直流系统为双母线接线的蓄电池组带端电池的直流电源系统如图7-5所示。它是由充电设备U1、蓄电池组GB、浮充电设备U2、相应的刀开关和监测量仪表等组成。
图7-5 蓄电池组带端电池的直流电源系统
电源系统每组直流母线上各接一套电压监察装置和闪光装置，两组直流母线Ⅰ和Ⅱ公用一套绝缘监察装置。每组直流母线上又接有控制、信号馈线与动力馈线。其中，控制、信号馈线向发电厂和变电站的控制、信号、测量，继电保护、自动装置、计算机监控系统等负荷供电；动力馈线向断路器合闸回路、事故照明，以及锅炉、汽轮机事故保安负荷等负荷供电。
（1）充电设备U1和浮充电设备U2。两组直流母线Ⅰ和Ⅱ公用一套充电设备和浮充电设备，它们既可作为向蓄电池组充电的电源设备，又可作为蓄电池组定期放电的电路，即逆变型的整流设备。正常运行时，它们向母线上的全部直流负荷供电。
充电设备和浮充电设备一般由整流变压器、整流电路、滤波器及控制回路等组成，如图7-6所示。其输出的直流电压和电流连续可调，并具有稳压和稳流功能。
（2）蓄电池组GB。经刀开关QK1和QK2，使两组直流母线Ⅰ和Ⅱ公用一套蓄电池组。在充电设备和浮充电设备事故情况下，蓄电池组既可作为向重要直流负荷供电的电源；在正常运行时，又可作为维持直流母线电压恒定不变的电源。
图7-6 充电设备组成框图
图7-5中的蓄电池组由n0节基本电池和n'节端电池组成。当蓄电池组被充满电时，接入直流母线的多节电池组成基本电池；当蓄电池组放完电时，接入直流母线的多节电池组成蓄电池组总节数n，则端电池节数n'=n-n0。
蓄电池组在充电、放电过程中，通过调整接入直流母线的端电池节数，维持直流母线电压恒定。蓄电池组在充电过程中，直流母线电压要升高，此时要减少接入直流母线端电池节数，抑制母线电压的升高；蓄电池组在放电过程中，直流母线电压要下降，此时要增加接入直流母线端电池节数，限制母线电压的下降。而基本电池不参加调整。通过端电池调整器可以调整端电池节数。
端电池调整器的工作原理如图7-7所示。一排相互绝缘的固定金属片4，分别与每节端电池的端子相连接；两个可动触头1和2分别被放电手柄S1和充电手柄S2带动，当可动触头由一个金属片移至相邻的另一个金属片时，接入直流母线的端电池节数发生了变化，即增加一节端电池，并完成了一次调整过程。为防止在调整过程中，造成电池回路开路，先使触头1和2跨接在相邻的两个金属片上，电池回路通过电阻R连接；再断开触头1。端电池调整器既可以手动控制，也可以远方电动控制。
图7-7 端电池调整器示意图
1—可动触头；2—可动触头；3—电阻；4—固定金属片
（3）监测量仪表。电压表PV2和电流表PA3，用以监视充电设备U1输出端电压和电流。电压表PV3和电流表PA4，用以监视浮充电设备U2输出端电压和电流。电压表PV1用来监视蓄电池组端电压；电流表PA1为双向电流表，用以监视蓄电池组充电和放电电流；电流表PA2用来监测蓄电池组浮充电电流，正常时被接触器KM常闭触点短接；当按下按钮SB使接触器KM失磁，其常闭触点断开，自动将电流表PA2接入蓄电池组主回路，此时通过读取其数值，监测蓄电池组浮充电电流大小。
（二）蓄电池组的运行方式
蓄电池组的运行方式有充电放电方式和浮充电方式两种。其中，发电厂和变电站的蓄电池组普遍采用浮充电方式运行。
1.充电放电运行方式
如图7-8所示，蓄电池组充电时，检查端电池调整器的放电手柄S1和充电手柄S2均在蓄电池组最右端，全部蓄电池都接入；合上双投刀开关QK1，使其触点1—2、3—4接通，蓄电池切换至Ⅰ组母线上；合上双投刀开关QK3，使其触点2—3、5—6接通；调整充电设备U1输出电压，使其输出电压略高于直流母线电压1～2V，则充电设备U1以电流I1的大小对蓄电池组进行充电。在充电过程中，充电设备U1除了向蓄电池组提供电源外，还承担直流母线上的全部直流负荷。
图7-8 充电放电方式运行的蓄电池组
在充电过程中，蓄电池端电压逐渐上升，充电电流逐渐减小，为了维持恒定的充电电流，需不断地提高充电设备U1的端电压；同时为了保持直流母线的正常工作电压，必须将放电手柄S1向左逐渐移动，来减少接入母线上的蓄电池数目。放电手柄S1左移后，使流过接入两个手柄之间的端电池的充电电流增大为I1+I2，I2为直流母线上的全部直流负荷电流。为了防止端电池过充电，在充电过程中，应将充电手柄S2逐渐向左移动，将充好电的端电池停止充电。
充电末期时，每节蓄电池的端电压约为2.7V，放电手柄S1已移到最左位置，此时接入母线上的蓄电池就是不参加调节的基本电池。对于额定电压为220V的直流系统，其直流母线的额定电压为230V，则发电厂和变电站的基本电池的节数为(www.xing528.com)
式中 n0——基本电池节数；
Um——直流母线的额定电压，V。
2.放电运行方式
放电运行方式就是将充满电的蓄电池带全部直流负荷运行，使蓄电池处于放电状态。放电运行方式如图7-8所示。
蓄电池放电的最初阶段，放电手柄S1和充电手柄S3处于端电池的最左端；拉开双投刀开关QK3，使其触点1—2、2—3、4—5、5—6均断开；合上刀开关QK1，使其触点1—2和3—4接通；则蓄电池组接入Ⅰ母线，将已充好电的蓄电池组带全部直流负荷运行。
在放电过程中，蓄电池的端电压要降低，为了保持母线电压恒定，要经常将放电手柄S1向右移动，用以增加蓄电池接入母线的数目。
充电设备输入交流电源系统可能发生故障，为了保证直流系统供电的可靠性，在蓄电池放电到额定电压的75%～80%（未放电至终止电压）时，就停止放电，准备充电。因此，蓄电池组到放电末期时，对于发电厂，放电末期每节蓄电池的电压为1.75V；对于变电站，放电末期每节蓄电池的电压为1.95V。此时，放电手柄S1移到最右端，将全部蓄电池（包括基本电池和端电池）均接入直流系统，以维持母线直流电压恒定。
对于额定电压为220V的直流系统，其直流母线的额定电压为230V，则全部蓄电池组节数n为：
对发电厂
对变电站
蓄电池组的端电池节数为：
对发电厂
对变电站
式中 n——蓄电池总数；
Um——直流母线的额定电压，V。
可见，放电手柄S1的作用是在蓄电池端电压变化时，调整端电池的接入数目，用以维持直流母线工作电压恒定。充电手柄S2的作用是在充电时，将已充满电的端电池退出充电运行状态。另外，充电放电运行方式操作频繁，蓄电池容易老化损坏。所以，发电厂和变电站中很少采用充电放电运行方式。
3.浮充电运行方式
浮充电运行方式就是将充好电的蓄电池与充电设备并联运行，此运行方式的充电设备称为浮充电设备；浮充电设备除了向母线上的经常性直流负荷供电外，同时还较小的浮充电流向蓄电池浮充电，以补偿蓄电池的自放电损耗，使蓄电池经常处于充满电状态。出现短时较大负荷时（例如：断路器合闸、许多断路器同时跳闸、直流电动机启动），主要由蓄电池承担向短时较大的冲击负荷供电任务，而浮充电设备只能提供略高于其额定输出的电流。当浮充电设备的输入交流电源故障时，所有直流负荷完全由蓄电池供电。
蓄电池浮充电运行时，如图7-5所示。刀开关QK2合闸，其触点1—2、3—4接通，蓄电池切换至Ⅱ组母线上；双投刀开关QK4合闸，其触点2—3、5—6接通；此时浮充电设备U2与蓄电池并联运行。浮充电设备U2除了向Ⅱ组母线上的经常性直流负荷供电外，同时还较小的浮充电流向蓄电池GB浮充电。刀开关QK3合闸，其触点1—2、4—5接通，充电设备U2切换至Ⅰ组母线上，并承担全部直流负荷的供电任务。
蓄电池浮充电运行方式，既提高了直流系统供电的可靠性，又大大减少了充电次数，提高了蓄电池的使用寿命，所以得到了广泛应用。
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