【正文】 V、 W相間，形成 90176。 ? 小結(jié)新課： ? 測(cè)量回路儀表的配置原則、測(cè)量回路實(shí)例。大中型發(fā)電廠及變電所主要采用直流操作電源。 ? （ 2）具備足夠的容量：滿足全廠（所）事故停電時(shí)，直流電源負(fù)荷、最大沖擊負(fù)荷及 1h事故照明等用電需要；且能保證直流母線電壓在規(guī)定的額定值（正常運(yùn)行時(shí)，操作電源母線電壓波動(dòng)范圍小于 5％額定值；事故時(shí)操作電源母線電壓不低于 90％額定值；失去浮充電源后，在最大負(fù)載下的直流電壓不低于 80％額定值），波紋系數(shù)小于 5％。 ? 二、操作電源的種類 ? 直流操作電源（以下簡(jiǎn)稱直流電源）又分為獨(dú)立電源和非獨(dú)立電源兩種。其電壓等級(jí)分為 220V、 110V、 48V、 24V等。 ? 2．電源變換式直流電源系統(tǒng) ? 電源變換式直流電源系統(tǒng)，是由 220V交流電源經(jīng)可控整流變?yōu)?48V直流電源，供全廠 48V操作用電并對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充電；同時(shí)可經(jīng)逆變裝置將直流電源變?yōu)榻涣麟娫矗僬鳛?220V直流電源的多功能新型獨(dú)立電源，在中、小型變電所中得到廣泛應(yīng)用。復(fù)式整流直流電源依靠系統(tǒng)的交流電源，屬非獨(dú)立的直流電源。在正常運(yùn)行時(shí)，廠用交流電源經(jīng)硅整流設(shè)備變?yōu)橹绷麟娫?，作為全廠的操作電源并向電容器充電。 ? 三、直流負(fù)載的分類 ? 發(fā)電廠及變電站的直流負(fù)載，按其用電特性的不同分為經(jīng)常負(fù)載、事故負(fù)載和沖擊負(fù)載三類。它包括： ? （ 1）經(jīng)常帶電的直流繼電器、信號(hào)燈、位置指示器； ? （ 2）經(jīng)常點(diǎn)亮的直流照明燈； ? （ 3）經(jīng)常投入運(yùn)行的逆變電源等。 ? 2．事故負(fù)載 ? 事故負(fù)載指正常運(yùn)行由交流電源供電，當(dāng)廠（站）自用交流電源消失后由直流電源供電的負(fù)載。 ? 3．沖擊負(fù)載 ? 沖擊負(fù)載是指直流電源承受的短時(shí)最大電流，它包括斷路器合閘時(shí)的沖擊電流和當(dāng)時(shí)所承受的其它負(fù)載電流（經(jīng)常負(fù)載與事故負(fù)載）。 第二節(jié) 蓄電池組直流電源系統(tǒng) ? 蓄電池組直流電源系統(tǒng)是電力系統(tǒng)首選的獨(dú)立操作電源系統(tǒng)，它電壓平穩(wěn)、容量大、供電可靠，適用于各種直流負(fù)荷。 ? 一、蓄電池概述 ? 1．蓄電池的分類 ? 按電極材料和電解液的不同，蓄電池可分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩種。傳統(tǒng)的老式蓄電池都是酸性蓄電池，其電解液是 27％～ 37％的硫酸水溶液，電極是以二氧化鉛（ PbO2）為正極板和鉛（ Pb）為負(fù)極板的特制絨狀鉛板，所以又稱為鉛酸蓄電池。 ? 近幾年，一種新型免維護(hù)的鉛酸蓄電池開始用于發(fā)電廠。由于其中采用了無銻合金，提高了負(fù)極析氫過電位，抑制了氫氣的析出；采用特制安全閥，使電池保持一定內(nèi)壓；采用超細(xì)玻璃纖維隔板，并在隔板中預(yù)留氣體通道，使正極產(chǎn)生的氧氣沿氣道傳遞至負(fù)極，在負(fù)極析氫前發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水，實(shí)現(xiàn)氧氫循環(huán)復(fù)合，達(dá)到氫體內(nèi)部自我吸收，可以實(shí)現(xiàn)蓄電池密封，不需維護(hù)。 ? （ 2）堿性蓄電池。其電解液是 20％的氫氧化鉀（ KOH）水溶液，電極用氫氧化鎳［ Ni（ 0H） 3］作正極，用鎘（ Cd）作負(fù)極時(shí)叫鎘鎳蓄電池，用鐵（ Fe）作負(fù)極時(shí)叫鐵鎳蓄電池。在發(fā)電廠和變電所中已有廣泛應(yīng)用。容量 Q是指定的放電條件（溫度放電電流、終止電壓）下所放出的電量稱為蓄電池的容量，單位用 A?h（安培小時(shí)）表示。 ? 蓄電池的容量一般分為額定容量和實(shí)際容量?jī)煞N。 ? QN=INh； ? IN 額定放電電流，即 10小時(shí)率的放電電流， A； ? tN 放電至終止電壓的時(shí)間，一般為 10h。t ? 式中 Q 蓄電池的容量， A ? 若電池的放電率是指放電至終止電壓的快慢。當(dāng)以 10h放電率放電到終止電壓的容量約是以 1h放電率放電到終止電壓時(shí)容量的 2倍。h的蓄電池，若用電流表示放電率，則為 率，若用時(shí)間表示，則為 10h率。假設(shè)：若以 2h放電率放電，達(dá)到終止電壓所放出的容量只有額定容量的 60％ ，即 130A相反，若放電電流小于，則放電時(shí)間就大于 10h，此時(shí)放出的容量就允許大于額定容量。因此，可作為電磁型操作機(jī)構(gòu)的合閘電源。 ? 二、蓄電池直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式 ? 在發(fā)電廠和變電所中，蓄電池直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式有兩種，即充電－放電運(yùn)行方式和浮充電運(yùn)行方式。 ? 1．充電－放電運(yùn)行方式 ? 充電－放電運(yùn)行方式就是將充好電的蓄電池組接在直流母線上對(duì)直流負(fù)荷供電，同時(shí)斷開充電裝置。 ? 2．浮充電運(yùn)行方式 ? 浮充電運(yùn)行方式就是將充好電的蓄電池組與浮充電整流器并聯(lián)工作，平時(shí)由整流器供給直流負(fù)荷用電，并以不大的電流向蓄電池組浮充電（以補(bǔ)充電池因有漏電而使其電壓下降的缺陷），使蓄電池處于滿充電狀態(tài)。 ? 三、浮充電運(yùn)行方式直流系統(tǒng)接線分析 ? 圖 4－ 1是浮充電運(yùn)行方式直流系統(tǒng)接線圖。蓄電池組 GB左端為基本電池，額定電壓為 220V，每個(gè)電池為 ，所以由 102個(gè)蓄電池串聯(lián)組成；其右端為可調(diào)節(jié)接入蓄電池個(gè)數(shù)的端電池組，可通過調(diào)整器任意接入或退出部分電池，以保持直流母線的電壓在 220V。 ? 1．充電器 U1對(duì)母線 I供電并對(duì)蓄電池浮充電 ? （ 1） U1輸出 220V直流電壓，向整組蓄電池組 GB充電時(shí)，刀開關(guān) QK3投向右側(cè)，觸點(diǎn) 2— 5— 6接通， QK1接通。 ? （ 2） U1對(duì)母線 I供電并對(duì) GB浮充電時(shí)，刀開關(guān) QK3的 1— 2通， 5— 4通，對(duì) I母線上直流負(fù)荷供電，同時(shí)經(jīng) QK1向 GB的基本電池組浮充電。 圖 4－ 1 浮充電運(yùn)行方式直流系統(tǒng)接線圖 ? 圖 4－ 1 浮充電運(yùn)行方式直流系統(tǒng)接線圖 ? 2．充電器 U2對(duì)母線 II供電并對(duì)蓄電池 GB浮充電 ? （ 1） U2輸出 220V直流電壓，向整組蓄電池充電時(shí)，刀開關(guān) QK4投向右側(cè)，其觸點(diǎn) 2— 5— 6接通， U2的正極經(jīng) QK4的 2— 3觸點(diǎn) → II母線的十→ QK2的 1— 2至 GB的正極； U2的負(fù)極經(jīng) QK4的 5— 6→m 點(diǎn)至 GB端電池的負(fù)極，實(shí)現(xiàn)對(duì)整組蓄電池充電。 PV3和 PA4是監(jiān)視 U2的輸出電壓和電流的?；芈分懈魅蹟嗥髯鳛槎搪繁Ｗo(hù)；電流表 PA1為雙向5A— 0— 5A式，用以測(cè)量充電和放電電流；電流表 PA2正常時(shí)被短接，當(dāng)需測(cè)量浮充電電流時(shí)，可利用按鈕 SB使接觸器 KM的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開后測(cè)讀。 ? 蓄電池按浮充電方式運(yùn)行，相對(duì)充電－放電方式而言大大減少了充電次數(shù)。放電完了，應(yīng)進(jìn)行一次均衡充電 (或稱過充電 )，這是為了避免由于浮充電流控制的不準(zhǔn)確，造成硫酸鉛沉淀在極板上，影響蓄電池的輸出容量和降低其使用壽命。采用端電池的目的是為了調(diào)節(jié)蓄電池的接入數(shù)目，以保證母線電壓穩(wěn)定。 端電流調(diào)整器構(gòu)造圖 端電池調(diào)整器接線示意圖 ? 端電流調(diào)整器構(gòu)造圖 端電池調(diào)整器接線示意圖 ? 圖中有一排相互絕緣的固定金屬片 1，它分別連接到端電池的端子上。端電池調(diào)控器可以手動(dòng)控制，也可以用電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)方控制，一般采用電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)方控制。整流操作電源可分為兩種類型：一種是由上述電壓源整流裝置上附加以電容儲(chǔ)能裝置的整流電源；另一種是利用上述電壓源和電流互感器來的電流源經(jīng)整流后的復(fù)式整流裝置，下面作一介紹。由圖可見，電源有兩組硅整流裝置 U U2，兩組儲(chǔ)能電容器組 CI、 CII，直流母線分為兩段，構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積小。 ? 1．整流器及直流母線 ? 整流器 U1采用三相橋式整流，容量大，接于 I母線，供斷路器合閘用，也兼向 II母線供電； U2容量較小，僅用作向控制和保護(hù)及信號(hào)回路供電，變壓器 T T2分別向整流器 U U2提供交流電源。 V3的作用相當(dāng)于逆止閥，即只容許合閘母線 I向控制母線 II供電，而不能反向供電，以確保控制和保護(hù)及信號(hào)系統(tǒng)供電的可靠性。 ? 2．儲(chǔ)能電容器組 ? CI和 CII為兩組儲(chǔ)能電容器組，又稱為補(bǔ)償電容器組。二極管V V2的作用是防止事故時(shí)電容器向母線上其他回路（如信號(hào)燈等）放電。這樣，當(dāng) 10kV出線上發(fā)生故障，繼電保護(hù)動(dòng)作，而斷路器操作機(jī)構(gòu)失靈而不能跳閘（此時(shí)由于跳閘線圈長(zhǎng)時(shí)間通電，已將電容器組 CI的儲(chǔ)能耗盡）時(shí)，使起后備保護(hù)作用的主變壓器過流保護(hù)仍可利用 CII的儲(chǔ)能將故障切除。 U2輸出端的電阻 R起保護(hù) U2的作用（限流）。 V4為隔離二極管，防止在 U2的輸出電壓消失后。 圖 4－ 2 二、復(fù)式整流的直流系統(tǒng) 圖 4－ 3 圖 4－ 3是復(fù)式整流的直流系統(tǒng)框圖。對(duì)其分析如下。復(fù)式整流裝置的電壓源一般由兩條獨(dú)立的回路供電，可分別取自變電所用變壓器和外接高壓系統(tǒng)電源的變壓器（參見圖 4－ 4）在正常運(yùn)行和非對(duì)稱短路時(shí)，電壓源的電壓為額定值，基本保持恒定；而在母線或饋線發(fā)生三相短路故障時(shí)，電壓源電壓嚴(yán)重降低甚至消失。復(fù)式整流系統(tǒng)的電流源是事故情況下由電流互感器供給的短路電流。 ? （ 3）穩(wěn)壓器。一般采用并聯(lián)鐵磁諧振飽和穩(wěn)壓器 V穩(wěn)壓，其中將電容 C與電感 L構(gòu)成諧振回路，起到濾波和改善電壓波形的作用。由于回路中電感元件的作用，交流電本身也有過電壓作用于硅元件上，為了防止硅元件因過電壓而擊穿損壞，故裝設(shè)由電阻 R和電容 C串聯(lián)組成的阻容吸收裝置。 三、整流操作直流電源系統(tǒng)的交流電源 在中小型發(fā)電廠和變電所中，常采用整流操作的直流電源，但必須有十分可靠的交流電源，下面以 35kV變電所所用電源為例進(jìn)行分析。 1號(hào)所用變壓器 T1為 35kV／ ， Y，d11接線； 2號(hào)所用變壓器 T2為 10kV／ ， Y，yn0接線；兩臺(tái)所用變壓器的二次側(cè)電壓有 30186。 圖 4－ 4 所用電源變壓器的 一種接線方式 ?圖 4－ 5 變電所備用電源自動(dòng)投入裝置接線圖 ? 圖 4－ 5上為變電所備用電源自動(dòng)投入裝置接線圖，其 1號(hào)變壓器 T1為正常工作變壓器， 2號(hào)變壓器 T2為備用變壓器。 ? （ 2）當(dāng) 1號(hào)所用變壓器 T1發(fā)生故障，其低壓側(cè)失去電壓，KC繼電器失去電源，其動(dòng)合觸點(diǎn)返回，切斷 KM1線圈回路，使 KM1的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合；同時(shí)繼電器 KC的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，接通 KM2線圈回路， KM2的主觸頭閉合，使 2號(hào)所用變壓器自動(dòng)投入工作。 第四節(jié) 直流絕緣監(jiān)察裝置和閃光裝置 ? 一、絕緣監(jiān)察裝置圖 4－ 6 兩點(diǎn)接地引起的不正確動(dòng)作 ? 發(fā)電廠和變電站直流供電網(wǎng)絡(luò)分布范圍較廣，而且工作環(huán)境又比較惡劣，所以直流系統(tǒng)的絕緣容易降低。直流系統(tǒng)絕緣降低，相當(dāng)于直流系統(tǒng)的某一點(diǎn)經(jīng)一定的電阻接地。但是，這種接地故障必須及早發(fā)現(xiàn)并處理，否則可能引起信號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置回路不正確動(dòng)作?？梢姡谥绷飨到y(tǒng)中，裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)和絕緣降低的情況是十分必要的。它由直流絕緣監(jiān)察繼電器 KV轉(zhuǎn)換開關(guān) SM和電壓表PV等組成。 ? 1．信號(hào)部分 ? 圖 4－ 7的右部為絕緣監(jiān)察裝置的信號(hào)部分，由絕緣監(jiān)察繼電器 KV1及信號(hào)（音響和光字牌 HL）組成， R＋、 R－ 分別為假設(shè)的正、負(fù)母線對(duì)地絕緣電阻，用虛線相連接。 KV1中的 R R2的數(shù)值要求相等（通常選 R1＝ R2＝ 1000Ω）， KD為高靈敏度干簧管繼電器， KC為中間繼電器。當(dāng)有一母線對(duì)地絕緣下降時(shí)，由于R＋ ≠R－ ，所以電橋失去平衡，繼電器 KD線圈中有一定量的電流流過，當(dāng)此電流達(dá)到其動(dòng)作值時(shí)，繼電器 KV1動(dòng)作：KD啟動(dòng)，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合啟動(dòng) KC繼電器， KC的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，發(fā)出“母線對(duì)地絕緣電阻下降”的信號(hào)（但不能分清是正母線還是負(fù)母線絕緣電阻下降）。當(dāng)有母線對(duì)地絕緣降低時(shí)，信號(hào)部分先發(fā)出“母線絕緣降低”的音響和光字牌信號(hào)，值班人員將 SM開關(guān)依次打至“十母線對(duì)地電壓”和“一母線對(duì)地電壓”，則 SM的 2— 4— 5接通和 5— 1一 4接通，分別測(cè)出十母線對(duì)地的電壓值和一母線對(duì)地的電壓值，電壓值低者即絕緣有損壞。 ? 3．對(duì)繼電器 KD的要求 ? 在圖 4－ 7中有一個(gè)人工接地點(diǎn)，是為測(cè)量母線對(duì)地電壓用的。為防止在直流回路中由此短路電流引起其他繼電器發(fā)生誤動(dòng)作，則繼電器 KD的線圈必須具有足夠大的電阻值，一般對(duì) 220V直流系統(tǒng)選用 RKD＝ 30kΩ的線圈，其啟動(dòng)電流為 。所以，在 220V直流系統(tǒng)中，當(dāng)任一母線的絕緣電阻下降至 15～ 20kΩ時(shí)，絕緣監(jiān)察繼電器便會(huì)立即發(fā)出信號(hào)。 ? 二、直流母線的電壓監(jiān)察裝置圖 4－ 7 直流母線電壓監(jiān)察裝置接線圖 ? 直流母線的電壓必須保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，以保證控制裝置、信號(hào)裝置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置可靠動(dòng)作和正常運(yùn)行。通常直流母線的電壓是由電壓監(jiān)察裝置進(jìn)行監(jiān)視的，其典型的接線如圖4－ 3所示。當(dāng)直流母線上的電壓低于規(guī)定值（ ）時(shí)，低電壓繼電器KV1返回，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合， H1光字牌點(diǎn)亮，預(yù)告母線電壓過低；當(dāng)母線上的電壓高于規(guī)定值（ ）時(shí)，過電壓繼電器 KV2動(dòng)作，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， H2光字牌點(diǎn)亮，預(yù)告母線電壓過高。 三、閃光裝置 發(fā)電廠和變電站的直流系統(tǒng)通常裝有閃光裝置，作為斷路器位置（或其它需要閃光）信號(hào)燈的閃光電源。 圖 4－ 8 閃光繼電器構(gòu)成的閃光裝置 （ a）閃光裝置電路； （ b） DX－ 3型閃光繼電器內(nèi)部電路 圖 4— 8中，試驗(yàn)按鈕 SE和白色信號(hào)燈 HU用于檢查回路是否完好。 ? 當(dāng)按下試驗(yàn)按鈕 SB時(shí)，閃光小母線 M100（十）通