電力直流電源系統在變電站中為控制、信號、繼電保護、自動(dòng)裝置及事故照明等提供可靠的工作電源,它還為一次設備倒閘操作提供可靠的操作電源。直流系統的可靠與否,對變電站的安全運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用,是變電站安全運行的保證。
電力直流電源系統主要應用于水力、火力發(fā)電廠(chǎng),各類(lèi)變電站和其它使用直流設備的用戶(hù),為給信號設備、保護、自動(dòng)裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。電力直流電源系統是一個(gè)獨立的電源,它不受發(fā)電機、廠(chǎng)用電及系統運行方式的影響,并在外部交流電中斷的情況下,保證由后備電源—蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統供電的可靠性和安全性。直流系統是以電池容量標稱(chēng),如65AH,100AH常用名稱(chēng):GZDW-65AH,GZDW-100AH。
電力直流電源系統的用途:廣泛應用于水力、火力發(fā)電廠(chǎng),各類(lèi)變電站和其它使用直流設備的用戶(hù)(如發(fā)電廠(chǎng)、變電站、配電站、石化、鋼鐵、電氣化鐵路、房地產(chǎn)等),為信號設備、保護、自動(dòng)裝置、事故照明及斷路器分、合閘操作提供直流電源,它也同樣廣泛的應用于通信部門(mén)、計算機房、醫院、礦井、賓館,以及高層建筑的可靠應急電源,用途十分廣泛。還有直流系統的心臟是蓄電池,對蓄電池進(jìn)行科學(xué)的維護是直流系統的核心工作。
電力直流電源系統主要由兩大部份組成。一部份 是電池屏另一部份是直流充電屏(直流屏)。電池屏就是一個(gè)可以擺放多節電池的機柜(800×600×2260)。電池屏中的電池一般是由2-12V的電池以9節到108節串聯(lián)方式組成,對應電的電壓輸出也就是110V或220V。目前使用的電池主要是閥控式密封免維護鉛酸電池。直流屏主要是由機柜、整流模塊系統、監控系統、絕緣監測單元、電池巡檢單元、開(kāi)關(guān)量檢測單元、降壓?jiǎn)卧耙幌盗械慕涣鬏斎?、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元。
電力直流電源系統整流模塊系統:電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊,通常是以通過(guò)電流大小來(lái)標稱(chēng)(如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等),按設計理念的不同也可以分為:風(fēng)冷模塊、獨立風(fēng)道模塊、自冷模塊、自能風(fēng)冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯(lián)使用,實(shí)現了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩定可調的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如:輸入過(guò)壓保護、輸出過(guò)壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護等。
電力直流電源系統監控系統:監控系統是整個(gè)直流系統的控制、管理核心,其主要任務(wù)是:對系統中各功能單元和蓄電池進(jìn)行長(cháng)期自動(dòng)監測,獲取系統中的各種運行參數和狀態(tài),根據測量數據及運行狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行處理,并以此為依據對系統進(jìn)行控制,實(shí)現電源系統的全自動(dòng)管理,保證其工作的連續性、可靠性和安全性。監控系統目前分為兩種:一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。:監控系統提供人機界面操作,實(shí)現系統運行參數顯示,系統控制操作和系統參數設置。
電力直流電源系統絕緣監測單元:直流系統絕緣監測單元是監視直流系統絕緣情況的一種裝置,可實(shí)時(shí)監測線(xiàn)路對地漏電阻,此數值可根據具體情況設定。當線(xiàn)路對地絕緣降低到設定值時(shí),就會(huì )發(fā)出告警信號。直流系統絕緣監測單元目前有母線(xiàn)絕緣監測、支路絕緣監測。
電力直流電源系統電池巡檢單元:電池巡檢單元就是對蓄電池在線(xiàn)電壓情況巡環(huán)檢測的一種設備??梢詫?shí)時(shí)檢測到每節蓄電池電壓的多少,當哪一節蓄電池電壓高過(guò)或低過(guò)設定時(shí),就會(huì )發(fā)出告警信號,并能通過(guò)監控系統顯示出是哪一節蓄電池發(fā)生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環(huán)檢測1-108節蓄電池。
電力直流電源系統開(kāi)關(guān)量檢測單元:開(kāi)關(guān)量檢測單元是對開(kāi)關(guān)量在線(xiàn)檢測及告警干節點(diǎn)輸出的一種設備。比如在整套系統中哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開(kāi)關(guān)量檢測單元就會(huì )發(fā)出告警信號,并能通過(guò)監控系統顯示出是哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開(kāi)關(guān)量檢測單元可以采集到1-108路開(kāi)關(guān)量和多路無(wú)源干節點(diǎn)告警輸出。
電力直流電源系統降壓?jiǎn)卧航祲簡(jiǎn)卧褪墙祲悍€壓設備,是合母電壓輸入降壓?jiǎn)卧?,降壓?jiǎn)卧佥敵龅娇啬?,調節控母電壓在設定范圍內(110V或220V)。當合母電壓變化時(shí),降壓?jiǎn)卧詣?dòng)調節,保證輸出電壓穩定。降壓?jiǎn)卧彩且暂敵鲭娏鞯拇笮?lái)標稱(chēng)的。降壓?jiǎn)卧壳坝袃煞N,一種是有級降壓硅鏈,一種是無(wú)級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓,電壓調節點(diǎn)都是3.5V,也就是說(shuō)合母電壓升高或下降3.5V時(shí)降壓硅鏈就自動(dòng)調節穩定控母電壓。無(wú)級降壓斬波就是一個(gè)降壓模塊,它比降壓硅鏈體積小,它沒(méi)有電壓調節點(diǎn)所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩定,還有過(guò)壓、過(guò)流、和電池過(guò)放電等功能。不過(guò)目前無(wú)級降壓斬波技術(shù)還不是很成熟常發(fā)生故障,所以還是降壓硅鏈使用效廣泛。
電力直流電源系統配電單元:配電單元主要是直流屏中為實(shí)現交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如:電源線(xiàn)、接線(xiàn)端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉換開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)、指示燈以及電流、電壓表等等。
電池容量選擇和模塊的配置。電池容量選擇要進(jìn)行直流負荷的統計,直流負荷按性質(zhì)分為經(jīng)常負荷、事故負荷、沖擊負荷。經(jīng)常負荷主要是保護、控制、自動(dòng)裝置和通信設置。事故負荷是指停電后必須由直流系統供電的負荷,如UPS、通信設置等。沖擊負荷是指極短時(shí)間內施加的大電流負荷,比如斷路器分、合閘操作等。根據上述三種直流負荷統計就可以計算出事故狀態(tài)下的直流持續放電容量。一般在220KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇兩組電池,電池容量是150AH-200AH,110KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池,池容量是100AH-150AH,35KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池,池容量是50AH-100AH。模塊數量的配置是要全部模塊出額定電流總值要≥最大經(jīng)常負荷加蓄電池充電電流.(蓄電池充電電流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄電池組其充電電流是0.1c*100=10A,在不計算經(jīng)常負荷的情況下選用額定電流5A電流的模塊和話(huà)2臺模塊就可以滿(mǎn)足對蓄電池的充電,要實(shí)現N+1冗余總共選擇3臺5A模塊。