第12章操作电源 概述 1、操作电源:供电站控制环保自动装置 供电站操作机械调节器机械: 供电站独立的事故照明。 2、交流操作电源 优点 次接线简单、投资少、维护量小,易于实现自动化和运动化。 2)缺点:可靠性比直流电源低; 原因:①交流操作的继电器不够成熟 ②交流电源依赖电厂本身; ③交流电源有时点分散的、有时点集中的、有时分散与集中相结合的 3、硅整流型直流操作电源 优点:可以提高操作电源的可靠性 1)电容贮能式整流操作电源: 硅整流:由厂用电源低压整流为直流电源 要求可靠,一般有两个独立的电源 电源Ⅰ(三相整流,容量大)供电给合闸、操作、保护、信号。 电源Ⅱ(单相整流,容量小)供电给操作、保护、信号 B电容储能的作用:当电力系统发生短路时,会引起Id升高,Uc(直流母线电压)下 降,利用电容储能对保护装置和断路器的跳闸线图放电,使断路器跳闸,将事故切除 4、复式整流操作电源 复式电源电压源:一般取自厂用变或ⅣV,经全波整流,电抗器滤波成直流电源 电流源:一般取自TA,经稳压器成直流电源 正常情况下,由电压源供电给:电源I一一合闸 电源Ⅱ一一保护、信号、跳闸 发生短路时,∪c(直流母线电压)下降,∪c(直流母线电压)升高 由电流源供电给:电源Ⅱ—一保护、信号、跳闸 蓄电池直流操作系统
第 12 章 操作电源 一、概述 1、操作电源：供电站控制环保自动装置； 供电站操作机械调节器机械； 供电站独立的事故照明。 2、交流操作电源 1） 优点： 二次接线简单、投资少、维护量小，易于实现自动化和运动化。 2）缺点：可靠性比直流电源低； 原因：① 交流操作的继电器不够成熟； ② 交流电源依赖电厂本身； ③ 交流电源有时点分散的、有时点集中的、有时分散与集中相结合的。 3、 硅整流型直流操作电源 优点：可以提高操作电源的可靠性。 1）电容贮能式整流操作电源： A 硅整流：由厂用电源低压整流为直流电源。 要求可靠，一般有两个独立的电源。 电源Ⅰ（三相整流，容量大） 供电给合闸、操作、保护、信号。 电源Ⅱ（单相整流，容量小） 供电给操作、保护、信号 B 电容储能的作用：当电力系统发生短路时，会引起 Id 升高，∪c （直流母线电压 ）下 降，利用电容储能对保护装置和断路器的跳闸线图放电，使断路器跳闸，将事故切除。 4、复式整流操作电源 复式电源 电压源：一般取自厂用变或 TV，经全波整流，电抗器滤波成直流电源。 电流源：一般取自 TA，经稳压器成直流电源。 正常情况下，由电压源供电给： 电源Ⅰ——合闸 电源Ⅱ——保护、信号、跳闸； 发生短路时，∪c （直流母线电压 ）下降，∪c （直流母线电压 ）升高 由电流源供电给： 电源Ⅱ——保护、信号、跳闸； 二、 蓄电池直流操作系统
优点:电源独立(不受一次电网事故的影响)可靠性高、适应性强 缺点:价格贵。 1、铝酸蓄电池的结构和工作原理 1)组成:正极版一PbO2、玻璃丝管结构,呈褐色 负极版一Pb、涂膏式结构,呈浅灰色 电解液一纯HSO4、由蒸馏水稀释 容器:由绝缘材料制成(防酸隔爆透明塑料缸) 极板数为单数,最少不少于3片,负极板比正极板多一片。每一块正极板都要类在 负极板之间,以使正极板两面都能发生化学反应 2)放电及放电特征:化学能——电能E=0.85+d 0.85+1.21=206V 比重↓放电末端: PbO+Pb+2H2 So4=2PbSO4+2H2O 在放电过程中,正负极板均形成PbSO4,HSO4比重下降,内阻增加 注意:放电电流不能过大 3)充电及充电特征:充电电源——化学能 2PbSO4+2H20= PbO+ Pb+ 2H2SO4 在充电过程中,正负极板还原形成PbO2、Pb、电势渐增 2、蓄电池的运行方式 1)充电一放电方式一一对蓄电池进行周期性的充电和放电 特点:b蓄电池充好电后,既断开充电设备,由蓄电池向直流负荷充电 (经常、短时、事故) 2待蓄电池放电约为75~80%时,就需要进行充电。 3充电设备的功率应满足蓄电池组的充电和经常性负荷的需要 2)浮充电运行方式一一设置两台充电设备,一台主充电机先将蓄电池充好电,另一台主充 电机同蓄电池并联运行,除担负直流负荷外,还以较小的电流向蓄电池进行浮充电 (补偿蓄电池的自放电损耗) 自放电原因:电解液中含有杂质,形成局部的短路回路。 容器内电解液上下层的比重不同,极板上下电动势不同形成环流。 特点:b蓄电池总是处于充满电的状态,随时应付短时负荷 2蓄电池放电机会不多,每3个月进行一次放电,再进行一次均衡充电,以避
优点：电源独立（不受一次电网事故的影响） 可靠性高、适应性强。 缺点：价格贵。 1、铝酸蓄电池的结构和工作原理 1）组成： 正极版—PbO2、玻璃丝管结构，呈褐色 负极版—Pb、 涂膏式结构，呈浅灰色 电解液—纯 H2SO4、由蒸馏水稀释 容器：由绝缘材料制成（防酸隔爆透明塑料缸） 极板数为单数，最少不少于 3 片，负极板比正极板多一片。每一块正极板都要类在 负极板之间，以使正极板两面都能发生化学反应。 2） 放电及放电特征：化学能—— 电能 E=0.85+d 0.85+1.21=2.06V 比重 放电末端： 1.8V PbO2+ Pb + 2H2SO4=2PbSO4+2H2O 在放电过程中，正负极板均形成 PbSO4，H2SO4 比重下降，内阻增加。 注意：放电电流不能过大。 3） 充电及充电特征：充电电源—— 化学能 2PbSO4+2H2O= PbO2+ Pb + 2H2SO4 在充电过程中，正负极板还原形成 PbO2、 Pb、电势渐增。 2、蓄电池的运行方式 1）充电—放电方式——对蓄电池进行周期性的充电和放电。 特点：○1蓄电池充好电后，既断开充电设备，由蓄电池向直流负荷充电。 （经常、短时、事故） ○2待蓄电池放电约为 75～80%时，就需要进行充电。 ○3充电设备的功率应满足蓄电池组的充电和经常性负荷的需要。 2）浮充电运行方式——设置两台充电设备，一台主充电机先将蓄电池充好电，另一台主充 电机同蓄电池并联运行，除担负直流负荷外，还以较小的电流向蓄电池进行浮充电。 （ 补偿蓄电池的自放电损耗） 自放电原因：电解液中含有杂质，形成局部的短路回路。 容器内电解液上下层的比重不同，极板上下电动势不同形成环流。 特点：○1 蓄电池总是处于充满电的状态，随时应付短时负荷。 ○2 蓄电池放电机会不多，每 3 个月进行一次放电，再进行一次均衡充电，以避
免硫化。 3管理维护量少,可靠性高 3、蓄电池直流系统的接线 关键元件:双臂电池调节器 放电手柄b-1 充电手柄b-2 充电过程中,电池数n减少 放电过程中,电池数n增加 4、镉镍蓄电池(碱性蓄电池) 1)组成:正极板(镉Cd) 负极板(镍化物Ni2O3、NO3) 电解液(KOH不参加化学反应,而起到传导的作用) 容器 化学方程式:Cd+Ni2O3=CdO+2NiO Cd+ NiO,= Cdo+ nio 2)运行特点 b内阻小,可瞬时放电倍率可达10倍的额定容量。 ②体积小,重量轻、可直接安装在直流屏上,非常方便。 3反应过程中不会产生有害气体,防爆性能好,可直接安装在中控室内 小具有自动调压装置,能保持直流母线电压的恒定 5具有自动恒流功能,浮充电时能自动恒定。 6综合造价低,维护方便。 单个电池端电压低(1.2~1.3)电池数目多。 三、电气接线的绝缘监察 1、直流系统的绝缘监察 1)为什么需要装设? 若发生一点接地故障不及时处理,易发展成二点接地故障,引起信号、控制、继电保护、 自动装置等回路的误动作。 2)直流绝缘监察装置 b测量部分:SA+V
免硫化。 ○3 管理维护量少，可靠性高。 3、蓄电池直流系统的接线 关键元件：双臂电池调节器。 放电手柄 b-1 充电手柄 b-2 充电过程中，电池数 n 减少 放电过程中，电池数 n 增加 4、镉镍蓄电池（碱性蓄电池） 1）组成：正极板（镉 Cd） 负极板（镍化物 Ni2O3、NiO3） 电解液（KOH 不参加化学反应，而起到传导的作用） 容器 化学方程式：Cd+ Ni2O3 = CdO+ 2NiO Cd+ NiO2 = CdO+ NiO 2）运行特点： ○1 内阻小，可瞬时放电倍率可达 10 倍的额定容量。 ○2 体积小，重量轻、可直接安装在直流屏上，非常方便。 ○3反应过程中不会产生有害气体，防爆性能好，可直接安装在中控室内。 ○4具有自动调压装置，能保持直流母线电压的恒定。 ○5具有自动恒流功能，浮充电时能自动恒定。 ○6综合造价低，维护方便。 ○7单个电池端电压低（1.2～1.3）电池数目多。 三、 电气接线的绝缘监察 1、直流系统的绝缘监察 1）为什么需要装设？ 若发生一点接地故障不及时处理，易发展成二点接地故障，引起信号、控制、继电保护、 自动装置等回路的误动作。 2）直流绝缘监察装置 ○1 测量部分：SA+V
SA在中间位置:2-1,5-8通一PV显示Um SA在“+”位置:2-1,5-6通一PV显示U+ SA在“”位置:1-4,5-8通一PⅤ显示U-、 若绝缘良好,R+=R-,电桥平衡U+=U-=0 若正极接地,U+=0U=Um 若负极接地,U-=0U+=Um 2信号部分:ZJJ+UDGP 绝缘良好时,R+=R-,电桥平衡,KSE(ZJJ)不动作 若某一级绝缘电阻下降,则电桥平衡被打破,KSE(ZJJ)动作。 2、交流系统的绝缘监察 1)为什么要设置? 针对小接地电源系统中,当发生一相接地时,故障相对地电压=0 非故障相对比电压上升 但由于三相对称,系统可继续运行2h,但时间一长升高的电压会引起对地绝缘击 穿而形成相向短路。 2)交流绝缘监察装置 TV:为万能接线,可用一台三相五线式TV或三台单相TV。主二次绕组接成Yo型 测量、继电保护、同期;辅助二次绕组接成开口三角型—一绝缘监察。 工作原理:正常运行时,Ua+Ub+Uc=0、YJ不动作 当某相发生金属性接地时开口三角型=100V,过电压继电器动作发信号 练习:如何判断哪一相发生了单相接地故障,且在哪一相发生?
SA 在中间位置：2-1，5-8 通—PV 显示∪m SA 在“+”位置：2-1，5-6 通—PV 显示∪+ SA 在“-”位置：1-4，5-8 通—PV 显示∪-、 若绝缘良好，R+=R-，电桥平衡 ∪+=∪-=0 若正极接地，∪+=0 ∪-=∪m 若负极接地，∪-=0 ∪+=∪m ○2 信号部分：ZJJ+∪D+GP 绝缘良好时，R+=R-，电桥平衡，KSE（ZJJ）不动作 若某一级绝缘电阻下降，则电桥平衡被打破，KSE（ZJJ）动作。 2、交流系统的绝缘监察 1）为什么要设置？ 针对小接地电源系统中，当发生一相接地时，故障相对地电压=0 非故障相对比电压上升 但由于三相对称，系统可继续运行 2h，但时间一长升高的电压会引起对地绝缘击 穿而形成相向短路。 2）交流绝缘监察装置 TV：为万能接线，可用一台三相五线式 TV 或三台单相 TV。主二次绕组接成 YO 型 ——测量、继电保护、同期；辅助二次绕组接成开口三角型——绝缘监察。 工作原理：正常运行时，∪a+∪b+∪c=0、YJ 不动作 当某相发生金属性接地时开口三角型=100V，过电压继电器动作发信号 练习：如何判断哪一相发生了单相接地故障，且在哪一相发生？