固 阀 密 胶 动 内 铁 电
全称 固定型 阀控式 密封 胶体 动力型 内燃机车用 铁路客车用 电力机车用
3 — G F M — 500
三个 固 阀 密 500 单体 定 控 封 A.h 6V 型 式
铅酸蓄电池的工作原理： 包括放电过程和充电过程。
(1)放电过程
负极板:一方面铅板有溶于电解液的倾向，因此有少量铅
进入溶液生成Pb2+(被氧化)而在极板带负电；另一方面，
由于Pb2+带正电荷，极板带负电荷，正、负电荷又要相
互吸引，这时Pb2+离子又有沉附于极板的倾向。这两者
达到动态平衡时，负极板相对于电解液具有负电位，其
6 — G F M J — 100ห้องสมุดไป่ตู้
六个 固 阀 密 胶 10
单体 定 控 封 体 0A.
12V 型 式
h
铅酸蓄电池的主要特性
铅酸蓄电池的电动势和容量：
蓄电池电势的大小与蓄电池极板上活性物质的电化性 质和电解液的浓度有关，与极板的大小有关。
电势与电解液的温度有关。当温度变化时，电解液的 粘度要改变，粘度的改变会影响电解液的扩散，从而 影响放电时的电势，因而引起蓄电池容量的变化。运 行中蓄电池室的温度以保持在10～30℃为宜，因为电 解液在此温度范围内变化较小，对电势影响甚微，可 忽略不计。蓄电池在运行中，不允许电解液的温度超 过35℃。
“退出”位：两个交流接触器均断开，关断两路交流 输入。
“1#交流”或“2#交流”位：手动选择1#或2#交流 投入作为充电机的输入电源。
当任一路交流故障时，均可自动将另一路交流投入， 以保证充电机交流电源的可靠性。
充电模块
1.充电模块作用及工作方式：
充电模块是完成提供蓄电池的充电电流和负荷电流的 元件。
Zn棒逐渐溶解，铜棒上有气体溢 出，导线中有电流流过
此反应的实质是：
Zn 2H++2e-
Zn2++2e- (氧化反应) H2 (还原反应)
组成蓄电池需要有两个条件：
一是必须把化学反应中失去电子的过程(氧化过程)和得 到电子的过程(还原过程)分割在两个区域进行；
二是物质在进行转变的过程中，电子必须通过外线路。
电解液H2SO4比重逐渐增加，所以从比重升高的数值 也可以判断它充电的程度。电解液中，正极不断产生
游离的H+和SO42- ，负极不断产生SO42- ，在电场的作 用下，H+向负极移动， SO42-向正极移动，形成电流。
到充电终期，PbSO4绝大部分反应为PbO2和海绵 状Pb，如继续充电，就要引起水的分解，正极放出O2， 负极放出H2
（9）运行状态显示功能； （10）冷却风机转 速自动控制功能
蓄电池电极板、电解液和容 器构成，如图所示。极板分
正极板和负极板，在正极板
上的活性物质是二氧化铅 （PbO2），负极板上的活 性物质是灰色海绵状的金属
铅（铅绵），电解液是浓度 和27~37%的硫酸水溶液 （稀硫酸)
负极板 隔板 正极板
极上的反应为：
PbO2 +2H2O
Pb(OH)4
Pb(OH)4
Pb4+ +4OH-
Pb4+
Pb2+H+ +OH-
+2e- Pb2++ SO42-
PbSO 4
H2O
所以放电过程总的反应
正极活性物 电解液 负极活性物 正极生成物 电解液生成物 负极生成物
PbO2 + 2H2SO4 + Pb
PbSO4 + 2H2O + PbSO4
15.终止电压：蓄电池容量选择计算中，终止 电压是指直流系统的用电负荷，在指定放电 时间内要求蓄电池必须保持的最低放电电压。 对蓄电池本身而言，终止电压是指蓄电池在 不同放电时间内及不同放电率放电条件下允 许的最低放电电压。一般情况下，前者的要 求比后者要高。
1、充电装置系统原理：
充电装置统主要由交流配电单元、充电 模块、直流馈电、集中监控单元、绝缘 监测单元、降压
相关名词
1.电力操作电源：适用于大中小型发电厂、 变电所，作为高压断路器直流操作机构的分/ 合闸、继电保护、自动装置、信号装置等使 用的操作电源及事故照明和控制用直流电源 称为电力操作电源。
2.充电模块：采用模块化高频开关PWM 变换 技术，将交流变成直流的静止型电力变换器， 其主要功能是实现蓄电池的均/浮充功能，所 以称为充电模块。
6.浮充电：在系统正常运行时，充电装置承 担经常负荷，同时向蓄电池组补充充电，以 补充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的 状态处于备用。
7.正常充电：蓄电池正常的充电过程，即由 均充电（包括限流均充和恒压均充两个过程） 转到浮充电的过程。
8.定时均充：为了防止电池处于长期浮充电 状态可能导致的电池单体容量不平衡，而周 期性地以较高的电压对电池进行均衡充电。
负极反应为： PbSO4
Pb2++ 2e2H++ SO42-
Pb2++ SO42Pb H2SO4
正极板上的Pb2+在外电源作用下被氧化，失去两个电子 变为Pb4+，它又与OH结合生成Pb(OH)4，然后又分解为 PbO2和H2O，而SO42-离子移向正极与H+结合生成H2SO4
PbSO4 Pb4+ +4OH-
蓄电池在使用过程中，其容量主要受放电率和电解液 温度的影响。
（1）放电率对蓄电池容量的影响。蓄电池每小时的 放电电流称作放电率。蓄电池容量的大小随放电率的 大小而变化，一般放电率越高，则容量越小；放电率 越低，则容量越大。
13.控制和动力母线：控制负荷和动力负荷对 直流操作电源的要求不同，一般情况下分设 控制和动力母线。
14.核对性放电：在正常运行中的蓄电池组， 为了检验其实际容量，以规定的放电电流进 行恒流放电，只要有单节电池达到了规定的 放电终止电压，即停止放电，然后根据放电 电流和放电时间，计算出蓄电池组的实际容 量，称为核对性放电。
直流系统
2019年6月 王峰
主厂房220V直流系统采用单母线分段接线，每台机组装设 两组220V、 1500Ah免维护阀控密封铅酸蓄电池，每组蓄 电池由103只电瓶组成,各配一组智能高频开关整流器；设 置充电母线，以便断开馈电母线给蓄电池充放电。两组充 电装置允许短时间并列运行。直流系统主回路中的保护元 件均使用断路器，而不使用熔断器。
9.限流均充：以不超过电池充电限流点的恒 定电流对电池充电。
10.恒压均充：以恒定的均充电压对电池充电。
11.控制负荷：用于电气和热工的控制、信号 装置和继电保护、自动装置以及仪器仪表等 小容量负荷称为控制负荷。
12.动力负荷：在发电厂中，直流润滑油泵电 动机、氢密封油泵电动机、电磁操作的断路 器合闸机构、交流不停电电源装置、直流照 明等大功率的负荷称为动力负荷。这类负荷 在发电厂中容量较大，对蓄电池容量及设备 选择起着决定作用。
蓄电池的容量就是蓄电池的蓄电能力。通常以充足电 的蓄电池在放电期间端电压降低10%时的放电电量来 表示。一般以10h 放电容量作为蓄电池的额定容量
当蓄电池以恒定电流值放电时，其容量等于放电电流 和放电时间的乘积，即
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