直流系统培训

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一、直流系统的构成

在发电厂和变电所中，为控制系统、信号系统、继电保护、自动装置、UPS、事故照明以及某些执行机构供电的电源系统，既可采用直流电源系统，也可采用交流电源系统。

目前，在厂所中使用最多、最广泛的是蓄电池组构成的直流电源系统。

直流系统通常由蓄电池、充电整流设备、直流屏、控制保护设备以及直流网络等直流设备构成。

二、对直流系统的基本要求

由蓄电池组构成的直流系统，具有很高的可靠性，这是因为整个蓄电池组故障造成停止供电的可能性很小。因为蓄电池

组的故障，总是首先在个别电池中发生，而且故障发展过程缓

慢，容易被及时发现和消除，不易波及整个蓄电池组。

要保证蓄电池直流系统能可靠地、不间断地供电，蓄电池的正确使用和系统的合理设计是个关键。因此，在设计、安装

和运行方面，都必须遵守一些基本要求。

（1）在设计上，系统设计要简单可靠，同时要满足运

行灵活性的要求。

（2）对蓄电池、充电器、直流屏等设备，要选用可靠

性高、性能良好、制造精良、符合制造标准、经

过主管部门鉴定且最好有运行经验的产品。

（3）设备的安装环境条件，一定要符合设备的要求，

特别是蓄电池的环境条件是否符合安全运行的

要求尤为重要。

（4）对新蓄电池，要严格按现行规范和蓄电池的技术

要求进行安装及充放电工作。

（5）运行中的蓄电池组，要按规程定期检查、正确充

放电，及时消除一切不正常现象，认真进行维护。

三、直流系统接线

（1）直流系统额定电压：220V和110V，当采用弱电控制信号时，一般采用48V。

（2）直流系统电源配置：直流系统中的主要电源是蓄电池组，其次是充电和浮充电设备。合理地配置蓄电池及充电浮充电设备有利于提高直流系统供电可靠性。

变电站蓄电池正常情况下以浮充电方式运行，直流负荷实际上由浮充电设备供电，蓄电池处于浮充电状态。

（3）直流系统基本接线方式要求：安全可靠、接线简单、供电范围明确、操作方便。

基本接线方式有：单母线、单母线分段和双母线三种。

单母线接线方式：接线简单、清晰，但可靠性与灵活性较差。

单母线分段接线方式（有四种方式）：单套蓄电池单套充电机、单套蓄电池双套充电装置、双套蓄电池双套充电装置、双套蓄电池三套充电装置。

①每回路只需一组母线开关，设备少，接线简单、清

晰，直流屏内布线方便；②能方便地形成两个互不

联系的直流系统，任一段母线故障或需要检修都不

影响供电，可靠性高。目前鹤山各变电站均采用双

蓄双充的单母线分段接线方式。

双母线接线方式：接线复杂，每回路设有两组母线开关（或一组切换开关），可任意接到一组母线上，母线开关用量大；但可靠性高，可在不间断对负荷供电的情况下，查找直流系统接地。

一般应用于大型发电厂。

（4）直流馈线网络：

两种供电方式：环形供电和辐射供电。

环形供电网络设计原则：正常时应开环运行，当其一分支回路故障时，不影响整个网络的正常运行。一般从直流主屏引出两回线，分别接到配电装置或其他供电对象网络的两端，经空开接入其中两个间隔或屏柜，然后再分别将供电对象网络以手握手的方式并联起来，并在适当的地方用空开分段。

环形供电网络主要优点是节省电缆，但是其操作切换较为复杂、寻找接地故障点也较为困难。

辐射供电网络，是以电源点，即直流屏上直流母线为中心，直接向各用电负荷供电的一种供电方式。（其可靠性较高，但材料耗用较大）

四、直流系统接线举例（以龙口站、杰洲站、古劳站、彩虹站为例）

五、蓄电池

（1）蓄电池的分类：

固定型防酸式铅酸蓄电池（容量大、寿命长、易浮充电，可在长时间小电流放电下或大电流瞬时放电下使用，性能可靠。由于其使用时有酸雾排出和少量析氢，且有水分损耗，所以必须要有专用的具有通风条件的蓄电池室，不可与成套直流电源柜一起安装，维护工作量较大。）

阀控式密封铅酸蓄电池（具有良好的铅酸蓄电池性能，维护工作量少，且由于没有酸雾和氢气排出，可以与成套直流电源柜一起安装。但各制造厂制造出来的产品质量有差别，所以要谨慎选择）隔镍碱性蓄电池（电池内阻低、可靠、牢固、温度特性好、运行维护方便、寿命长，可以具有良好的高倍率放电性能，适合于经常直流负荷较小但冲击负荷较大的变电站使用）

（2）蓄电池组充放电方式

①蓄电池的充电：初充电、浮充电、均衡（补充）充电和核对性充电。

初充电是蓄电池使用寿命长短的关键（不能中途断电，因为中途断电会导致极板内部的活性物质不能充分发挥作用，既影响蓄电池容量，也影响蓄电池的寿命。补救措施：增加充电率。）

浮充电就是蓄电池和其他直流电源（如充电装置）并联供电。又分定值浮充（半浮充）和连续浮充（全浮充）两种方式。电力系统中均采用全浮充方式。（蓄电池在运行中，应严格防止发生过充电和欠充电现象）

均衡（补充）充电：蓄电池运行一段时间后发现单个电池电压不

均衡时或事故放电后而进行的充电。均衡充电一般定期进行，对于浮充电运行的蓄电池通常一季度进行一次。如遇下列情况之一，则应及时均衡充电：过量放电使电池端电压低于规定的放电终止电压、放电后未及时进行充电、长期充电不足、用小电流长期深度放电、极板呈现不正常状态或有轻微硫化现象、放电电量超过允许值。

核对性充电：核对性充放电也叫定期充放电，主要是对浮充电运行的蓄电池进行一次较大量的充放电反应，用于检查蓄电池的容量，发现落后的蓄电池并及时维护处理，以保证蓄电池的正常运行。一般根据蓄电池的容量先用10h放电率电流进行放电,严禁用小电流进行放电，当蓄电池电压降至—时，或放电容量达到额定值的50%—60%时，即进行充电，充电时电流先以10h率电流进行。

②蓄电池的放电：正常放电（包括充电循环制的放电和浮充电方式的事故放电）、蓄电池容量放电试验、浮充蓄电池的深放电。

新安装或大修后的蓄电池，在投入运行前通常也要进行深放电。（3）对蓄电池组的一般技术要求

①蓄电池在正常浮充电方式下，直流母线电压应为直流系统额定电压的105%。其他运行方式下，直流母线电压不应超出直流用电设备所允许的电压波动范围。即：控制负荷系统的直流母线电压应在直流系统额定电压的85%—110%的范围内；动力负荷系统的直流母线电压应在直流系统额定电压的%—%的范围内。

②单体蓄电池的浮充电压、均衡充电电压及放电末期电压的选择规定如下：阀控式密封铅酸蓄电池的浮充电压宜取—，均衡充电电压范围为—，放电末期电压宜取。

（4）蓄电池组的运行维护