许继PZ61直流屏的结构与使用

许继PZ61直流屏的结构与使用第一章直流操作电源系统的基本概念：直流操作电源（直流屏）设备是发电厂和变电站的二次电源，用于断路器分合闸及二次回路的仪器仪表、继电保护、控制、应急灯照明等，它的可靠性直接影响发电厂和变电站设备的安全可靠运行。下面以我厂普遍使用的许继集团PZ61微机高频开关直流屏为例详细讲述直流操作电源系统的构成、工作原理、故障处理和运行维护中的注意事项。许继PZ61微机高频开关直流屏主要由两大部份组成。一部份是PZ61-D电池屏，另一部份是PZ61-ZK整流馈电屏。电池屏就是一个可以摆放多节电池的机柜。电池屏中的电池是由18块霍克NP65-12的电池以串联方式组成，对应电的电压输出也就是220V。另一部分是PZ61-ZK整流馈电屏，主要是由WZCK-21220V微机直流监控装置、ZZG22A-10220高频开关整流模块、FZJ-11绝缘监测装置、FXJ-21电池电压巡检模块、母线电压自动调节装置及一系列的交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等配电单元。1、ZZG22A-10220高频开关整流模块：采用软开关变换技术专为电力操作电源开发的开关型整流模块，可单台或多台并联运行向直流负荷供电，并同时对电池组充电，满足电力操作电源对整流器的要求。可广泛应用于发电厂、变电站，亦可作为一般的直流稳压、稳流电源使用。整流模块原理框图三相交流电输入后，先经EMI滤波，再经三相全波整流变成高压直流电，经全桥移相逆变、整流为140kHz左右的脉冲电压波，经滤波后输出220V的直流电。•具有LED显示功能：单按面板上的“V/A”键，显示整流模块当前输出的电压、电流值。•并机功能：多台同型号的整流模块可以并联运行并自动均流。其中某台故障时自动退出，不影响其它整流模块正常运行。•热插拔功能：正在机架上并联工作的多台整流模块，不停电状态下可以任意插拔其中一台模块使其接入系统或脱离系统而不影响其他模块的正常工作。保护及报警功能：•具有输入保护、过流保护、短路保护、过温保护、输出过压保护。•整流模块设有各种报警指示，各种报警也都可通过485通讯口上传到上层监控装置。•说明：若某整流模块处于保护动作状态下，此时该整流模块的均流和外控功能将自动退出。即该故障模块不影响其余整流模块的正常均流运行。•监控装置通过RS-485通信口对整流模块、绝缘监测装置、电池巡检装置等下级智能设备实施数据采集，并加以显示；亦可根据系统的各种设置数据进行报警处理、历史数据管理等；同时，能对这些处理的结果加以判断，根据不同的情况实行电池管理、输出控制等操作；最后，监控装置还可通过RS-232或RS-485接口与后台计算机通讯。2、WZCK-21220V微机直流监控装置它具有以下功能显示功能控制功能告警功能历史记录功能通讯功能电池管理功能•显示功能：监控装置对下级智能设备上报的各种信息进行处理后实时显示，这些信息包括采集数据、设置参数等，包括系统的交流工作电压、整流器输出电压和电流、蓄电池组电压和电流、直流母线电压和绝缘电阻、整流模块的电压和电流、电池组单体电池电压等。通过监控装置的LCD触摸屏，可以随时查阅系统运行信息和历史信息、当前告警信息等。同时，在设置系统参数的过程中，能显示各种设置情况和动态的实时帮助信息。•设置功能：设置功能是将监控装置或下级设备运行过程中需要的参数，通过LCD触摸屏输入到系统中去，这些参数会茌以后的运行中影响整个系统的工作。对下级设备的设置是通过串口实现的，监控装置会提示设置是否威功。•控制功能：控制功能是监控装置根据所采集数据，对下级设备执行相应的动作。这些动作包括有：微调整流模块的输出电压、调节整流模块的限流点、控制整流模块的开关机，控制命令是通过串口发出的。•告警功能：在监控装置中，下级设备产生的告警信息，经过串口发送至监控装置中，此时，监控装置会自动弹出告警屏并显示当前告警信息并会有告警图标提示有告警产生。同时系统运行中，监控装置也能根据所采集数据自行判断，并产生相应的告警信息。•历史记录功能：是指将系统运行过程中一些重要的状态和数据，根据时间等条件存储起来，以备查询。这些记录包括历史告警记录、历史事件记录、历史绝缘记录和电池测试记录，同时还具有历史数据的清除和下载等维护功能。•通讯功能：监控装置通讯包括与下级设备和后台的通讯。与下级设备的通讯采用RS485方式，实现在一条总线上挂多个设备的目的，使每个串口可以处理多达32个下级设备；与后台的通讯可以采用直接通过串口或以太网近端连接电站监控设备，或串接协议转换设备来实现远程连接。•电池管理功能：电池管理是监控装置的核心功能，对电池组的端电压、充放电电流、电池环境温度及其它参数作实时在线监测。可准确地根据电池的充放电情况估算电池容量的变化，还能按用户事先设置的条件自动转入限流均充状态。实现全智能化，不需要人工干预。FZJ-11绝缘监测装置：FZJ-11绝缘监测装置的主要功能是对直流系统中的母线的绝缘状况进行长期自动监测，根据设定值对测量的数据进行实时处理，并与后台监控装置进行通信，保证直流系统安全可靠地运行。技术特点a.操作简单直观，利用面板上2个键的简单操作即可完成各种参数设置；b.实时数字化显示母线电压、正负母线对地电压、正负母线对地绝缘电阻；c.具有电压异常、绝缘降低、装置失电报警功能；d.正、负母线同时接地时，能准确测出正负母线对地电阻；e.配备RS-485通讯口。FXJ-21电池电压巡检模块：•依据设定的电池检测只数，轮流切换相应光继电器，将单只电池的电压引入模块，通过运放处理后送入AD进行模数转换，AD转换完成后以中断的方式通知CPU读出数据，CPU依据读出的数据计算出电池电压，并与设定的过压值及欠压值比较，连续3次发生越限时将产生过压或欠压的报警信息。母线电压自动调节装置：母线的电压调节到控制直流负荷要求的范围内。硅堆降压就是这种调压装置，它可自动或手动调节母线电压，从而使控制直流母线的电压稳定在规定的范围内。由于整流器在对蓄电池进行充电时，与蓄电池并联的直流母线电压超出控制直流负荷电压不大于+10%的要求，因此需要这样一个调压装置把直流硅堆调压装置的工作原理：•降压硅堆均分为4节(AS1～AS4)串联而成，在每节硅堆两端并联调压执行继电器(K1～K4)的常闭触点，若驱动执行继电器动作，令其触点断开，使得该节硅堆被串入线路，降压单元的压降增大；反之，若执行继电器返回，其触点闭合，使得串入线路中的硅堆数量减少，降压单元的压降减小。•维护旁路开关是在硅堆降压单元维护更换时，为控制直流母线提供一个旁路直通回路，保证控制直流母线连续不间断供电。4、配电单元：•配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断器、转换开关、按钮开关、指示灯以及电流、电压表等等。第二章、直流系统巡视检查和故障处理一、正常巡视检查项目：•1、蓄电池室通风、照明及消防设备完好，温度符合要求，无易燃、易爆物品。•2、蓄电池组外观清洁，无短路、接地。•3、在巡视中应检查蓄电池的单体电压值，连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱与安全阀周围是否有酸雾溢出，绝缘电阻是否下降，蓄电池通风散热是否良好，温度是否过高等。•4、充电装置交流输入电压、直流输出电压、电流正常，表计指示正确，保护的声、光信号正常，运行声音无异常。•5、直流控制母线、动力母线电压值在规定范围内，浮充电流值符合规定。•6、直流系统的绝缘状况良好。•7、各支路的运行监视信号完好、指示正常，熔断器无熔断，自动空气开关位置正确。二、特殊巡视检查项目：•1、新安装、检修、改造后的直流系统投运后，应进行特殊巡视。•2、蓄电池核对性充放电期间应进行特殊巡视。•3、直流系统出现交、直流失压、直流接地、熔断器熔断等异常现象处理后－应进行特殊巡视。•4、出现自动空气开关脱扣、熔断器熔断等异常现象后，应巡视保护范围内各直流回路元件有无过热、损坏和明显故障现象。三、直流系统故障和事故处理：•变电站直流系统是十分重要独立的电源系统，不受发电机、厂用电、站用电以及系统运行方式改变的影响为电力系统的控制回路、信号系统、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠稳定的不间断电源，它还为断路器的分、合闸提供操作电源。由于直流电源在二次系统所处的重要地位，直流系统自身的可靠及安全直接影响到整个系统的安全。1直流系统接地概述1．1直流系统接地概念及分类•(1)由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源，电力系统交流电源有一个真正的“地”，这个地也是电力系统安全的一个重要概念。为了系统安全，变电站所有设备的外壳都会牢牢地接在这个“地”上，而且要求其接地电阻越低越好。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念，这个地与交流的“大地”是截然不同的。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时称该直流系统有正接地故障或负接地故障。•(2)接地分类：由于直流系统网络连接比较复杂，其接地情况归纳起来有以下几种：按接地极性分为正接地和负接地；按接地种类可分为直接接地和间接接地，直接接地亦称金属接地或全接地，间接接地亦称非金属接地或半接地；按接地的情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘降低或称片接地。1．2直流系统接地原因•变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等，不可避免地发生直流系统接地。特别在变电站建设施工中或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，难以避免会遗留电力系统故障的隐患，直流系统更是一个薄弱环节。投运时间越长的系统发生接地故障的概率越大。1．3直流系统接地的危害•由于断路器跳闸线圈均接负极电源，故当发生正接地时可能导致断路器的跳闸，如图1所示，当图中的A点和B点同时接地，相当于A，B两点通过大地连起来，中间继电器KM必然动作造成断路器的跳闸。同理，当图中的A点和C点同时接地，或图中的A点、D点同时接地均可能造成断路器的误跳闸。(1)正接地可能导致断路器误跳闸(2)负接地可能导致断路器的拒跳闸•如图1所示，当图中的B点、E点同时接地，这B、E点通过地连通后，将中间继电器KM短接，此时如果系统发生事故，保护动作，由于中间继电器KM被短接，KM不动作，断路器不会跳开，产生拒动，使事故越级扩大。•从以上分析看出，直流系统如果仅仅是1点接地，对二次回路不会造成事故，如果有两点接地，就可能发生断路器误动或拒动。就动作的实际情况看，当直流系统监测回路发出预告信号报警，显示该系统接地，可以断定，直流系统的接地故障已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患，应立即排除。•1、220V直流系统两极对地电压绝对值差超过40V或绝缘降低到25KΩ以下，应视为直流系统接地。•2、直流系统接地后，应立即查明原因，根据接地选线装置指示或当日工作情况、天气和直流系统绝缘状况，找出接地故障点，并尽快消除。直流接地故障的处理•3、使用拉路法查找直流接地时，至少应由两人进行，断开直流时间不得超过3S。拉路法是电力系统一直沿用的一个简单办法。所谓”拉路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于3s。一般先从信号回路、照明回路，再到操作回路、保护回路等等。四、直流电源系统检修与故障和事故处理的安全要求：1、进入蓄电池室前，必须开启通风。2、在直流电源设备和回路上的一切有关作业，应遵守《电业安全工作规程》的有关规定。3、在整流装置发生故障时，应严格按照制造厂的要求操作，以防造成设备损坏。4、查找和处理直流接地时工作人员底戴线手套、穿长袖工作服，应使用内阻大于3000Ω/V的髙内阻电压表，工具应绝缘良好。防止在查找处理过程中造成新的接地。5、检查和更换蓄电池时，必须注意核对极性，防止发生直流失压、短路、接地。工作时工作人员应戴耐酸、耐碱手套、穿着必要的防护服等。谢谢再见！