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直流屏中的兩路電源自動切換故障分析

2020-12-25

直流屏是直流電源操作系統的簡稱。直流屏是在各類發電廠、變電站為控制、信號、繼電保護、自動裝置事故照明、應急電源和斷路器操作等提供直流電源的一種專用電源設備直流屏是一個獨立的電源,它不受發電機、變電站用電及系統運行方式的影響,能在交流輸入電源中斷的情況下,保證持續提供直流電源,簡單地說,直流屏就是提供穩定直流電源的設備。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,如果直流屏出現故障,將直接影響變電站電力系統的正常運行,站內所有控制、信號、保護將會失去作用;事故照明、應急電源將處于癱瘓。所以當直流屏出現故障時,只有及時快速查找和處理故障,才能保證電力系統安全穩定的運行。此文將以我臺曾出現的一起直流屏故障為例,對直流屏的工作原理和事故的原因進行分析。2直流屏工作原理圖1為直流屏工作原理簡圖。在圖1中,蓄電池和整流器組成了變電站的直流屏,當有交流輸入電源時,整流器工作,把交流電整流成直流電,與蓄電池共同協作,供給直流負荷穩定的直流電源。整流器與蓄電池之間的協作關系如下:(1)正常運行時,由交流電源供給整流器工作電壓,整流器輸出電流分為兩部分IL+IF,其中,電流IL向負荷輸出提供電流,電流IF為蓄電池提供充電電流。此時,整流器既向負荷輸出供電,也向蓄電池充電,如圖2所示。(2)當負荷呈大電流時,整流器本身已不能滿足負荷要求,即超過整流器所能輸出的最大電流IMAX,這時,將由整流器和蓄電池同時供電,蓄電池輸出電流為IF,向負荷提供的電流輸出為IL,IL=IF+IMAX,如圖3所示。(3)當交流輸入電源停電或整流器故障時,整流器停止工作,由蓄電池向負荷提供電流,此時的負荷電流IL等于蓄電池輸出電流IF,如圖4所示。(4)當從停電狀態到電源恢復供電時,整流器再次啟動,此時整流器既要向負荷輸出供電,同時還要向蓄電池充電,補充蓄電池消耗的電能,直至蓄電池充電完畢。如圖5所示。蓄電池在放置過程中,由于自身圖1直流屏工作原理簡圖圖2正常運行時圖3負荷所需電流大于整流器輸出最大電流時 放電,致使容量逐漸減少,為了保證電池的容量,就要進行輔助充電以達到必要的容量,這種充電的方式,即為浮充充電。為了補償蓄電池在使用過程中產生的電壓和電解液比重不均勻的現象,使其恢復到規定的范圍內而進行的充電,稱為均衡充電;因事故停電,蓄電池組進行事故放電后的補充充電,也稱為均衡充電。也就是說在正常工作情況下,蓄電池都在進行浮充充電,而在整流器停運的狀態下,蓄電池放電量低于我們設定的額定電壓值時,在整流器恢復運行時,將進行均衡充電。我臺蓄電池的浮充低電壓設定為233.6V,在低于這個低電壓時,整流器將對其進行均衡充電,當蓄電池電壓達到233.6V時,將進行浮充充電。正常運行時,整流器屏上的電源監視裝置顯示如圖6所示,此時,整流屏顯示狀態為:交流輸入正常(交流輸入指示燈點亮);整流器工作(整流器字體背景指示燈點亮);蓄電池正在進行浮充充電(浮充充電字體被點亮,如處于均衡充電,則均衡充電字體被點亮);蓄電池工作正常(蓄電池符號被點亮);蓄電池容量滿(容量顯示框全部點亮,顯示為100%);動力負荷與控制負荷運行正常(動力負荷、控制負荷指示燈均亮);直流屏無報警(輕故障和重故障指示燈未亮);

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