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—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：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） 待蓄电池放电约为75～80%时，就需要进行充电。 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： 蓄电池总是处于充满电的状态，随时应付短时负荷。  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。  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：  内阻小，可瞬时放电倍率可达10倍的额定容量。  体积小，重量轻、可直接安装在直流屏上，非常方便。 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。 具有自动调压装置，能保持直流母线电压的恒定。 具有自动恒流功能，浮充电时能自动恒定。 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  测量部分：SA+V 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  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？