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2022-04-11

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详解直流系统图
来源: | 作者:运维部 | 发布时间: 2024-03-08 | 395 次浏览 | 分享到:

这一节的目标是了解站内的直流系统。直流系统对一个变电站的安全、稳定运行至关重要,因为保护装置、测控装置等都需要直流电源供电。

直流系统的现场线路走向没有交流系统那么直观,因此我们需要借助接线图了解直流系统中各个设备之间的联系。

下面就来看我们管辖的一个站的直流系统图(和上一节的交流系统图属于同一个站)(省略馈线部分):

从上往下看。

首先我们可以看到两路交流输入。我们打开直流充电屏后门,从屏底部可以看出,这两路交流输入,一路来自1号站用电屏,一路来自4号站用电屏。

结合上一节的站用交流系统图来看:

可知来自1号站用电屏的交流输入由400V Ⅰ段母线供电,来自4号站用电屏的交流输入由400V Ⅱ段母线供电。

我们还能在屏底看到两个交流进线空开(空气开关)和交流接触器:

以及在屏上方看到充电机的交流进线空开:

结合接线图,可以看出,两路交流输入在直流充电屏内,先经过两路交流进线空开,分别接到两个交流接触器,再接到各个充电机的交流进线空开,然后作为充电机的交流输入。正常运行时,两个交流接触器只有一个接触器触点闭合,即两路交流输入中只有一路给充电机供电。

充电机的作用是将交流输入转换为直流输出。这是充电机后的接线:

针27、28、29分别接A、B、C三相交流输入;针26接地;针1、2分别接直流正、负极输出。

我们有时可以看到充电机被称作“高频开关电源模块”,这个名称与充电机的原理有关。具体原因会在以后说明,此处不详述。

充电机长这个样子:

“228”表示输出电压为228V。

充电机输出的直流电有两个去向。一方面,充电机的输出经直流充电屏上充电输出开关(下图框内)接至直流馈线屏。

我们还可以在直流充电屏后找到避雷器、熔断器、充电模块风扇电源空开和充电模块试验开关。

避雷器和熔丝分别保护充电机不受过电压和过电流的影响损坏;充电模块风扇电源是位于充电机内部的风扇的电源,风扇的作用是散热;充电模块试验开关在对充电机进行试验时使用。

在直流馈线屏内,充电机的直流输出再通过直流母线经空开馈出至各个需要用到直流电源的地方。

我们打开直流馈线屏,先从前面由下往上看:

最下方是两个开关,开关一边接充电机直流输出,一边接直流母线。正常情况下在投入位置。如果退出,会导致一整段直流母线失压。这两路进线开关从后面看是这样的(框内部分):

直流馈线屏中间有好几排直流空开和指示灯:

巡视时,应注意检查所有在合位的空开所对应的指示灯都应点亮。

从后面看,可以看到直流母线的样子:

标准规定棕色表示正极,蓝色表示负极。图中的CT二次侧接到位于直流馈线屏上方的智能直流绝缘监测装置,供装置判断直流绝缘状态。如果直流系统出现绝缘强度降低,装置会告警,并显示出绝缘强度降低的线路。

直流母线分为合闸母线(合母HM)和控制母线(控母KM)。控制母线上接控制、监测、信号等回路,一般负荷电流较小且稳定。合闸母线接断路器电磁操作机构合闸线圈回路,在开关合闸时会产生很大冲击电流。由于电磁操作机构合闸时电压降大,在以前的设计中,控制母线为220V电压,合闸母线为240V电压。现在的开关多使用弹簧操作机构,合闸电流大大减小,已不再单独设立240V直流电压,但按习惯,依然设置合闸母线和控制母线,合闸母线供弹簧操作机构储能用。事实上,很多直流屏都已经不分合闸母线和控制母线了。

以前还设置有闪光信号母线(SM),用于中央信号装置告警。

中央信号装置正常时显示开关、刀闸位置,反映系统运行方式;当出现不正常运行方式或发生故障时,中央信号装置通过灯光及音响发出信号提醒运行值班人员。

现在已经没有了中央信号装置,信号都在监控电脑上查看,所以我们现在已经看不到闪光信号母线了。

(但是我们还是可以在很多讲二次回路接线图的教材上看到图上的闪光信号母线。另外,记得我们的初级工考试题库里出现的接线图很多都是现在已经不这么接的,包括这个闪光信号母线……)

另一方面,充电机输出的直流电经直流充电屏上电池开关(下图框内)和熔断器接至蓄电池组,给蓄电池屏内的蓄电池组充电。

我们可以在直流充电屏后看到如下图所示的,蓄电池组熔断器和撞击器:

一个接于蓄电池组正极,一个接于蓄电池组负极,用于过流时保护蓄电池组。

撞击器的作用是和熔断器配合,当熔断器熔丝熔断后,撞击器弹出,打到装在熔断器后部的一个位置开关(下图圈内部分),通过位置开关触点发熔断器动作信号,同时给运行人员提供一个显而易见的“熔断器已经熔断”的标志。

注意到,在熔断器和撞击器旁边还有一个“放电开关”。放电开关并接于蓄电池组正、负极,在需要对蓄电池组进行放电试验时,将放电装置接于放电开关下端,先断开电池开关,使蓄电池组脱离直流系统,再合上放电开关,蓄电池组即开始向放电装置放电。

蓄电池组长这样:

由一个个蓄电池单体串联而成。

蓄电池组是直流系统的后备电源。如果充电机因故停运,就将由蓄电池作为电源向直流母线供电,保证保护装置、自动装置、事故照明等正常运行。变电站设计规程要求无人值班变电站全站事故停电蓄电池的放电容量不低于2h。

蓄电池的额定电压和额定容量会在蓄电池本体处标明。例如,我们在蓄电池上看到“2V200Ah”,就表示该蓄电池的额定电压是2V,额定容量是200Ah。

下面对“额定容量”作出解释说明。蓄电池额定容量的单位是“安时(Ah)”,顾名思义,就是“电流(A)”ד时间(h)”。通常以1/10Ah的电流放电为基准。例如,蓄电池的额定容量是200Ah,就表示该蓄电池能以20A的电流连续放电10小时。

蓄电池组在运行过程中充电方式通常有三种:

⒈初充电

新安装的蓄电池或大修中更换的蓄电池第一次充电,称为初充电。

初充电为恒流充电,电流大小一般按说明书中的规定值,或额定容量的1/10进行。

⒉浮充电(浮充)

蓄电池完成初充电后,即转为浮充电运行,充电机在承担经常性负荷的同时向蓄电池组补充充电,以补偿蓄电池的自放电,使蓄电池组始终保持95%以上的容量处于备用。

浮充电是恒压小电流充电。

⒊均衡充电(均充)

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称为均衡充电。

例如,如果某个蓄电池在浮充运行中由于电池硫化或电解液密度下降等原因电压降低(随着运行时间的增加,这种现象的发生是难免的),使蓄电池间电压偏差超过规定标准,就需要进行均衡充电;如果蓄电池放电容量超过规定值,也需要进行均衡充电。

为防止蓄电池组长期处于浮充电状态可能导致的蓄电池单体容量不平衡,宜周期性地对蓄电池进行均衡充电。

我们可以在位于直流充电屏上方的直流电源监控装置内设置定时均充的时间。下图是站内均充时间的设置。可以看到,定时均充值被设置成了2160h,即浮充运行2160÷24=90天自动均充一次。

直流电源监控装置的作用是监控直流系统中的各种运行参数和状态,并以此为依据对系统进行控制。下图为监控装置显示的系统运行状态:

直流充电屏上方还设有显示直流系统运行参数的表计:

巡视时,应注意检查表计指示值是否在正常范围内。

最后,我们还可以在直流系统图上看到一个“降压单元”。降压单元的作用是将控母电压稳定在设定范围内(110V或220V)。

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