直流系统主要设备综述

直流系统主要设备综述

摘要:介绍了水电站直流系统主要包括哪些设备,各设备在直流系统中的主要作用,以及直流系统的工作原理。

关键字:直流系统监控可靠性母线原理

溢洲水电站是广东省韶关市武江最后一级的梯级电站,共两台机组,总装机容量为20MW,两台机组分别于2006年12月与2007年4月投运,站内直流系统由韶关市天工有限公司生产,经过三年的运行观察,直流系统的各主要设备运行未出现异常。

1 直流系统简介

直流供电系统是为控制、保护、自动装置和信号回路提供电源,并提供独立的事故照明电源,由电池组直接提供的直流电以及由交流380V经高频开关电源模块转换为的直流电组成。直流供电系统的监控设备主要包括HC系列高频开关电源模块、ZDW-5F系列微机监察装置、WDK-5(A)型直流系统绝缘监测装置以及DIW-2025(B)直流绝缘监察继电器等组成。

1.1HC系列高频交直流转换装置

HC系列电力模块采用三相三线制(无相序要求)380AC输入,输入范围宽,无中线电流损耗,具有软启动功能。三相交流输入采用先进的尖锋抑制器及EMI滤波,可以有效的抑制和吸收尖锋电压,保证模块后级电路的安全。

由全桥整流电路将三相交流电整流为直流,再经无源PFC调整后大大提高了功率因数。经全桥PWM电路转换为高频交流,再经高频变压器隔离降压后高频整流输出。

整流模块中的脉宽调制电路(PWM)及软开关谐振回路,可根据电网和负载的变化,自动调节高频开关的脉冲宽度,使输出电压、电流在任何允许的情况下都能保持稳定。

每台HC系列电力模块具有独立的输出电压调节口可调输出电压范围约170V-320V或90V-160V,及输出恒流调节口,模块本身具备多重保护功能,因此该系列模块可单机或多台并机自控独立安全运行,完成各种基本功能。

1.2WDK-5(A)直流系统绝缘监测装置用来监测直流系统电压、母线和各支路的绝缘状况。

工作原理:1、母线监测:在正常运行中,装置对母线电压进行监测,且不断采样其正、负极对地电压,送A/D转换器,经微机处理和数值计算后,直接显示母线电压

值和正负母线分别对地的绝缘电阻值。当母线对地绝缘电阻低于设定的告警坎值时,装置进入支路检测状态,测量出绝缘下降的支路及相应绝缘电阻,报警门坎值由用户整定。2、支路巡查:将专用的直流漏电流传感器同时穿套在各支路的正、负馈出线上,当支路未接地时,流经传感器的直流负载的电流大小相等,方向相反,产生的磁场相互抵消,传感器二次侧信号输出,当某支路的正极或负极接地时,则其正、负极对地的直流漏电流的矢量和不为零,漏电流的大小可反映支路等效绝缘电阻的大小,将传感器二次侧的信号经A/D转换后送入微机,通过一系列换算即可分别得到所有接地支路(可能同时有多条支路接地)的正负极对地电阻值,对于支路正、负极绝缘阻值同时下降的情况,经过特殊处理。本装置也可正确检测。

1.3DIW-2025(B)直流绝缘监察继电器是监察直流母线绝缘情况的一种继电器,当母线对地绝缘降低到一定值时,继电器发出告警信号。继电器主要由平衡电阻和检测集成电路组成。当两侧直流母线对地电阻值相等时,则无电流流过检测电路,继电器不动作。当正、负母线任一侧绝缘电阻值下降时,便有一不平衡电流流过检测电路,此时检测电路将这一电流与设时变推动继电器动作,发出报警信号。

1.4DWG2电压自动调节器用于手动或自动调节直流柜的控制母线电压。此调节器配有自动控制电路,大电流直流继电器和分组降压硅链,调节迅速,工作稳定。

原理简介:(1)自动状态:DW中的自动检测电路不断检测硅链输出端的电压(即控制母线电压),经过信号衰减、比较、信号变换后,由高压三极管直接驱动大电流继电器,从而自动调节输出电压;(2)手动状态:由手动转换开关控制大电流继电器,或直接由转换开关使硅链分组投入或被短接,从而改变输出电压。

1.5ZDW-5F系列监控器与高频开关电源通过并机线简单连接,即可实现对模块的控制功能。

在线监控:可选择两种充电模式:A.手动控制模式:在充电过程中按照电池的充、放电曲线和时间设定,对充电模块进行人工充电管理;B.自动控制模式:在充电过程中按照电池的充、放电曲线和时间设定,对充电模块进行充电管理,同时监测充电电流,调节充电模块自动进行均充、浮充充电方式。

2 直流系统原理

三相交流电源经HC高频开关电源模块转换为直流与蓄电池组连接对其进行浮充电,两者的输出为合母,然后控制母线与合母连接,所有直流用电由控制母线输出,ZDW-5F微机监察装置与WDK-5(A)直流系统绝缘监测装置并联在控制母线上,对其进行监控。

3 结束语

直流系统在水电站运行中是十分重要的一个环节,能够确保在出现故障的情

况下为开关提供有保证的电源,防止事故进一步扩大,因此整套设备的监测及控制需要十分可靠,能够保证直流供电的可靠性,进而确保水电站各设备的正常运行。