【正文】 裝置充電裝置的發(fā)展：交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)↓磁飽和充電機(jī)控制技術(shù)（大功率二極管）↓可控硅器件（晶閘管） （相控電源）↓高頻開(kāi)關(guān)電源（AC\DC）1）大功率二極管應(yīng)用于直流電源上，并用磁飽和控制技術(shù)調(diào)整直流輸出電壓2）可控硅器件（晶閘管）使電壓調(diào)整與整流由同一器件完成，通過(guò)控制晶閘管導(dǎo)通角達(dá)到調(diào)壓的目的3）高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)組成的 AC\DC模塊轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的充電機(jī)高頻開(kāi)關(guān)電源與線(xiàn)性電源、相控電源的比較：1）線(xiàn)性電源：線(xiàn)性電源的主要特點(diǎn)是功率器件工作在放大狀態(tài)，具有穩(wěn)定度高、可靠性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是效率低、笨重、體積大，只能做中小功率的電源2）相控電源：是通過(guò)控制可控硅的導(dǎo)通角來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓作用，功率因數(shù)比較低、效率低、笨重、體積大變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)93）高頻開(kāi)關(guān)：體積小、效率高、從移動(dòng)電話(huà)的充電器到我們的彩電、音響供電電源，從路燈到車(chē)站電子顯示牌這些都用到了開(kāi)關(guān)電源，電源還有 AC\DC、DC\DC、DC\AC控制方式：脈寬調(diào)制和頻率調(diào)制 蓄電池蓄電池主要分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩大類(lèi)，在電力系統(tǒng)直流電源中，閥控密封式鉛酸蓄電池占絕大多數(shù) ，對(duì)蓄電池的具體分析在下一章中詳解 對(duì)直流控制電源的基本要求1）在設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單可靠、同事又能滿(mǎn)足運(yùn)行靈活性的要求，為此，要正確運(yùn)用經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的典型設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。2）對(duì)蓄電池、充電裝置、直流屏等設(shè)備要選用可靠性高、性能良好、制造精致、符合各級(jí)制造標(biāo)準(zhǔn)、有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)過(guò)主管部門(mén)鑒定的產(chǎn)品。3）設(shè)備的安裝環(huán)境條件一定要符合設(shè)備的要求，特別是蓄電池的環(huán)境條件是否符合安全運(yùn)行的要求尤為重要。4）對(duì)蓄電池組，要嚴(yán)格按現(xiàn)行規(guī)定和蓄電池的技術(shù)要求進(jìn)行安裝及充放電工作。5）運(yùn)行中的蓄電池組，要按規(guī)程定期檢查、正確充放電、及時(shí)變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)10消除一切不正?，F(xiàn)象，認(rèn)真進(jìn)行維護(hù)。變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)11第三章 蓄電池技術(shù)分析 蓄電池的定義與分類(lèi)蓄電池是一種儲(chǔ)能裝置，它把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，又可把儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，這種可逆的轉(zhuǎn)換過(guò)程是通過(guò)充、放電循環(huán)來(lái)完成的，而且可以多次循環(huán)使用，使用方便且有較大的容量。蓄電池按電解液不同可分為堿性蓄電池和酸性蓄電池，發(fā)電廠(chǎng)和變電站廣泛應(yīng)用的是防酸隔爆式、消氫式、閥控密封式（即免維護(hù)）鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池正極板的活性物質(zhì)式二氧化鉛( )，負(fù)極板的活2PbO性物質(zhì)是絨狀鉛(Pb)，電解液為稀硫酸。放電時(shí)正極板的二氧化鉛()、負(fù)極板的絨狀鉛(Pb)變?yōu)榱蛩徙U( )，電解液中的硫酸2PbO4S在與正負(fù)極產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后密度下降。充電時(shí)正極極板上硫酸鉛變?yōu)槎趸U，負(fù)極板上的硫酸鉛變?yōu)榻q狀鉛，電解液的密度上升。閥控密封式鉛酸蓄電池閥控電池采用吸液能力強(qiáng)的超細(xì)玻璃纖維材料作隔板，具有良好的干、濕態(tài)彈性，使較大的電解液全部被其貯存，而電池內(nèi)無(wú)游離酸（貧液），或者使用電解液與硅膠組合為觸變膠體，正常充、放電運(yùn)行狀態(tài)下處于密封狀態(tài)，電解液不泄漏，也不排放任何氣體，不需要定期加水或酸，正常時(shí)極少維護(hù)。閥控蓄電池是裝有密封安全氣閥的密封鉛酸電池，是一種用氣閥調(diào)節(jié)的非排氣式電池，當(dāng)電池在異常情況析出盈余氣體，或過(guò)充變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)12電時(shí)產(chǎn)生的氣體達(dá)到開(kāi)閥壓力時(shí)，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥泄放，隨后減壓關(guān)閉，它是單向的，不允許空氣中的氣體進(jìn)入電池內(nèi)。閥控電池可分為單體式（2V），200Ah及以下容量的電池可以組合成6V（3個(gè)2V單體電池組成）。和12V（6個(gè)2V單體電池組成）。本站選取的即為閥控密封式鉛酸蓄電池。 蓄電池的工作原理概述總反應(yīng)： oHPbssoHP2442b???充電：正極： ???ess4224 向負(fù)極表面移動(dòng)……….??eOH21o2 ○1負(fù)極： …………………………………….4_4esoPbPbs? ○4 海綿狀鉛與氧氣： …………………………………….2 ○2Pbo與電解液反應(yīng)： ……………….......oHsH244??○3負(fù)極總反應(yīng)式： eO_2?如上述所述，正極產(chǎn)生的氧氣與充電狀態(tài)下的負(fù)極的活性物質(zhì)迅速反應(yīng)生成水，因此水損失很少，而且又是密封的，所以不需要向里面加水。所以，本變電站采用閥控式密封鉛酸蓄電池。這表明在充電時(shí)， 分析出 離子，水分離出 ,○1 4PbSO?24so?H與 在移動(dòng)過(guò)程中化合成 分子，從而使電解液的密?24So?H2H度增加，所以，電解液的密度?？梢院饬啃铍姵氐某潆姵潭取Ｗ冸娬局绷飨到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)13隨著充電的進(jìn)行，正負(fù)極板的活性物質(zhì)隨之增加，在電解液○2密度增加的前提下，電池的電壓升高，因此，也可以用電池電壓判斷蓄電池的充電程度。要保持充電的繼續(xù)進(jìn)行，必須要使充電電源電壓高于電池電○3壓，以決定電解液中正負(fù)離子的移動(dòng)方向，使電池的內(nèi)電流方向由正極流向負(fù)極。放電總反應(yīng)式： oHPbssoHPbo24422 ??? 隨著生成水的增加，電解密度隨之降低，電池內(nèi)阻增加，而內(nèi)電動(dòng)勢(shì)下降，事端電壓下降。特點(diǎn)：1 小電流放電， 和 形成較慢， 不會(huì)堵塞極板4PbSOo2H4PbSO上的空穴，不會(huì)堵塞濃度較大的電解液向極板內(nèi)部擴(kuò)散，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻變化不大，端電壓下降緩慢。2 大電流放電，電極生成物較快，容易堵塞電極上的孔穴，電阻和電動(dòng)勢(shì)變化較快。 蓄電池的電氣特性 容量特性，蓄電池的容量是表示蓄電池的蓄電能力，是指充足電的蓄電池以某一放電率開(kāi)始放電，到端電壓為放電終止電壓為止，這個(gè)過(guò)程中放出的電能變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)14 ItC? C蓄電池的容量 I 恒定的放電電流 t 從開(kāi)始放電到放點(diǎn)結(jié)束的時(shí)間反應(yīng)蓄電池從放電開(kāi)始到規(guī)定的放電終止電壓的快慢稱(chēng)為放電率，放電率可以用時(shí)率（h率）和電流率（I率）表示。鉛酸蓄電池的額定容量與容量系數(shù)我國(guó)電力系統(tǒng)用溫度在25攝氏度，10h放電率放出的容量 作10C為鉛酸蓄電池的額定容量。蓄電池容量的這種特性用容量系數(shù) 表示：cK 10Cc?C——任意時(shí)率放電時(shí)的允許放電容量——蓄電池的額定容量10 影響放電容量的因素以及各因素的作用 影響放電容量的因素有:放電率、電解液密度和電解液的溫度。 放電率與蓄電池的容量呈反比關(guān)系，放電率越大，蓄電池容量越小，放電率越小，放電時(shí)間越長(zhǎng)，蓄電池容量越大。 蓄電池的放電容量與電解液的密度和電解液的溫度成正比。電解液密度越大，溫度越高，蓄電池放電容量越大。變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)15 蓄電池的放電特性為了分析蓄電池長(zhǎng)期使用后的損壞程度或充電裝置的交流電源中斷不對(duì)電池浮充電時(shí)，為核對(duì)蓄電池的容量，需要對(duì)蓄電池進(jìn)行核對(duì)性放電，放電曲線(xiàn)如圖所示：如圖31 閥控電池不同倍率的放電特性曲線(xiàn)結(jié)論： 放電倍率越小，放電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓變化越慢?！? 電池極化作用隨電流增大而增大?！? 端電壓的變化是由于電池電動(dòng)勢(shì)的變化和極化作用等因素○3造成的。一般以放出80%左右的額定容量為宜，目的是正極活性物質(zhì)中保留較多的 粒子，便于恢復(fù)充電過(guò)程中作為新粒子的結(jié)晶中心，2PbO以提高充電電流的效率。 蓄電池的沖擊放電特性變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)16沖擊放電特性表示在某一放電終止電壓下，蓄電池放電初期或1h放電末期，允許的沖擊放電電流，沖擊放電電流一般用沖擊系數(shù)表示 chK =chK10I ——沖擊放電電流chI ——10率放電電流10 充電方式充電方式分類(lèi)如下：按照充電過(guò)程中充電電壓和充電電流的變化情況，充電分為一階段充電和二階段充電，按照充電的作用，分為初充電，均衡充電和浮充充電。按照蓄電池正常運(yùn)行方式，分為充放電式和浮充電方式。由于本次采用蓄電池給直流系統(tǒng)供電，因此采用充電方式為：初充電，浮充電和均衡充電。初充電：新安裝的蓄電池組進(jìn)行的第一次充電（定電壓、定電流）浮充電：給經(jīng)常性負(fù)荷供電。 補(bǔ)充蓄電池自放電，使蓄電池在滿(mǎn)容量狀態(tài)下處于備用。 維持蓄電池內(nèi)養(yǎng)循環(huán)。浮充電流一般?。?3）mA/Ah。變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)17均衡充電：為補(bǔ)償蓄電池在使用過(guò)程中產(chǎn)生的電壓不平衡現(xiàn)象， 使其恢復(fù)到規(guī)定的范圍內(nèi)而進(jìn)行的充電。電流不大于（） Ah10I第四章 直流系統(tǒng)的接線(xiàn)方式 直流系統(tǒng)接線(xiàn)分類(lèi)直流系統(tǒng)基本接線(xiàn)單元包括蓄電池單元，充電裝置單元，放電裝置單元，母線(xiàn)分段，母線(xiàn)設(shè)備和饋線(xiàn)單元等。這些基本單元除蓄電池、充電裝置直流電源外，通常有隔離開(kāi)關(guān)，直流斷路器，熔斷器，檢測(cè)儀表和連線(xiàn)導(dǎo)體等組裝構(gòu)成。其接線(xiàn)方式有單母線(xiàn)接線(xiàn)，單母分段接線(xiàn)和雙母線(xiàn)接線(xiàn)。按照蓄電池有無(wú)端電池又可以分為無(wú)端電池接線(xiàn)和有端電池接線(xiàn)。無(wú)端電池接線(xiàn)又分為帶降壓裝置和不帶降壓裝置。根據(jù)端電池的投入方式分為帶端電池調(diào)壓器接線(xiàn)和帶端電池自投裝置接線(xiàn)。目前應(yīng)用最廣的是不帶任何條條壓裝置的無(wú)端電池接線(xiàn)。 直流系統(tǒng)接線(xiàn)的基本原則和要求基本原則：安全可靠，簡(jiǎn)單清晰，操作方便，在任何運(yùn)行方式下，除接線(xiàn)設(shè)計(jì)上允許外蓄電池不得與直流母線(xiàn)解列。為實(shí)現(xiàn)基本原則，直直流母線(xiàn)采用單母線(xiàn)或單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式。盡量避免因接線(xiàn)復(fù)雜，操作繁瑣而造成運(yùn)行和操作事故。為提變電站直流系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)18高運(yùn)行的可靠性和便于在故障情況下電源設(shè)備互相支援。母線(xiàn)之間應(yīng)設(shè)聯(lián)絡(luò)電氣。聯(lián)絡(luò)電器一般為隔離開(kāi)關(guān)，必要時(shí)候也可以用隔離保護(hù)電器?；疽螅? 蓄電池組和充電裝置均應(yīng)經(jīng)過(guò)隔離電器接入直流系統(tǒng)，一個(gè)回路或含有多個(gè)分支回路的主干回路應(yīng)采用相同型號(hào)的隔離、保護(hù)電器。2 鉛酸蓄電池組不宜采用降壓裝置。3 多組蓄電池或多套充電裝置不能接在同一段母線(xiàn)上，一段母線(xiàn)上只能接入一組蓄電池和一套充電裝置或一套工作，一套備用的2組充電裝置。4 當(dāng)一組蓄電池組或一套充電裝置接入兩段母線(xiàn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)隔離和保護(hù)電器跨接在兩段母線(xiàn)上。5 2組蓄電池的直流系統(tǒng)，應(yīng)滿(mǎn)足在運(yùn)行中兩段母線(xiàn)切換時(shí)不中斷供電的要求，切換過(guò)程中允許兩組蓄電池組短時(shí)間并聯(lián)運(yùn)行。