9、直流系统.ppt

控制电源种类 直流控制电源设备 蓄电池组: 在70年代以前，发电厂和变电所中应用的都是开启式铅酸蓄电池。70年代以 后，开始应用半封闭的铅酸蓄电池，并逐步得到普遍采用。到80年代中期以后，镉镍碱性电池开始使用。90年代发展起来的阀控制式密封铅酸蓄电池，由于有安装方便、维护工作量小，不污染环境、可靠性较高等一系列优点，已开始得到推广使用 。 充电机： 在70年代以前，主要是用电动发电机组作充电器；70年代开始应用整流装置。近年来采用了高频开关电源模块，并采用微机实现调节和控制，使整流装置的定流、定压调节稳定性和调节精度等性能都取得了显著的进步 。 直流屏： 直流屏可分为：充电屏、馈线屏、母联屏、蓄电池柜等。近年来设置了用于远方控制、调节、测量和信号接口、增加了直流屏布置上的自由度，更重要的是对一些实现综合自动化的变电所，为实现无人值班创造了条件。 控制保护设备： 集中监测模块、绝缘监测装置、开关状态监测装置、调压装置、保护装置等 直流负荷的分类 举例说明直流系统重要性 2.1蓄电池概述 蓄电池是一种化学电源，它既能将电能转化为化学能储存起来，又能将储存起来的化学能转化为电能输送出去。这两个能量的转化过程，就叫做蓄电池的充电和放电。 蓄电池是独立的电源，不会受电力网的影响。它具有电压稳定、使用方便和安全可靠等优点，并可根据需要选择其容量或形式。所以，在国防、科研和国民经济各个部门中，特别是电力工业和通讯等部门都普遍采用蓄电池作为直流电源。 蓄电池按电解质的不同，分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。 发电厂、变电所目前采用的蓄电池主要有防酸隔爆式、消氢式及阀控式密封铅酸蓄电池。老式开口式铅酸蓄电池已被淘汰。碱性镉镍蓄电池因具有体积小，机械强度高，工作电压平稳，大电流放电特性好而应用于发电厂，变电所的直流电源。但由于价格昂贵，制作材料选择困难，因而目前不如铅酸蓄电池应用广泛。 蓄电池的电解液不同，可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两种。 酸性蓄电池常采用铅酸蓄电池。酸性蓄电池一般适用于大型发电厂和变电站。 碱性蓄电池适用于中、小型发电厂和 110kV以下的变电站。碱性蓄电池有铁镍、镉镍等几种。发电厂和变电站常采用镉镍碱性蓄电池。 2.2 铅酸蓄电池的电化学原理 铅酸蓄电池的工作原理可知，在放充电过程中有如下反应过程： 正极 负极　放电 PbO2＋2 H2SO4+ Pb 　　　PbSO4＋2H2O＋PbSO4 　　　　　　　　　　 充电 由于正、负极板的电化反应各具特点，所以正、负极板的充电接受能在存在差别，当正极板充电到70%时，开始析氧O2；负极板充电到90%时，开始析氢H2。 。 正极 H2O 1/2O2＋2H+＋2e - 负极 2H+ ＋ 2e - 　H2 2.3 阀控式铅酸蓄电池 铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电池槽、电解液所组成。一般每只电池的正、负板总数为 奇数，负板至少有 4 片以上 。 阀控式蓄电池属于贫电解液蓄电池，其内部电解液全部吸附在隔膜和极板中，隔膜处于90%的饱和状态，电池内无游离电解液，不会有电解液溢出。蓄电池在任何位置均能正常工作。 阀控式蓄电池在正常浮充电状态下，处于密封状态，装设有能自动开启和关闭的安全阀。当内部压力超过规定开阀值时，安全阀自动开启；压力低于关阀时又自动关闭。安全阀上有滤酸装置，不会排出酸雾等有害气体，也不会发生电解液泄漏，可防火花引起电池爆炸。 2.4阀控式铅酸蓄电池的结构 阀控式密封铅酸蓄电池，其电解液有胶体电解液和超细玻璃纤维隔膜吸附电解液两类，我国大多采用后者。胶体电解液，由硫酸配制成的电解液包含在由SiO2微粒组成的胶体物质中，电解液密度为1.240。这种电解液充满电池槽内所有空隙。胶体电解液均匀性能好。因而在充放电过程中极板受力均匀不易弯曲。 用超细玻璃纤维隔膜将电解液全部吸附在隔膜中，它是一种贫电液电池，隔膜约处于90%饱和状态，电解液密度约为1.300。电池内无游离状态的电解液，电池可卧放也可立放，但立放电池高度有一定限制，否则电解液会产生分层现象。隔膜与极板采用紧装配工艺，内阻小受力均匀。 2.5阀控式密封铅酸蓄电池产生自放电的主要原因 （1）化学原因，即正极板上的二氧化铅和负极板的海绵铅在电解液中硫酸的作用下，被逐渐地分解或发生化学反应，产生稳定状态的硫酸铅，从而导致自放电。 （2）电化学原因，即电池中杂质或极板和隔板中的金属等杂质溶解于电解液中，进而附着于极板上，与活性物质