一.直流系統(tǒng)的概念

直流系統(tǒng)是應用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶，為給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。直流系統(tǒng)是一個獨立的電源，它不受發(fā)電機、廠用電及系統(tǒng)運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源—蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。

二.直流系統(tǒng)的用途

廣泛應用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶(如發(fā)電廠、變電站、配電站、石化、鋼鐵、電氣化鐵路、房地產(chǎn)等)，為信號設備、保護、自動裝置、事故照明及斷路器分、合閘操作提供直流電源，它也同樣廣泛的應用于通信部門、計算機房、醫(yī)院、礦井、賓館，以及高層建筑的可靠應急電源，用途十分廣泛。還有直流系統(tǒng)的心臟是蓄電池，對蓄電池進行科學的維護是直流系統(tǒng)的核心工作。

三.直流系統(tǒng)的組成

直流系統(tǒng)主要由兩大部份組成。一部份是電池屏，另一部份是直流充電屏(直流屏)。電池屏就是一個可以擺放多節(jié)電池的機柜(800×600×2260)。電池屏中的電池一般是由2V-12V的電池以9節(jié)到108節(jié)串聯(lián)方式組成，對應電的電壓輸出也就是110V或220V。目前使用的電池主要是閥控式密封免維護鉛酸電池。直流屏主要是由機柜、整流模塊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、絕緣監(jiān)測單元、電池巡檢單元、開關量檢測單元、降壓單元及一系列的交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元。

1. 整流模塊系統(tǒng)：

電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊，通常是以通過電流大小來標稱(如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等)，按設計理念的不同也可以分為：風冷模塊、獨立風道模塊、自冷模塊、自能風冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯(lián)使用，實現(xiàn)了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩(wěn)定可調的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如：輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護等。

2. 監(jiān)控系統(tǒng)：

監(jiān)控系統(tǒng)是整個直流系統(tǒng)的控制、管理核心，其主要任務是：對系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進行長期自動監(jiān)測，獲取系統(tǒng)中的各種運行參數(shù)和狀態(tài)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)及時進行處理，并以此為依據(jù)對系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動管理，保證其工作的連續(xù)性、可靠性和安全性。監(jiān)控系統(tǒng)目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監(jiān)控系統(tǒng)提供人機界面操作，實現(xiàn)系統(tǒng)運行參數(shù)顯示，系統(tǒng)控制操作和系統(tǒng)參數(shù)設置。

3. 絕緣監(jiān)測單元：

直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元是監(jiān)視直流系統(tǒng)絕緣情況的一種裝置，可實時監(jiān)測線路對地漏電阻，此數(shù)值可根據(jù)具體情況設定。當線路對地絕緣降低到設定值時，就會發(fā)出告警信號。直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元目前有母線絕緣監(jiān)測、支路絕緣監(jiān)測。

4. 電池巡檢單元：

電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環(huán)檢測的一種設備。可以實時檢測到每節(jié)蓄電池電壓的多少，當哪一節(jié)蓄電池電壓高過或低過設定時，就會發(fā)出告警信號，并能通過監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一節(jié)蓄電池發(fā)生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環(huán)檢測1-108節(jié)蓄電池。

5. 開關量檢測單元：

開關量檢測單元是對開關量在線檢測及告警干節(jié)點輸出的一種設備。比如在整套系統(tǒng)中哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開關量檢測單元就會發(fā)出告警信號，并能通過監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開關量檢測單元可以采集到1-108路開關量和多路無源干節(jié)點告警輸出。

6. 降壓單元：

降壓單元就是降壓穩(wěn)壓設備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調節(jié)控母電壓在設定范圍內(110V或220V)。當合母電壓變化時，降壓單元自動調節(jié)，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調節(jié)點都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調節(jié)穩(wěn)定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調節(jié)點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩(wěn)定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術還不是很成熟常發(fā)生故障，所以還是降壓硅鏈使用效廣泛。

7. 配電單元：

配電單元主要是直流屏中為實現(xiàn)交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉換開關、按鈕開關、指示燈以及電流、電壓表等等。

四.電池容量選擇和模塊的配置

電池容量選擇要進行直流負荷的統(tǒng)計，直流負荷按性質分為經(jīng)常負荷、事故負荷、沖擊負荷。經(jīng)常負荷主要是保護、控制、自動裝置和通信設置。事故負荷是指停電后必須由直流系統(tǒng)供電的負荷，如UPS、通信設置等。沖擊負荷是指極短時間內施加的大電流負荷，比如斷路器分、合閘操作等。根據(jù)上述三種直流負荷統(tǒng)計就可以計算出事故狀態(tài)下的直流持續(xù)放電容量。一般在220KV的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇兩組電池，電池容量是150AH-200AH，110KV的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇一組電池，池容量是100AH-150AH，35KV的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇一組電池，池容量是50AH-100AH。模塊數(shù)量的配置是要全部模塊出額定電流總值要≥最大經(jīng)常負荷加蓄電池充電電流.(蓄電池充電電流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄電池組其充電電流是0.1c*100=10A，在不計算經(jīng)常負荷的情況下選用額定電流5A電流的模塊和話2臺模塊就可以滿足對蓄電池的充電，要實現(xiàn)N+1冗余總共選擇3臺5A模塊。（文章采集自北京國電遠通電氣有限公司，如涉及版權問題請聯(lián)系我們刪除）