第十三章 直流及事故照明系统

第十三章 直流及事故照明系统

第一节 直流电源的设置

发电厂的直流系统，主要用于对开关电器的远距离操作、信号设备、继电保护、自动装置及其他一些重要的直流负荷（如事故油泵、事故照明和不停电电源等）的供电。直流系统是发电厂厂用电中最重要的一部分，它应保证在任何事故情况下都能可靠和不间断地向其用电设备供电。

在大型发电厂直流系统中，采用蓄电池组作为直流电源。蓄电池组是一种独立可靠的电源，它在发电厂内发生任何事故，甚至在全厂交流电源都停电的情况下，仍能保证直流系统中的用电设备可靠而连续的工作。

在有大机组的电厂中设有多个彼此独立的直流系统。例如：单元控制室直流系统、网络控制室直流系统（又称升压所或升压站直流系统）和输煤直流系统等。

（a）

（b）

（C）

图13－1 典型600MW机组单元控制室直流系统原理接

线图

对600MW机组的大型电厂，单元控制室和升压所直流系统的设置，应满足继电保护装置主保护和后备保护由两套独立直流系统供电的双重化配置原则。

1．单元控制室直流系统

对600MW机组的电厂，单元控制室直流系统，一般每台发电机组设置两套110V（或115V）直流电源系统，统称为110V直流系统，为继电保护、控制操作、信号设备及自动装置等直流负荷供电。其主要负荷是控制操作回路设备，故电厂中又常称这种直流电源为操作电源。除设置110V直流系统外，每一台机组另设一套220V（或230V）直流系统，为发电机组事故润滑油泵、事故氢密封油泵、汽动给水泵的事故润滑油泵、不停电电源系统（UPS）及控制室的事故照明等直流动力负荷供电。220V直流系统的特点是：平时运行负荷很小，而机组事故时负荷很大。

两套110V直流系统和一套220V直流系统均采用单母线、两线制、不接地系统。每套直流系统均设有相应电压的一组铅酸蓄电池。两套110V直流系统各配置一套蓄电池、一套充电器，另设一套可切换的公共备用充电器，跨接在两直流系统的母线上。如图16－1（a）所示，220V直流系统，设一组蓄电池，配置一套工作充电器，另设一套备用充电器，如图16－1（b）所示。

上述各直流系统中，工作充电器的电源均从相应机组的400V交流保安母线引接；备用充电器的电源，一般也从400V交流保安母线引接，有的则从其他厂用低压母线上引接，以防保安母线故障造成所有充电器失去电源。

如图16－1（c），是典型600MW机组电厂单元控制室直流系统原理接线图。两组115V蓄电池组，每组由54个蓄电池串联而成，容量为1874Ah；230V蓄电池组由108个蓄电池串联而成，容量为2500Ah。115V和230V直流系统的工作充电器和备用充电器的交流电源均从400V保安母线引接，正常工作由厂用电供电，一旦厂用电失去时由保安柴油发电机供电，以确保直流系统供电的可靠性。

蓄电池组为无端电池设置方式，也就是不用设置端电压调节器，采用恒压充电。正常工作时，蓄电池处于浮充电运行方式，每只蓄电池浮充电电压约为2.12～2.17V；事故放电后，采用均衡充电恢复蓄电池的容量，均衡充电电压每只约为2.3～2.35V。蓄电池的最终放电电压约为1.82V。115V蓄电池组电压变化范围为95～125V，230V蓄电池组电压变化范围为190～250V。每段直流母线装设一套接地检测装置，当任一极（正、负极）发生接地故障时即发出报警信号。

图16－1（c）中，还有一套24V直流电源系统，是供单元机组的仪控设备用的。

2．网络控制室直流系统

网络控制室直流系统，又常称为升压所直流系统。当发电厂升压所的控制对象有500KV的设备时，根据保护与控制双重化配置要求，一般设置两套110V（或220V）直流系统，两套直流系统均采用单母线、二线制、不接地的接线方式。每套直流系统配置一组铅酸蓄电池、一套工作充电器、另设一套可切换的跨接在两

套直流系统母线上的公共备用充电器。两套独立的直流系统一起用于向网络控制室的控制、保护、信号等直流负荷供电。

对于升压所的110V直流系统，通常其接线形式及有关的技术条件等参数与单元控制室的110V直流系统相同；所不同之处在于升压所110V直流系统的充电电源，接自升压所的低压厂用母线。

3．输煤直流系统

输煤系统一般有交流配电装置，为便于对其集中管理、提高可靠性并与其他直流电源不相干扰，相应地设置了输煤直流系统。

输煤直流系统一般为110V单母线、两线制不接地系统，设置一组蓄电池配置两套充电器（一套工作、另一套备用）。输煤系统对防酸要求较高，因此多采用封闭式铅酸蓄电池或镍镉蓄电池。

例如：某电厂的输煤系统中，设有110V直流系统，由90只镍镉蓄电地组成，容量为60Ah，每只蓄电池放电终止电压不小于1.1V；蓄电池组未设端电池，采用恒压充电，浮充电运行电压每只电池为1.42V，均衡充电电压每只电池为1.52V，直流母线电压波动范围为＋12.5％～15％。又如：北仑港电厂运煤系统设置了115V直流系统，由90只镍镉蓄电池组成，并配置两套充电器，蓄电池容量为50Ah／5h率。

近年来，从国外引进大机组的发电厂和超高压变电所的直流系统，大多数都是无端电池，国内最近设计的一些发电厂也采用无端电池的直流系统。多年来运行经验证明：无端电池的直流系统接线简单、运行维护工作量较小、能满足可靠性要求。

无端电池的蓄电池组，其蓄电池的个数有如下规定：

若为铅酸蓄电池组，110V直流系统蓄电池个数一般为52～53个，220V直流系统蓄电池个数一般为104～107个。

若为中倍率镍镉电池组，110V直流系统蓄电池个数一般为83～88个；220V直流系统蓄电池个数一般为158～168个。

第二节 蓄电池组的运行方式

蓄电池组的运行方式一般有两种：充放电方式与浮充电方式。电厂中的蓄电地组普遍采用浮充电方式运行。

一、充放电方式运行的特点

在蓄电池组的充放电方式运行中，对每个蓄电池都要进行周期性的充电和放电。蓄电池组充足电以后，就与充电装置断开，由蓄电池组单独向经常性的直流负荷供电，并在厂用电事故停电时向事故照明和直流电动机等供电。为了保证厂用电在任何时刻故障都不致失去直流电源，就要求蓄电池组在任何时候都必须留有一定的储备容量，决不能让其完全放完电。通常，蓄电池放电到约为60％～

70％额定容量时，即需进行充电。

按充放电方式运行的蓄电池组，必须周期地、频繁地进行充电。通常，在经常性负荷下，每隔24h就需充电一次，一般充至额定容量。充电末期，每个蓄电池的电压达2.7～2.75V，蓄电池组的总电压（直流系统母线电压）将超过用电设备的允许值。因此，对无端电池的蓄电池组，在充电期间必须退出工作，但这对只接一组蓄电池组的单母线接线的直流系统是不允许的。同时，频繁地充电，会使蓄电池组的运行更趋复杂。

二、浮充电方式运行的特点

蓄电池组的浮充电方式运行的特点是：充电器经常与蓄电池组并列运行，充电器除供给经常性直流负荷外，还以较小的电流――浮充电电流向蓄电池组进行浮充电，以补偿蓄电池的自放电损耗，使蓄电池经常处于完全充足电的状态；当出现短时大负荷时，例如：当断路器合闸、许多断路器同时跳闸、直流电动机、直流事故照明等，则主要由蓄电池组以大电流放电来供电的，而硅整流充电器一般只能提供略大于其额定输出的电流值（由其自身的限流特性决定）。

在充电器的交流电源消失时，充电器便停止工作，所有直流负荷完全由蓄电池组供电。浮充电电流的大小取决于蓄电池的自放电率，浮充电的结果，应刚好补偿蓄电池的自放电。如果浮充电的电流过小，则蓄电池的自放电就长期得不到足够的补偿，将导致极板硫化（极板有效物质失效）。相反，如果浮充电的电流过大，蓄电池就会长期过充电，引起极板有效物质脱落，缩短电池的使用寿命，同时还多余地消耗了电能。

浮充电电流值根据蓄电池类型和型号而不同，一般约为（0.1～0.2）CN／100A，其中CN为该型号蓄电池的额定容量（单位为Ah）。旧蓄电池的浮充电电流要比新蓄电池大2～3倍。

为了便于掌握蓄电池的浮充电状态，通常以测量单个蓄电池的端电压来判断。如对于铅酸蓄电池，若其单个的电压在2.15～2.2V，则为正常浮充电状态；若其单个的电压在2.25V及以上，则为过充电；若其单个的电压在2.1V以下，则为放电状态。因此，实际中的浮充电就采用恒压充电。标准蓄电池的浮充电电压如下：

每只铅酸蓄电池（电解液密度为1.215g／cm3），其浮充电电压一般取2.15～2.17V。

每只中倍率镍镉蓄电池，其浮充电电压一般取1.42～1.45V。 每只高倍率镍镉蓄电池，其浮充电电压一般取1.35～1.39V。

按浮充电方式运行的蓄电池组，每运行一段时间（2～3个月）应进行一次均衡充电，即用比浮充电压更高一些的电压充电一段时间。其目的是为了消除由于控制的浮充电电流可能偏小而造成极板出现硫化的危险。也可以说，定期进行均衡充电，是为了保持极板有效物质的活性。

三、蓄电池的均衡充电

均衡充电是对蓄电池的特殊充电。在蓄电池长期使用期间，可能由于充电装置调整不合理产生低浮充电电压或使用表盘电压表读数不正确（偏高）等原因造成蓄电池自放电未得到充分补偿，也可能由于各个蓄电池的自放电率不同和电解液密度有差别使它们的内阻和端电压不一致，这些都将影响蓄电池的效率和寿命。为此，必须进行均衡充电（也称过充电），使全部蓄电池恢复到完全充电状态。

均衡充电，通常采用恒压充电，就是用较正常浮充电电压更高的电压进行充电，充电的持续时间与采用的均衡充电有关。对标准蓄电池，均衡充电电压的一般范围是：

每个铅酸蓄电池，其均衡充电电压一般取2.25～2.35V，最高不超2.4V。 每个中倍率镍镉蓄电池，其均衡充电电压一般取1.52～1.55V。 每个高倍率镍镉蓄电池，其均衡充电电压一般取1.47～1.50V。

均衡充电一次的持续时间，既与均充电压大小有关，也与蓄电池的类型有关。例如铅酸蓄电池，浮充电方式运行下，一般每季进行一次均衡充电。当每只蓄电池均衡充电电压为2.26V时，充电时间为48h；当均衡充电电压为2.3V时，充电时间为24h；当均衡充电电压为2.4V时，充电时间为8～10h。

有的蓄电池均衡充电一次的持续时间则比上述长得多。如美国NAX铅锦型铅酸蓄电池（电解液密度1.215g／cm3）：当均衡充电电压为2.27V时，充电时间大于60h；当均衡充电电压为2.3V时，充电时间大于48h；当均衡充电电压为2.39V时，充电时间大于24h。而另一种NCX铅钙型铅酸蓄电池，均衡充电一次的持续时间又比NAX型的长得多。总之，充电方法要按生产厂家说明而定。

以浮充电方式运行的蓄电池组，每隔一季度进行一次均衡充电时，其中一种方法是将充电器停役10min，让蓄电池充分地放电，然后再自动地加上均衡充电电压。

第三节 铅酸蓄电池的构造与特性

铅酸蓄电池分固定式和移动式两种。移动式铅酸蓄电池主要用于车辆和船舶，设计时着重考虑使其体积小、重量轻、耐振动和移动方便；固定式铅酸蓄电池在设计时则可少考虑移动的要求，而着重考虑容量大、寿命长，可制成大容量蓄电池。目前，电厂中普遍采用固定式铅酸蓄电池。

一、铅酸蓄电池的基本构造

铅酸蓄电池的主要组成部分为正极板、负极板、电解液和容器。

正极板一般做成玻璃丝管式结构，增大极板与电解液的接触面积，以减小内电阻和增大单位体积的蓄电容量。玻璃丝管内部充填有多孔性的有效物质，通常为铅的氧化物；玻璃丝管可以防止多孔性有效物质的脱落。

负极板为涂膏式结构，即将铅粉用稀硫酸及少量的硫酸钡、松香等调制成糊

状混合物，填在铅质（或铅合金）栅格骨架上。为了增大极板与电解液的接触面积，表面有棱纹凸起。极板经过特殊处理加工后，正极板的有效物质为褐色的二氧化铅（PbO2），负极板的有效物为灰色的铅棉（海绵状铅Pb）。

为了防止极板之间发生短路，在正、负极板之间用微孔材料隔板隔开。而正、负极板浸没于电解液中，上缘比电解液面低10mm以上。

电解液是由纯硫酸（H2SO4）和蒸馆水配制而成的稀硫酸。电解液密度的高低，影响着蓄电池容量的大小。电解液密度过小，产生的离子少，蓄电池的内阻相应加大，使放电时消耗的电能加大，容量减小。电解液密度愈大，蓄电池容量愈大。但如果电解液密度过高，蓄电池极板受腐蚀和隔离物损坏也就愈快，缩短了蓄电池的寿命。实验表明，采用温度为15℃、密度为1.215g／cm3的电解液最合适。固定式铅酸蓄电池电解液的密度在1.2～1.25g／cm左右，指定温度为15℃或20℃不等。国产固定铅酸蓄电池电解液的密度多为1.215g／cm3 。

电解液的密度与温度有关，温度升高密度减小，温度降低密度增大。若温度以15℃为标准，则电解液温度每升高1℃或降低1℃，电解液密度将下降或升高约0.0007g/cm3。电解液密度可按经验公式计算，即：

Rc＝Rt＋0.0007（T－15）

将温度为T时实测的密度Rt化成15℃时的密度。例如：某电解液温度为35℃时，测得其密度为1.201g/cm3，那么该电解液15℃时的密度Rc＝1.201＋0.0007（35－15）＝1.215g／cm3。

固定式铅酸蓄电池的容器，目前普遍采

图16－2 GGF型固定式铅酸蓄电池的结构

用透明塑料制成，以便于观察电解液面高度。图16－2为电厂中使用的一种GGF型固定式铅酸蓄电池的结构，外壳与上盖之间用封口剂密封，构成封闭状态。盖上装有防爆排气装置（防电解液酸帽），可防止充电过程中酸雾析出蓄电池外部，减少酸雾对蓄电池室及设备的腐蚀。

二、蓄电池的电动势

不同导电材料制成的两极板放入同一电解液中时，由于它们的电化次序不同，产生不同的电位。两极板在外电路断开时的电位差就是蓄电池的电动势。在正、负极板材料一定时，电动势的大小主要与电解液的密度有关。电动势的大小也受电解液温度的影响，但在容许温度范围内其影响很小。因此，蓄电池的电动势E可近似地用以下经验公式决定

E＝0.85＋d（V）

式中 d一一电解液的密度。

3

一般固定式铅酸蓄电池的密度（充足电时）为1.215g/cm3，故其电动势为

E＝0.85＋1.215＝2.065（V）

三、蓄电池的放电特性与蓄电池的容量 1．蓄电池的放电特性

完全充电的蓄电池，当正、负两极板用外电阻接成通路时，则在其电动势作用下产生放电电流，如图16－3所示。

蓄电池放电时的一般化学反应方程可写成

放电

Pb十PbO2＋2H2SO4――→ PbSO4＋PbSO4＋2H2O

负极板 正极板 负极饭 正极板

从化学反应式可知，铅酸蓄电池在放电时，正、负极板都变成了硫酸铅PbSO4，

消耗了电解液中的硫酸H2SO4，同时析出水H2O，使电解液的密度减小。

蓄电池放电时的回路方程为

Uf＝E－If Rn

式中 Uf一一蓄电池放电时的端电压（V）

E一－蓄电池的电动势（V） If一一放电电流（A） Rn一一蓄电池的内阻（Ω）。

图16－3 铅酸蓄电池的放电

（a）放电电路；（b）恒流放电时端电压随时间的变化曲线

如果蓄电池以恒定电流进行连续放电，例如以10h放电电流（经10h将蓄电池容量全部放电完的电流）放电，则端电压随放电时间的变化曲线如图16－3（b）所示。

开始放电时，由于极板表面和有效物质细孔内的电解液密度骤减，使蓄电池

电动势减小得很快，因而蓄电池端电压下降很快，（曲线OA段）。在放电中期，极板细孔中生成的水量与从极板外渗入的电解液量，取得了动态平衡，从而使细孔内的电解液密度下降速度大为减慢，故电动势下降缓慢，端电压主要随着内阻的增大而减小（曲线AB段）。到放电末期，极板上的有效物质大部分已变成硫酸铅，由于硫酸铅的体积较大，在极板表面和细孔中形成的硫酸铅堵塞了细孔，使极板外面的电解液渗入困难，因此在细孔中已稀释的电解液很难和容器中密度较大的电解液相互混合，同时内阻也迅速增大，所以蓄电池的电动势下降很快，于是端电压也迅速下降（曲线BC段）。至C点，电压为1.8V左右，放电便告终了。

如果放电到 C点后继续放电，此时极板外面的电解液几乎停止渗入有效物质内部，细孔中的电解液也几乎变成了水，因此电动势急剧下降，内电阻迅速增大，于是端电压骤降（曲线CD段）。但是，如果在C点停止放电，则蓄电池的电动势将会立即上升，并随着容器中的电解液向极板有效物质细孔中渗透，电动势可能回升至2.0V左右（曲线CE段）。

可见，曲线上的C点，为蓄电池电压急剧下降的临界点，称为蓄电池的放电终止电压。如果继续放电，将在极板表面和有效物质细孔内部形成硫酸铅的晶块，影响蓄电池的使用寿命。如过度放电，极板将发生不可恢复的翘曲，使蓄电池极板报废。

以上所述，是以10h放电电流放电的过程。如果蓄电池以更大的电流放电时，则到达终止电压的时间将缩短。同时，蓄电池放电时的电压的变化与放电电流的大小有关，放电电流愈大，蓄电池的端电压下降愈快。这是因为电解液向极板细孔内渗入的速度受到限制，以及蓄电池内电阻压降随放电电流的增加而增加。所以，以不同的电流放电时，蓄电池的初始电压、平均电压和终止电压均不相同，放电电流愈大，终止电压愈低。

放电电流的大小，常用蓄电池额定容量的倍数表示。设放电电流以If表示，则

If＝KmC10（A）

式中 Km一一放电率（倍数）；

C10－－蓄电池额定容量（Ah），铅酸蓄电地一般以10h放电容量为额定容量。

图16－4所示为一般固定式铅酸蓄电池以不同放电率Km放电时的放电特性曲线Uf =f（t）。最上一条曲线标明放电率Km＝0.1，表示放电电流If＝0.1C10A，亦即为10h放电电流下的放电曲线。

图16－4 固定式铅酸蓄电池的放电特性

曲线

2．蓄电池的容量

蓄电池的容量是指蓄电池以某一恒定的电流放电到终止电压时所能放出的

电量，即放电电流安培数与放电时间小时数的乘积，可用下式计算

C＝If tf

式中 C一一蓄电池的容量（Ah）

If－－放电电流（Ah）

tf一一放电至终止电压（1.75～1.8V）的时间（h）。

蓄电池的容量决定于起化学反应的有效物质和数量，它和许多因素有关，如极板的类型、面积的大小和极板数目、电解液密度和数量、放电电流的大小、最终放电电压的数值以及温度等。

在正常工作温度范围内，蓄电池的容量随放电电流的增大而减小。蓄电池容量与放电电流的关系曲线如图16－5所示。这是因为蓄电池以较小电流放电时，有效物质细孔内电解液的密度下降缓慢，有效物质能充分参加放电反应。与此相反，当放电电流较大时，细孔内电解液密度下降较快，细孔中的硫酸铅的形成也较快，而迅速堵塞有效物质的细孔，使电解液难以渗入极板内部，有效物质难以参加放电反应。因此，放电电流越大，蓄电池所能放出的电量就越少，即蓄电池容量越小。

铅酸蓄电池的额定容量，一般以10h放电容量作为额定容量（也有以8h放电电流下的放电容量定为额定容量的）。

蓄电池的容量还与电解液的温度有关。因为温度改变时，电解液的粘度就会改变，影响电解液的渗透和扩散作用，从而影响到蓄电池的电动势和容量。温度的降低引起蓄电池容量有所减小，运行中蓄电池室的温度不得低于10℃ 。

表16－1给出几种固定型铅酸蓄电池的主要技术参数。

图16－5 蓄电池容量与放电

电流的关系曲线

I1－1h放电电流；C1－1h放电容量； I10－10h

放电电流；C10－10h放电容量

表16－1 GFD固定型铅酸蓄电池主要技术参数

不同放电率蓄电池容量、放电电流及终止电压 10h率 容量 （Ah） GFD－200 GFD－250 GFD－300 GFD－350 GFD－420 GFD－490 GFD－600 GFD－800 GFD－1000 GFD－1200 GFD－1500 GFD－1875 GFD－2000 GFD－2500 GFD－3000 200 250 300 350 420 490 600 800 1000 1200 1500 1875 2000 2500 3000 电流 （A） 20 25 30 35 42 49 60 80 100 120 150 187.5 200 250 300 1.77 1.80 1.80 1.80 终止 电压 容量 （Ah） 170 215 255 300 360 425 510 690 865 1040 1260 1575 1680 2100 2520 5h率 电流 （A） 34 43 51 60 72 85 102 138 173 208 252 315 336 420 504 1.74 1.77 1.77 1.77 终止 电压 容量 （Ah） 150 139 225 284 315 360 450 600 750 900 1080 1360 1450 1600 2160 3h率 电流 （A） 50 63 75 88 105 123 150 200 250 300 360 450 484 600 720 1.71 1.75 1.75 1.75 终止 电压 容量 （Ah） 100 125 150 175 210 245 300 400 500 600 750 937.5 1000 1250 1500 1h率 电流 （A） 100 125 150 175 210 245 300 400 500 600 750 937.5 1000 1250 1500 1.70 1.70 1.70 1.70 终止 电压 蓄电池型号

表16－2 几种固定型铅酸蓄电池主要技术参数 放 电 率 蓄电池型号 20h 终止电压1.80V 密闭式 消氢式 电流 （A） GGM－200 GGM－250 GGM－300 GGM－500 GGM－600 GGX－200 GGX－250 GGX－300 GGX－500 GGX－600 11 容量 （Ah） 220 电流 （A） 20 容量 （Ah） 200 10h 1h 终止电压1.75V 电流 （A） 100 容量 （Ah） 100 电流 （A） 150 20h 终止电压1.70V 容量 （Ah） 75 电流 （A） 250 容量 （Ah） 0.69 10h 14 280 25 250 125 125 188 94 313 0.87 16 320 30 300 150 150 225 112.5 375 1.04 28 560 50 500 250 250 375 187.5 625 1.74 33 660 60 600 300 300 450 225 750 2.08

GGM－800 GGM－1000 GGM－1200 GGM－1500 GGM－1800 GGM－2000 GGM－2500 GGM－2800 GGM－3000 GGX－800 GGX－1000 GGX－1200 44 880 80 800 400 400 600 300 1000 2.78 55 100 100 1000 500 500 750 375 1250 3.47 66 1320 120 1200 600 600 900 450 1500 4.17 84 1680 150 1500 750 750 1125 562.5 1875 5.21 99 1980 180 1800 900 900 1350 675 2250 6.25 110 2200 200 2000 1000 1000 1500 750 2500 6.94 138 2760 250 2500 1250 1250 1875 937.5 3125 8.68 154 3080 280 2800 1400 1100 2100 1050 3500 9.75 165 3300 300 3000 1500 1500 2250 1125 3750 10.42 四、蓄电池的充电与充电特性 蓄电池充电时的一般化学反应式为

充电

PbSO4＋PbSO4＋2H2O－－→Pb十PbO2＋2H2SO4

负极板 正极板 负极饭 正极板

化学反应式表明，蓄电池充电后，正极板恢复为原来的二氧化铅PbO2，负极板恢复为原来的铅棉Pb，并生成硫酸，电解液由稀变浓，即其密度将恢复为原来的数值（规定值）

从充电和放电的化学反应式可看出，蓄电池的充电和放电过程是一个可逆的化学变化过程， 放电时，电解液变稀，密度减小；充电时，电解液变浓，密度增大。

1．恒流充电特性

当蓄电池以恒定不变的电流（10h充电电流）进行连续充电时，端电压随充电时间的变化曲线如图16－6所示。

图16－6 铅酸蓄电池的充电

（a）充电电路；（b）充电时端电压随时间的变化曲线

充电开始时，两极板上立即有硫酸析出，有效物质细孔内的电解液密度骤增，蓄电池电动势很快上升，必须提高外加电压，才能保持恒定的电流充电（曲线OA段）。充电中期，电动势增加缓慢，而内电阻逐渐减小，故维持恒定电流，只需缓慢提高电压（曲线AB段）。充电至AB段末期，正、负极板上的硫酸铅已大部分还原为二氧化铅和铅棉，此时充电电压约为2.3V。如果继续充电，则使大量的水被电解，在正极板上释出氧气，负极板上释出氢气，吸附在极板表面的气泡使内电阻大大增加。因此为了维持恒定的充电电流，必须急速提高外加电压到2.5～2.6V（曲线BC段）。

此后如果继续充电，到达曲线CD段后期，有效物质已全部还原，充电电能将全部用于电解水，析出大量的氢气和氧气，蓄电池的电解液呈现沸腾现象，而电压稳定在2.7V左右（D点），便算充电完毕。

蓄电池停止充电时，其端电压立即降到2.3V左右。以后，随着极板细孔中电解液的扩散、密度逐渐下降，容器中的电解液浓度趋于均匀，蓄电池的电动势将慢慢降到2.06V左右的稳定状态，即曲线上的E点。

上述充电过程，是以10h充电电流（0.1C10）为例讨论的。如果以较大的电流充电，则极板有效物质的还原速度加快，细孔内电解液密度急剧增大，蓄电池内电压降也增大，所以充电特性曲线将高于10h充电特性曲线，而需要的充电时间将缩短。

必须指出：蓄电池的最大容许充电电流不得过大。因充电电流太大时，可能在有效物质还没有全部还原以前，电解液就开始出现沸腾，而被误认为充电已完毕。这不仅消耗大量电能，而且会使极板翘曲、有效物质受气泡冲击而脱落，影响蓄电池寿命。同时，没有完全充电的蓄电池，极板易于硫化（生成白色的硫酸铅结晶体不能再还原）。

为了减少在蓄电池充电时用于电解水阶段的电能消耗，应在电解液开始冒气泡时就减小充电电流，一般不超过额定充电电流（根据产品参数给定）的50％，使蓄电池的充电更充分和合理。此充电方法亦称二阶段充电法。

2．恒压充电与限流恒压充电

恒压充电是蓄电组运行时常用的充电方法，有些蓄电池的初充电也使用这种充电方法。恒压充电的充电电压一般取每只为2.25～2.35V，比蓄电池的电动势高。充电开始时电流较大，随着蓄电池电动势的升高，充电电流逐渐减小。这种充电方法用于蓄电池初充电或深放电后再充电时，开始阶段的充电电流将大于合理值，但一般不超过允许值。

限流恒压充电，是对恒压充电的改进，但充电设备较复杂，要求有限流功能。对一般固定铅酸蓄电池的充电电压一般仍是每只取2.25～2.35v，限流值一般宜取（0.07～0.1）C10A 。有的密封铅酸蓄电池允许承受较大的充电电流，其限流值允许取至0.2C10A。

图16－7 限流恒压充电特性曲线（100％放电后进行充电）

1–充电电流特性曲线；2–充电电压特性曲线；3–充电容量特性曲线

图16–7是一种电解液密度为1.25g/cm3的全密封型铅酸蓄电池的限流恒压充电特性曲线。限流恒压充电，是在蓄电池经100％放电后进行充电的，采用恒压2.27V、限流最大值为0.2C10 。图中的曲线反映了在充电过程中，蓄电池充电参数及其变化。

曲线1表明：在充电初始阶段，充电电流处于限流状态，然后，充电电流随着充电时间增加而减小。

曲线2表明：蓄电池电压由2.12V较快增至2.27V并恒定。在限流期间，蓄电池端电压是变化的。

曲线3表明：蓄电池的容量随着充电时间增加而逐渐恢复。在恒压2.27V下，约经12h，容量已恢复到100％；充电约经36h，容量可达105％，即可停止充电。

这种蓄电池，如果充电的恒压提高到2.35V，则经6h蓄电池的容量可恢复到100％，再经2h（即充电8h），容量可恢复到105％ 。

应当指出，不同型号蓄电池的技术参数和充电要求不尽相同，要严格按厂家说明进行充电。

3．蓄电池的初次充电

新安装的蓄电池，以及极板经过干储藏或将极板抽出大修后，均应进行初次充电。

初次充电的实质，就是使正极板的有效物质变成二氧化铅（PbO2），负极板的有效物质变成铅棉（Pb）的过程。也就是使正、负极板进行充分的化学反应（又

叫活性化）。初次充电操作是否正确，对蓄电池的寿命以及投入运行后的电性能有极大的关系。

蓄电池初次充电时，要严格按照厂家说明书的技术参数和有关规定进行，以保证初次充电的质量。如果初次充电电流过大、中途停顿、电解液温度过高等，都会直接影响到极板上、参加化学反应的数量，同时也会使蓄电池的极板受到损坏，并影响投入运行后的容量和寿命。

如无原始资料可查时，初次充电的电流值（恒流充电）可取0.07C10A，初次充电的时间一般为20～30h左右。

初次充电是否完成，可由下列现象来判断： （1）每个蓄电池均产生强烈的气泡。 （2）单个蓄电池的电压上升到2.6V以上。

（3）电压和电解液的密度升至稳定，在3h内不再继续上升。

还应指出：给蓄电池初次充电时，往往经过一次充电后，尚不能使极板上的全部有效物质变成二氧化铅（PbO2）和铅棉（Pb），所以蓄电池还达不到额定容量。因此，给蓄电池进行初充电时，必须经过若干次的“充电一放电”循环，并要进行放电容量试验，直到蓄电池达到额定容量之后，初次充电才算完成。

蓄电池初次充电，除了上述恒流充电方法以外，有的蓄电池也采用恒压（定压）充电法。例如：美国GNB公司生产的铅锦型和铅一钙型固定铅酸蓄电池，说明采用恒压法进行初次充电，其中密度为1.215g／cm3的NAX铅锦型进行初充电的电压和最少充电时间（电池温度在21～32℃范围内）；当电压为2.3V时，充电时间为120h；当电压为2.36V时，充电75h；当电压为2.39V时，充电60h 。充电开始后，充电电流逐渐减小并达到稳定（3h内不再降低），初次充电便完成。

蓄电池的型式不同，一般对初次充电的要求也有些不同，要按厂家说明进行初次充电。

五、蓄电池的自放电

充足电的蓄电池，经过一定时期后，失去电量的现象，是由于蓄电池自放电的缘故。

蓄电池自放电现象，是运行维护中应特别注意的问题，也是使运行维护复杂化的原因之一。

蓄电池自放电的主要原因，是由于电解液和极板含有杂质。电解液的杂质，可能形成内部漏电，引起自放电；极板中的杂质，形成局部的小电池，小电池的两极又形成短路回路，引起蓄电池的自放电。其次，由于蓄电池电解液上下密度不同，极板上下电动势不等，因而在极板上下之间的均压电流也引起蓄电池自放电。

蓄电池的自放电会使极板硫化。通常铅酸蓄电池一昼夜内，由于自放电使其容量减小0.5％～1％。因此，为防止运行中蓄电池的硫化，对充足电而搁置不用的蓄电池一般要在每月进行一次补充充电。

六、密封铅酸蓄电池

普通固定式铅酸蓄电池的早期产品为开口玻璃缸式，其结构简单、价格便宜。但其电解液易蒸发，充电时产生的气体大量逸出容器外影响环境卫生，需经常补充、调整电解液浓度，维护工作量大，新建电厂中已不采用这种蓄电池。

目前电厂中广泛使用的是防酸隔爆式固定铅酸蓄电池（如GF型，GGF型，GGM型，消氢式GM型，消氢式GGM型等），其容器缸体加盖密封，盖上装有防酸雾帽或防爆排气装置。防爆排气装置有各种型式。例如，烧结式防爆排气装置，装有以氧化铝为主要成分的烧结式过滤帽的结构型式，它能将蓄电池内部产生的气体排到外部，硫酸飞沫被泡沫板和过滤帽凝集回流，故酸雾基本不向外扩散。如果蓄电池室内空气不流通，非消氢式蓄电池产生的可爆气体积聚较多时（氢气浓度超过1％），若遇电火花或明火，混合气体仍有爆炸的危险性。这种蓄电池只能算是半密封式蓄电池。

全密封式铅酸蓄电池，要求内部气体生成和吸收（或复合）要平衡，采用的方式有几种。如用催化剂使氢气和氧气化合成水回到容器（电槽）内，称为催化剂方式；有一种是电极方式，设置了氢气消失电极（第三电极）和氧气消失电极（第四电极），使容器能够完全密封。

目前使用较多的一种全密封铅酸蓄电池，采用了气体重新组合技术，使水的消耗现象不再发生。这种蓄电池，出厂时已加满电解液（其密度一般为1.25g/cm3或1.30g／cm3 ），常以充好电的方式向用户提供，用户不用再管理电解液，故又常称其为少维护或免维护蓄电池，不必设置专门的蓄电池室，可直接置于需用的地方，正常使用寿命在10年以上。石洞口电厂装有这种蓄电池。

气体重新组合技术原理如下：

当充电电流通过已充足电的铅酸蓄电池时，电解液中的水将被电解，在负极上产生氢气，正极上产生氧气。这意味着水的消耗，常规的蓄电池必须定期的补充蒸馏水。全密封式蓄电池采用气体重新组合技术，使气体在蓄电池内部重新组合成水，以免水分消耗。

因为蓄电池正极板的再充电效率不如负极板，所以氧气和氢气不是同时析出，在氢气从负极板析出之前，氧气早已从正极板析出。

当氧气从正极板上析出时，在即将析出氢气的负极板上存在着大量的高度活性海棉状铅，如能将氧移至负极板，则氧气和活性铅将快速反应形成氧化铅，其反应式为

2Pb＋O2－→2PbO

全密封式蓄电池采用特制的高孔隙度的微细玻璃纤维间隔板，能使正极板产生的氧气顺利地扩散到负极板，从而导致上述反应发生。

在铅酸蓄电池中，由上所述产生的氧化铅将与电解液中的硫酸起反应生产硫酸铅

2PbO＋2H2SO4－→2PbSO4＋2H2O

由于硫酸铅沉积在能析出氢气的正极板表面上，它将还原成为铅和硫酸

2PbSO4＋2H2－→2Pb＋2H2SO4

如果将这些化学方程加在一起，并将方程两侧同类项去掉，便得出如下方程

2H2＋O2－→2H2O

上述所有的反应式概述了气体复合的意义。蓄电池各组成部分经过精心设计，可以得到高达99％以上的气体复合率。

利用这种原理的全密封式铅酸蓄电池，仍装有自封型压力释放间，又称安全间，自动开启压力约在7KPa以下，可以阻止空气中的氧侵入。

第四节 岱海电厂直流系统简介

一、110V、220V直流系统设备介绍

每台机组设两组110V直流系统（分别由A组蓄电池和B组蓄电池组成）和一组220V直流系统（由C组蓄电池组成）。

网络继电器楼设两组220V直流系统（分别由A组蓄电池和B组蓄电池组成）。 蓄电池选用阀控式密封铅酸蓄电池。正常时以浮充电方式运行。

每组110V直流系统采用单母线接线，两组110V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。直流系统设有充电母线和配电母线，充电母线用于蓄电池的充电和试验，直流馈线接到直流系统配电母线，110V直流系统对电气和热控的控制、信号、继电保护、自动装置等负荷供电，并提供双回路电源。两组110V直流系统设置两组主充电装置和一组相同容量的备用充电装置。

每台机组220V直流系统采用单母线接线，两台机组的220V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。接线与每台机组110V直流系统相似。220V直流系统为机组的动力、直流事故照明、交流不停电电源等负荷供电。两台机组的220V直流系统各设一组浮充电装置和一组满足一组蓄电池组均衡充电要求的公用备用充电装置（两台机组公用）。

网络继电器楼的220V直流系统采用单母线接线，两组220V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。直流系统设有充电母线和配电母线，充电母线用于蓄电池的充电和试验，直流馈线接到直流系统配电母线，网络继电器楼的220V直流系统对500kV、220kV配电装置的控制、信号、系统保护、事故照明、交流不停电电源UPS等负荷供电。网络继电器楼的

两组220V直流系统设置两组主充电装置和一组相同容量的备用充电装置。

直流馈线采用辐射状供电方式。

机组蓄电池组布置在集控楼0m蓄电池室内。

网络继电器楼蓄电池组布置在网络继电器楼0m蓄电池室内。

蓄电池充电设备采用智能化微机型产品，具有恒压恒流性能。其稳态浮充电电压的偏差≤±0.2%，充电电流偏差≤±0.2%，波纹系数≤0.05%，满足蓄电池充放电的要求。每组110V、220V直流系统主屏及分电屏都设有微机接地绝缘监测装置。

蓄电池和充电浮充电装置进线采用熔断器保护，直流馈线回路采用自动空气开关保护。

二、直流电源系统JKQ2000D集中监控器性能 （一）整体概述

充电器主要由交流配电单元、充电模块、直流馈线、集中监控单元、绝缘监测单元、降压单元和蓄电池等部分组成。

交流配电单元主要有交流检测回路、防雷保护回路（雷击浪涌吸收器）组成。交流电源如果三相平衡，则LED等亮，表示电源正常，当三相不平衡严重或缺相，就发出故障告警信号，同时LED灯灭（如下图）。雷击浪涌吸收器能够具有防雷和抑制电网瞬间过电压的功能，如果防雷器故障，防雷器的工作状态窗口由绿变红，就要更换防雷模块。

JJ3 A B C N

充电模块是完成提供蓄电池的充电电流和负荷电流的元件。采用（N+1）冗余方式供电，即在用N个模块满足电池的充电电流（0.1C10）加上经常性负荷电流的基础上，增加一个备用模块。例如：200AH电池组，经常性负荷（Ij）为10A的直流系统，可算出充电器的最大输出电流为： 最大输出电流=0.1C10+ Ij=0.1*200+10=30A

如采用容量为10A的充电模块，取N=3，N+1=4。备用模块采用热备用方式，直接参与正常工作。

系统正常时，充电器对蓄电池的均/浮充电压通常会高于控制母线允许的波动电压范围，采用多级硅调压装置串接在充电机输出（或蓄电池）与控制母线之间，使调压装置的输出电压满足控制母线的要求。

直流馈线单元是将直流电源通过负荷开关送至各用电设备的配电单元。 绝缘监测单元用于监测直流系统电压及其绝缘情况，在直流电压过、欠压或直流系统绝缘强度降低等异常情况下发出声光告警，并将对应告警信息发至集中监控器。

（二）JKQ2000D集中监控器

JKQ2000D集中监控器是充电器的主要部件，以PC工控机为主机，配有大屏幕汉字显示和输入键盘，面板光字牌报警。集中监控器通过分散控制方式，对直流系统充电模块、绝缘监测模块、电池组、母线、配电等进行实时监控，并设有多种通讯协议，完成与上位机的通讯，实现直流系统的四遥功能。

监控调度人员可在调度中心监视各个现场的直流系统的运行情况，一旦出现某个系统的异常和报警，则可以接访问该系统的集中监控器，获取必要的详细信

息。

1、主要功能说明

集中监控器可以实时监测各个下级设备的各种信息，大屏幕显示。汇总信息后进行分析和判断，发出相应的控制操作，如有故障，报警信号到大屏幕和面板光字牌。可通过键盘和LCD，随时查看整个系统的运行情况。

（1）交流配电监测

电源系统的交流设有缺相保护器，当出现交流失电、缺相故障时，通过无源接点将告警信号送监控器，监控器发出交流电源故障告警信号。

当系统配有智能交流电压、电流表时，这些表计能直接显示交流输入电压、电流，并通过RS485数字通信接口将测量到的数据送监控器，监控器可显示这些数据，并判断交流输入是否过压、欠压、失电、缺相或三相不平衡，故障时发出交流电源故障告警信号。

（2）直流配电监测

正常情况下电源系统设有母线电压、电流表及蓄电池电压、电流表，这些表计能直接显示母线及蓄电池电压、电流，并通过RS485数字通信接口将测量到的数据送监控器，监控器可显示这些数据，并判断母线及蓄电池是否过压、欠压，故障时发出交流电源故障告警信号。

重要回路（蓄电池、充电器）的熔断器设有熔断器故障附件，故障信号直接送监控器，故障时发出熔断器故障信号。

当馈线回路设有馈线脱扣故障告警触点时，脱扣故障告警信号直接送监控器，故障时发出馈线脱扣故障告警信号。

当电源系统配有馈线状态监控模块时，馈线状态通过RS485数字通信接口将测量到的馈线分合状态送监控器，可根据用户要求实现馈线状态变位告警。

（3）绝缘监测

当电源系统选用监控器内置接地仪时，可同时检测到两段母线的对地绝缘电阻，并显示接地电阻值，当监测到的接地电阻值小于设定值时，发出接地故障告警信号。

当电源系统选用带支路检测的接地仪时，接地仪通过RS485数字通信接口将测量到的数据送监控器，有接地故障时，发出接地故障告警信号并显示接地支路

号和接地电阻值。

（4）充电模块监控

充电模块通过RS485数字通信接口接受监控器的监控，实时向监控器传送工作状态和工作数据，并接受监控器的控制，监控的功能有：

可遥控充电模块的开/关机及均/浮充；可遥测充电模块的输出电压和电流；可遥信充电模块的交流输入过、欠压，直流输出过、欠压，开/关机，均/浮充和温度过高状态信号；可遥调充电模块的输出电压。

（5）电池管理

电池的管理功能主要有如下内容：

可显示蓄电池电压和充放电电流，当出现过、欠压时进行告警。

设有温度变送器测量蓄电池环境温度，变送器通过RS485数字通信接口将测量到的蓄电池环境温度送监控器，当温度偏离25度时，由监控器发出调压命令到充电模块，调节充电模块的输出电压，实现浮充电压温度补偿。

不同品牌的蓄电池其温度补偿系数要求不同，可通过监控器键盘设置温度补偿系数，豹牌单节2V电池的温度补偿系统为0.005V/℃，对于108只的电池组，其温度补偿系统为0.54V/℃，即当温度上升1℃时，充电器输出电压降低0.54V，即当温度下降1℃时，充电器输出电压上升0.54V。下图所示为蓄电池充放电曲线图：

手动定时均充，可通过监控器键盘预先设置均充电压、均充时间，然后启动

（一）工作原理及主要特点

1、工作原理

ABCNEMI软起动滤波全桥变换直流输出原边检测控制辅助电源PWM脉宽控制信号调节输出测量故障保护微机管理面板通迅接口(RS232)集中控制及均流接口工作原理框图

上图为电源模块的工作原理框图，原边检测控制电路监视交流输入电网的电压，实现输入过压、欠压、缺相保护功能及软启动的控制；辅助电源为整个模块的控制电路及监控电路提供工作电源；EMI输入滤波电路实现对输入电源作净化处理，滤除高频干扰及吸收瞬态冲击；软启动部分用作消除开机浪涌电流；三相交流输入电源经输入三相整流、滤波变换成直流，全桥变换电路再将直流变换为高频交流，高频交流经主变压器隔离、全桥整流、滤波转换成稳定的直流输出；信号调节、PWM控制电路实现输出电压、电流的控制及调节，确保输出电源的稳定及可调整性；输出测量、故障保护及微机管理部分负责监测输出电压、电流及系统的工作状况，并将电源的输出电压、电流显示到前面板，实现故障判断及保护，协调管理模块的各项操作，并跟系统通信，实现电源模块的高度智能化。

2 主要特点 （1）软开关技术

充电模块采用移相全桥零电压脉宽控制软开关技术，开关管为零电压、零电流开关，无电压电流过冲或尖峰，具有理想软开关特性。与硬开关相比，软开关充电模块的开关损耗降低了40%，给充电模块带来的最明显优点是：整机效率提高到94%至96%，使在相同工作环境下充电模块的温升大幅降低

由于无电压及电流过冲或尖峰，功率开关器件承受的电应力较小，功率开关器件的可靠性得到提高。

由于电压变化率（dv/dt）及电流变化率（di/dt）的减小，使充电模块的电磁干扰明显降低，提高了电磁兼容性能。

（2）防尘技术

通风散热风道与电路完全隔离技术，用特制的散热器，使散热风道与内部电路完全隔离，把发热的器件贴在散热器的表面，风机运行时，将热量迅速排出模块，既提高了散热效率又能有效防止电路板的尘埃吸附，使充电模块对环境的适应能力显著提高。 （3）智能化模块

充电模块内置CPU，协调管理模块各项操作及保护，并以电气隔离的数字通信方式接受上位机的控制，其优点有：

A、设有光电隔离的数字通信接口具有电气隔离能力，可承受外界2000V电压冲击。

B、模块接受的指令是数字信号，只有在接到符合通讯协议的指令时，才执行相应的操作，任何干扰导致的非法指令均不接收，不会引起模块误动作。

C、模块故障时，故障模块自动退出，不影响系统正常运行。

D、智能化模块能监测到集中监控器的工作，当集中监控器故障时，控制充电模块转换到手动控制方式，此时可以手动控制各个充电模块，实现均/浮充转换及均/浮充电压、电流的设置。

E、智能化模块的监控采用分散控制方式。 充电模块具有如下独立的功能： A、稳定的直流输出

B、均/浮充电压、电流设置功能 C、均/浮充转换，开关机控制功能 D、自主均流功能

（4）可直接显示输出电压、电流及各种工作状态。 （5）设有完善的过流、过压、短路保护及防雷措施。 （二）ATC230M20、ATC115M40电源模块面板

1、下图为电源模块前面板示意图

(1) 工作状态指示灯 (8) 均/浮充按钮 (2) 输出显示窗口 (9) 输出显示校准电位器

(3) 开/关机按纽 (10) 产品型号 (4) 输出限流状态指示灯 (11) 面板拉手

(5) 散热窗 (12) 三相交流输入空气开 (6) 输出调整电位器 (13) 注册商标 (7) 故障/复位按钮

(6)(1)(2)(3)(4)输入均充正常故障浮充电压均充电压输出限流开机关机IIIIIV均充浮充故障复位奥特迅(7)(8)(9)(10)(11)(12)电压校准电流校准零点调整ATC300MC20C25C45N(5)Powerpro(13)电源模块前面板示意图

2、如下图为电源模块后面板示意图

(5)+123456ON(1)(6)(2)(7)DIP设置开关系统接口交流输入7-(3)380VAC/10A直流输出NMB(8)(4)20A/230V40A/115V电源模块后面板示意图

(1) 系统接口 (5) 输出电压测试插座 (2) 设置开关 (6) 风扇电源插座 (3) 交流输入插座 (7) 保险座

(4) 直流输出插座 (8) 风扇 3、前面功能板说明 (1) 工作状态指示灯

工作状态指示灯共有四个LED，其指示的内容如下：

工作指示灯 输入 均充 正常 指示灯内容 交流输入状态指示灯，模块的交流输入电源正常时该灯亮。 均充状态指示灯，模块处于均充状态时该灯亮。 输出状态指示灯，直流输出及通信都正常时，该灯闪烁较快且无规律；直流输出正常但通信不正常时，该灯闪烁较慢且有规律；直流输出不正常时该灯不亮。 故障 故障状态指示灯，当模块故障时该灯亮，故障消除后自动恢复。 (2) 限流状态指示灯

模块直流输出采用四级限流，限流状态指示灯共有四个LED，分别代表四种限流状态，正常工作时只亮一个，表示模块处于该档限流状态。表一为各种型号不同限流状态下的输出限流值

型号 Ⅰ限流值 ATC230M05 ATC230M10 ATC115M10 ATC230M20 ATC115M20 ATC115M30 ATC115M40 7．5A 10A 15A 20A 22．5A 30A 30A 40A 5A 10A 15A 20A 1．25A 2．5A 限流状态指示灯 Ⅱ限流值 2．5A 5A Ⅲ限流值 3．75A 7．5A Ⅳ限流值 5A 10A (3) 输出调整电位器

输出调整电位器共有3个电位器，其调整的内容为： 电位器 浮充电压 调整内容 浮充电压调整电位器：在浮充状态时，通过调整该电位器整定浮充输出电压，顺时针增大，逆时针减小。 均充电压 均充电压调整电位器：在均充状态时，通过调整该电位器整定均充输出电压，顺时针增大，逆时针减小。 输出限流① 输出限流调整电位器：在满负荷工作状态下，通过调整该电位器整定输出限流值，顺时针增大，逆时针减小。 均流调整② 均流调整电位器：用于多机并联时，调整模块间的均流。顺时针增大，逆时针减小。 注：A、要求在限流档位处于最高档（第四档）时才可调节输出限流调整电位器，这时调节的限流值为模块的最大输出电流，这样才能保证多机并联时模块最大输出电流的一致性。

B、ATC230M20、ATC115M40模块此均流调整电位器设在内部，出厂前已将均流调整电位器整定好。

输出显示校准电压器

输出显示校准电位器共有3个电位器，其校准的内容为： 电位器 校准内容 电压校准 电压校准电位器：当显示电压和输出电压不一致时，调整此电位器，使显示电压与输出电压相等。 电流校准 电流校准电位器：在零点校准完成后，调整此电位器使显示电流与模块的实际输出电流相符。 零点调整 零点调整电位器：此电位器为电流显示调零之用。当模块正常工作且空载时，调节此电位器使电流显示为零。 启动开关：

当合上此开关后，模块进入就绪状态。 三相输入空气开关：

当合上此开关后，模块进入就绪状态。 开关机按键：

当模块输入空气开关或启动开关合上后，模块进入就绪状态后，交流输入状态指示灯亮，按下此按键，模块开机工作并正常输出。松开此按键，模块关机并停止输出。

均/浮充按键：

在正常浮充工作时，按下此按键，模块进入均充工作状态。松开此按键模块回到浮充工作状态。

复位按键：

充电机故障保护后，按下此按键，如故障消除则充电机恢复正常，如故障没有消除则重新进入故障保护状态。

4、后面板介绍

（1）交流输入端口(如下图所示)：

(ATC230M05、ATC230M10、 （ATC230M20、ATC115M30、 ATC115M10、ATC115M20) ATC115M40) 其中：1接交流三相四线中A相； 2接交流三相四线中B相； 3接交流三相四线中C相； 4接交流三相四线中零线；

（2）直流输出端口(如下图所示)：

其中：1、2端是直流输出 +； 3、4端是直流输出 -；

（3）设置开关

123456ON模块的设置开关如右图所示：

拔向数字位置表示“1”； 拔向“ON”位置表示“0”

其中：1-5位为模块的通讯地址设置 编号 5位 0 4位 0 3位 0 2位 0 DIP1位 0 7地址编号 1 地 址 编 码 0 0 0 ： 1 1 0 0 0 ： 1 1 0 0 0 ： 1 1 0 1 1 ： 1 1 1 0 1 ： 0 1 2 3 4 ： 31 32 6-7位为限流档位的设置

型号 限流档位与设置开关（7位，6位） Ⅰ（0，0） Ⅱ（0，1） Ⅲ（1，0） Ⅳ（1，1） ATC230M05 ATC230M10 ATC115M10 ATC230M20 ATC115M20 ATC115M30 ATC115M40 7．5A 10A 15A 20A 22．5A 30A 30A 40A 5A 10A 15A 20A 1．25A 2．5A 2．5A 5A 3．75A 7．5A 5A 10A 注：在并机运行时，模块的限流档位应调在同一档，也就是第6、7位应在同一位置，这样才能保证多机并联时各模块输出电流的一致。 四、WJY-2000A型微机绝缘监测仪 （一）工作原理

本装置采用非平衡电桥原理，实时监测正负直流母线的对地电压和绝缘电阻，当正负电流母线的对地绝缘电阻低于设定的报警值时，启动支路巡检功能。

支路巡检采用直流有源CT，不需向母线注入信号，每个CT内含CPU。在CT内部将被检信号转换为数字信号，由CPU通过串行口将其上传至绝缘监测仪主机。

（二）功能特点

1、大屏幕汉字显示，具有操作提示信息，便于人机对话； 2、无需在直流系统中注入任何信号，因此对直流系统无任何影响； 3、不受直流供电系统对地电容的影响；

4、直流传感器抗电流冲击后的剩磁影响，保证了传感器长期的稳定性； 5、传感器与主机采用数字信号传输，使传感器与主机的接线少，并且抗干扰能力强，连接使用方便；（CT可带电更换：采用特殊结构的直流有源CT，使其中的有源器件可在不停电状态下更换）

6、可检测正负母线同时同阻值接地情况。并可显示正接地电阻值、负接地电阻值和接地支路号；显示接地母线：显示母线接地（电阻-时间）曲线；

7、可用于主分屏直流系统，装置可作为上位机或下位机；

8、本装置报警接点均有两组独立的空接点，以适应不同的现场需要； 9、可记忆接地故障及报警信号，最多可储存255条历史记录，装置掉电后可以储存14条。

（三）面板及各部件功能说明

WJY-2000A型微机直流系统绝缘在线监测装置前面板布局如下图所示：

装置前面板

面板上各功能部件作用简述如下：

1、液晶显示屏：每屏可显示汉字4行，英文为8行。汉字菜单方式进行人机对话，使操作简单易学，无需操作说明书即能根据提交信息进行操作。

2、按键：共21个按键。

复位键为整机的复归键，接通电源的情况下，无论何时按下此键，程序重新开始运行。机内保存的设置参数不丢失，记忆的接地故障保存为追忆信息。

←、→键为上下级菜单间的切换键，也是光标左右移动的操作键。按下→键表示进入下级子菜单，在设置完成确认情况下，按下←键回归至上级菜单。同一屏内可左右移动光标。

↑、↓键为同级菜单中不同选项间的上下切换键，亦可翻页。选中当前屏的最下端选项时，继续按下↓键，屏幕转至同级菜单的下一屏；↑键同理进入同级菜单的上一屏。

确认键为当前操作或设置的参数等。 放弃键为放弃当前操作或参数设置等。

+、- 键分别为加1和减1操作，主要于参数设置时使用。 3、电源开关：切换整个装置工作电源开、闭状态。 （四）WJY-2000A绝缘监测仪接线原理图

绝缘监测仪 五、岱海电厂直流电系统运行方式

直流电系统采用动力、控制分开的供电方式，以保证可靠性。

每组110V直流系统采用单母线接线，两组110V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。直流系统设有充电母线和配电母线，充电母线用于蓄电池的充电和试验，直流馈线接到直流系统配电母线，110V直流系统对电气和热控的控制、信号、继电保护、自动装置等负荷供电，并提供双回路电源。两组110V直流系统设置两组主充电装置和一组相同容量的备用充电装置。

每台机组220V直流系统采用单母线接线，两台机组的220V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。接线与每台机组110V直流系统相似。220V直流系统为机组的动力、直流事故照明、交流不停电电源等负荷供电。两台机组的220V直流系统各设一组浮充电装置和一组满足一组蓄电池组均衡充电要求的公用备用充电装置（两台机组公用）。

网络继电器楼的220V直流系统采用单母线接线，两组220V直流系统直流母线间设有联络开关，并设有防止两组蓄电池并联运行的闭锁措施。直流系统设有

充电母线和配电母线，充电母线用于蓄电池的充电和试验，直流馈线接到直流系统配电母线，网络继电器楼的220V直流系统对500kV、220kV配电装置的控制、信号、系统保护、事故照明、交流不停电电源UPS等负荷供电。网络继电器楼的两组220V直流系统设置两组主充电装置和一组相同容量的备用充电装置。

蓄电池采用浮充电运行方式。直流供电网络采用辐射式和环状相接合的供电方式。对于远离主厂房的辅助车间直流负荷，采用蓄电池成套直流电源屏供电。容量选用220V，100Ah，直流设备布置在辅助车间直流负荷处。 1、正常运行方式

1、正常情况下，蓄电池组与整流器组并列运行，整流器供给正常的负荷电流，还以很小的电流给蓄电池组浮充电，以补偿蓄电池组的自放电。蓄电池组作为冲击负荷和事故供电电源。

2、一般情况下，直流母线不允许脱离蓄电池运行。

3、两台整流器不宜长期并列运行，但在工作整流器与备用整流器切换操作时，可遵循先并后停的原则。

4、工作整流器发生故障停用，应启动备用整流器。

5、整流器有“手动”，“自动恒压”、“自动恒流”三种方式，可“自动浮充”或“自动均充”。正常运行时应采用“自动恒压”、“浮充”方式运行，对蓄电池组进行浮充电并带负荷运行。正常运行中不得进行方式切换。

6、正常运行时，两段直流母线分段运行。#1整流器带1段直流母线及#1蓄电池组，#2整流器带2段直流母线及#2蓄电池组，#3整流器备用。

7、只有一组蓄电池而有两台整流器的直流系统，正常运行时，一台运行，另一台备用，保持浮充方式运行。 2、非正常运行方式

1、#1（#2）整流器故障或检修时，启动#3整流器带1（2）段直流母线及#1（#2）蓄电池组，两段母线仍分段运行。

2、#1（#2）整流器故障或检修且#3整流器又不能启动，由#2（#1）整流器通过联络开关带11（2）段直流母线负荷时，需切除1（2）段蓄电池组并加强监视总直流负荷，使工作整流器不超载。

3、#1（#2）蓄电池因故退出运行时，用#2(#1)蓄电池组带两段直流母线运

行，合上1、2段直流母线联络开关，只允许一台整流器运行。

4、整流器均因故不能使用时，由蓄电池组带正常负荷运行，此时应注意其容量及负荷电流，母线电压不要低于95V，以防蓄电池组过放电。

第五节 直流事故照明

一、直流事故照明系统简述

直流事故照明系统不供给全厂的一般照明，在电厂正常运行期间，这部分灯是熄灭的。只有在那些特定区域的正常事故照明盘的所有交流电源全部失去后，它才自动地送电。电厂蓄电池只给网络继电器室、单元控制室、柴油发电机房提供直流事故照明。在其它重要场所和进出口处，事故照明则由自带蓄电池的照明灯具提供。

二、直流事故照明系统配置

直流事故照明系统由220V直流系统供电。每台机组配1台照明用5kVA逆变器接在220V直流系统上。变送器的输出为4～20mA，带负载能力不小于300Ω。事故照明逆变器屏内设交流接触器，交流接触器可选择受照明段电压控制合、跳。

行，合上1、2段直流母线联络开关，只允许一台整流器运行。

4、整流器均因故不能使用时，由蓄电池组带正常负荷运行，此时应注意其容量及负荷电流，母线电压不要低于95V，以防蓄电池组过放电。

第五节 直流事故照明

一、直流事故照明系统简述

直流事故照明系统不供给全厂的一般照明，在电厂正常运行期间，这部分灯是熄灭的。只有在那些特定区域的正常事故照明盘的所有交流电源全部失去后，它才自动地送电。电厂蓄电池只给网络继电器室、单元控制室、柴油发电机房提供直流事故照明。在其它重要场所和进出口处，事故照明则由自带蓄电池的照明灯具提供。

二、直流事故照明系统配置

直流事故照明系统由220V直流系统供电。每台机组配1台照明用5kVA逆变器接在220V直流系统上。变送器的输出为4～20mA，带负载能力不小于300Ω。事故照明逆变器屏内设交流接触器，交流接触器可选择受照明段电压控制合、跳。

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