第四章-操作电源资料

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1、第四章第四章 操作电源操作电源 本章内容本章内容n 概述概述n 蓄电池直流系统蓄电池直流系统n 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置n 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统4.1 概概 述述一、操作电源的基本要求一、操作电源的基本要求(1)保证供电的可靠性，最好装设独立的直流操作电源，如保证供电的可靠性，最好装设独立的直流操作电源，如蓄电池操作电源，以免交流系统故障时，影响操作电源蓄电池操作电源，以免交流系统故障时，影响操作电源的正常供电。的正常供电。(2)具有足够的容量，能满足各种工况的对功率的要求。具有足够的容量，能满足各种工况的对功率的要求。(3)具有良好的供电质

2、量。正常运行时，操作电源母线电压具有良好的供电质量。正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于波动范围小于5%额定值；事故时不低于额定值；事故时不低于90%额定值；失额定值；失去浮充电源后，在最大负载下的直流电压不低于去浮充电源后，在最大负载下的直流电压不低于80%额额定值；波纹系数小于定值；波纹系数小于5%。(4)使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积合理。使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积合理。4.1 概概 述述二、操作电源的分类二、操作电源的分类按电源性质按电源性质交流操作电源交流操作电源直流操作电源直流操作电源独立操作电源独立操作电源非独立操作电源非独立操作电源蓄电池直流电源蓄电

3、池直流电源电源变换式直流电源电源变换式直流电源复式整流直流电源复式整流直流电源硅整流电容储能直硅整流电容储能直流电源流电源按电压等级按电压等级220V110V48V24V用于强电回路用于强电回路用于弱电回路用于弱电回路各种操作电源的简介各种操作电源的简介1、蓄电池直流电源、蓄电池直流电源原原 理理蓄电池是一种可以重复使用的化学电源蓄电池是一种可以重复使用的化学电源充电时，将电能转变为化学能储存起来充电时，将电能转变为化学能储存起来放电时，将储存的化学能转变为电能送出放电时，将储存的化学能转变为电能送出特特 点点n 独立、可靠，不受交流电源影响，能独立、可靠，不受交流电源影响，能重复使用重复使用

4、n 连接成蓄电池组，作为直流操作电源连接成蓄电池组，作为直流操作电源各种操作电源的简介各种操作电源的简介2、电源变换式电源、电源变换式电源原原 理理正常运行时正常运行时事故时事故时AC220VDC48VACDC220GB充电充电DC48V特特 点点n 具有具有220V和和48V两个电源电压两个电源电压各种操作电源的简介各种操作电源的简介3、复式整流直流电源、复式整流直流电源原原 理理n 正常运行时正常运行时由厂（站）用变压器由厂（站）用变压器T和电流互感器和电流互感器TA供电供电 由厂（站）用变压器由厂（站）用变压器T供电供电n 事故时事故时 由电流互感器由电流互感器TA供电供电特特 点点n

5、容量大，可用于复杂二次系统容量大，可用于复杂二次系统各种操作电源的简介各种操作电源的简介4、硅整流电容储能直流电源、硅整流电容储能直流电源原原 理理n 正常运行时正常运行时厂（站）厂（站）用电源经用电源经整流后整流后操作电源操作电源向电容器充电向电容器充电n 事故时事故时电容器放电，向重要负载电容器放电，向重要负载供电。供电。特特 点点n 不独立，容量小，事故时不独立，容量小，事故时只能短时向重要负载供电。只能短时向重要负载供电。各种操作电源的简介各种操作电源的简介5、交流操作电源、交流操作电源直接使用交流电源直接使用交流电源供电供电类型类型由电流互感器向断路器跳闸回路供电由电流互感器向断路器

6、跳闸回路供电由厂（站）用变压器向断路器合闸回路供电由厂（站）用变压器向断路器合闸回路供电由电压互感器（或厂用变压器）向控制、信由电压互感器（或厂用变压器）向控制、信号回路供电号回路供电特特 点点简单、方便、投资小，适用于不重要的终端变电站或简单、方便、投资小，适用于不重要的终端变电站或发电厂的辅助设施。发电厂的辅助设施。4.1 概概 述述三、直流负载三、直流负载按用电特性按用电特性经常性负载经常性负载冲击负载冲击负载事故负载事故负载4.2 蓄电池直流系统蓄电池直流系统蓄电池按蓄电池按电解液电解液酸性蓄电池酸性蓄电池碱性蓄电池碱性蓄电池如：铅酸蓄电池如：铅酸蓄电池如：镉镍蓄电池如：镉镍蓄电池蓄电

7、池直流系统蓄电池直流系统按运行按运行方式方式充放电运行充放电运行浮充电运行浮充电运行将已充好电的蓄电池接带全部直流负荷，将已充好电的蓄电池接带全部直流负荷，正常运行处于放电状态，当蓄电池放电正常运行处于放电状态，当蓄电池放电到一定程度时，应及时充电到一定程度时，应及时充电将已充好电的蓄电池与浮充电整流器将已充好电的蓄电池与浮充电整流器U2并联运行，即并联运行，即U2接带经常性负荷，同时接带经常性负荷，同时向蓄电池浮充电，使蓄电池经常处于充向蓄电池浮充电，使蓄电池经常处于充满电状态，以承担短时冲击负荷满电状态，以承担短时冲击负荷4.2 蓄电池直流系统蓄电池直流系统一、铅酸蓄电池直流系统一、铅酸蓄

8、电池直流系统组组 成成硅整流设备硅整流设备电流表电流表电压表电压表双投开关双投开关蓄电池组蓄电池组电流表电流表端电池组端电池组端电池端电池调整器调整器1、充、充-放电运行方式的放电运行方式的 蓄电池直流系统蓄电池直流系统工作原理工作原理直流母线直流母线交流电源交流电源n 放电时放电时最左最左断开断开合合u 接入母线给负荷供电接入母线给负荷供电u 随着放电进行，随着放电进行，S1右移右移增加蓄增加蓄电池数电池数目目保证母保证母线电压线电压稳定稳定4.2 蓄电池直流系统蓄电池直流系统一、铅酸蓄电池直流系统一、铅酸蓄电池直流系统1、充、充-放电运行方式的放电运行方式的 蓄电池直流系统蓄电池直流系统工

9、作原理工作原理n 充电时充电时u 放电电压为放电电压为75%80%Ue时，开始充电。时，开始充电。u 启动启动U1与与GB并联运行并联运行最右最右最右最右合闸合闸合闸合闸u 随着充电，随着充电，S1左移左移保证母保证母线电压线电压稳定稳定u 随着充电，随着充电，S2左移左移将充好电的将充好电的GB停止充电停止充电2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统、浮充电运行方式的蓄电池直流系统充电设备充电设备浮充设备浮充设备蓄电池组蓄电池组端电池端电池调整器调整器I 段直流母线段直流母线II 段直流母线段直流母线分段直流母线分段直流母线投切开关投切开关测量表计测量表计闪光母线闪光母线2、浮充电运行方式的蓄电池

10、直流系统、浮充电运行方式的蓄电池直流系统正常运行正常运行合闸合闸合闸合闸正常位置正常位置GB与与U2并联运并联运行，行，GB浮充浮充2、浮充电运行方式的蓄电池直流系统、浮充电运行方式的蓄电池直流系统不正常运行不正常运行如：系统故如：系统故障或障或U2退出退出GB放电，带全部负荷放电，带全部负荷直至系统恢复或直至系统恢复或U2恢复恢复二、镉镍蓄电池的直流系统二、镉镍蓄电池的直流系统4.3 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统 硅整流直流电源与蓄电池组电源相比，由于具有寿命长、投硅整流直流电源与蓄电池组电源相比，由于具有寿命长、投资省、维护简便、占地面积小等优点，在中小型变电所中得到资省、

11、维护简便、占地面积小等优点，在中小型变电所中得到应用，尤其是应用，尤其是35kV及以下变电所。硅整流电源是一种非独立式及以下变电所。硅整流电源是一种非独立式电源，与一次交流系统的运行工况有关。由于操作电源的重要电源，与一次交流系统的运行工况有关。由于操作电源的重要性，须采取相应措施以保证和提高该种电源的供电可靠性。性，须采取相应措施以保证和提高该种电源的供电可靠性。4.3 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统组组 成成三相桥式三相桥式整流电路整流电路三相隔离三相隔离变压器变压器单相隔离单相隔离变压器变压器单相桥式单相桥式整流电路整流电

12、路储能电容器储能电容器合闸母线合闸母线控制母线控制母线起逆止阀的作用起逆止阀的作用限流作用限流作用低电压低电压继电器继电器只允许只允许I母线向母线向II母线供电母线供电当当U2输出电压降低到一定输出电压降低到一定程度或消失时，由程度或消失时，由KV发出发出预告信号预告信号保护保护V34.3 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统一、硅整流电容储能直流系统工作原理工作原理n 在正常情况下在正常情况下u U1、U2向直流负载向直流负载 供电；同时向供电；同时向CI、CII充电。充电。n 在事故情况下在事故情况下u CI、CII供电给继电保供电给继电保 护和断路器跳闸

13、回路护和断路器跳闸回路其中其中CI只向只向1号保护供号保护供电电CII只向只向2号保护供电号保护供电逆止作用逆止作用逆止作用逆止作用4.3 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统二、储能电容器二、储能电容器 检查装置检查装置为防止储能电容器开路或老为防止储能电容器开路或老化，应定期检查储能电容器化，应定期检查储能电容器的电压、泄漏电流和容量。的电压、泄漏电流和容量。工作原理工作原理n 电压检查电压检查PV和和SM1用来监测电容器用来监测电容器CI和和CII两端电压。两端电压。n 泄漏电流泄漏电流此时测的是此时测的是CI的电压的电压uPA1、SB1测测CI的泄漏的泄漏uPA2、SB2测测C

14、II的泄漏的泄漏如：按下如：按下SB1，PA1可测得可测得CI泄漏电流泄漏电流解除检解除检查回路查回路如：按下如：按下SB2，PA2可测得可测得CII泄漏电流泄漏电流4.3 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统二、储能电容器二、储能电容器 检查装置检查装置工作原理工作原理n 容量检查容量检查组成组成时间继电器时间继电器KT电压继电器电压继电器KV信号继电器信号继电器KS转换开关转换开关KS原理原理储能电容按整定时储能电容按整定时间放电后，若容量间放电后，若容量充足，可使充足，可使KV动作，动作，点亮信号灯点亮信号灯4.3 硅整流电容储能直流系统硅整流电容储能直流系统二、储能电容器二、储

15、能电容器 检查装置检查装置容量检查过程容量检查过程n 不检查时不检查时在在Cw位置位置CII接入接入CI接入接入n检查检查CI时时置换到置换到CIuCI向向KT放电，放电，KT动作接动作接入入R1uCII供电给供电给1路、路、2路母线，路母线，CI处于检查放电状态处于检查放电状态uKT延时闭合常开触点，延时闭合常开触点，若残压若残压整定值，整定值，KV动作动作uKS动作发信号，点亮指动作发信号，点亮指示灯示灯n检查检查CII时时自行分析！自行分析！4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置一、绝缘监察装置问题问题 直流系统一般分布较广，系统复杂并且外露部分较直

16、流系统一般分布较广，系统复杂并且外露部分较多，工作环境多样，易受外界环境因素的影响，使直流多，工作环境多样，易受外界环境因素的影响，使直流系统绝缘水平降低，甚至可能使绝缘损坏而发生接地。系统绝缘水平降低，甚至可能使绝缘损坏而发生接地。一点接地虽不会影响到直流系统的正常工作，但它是一一点接地虽不会影响到直流系统的正常工作，但它是一个非常危险的不正常状态，必须及时发现和处理。否则，个非常危险的不正常状态，必须及时发现和处理。否则，在此状态下，其它地方又出现另一点接地，从而造成两在此状态下，其它地方又出现另一点接地，从而造成两点接地，可能引起控制回路、信号回路、继电保护和自点接地，可能引起控制回路、

17、信号回路、继电保护和自动装置等不正确的动作，甚至熔断器熔断，使直流系统动装置等不正确的动作，甚至熔断器熔断，使直流系统供电中断，造成严重后果。供电中断，造成严重后果。4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置一、绝缘监察装置举例说明举例说明n A点接地后，又在点接地后，又在B点接地情况点接地情况结果：结果：断路器误跳闸断路器误跳闸n E点接地后，又在点接地后，又在B点接地情况点接地情况结果：结果：断路器拒动，且熔断路器拒动，且熔 断器熔断断器熔断4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置一、绝缘监察装置一、绝缘监察装置基本要求基本要求（1）应

18、能正确反映直流系统中任一极绝缘应能正确反映直流系统中任一极绝缘电阻下降。当绝缘电阻降至电阻下降。当绝缘电阻降至1520K 及及以下时，应发出灯光和音响预告信号。以下时，应发出灯光和音响预告信号。（2）应能测定绝缘电阻下降的极性（正极应能测定绝缘电阻下降的极性（正极或负极），以及绝缘电阻的大小。或负极），以及绝缘电阻的大小。（3）应有助于绝缘电阻下降点（接地点）应有助于绝缘电阻下降点（接地点）的查找。的查找。4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置（一）简单的绝缘监察装置（一）简单的绝缘监察装置组组 成成转换开关转换开关电压表电压表SA+对地对地母线母线-对地对地工作原理工作

19、原理n SA置置+地地U(+)n SA置置-地地U(-)n SA置置mUm1UUURR1UUURR)()(mV)()()(mV)(绝缘电阻绝缘电阻4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置（一）简单的绝缘监察装置（一）简单的绝缘监察装置绝缘判定绝缘判定n U(+)=0,U(-)=0时时直流系统绝直流系统绝缘良好缘良好n U(+)=0,U(-)=Um时时正母线接地正母线接地n U(+)=Um,U(-)=0时时负母线接地负母线接地n U(+),U(-)=0Um时时按公式估算按公式估算R(+),R(-)4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置（二）电磁型继电器构

20、成的绝缘监察装置（二）电磁型继电器构成的绝缘监察装置（1）信号电路）信号电路由信号电路和测量电路两部分组成。由信号电路和测量电路两部分组成。是根据直流电桥的工作原理构成。是根据直流电桥的工作原理构成。R1=R2=1千欧千欧正极绝缘电阻正极绝缘电阻负极绝缘电阻负极绝缘电阻继电器继电器n 电路电路构成直流电桥电路构成直流电桥电路n 工作原理工作原理正常时正常时，电桥平衡，电桥平衡，K1不动作不动作某极绝缘电阻下降时，某极绝缘电阻下降时，电桥不电桥不平衡，平衡，K1中流过电流，中流过电流，K1动作，动作，发声、光信号。发声、光信号。（2）测量电路）测量电路n 电路电路也是直流电桥电路也是直流电桥电路

21、R3=R4=R5=1千欧千欧绝缘监察电压表绝缘监察电压表电压和欧姆双刻电压和欧姆双刻度度转换开关转换开关n 测量原理测量原理正常时正常时，R3触头位于中间，电触头位于中间，电桥平衡，欧姆刻度指向桥平衡，欧姆刻度指向。正极绝缘电阻下降时正极绝缘电阻下降时SM1转到转到I位，位，1-3接通接通调整调整R3使电桥平衡，使电桥平衡，并读取并读取R3的百分比的百分比数数x再将再将SM1转到转到II位，位，2-4接通接通读读V中的中的R值值xRxRRxRR)()(222（2）测量电路）测量电路n 电路电路也是直流电桥电路也是直流电桥电路n 测量原理测量原理正常时正常时，R3触头位于中间，电触头位于中间，电

22、桥平衡，欧姆刻度指向桥平衡，欧姆刻度指向。正极绝缘电阻下降时正极绝缘电阻下降时负极绝缘电阻下降时负极绝缘电阻下降时将将SM1转到转到II位，位，2-4接通接通调整调整R3使电桥平使电桥平衡，并读取衡，并读取R3的的百分比数百分比数x再将再将SM1转到转到I位，位，1-3接通接通读读V中的中的R值值xRxRRxRR)()(1212（3）绝缘检查装置电路）绝缘检查装置电路电路电路分段直流母线分段直流母线信号部分信号部分测量部分测量部分绝缘电阻下绝缘电阻下降的极性测降的极性测量电路量电路n 每一段直流母线每一段直流母线都配有一套信号电都配有一套信号电路路n 两段直流母线共两段直流母线共用一套测量电路

23、用一套测量电路n 两段直流母线并两段直流母线并联运行时联运行时,只投一套只投一套信号电路信号电路此时此时,QK1,QK2都断开都断开,切断切断K1n SM是用于切换测是用于切换测量电路的投切母线量电路的投切母线段段.4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置二、电压监察装置二、电压监察装置监视直流系统母线电压监视直流系统母线电压过电压继电器过电压继电器低电压继电器低电压继电器光字牌光字牌n 电压过低电压过低,KV1动作动作n 电压过高电压过高,KV2动作动作 点亮光字牌点亮光字牌,发出预告信号发出预告信号4.4 直流系统监察装置和闪光装置直流系统监察装置和闪光装置三、闪光装置三、闪光装置作为信号灯的闪光电源作为信号灯的闪光电源电路电路闪光继电器闪光继电器内部电路结构内部电路结构试验按钮试验按钮白色信号灯白色信号灯工作原理工作原理n 正常时正常时闪光继电器不工作闪光继电器不工作发白光发白光不带电不带电n 按下按下SB时时发闪光发闪光闪光继电器工作闪光继电器工作n 某一断路器事故跳闸时某一断路器事故跳闸时间断地获得较低间断地获得较低和较高的正电位和较高的正电位