核电厂电气原理与设备-核电厂的直流与UPS系统课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,#,核电厂电气原理与设备,第,4,章核电厂的直流与,UPS,系统,电气,部 张安庆,2015,年,1,月,核电厂电气原理与设备第4章核电厂的直流与UPS系统电气部 张,掌握直流系统和,UPS,系统在核电厂的重要作用，学习直流系统和,UPS,系统的构成方式及工作原理，并掌握几种典型的配置方式。熟悉蓄电池工作原理和结构组成以及外界各种因素的影响。,2,学习目标,掌握直流系统和UPS系统在核电厂的重要作用，学习直流系统和U,01.,直流系统概述,02.,蓄电池,03.,整流器,04.,直流系统的绝缘监测装置,05.,交流不停电电源系统,3,01.直流系统概述02.蓄电池03.整流器04.直流系,01,直流系统概述,4,01直流系统概述4,直流系统简介,目前大多电厂都采用直流操作电源，因为直流电能可通过蓄电池储存，是与发电厂一次电路无关的独立电源；另外可使操作和保护用的电气结构简化。断路器及其控制、信号、保护、自动装置,事故照明及直流油泵一般采用,220V,直流电源。热工、电气的重要交流负荷采用交流电源不间断装置供电，即,UPS,供电,。,5,蓄电池组,(BT),；,充电器,(RD),；,带有进线和出线断路器的配电盘,(TB),；,向充电器供电的,380V,交流断路器（此开关在,LK*/LL*,的盘上）；,接地故障探测器。,组成,直流系统简介目前大多电厂都采用直流操作电源，因为直流电能可通,直流负荷,1,、经常性负载：指在所有运行状态下由直流电源不间断供电的负载。它包括：,（,1,）经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器；,（,2,）经常点亮的直流照明灯；,（,3,）经常投入运行的逆变电源等。,2,、事故性负载：指正常运行由交流电源供电，当厂（站）自用交流电源消失后由直流电源供电的负载。它一般包括有：事故照明、汽机润滑油泵、发电机氢冷密封油泵及载波通讯备用电源等。,3,、冲击性负载：指直流电源承受的短时最大电流，它包括断路器合闸时的冲击电流和当时所承受的其它负载电流。,6,直流负荷1、经常性负载：指在所有运行状态下由直流电源不间断供,典型的直流盘组成,7,蓄电池放电试验回路,LL*,001BT,监测,用户,001TB,001RD,002RD,001RD,LK*,LL*,001BT,监测,蓄电池放电试验回路,用户,001TB,典型的直流盘组成7蓄电池放电试验回路LL*001BT,02,蓄电池,8,02蓄电池8,蓄电池组的功能,蓄电池组可以应付瞬态高峰负荷。正常运行时，蓄电池由一台处于浮充模式运行的充电器进行浮充。,蓄电池组在充电器切换、充电器或其上游交流电源故障以及柴油机试验时，蓄电池承担全部负载，保证直流电源供给的连续性。蓄电池设计上能够独立承担负荷一个小时，当耗电半小时后会有报警提示，仅可再继续运行半小时。,9,蓄电池组的功能蓄电池组可以应付瞬态高峰负荷。正常运行时，蓄电,蓄电池的原理,蓄电池多采用,铅酸蓄电池，其结构如右图所示。每一个蓄电池由多个铅（,Pb,）电极板组合在一起形成蓄电池负极，多个二氧化铅,(PbO2),电极板组合在一起形成蓄电池正极，每两个极板间用绝缘材料隔开，极板浸没在硫酸溶液中。每一个蓄电池的正常电压是相同的（大约,2.2V,）；各系统的蓄电池组容量大小有所不同。影响蓄电池容量的因素有：放电率、温度、电解液数量和浓度、电极板面积以及充电的次数。体积大的蓄电池电解液的数量多、电极板面积大，而其它的影响因素相差不大，因此其容量就大。,10,正极,负极,比重计,Pb,极板,透气塞,蓄电池的原理蓄电池多采用铅酸蓄电池，其结构如右图所示。每一个,03,整流器,11,03整流器11,整流器,充电器变压器,+,整流装置,对,380V,交流电利用变压器进行降压后，再通过由二极管和可控硅组成的静止式桥式整流器进行整流，输出直流电流。,充电器,组件安装在一个通过自然对流空气冷却的柜内，其外形结构如右图所示。,12,充电器,给直流母线上的负荷供电；,正常,运行时以很小的电流向蓄电池充电，以补偿蓄电池的自放电，使蓄电池时刻处于充满电的状态。,在,需要时对蓄电池进行均衡充电。,功能,整流器充电器变压器+整流装置12 充电器给直流,原理,来自,380V,交流电经过变压器,001TR,降压后，经过可控硅整流桥变成直流电；,可控硅整流桥通过,001TR,的二次侧电压作为前馈信号通过,001CT,控制可控硅整流桥倒角，保证,380V,交流电源变化时，整流后的电压仍能够稳定在整定值；,13,变压器,001TR,整流桥,CT1,电压控制,故障探测,CT2,充电方式,故障探测,信号,报警,输出直流电源,去保护,001CT,用于控制输出电压，探测相电压故障（如保险熔断）、整流器内部故障报警；,002CT,用于报警，保护（探测输出电压高或低等故障，浮充电、均衡充电切换等）以及报警等。,原理来自380V交流电经过变压器001TR降压后，经过可控硅,充电器的运行方式,浮充电,：,由于,蓄电池电解液及极板中有杂质存在，以及极板本身各部分处于不同浓度的电解液层（有细微的差别），会在极板上形成局部放电（这种现象叫蓄电池的自放电）。因此为了保证蓄电池在饱满的容量下处于备用状态，将蓄电池和充电器并联接在直流母线上，充电器除了担负正常的直流负荷外，还给以蓄电池适当的充电电流补偿蓄电池的自放电。这就是浮充电。,均衡再充电,：,以,浮充电方式运行的蓄电池，在长期的运行中，由于每一个蓄电池的自放电是不相等的，但浮充电流却是一致的，结果使得部分蓄电池处于欠充状态。为使蓄电池能在正常的水平上工作，每月须对蓄电池进行一次均衡再充电。具体方法是将浮充电电流增大，使电池电压保持在略高于浮充时的电压，持续一定时间，待比重较低的蓄电池电压均满意后再恢复浮充方式运行。,浮充电和均衡再,充电,：,这,两种充电方式不同之处在于它们的充电电压不同，均衡充电加在每节蓄电池上的充电电压要比浮充电状态下的电压要略高。,14,充电器的运行方式浮充电：14,04,直流系统的绝缘监测装置,15,04直流系统的绝缘监测装置15,绝缘监测装置,直流系统在核电站是极为重要的系统，直流系统有着庞大的用户网络，这些网络由错综复杂的馈线电缆，配电端子箱，接线端子等连接，发生接地的机会非常的多。设置直流绝缘监察装置，可以连续监测网络对地的绝缘水平，能及时发现网络的接地故障，为直流网络的稳定运行，提供了一种可靠的监察手段。,16,绝缘监测装置直流系统在核电站是极为重要的系统，直流系统有着庞,绝缘监测,平衡电桥检测法,不平衡电桥检查法,低频交流检测法,17,母线绝缘监测,直流母线通常采用两线制，不接地系统的方式。,绝缘监视一般分为母线绝缘监测和支路监测。,支路,绝缘监测,低频交流检测,直流漏电检测,绝缘监测平衡电桥检测法17母线绝缘监测直流母线通常采用两线制,05,交流,不停电电源系统,18,05交流不停电电源系统18,UPS:Uninterrupted Power System,利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供（交流）电能的一种能量转换装置。,19,用户设备,蓄电池,市电或燃油发电机,UPS,主机,UPS:Uninterrupted Power System,UPS,的四大功能,1,、不停电功能,解决,电网停电问题,2,、交流稳压功能 解决网压剧烈波动问题,3,、净化功能,解决,电网与电源污染问题,4,、管理功能 解决交流动力维护问题,20,主要技术参数,输入特性：,1,、输入电压范围 输入电压范围宽可减小电池放电机会，延长电池寿命。,2,、输入功率因数 功率因数低，输入无功功率大，谐波电流污染电网,，影响,干扰其它设备，一般,0.9,以上。,3,、主电源频率允许范围。,输出特性：,1,、静态稳定度。大型为,1%,，中小型为,2%,。,2,、输出瞬态特性。大型,5%,，中小型,10,。,3,、输出过载能力。（如：过载,120%10MIN;150%10S),4,、输出功率因数。（,0.6,、,0.7,、,0.8,）,5,、输出电压谐波失真度。典型,3%,以内。,UPS的四大功能1、不停电功能 解决电网停电,UPS,的,基本原理,(1),1.,后备式,UPS,运行原理,有市电时，市电通过开关后直接供给负载，逆变器不工作；另外，市电通过充电器给电池充电。,停电后，启动逆变器，把电池储存的能量通过逆变器和开关供给负载。,21,充电器,逆变器,市电,负载,电池组,功率等级,0.25-2KVA,左右,UPS的基本原理(1)1.后备式UPS运行原理21充电器逆变,UPS,的,基本原理,(2),2.,在线式,UPS,运行原理,不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态。,22,UPS的基本原理(2)2.在线式UPS运行原理22,复习题,23,复习题23,谢谢,谢谢,